选择正确的公差对于所有项目都非常重要,它影响着产品未来的应用能力,也影响着交货时间和价格。
设计师和工程师会在图纸规格中说明公差要求,以控制工件的各种角度、尺寸和形状。然而,为零件的每一个特征都添加控制公差要求既费事又费力,这也是为什么现在很多制造厂家会采用标准化的国际体系公差标准。(详情可参阅CNC加工的公差标准页)。
全球多个国家及地区的制造厂家均采用ISO体系作为生产的公差标准。ISO 标准已经规定了加工工艺内常用的几何形状特征公差,并进一步按公差控制水平区分出不同的类别和质量等级。
通用公差标准能简化设计者的工作,他们不再需要为工件的每个形状和特征计算出对应的公差要求,只需要利用通用的标准体系并确保工件达成相匹配的质量水平。
Xometry 采用的公差标准
不同的制造工艺往往采用不同公差标准。例如,欧洲工程师最常用的减材制造工艺(如 CNC加工)公差标准体系是 ISO 2768 和 ISO 286。Xometry 为客户提供五种公差标准选择:
- ISO 2768 – F 精密级
- ISO 2768 – M 中等级
- ISO 286 – 6 级
- ISO 286 – 7 级
- ISO 286 – 8 级
ISO 2768 和 ISO 286 标准体系的主要差别是, ISO 2768 涵盖了线性和角度尺寸的通用公差,而ISO 286 涵盖柱体及其两个平行平面的配合公差,如轴和孔的配合公差。如果工件的设计具有上述相关特征,两套公差标准可以同时使用。
下图为公差标准说明表:
公差标准 | 线性尺寸通用公差 | 倒圆半径及倒角高度通用公差 | 角度尺寸通用公差 |
ISO 2768 – M 中等级 (标准级) | 尺寸分段在 0.5 – 4000 mm 的工件,公差为额定尺寸 ±0.1-2 mm | 尺寸分段在 0.5 – 6 mm 的工件,公差为额定尺寸 ±0.2-1 mm | 长度分段在 10 – 400 mm 的工件,公差为额定尺寸 ±1°-0°5’ |
ISO 2768 – F 精密级 | 尺寸分段在 0.5 – 2000 mm 的工件,公差为额定尺寸 ±0.05-5 mm | 尺寸分段在 0.5 – 6 mm 的工件,公差为额定尺寸 ±0.2-1 mm | 长度分段在 10 – 400 mm 的工件,公差为额定尺寸 ±1°-0°5’ |
ISO 286 – 8 级 | 尺寸范围为 3 -2500 mm 的工件可以根据额定尺寸达到 0.014 – 0.33 mm 不等的公差控制 | ||
ISO 286 – 7 级 | 尺寸范围为 3 – 2500 mm 的工件可以根据额定尺寸达到 0.01 – 0.21 mm 不等的公差控制。 | ||
ISO 286 – 6 级 | 尺寸范围为 3 – 2500 mm 的工件可以根据额定尺寸达到 0.006 – 0.135 mm 不等的公差控制。 |
ISO 2768
ISO 2768 和衍生的相关几何公差标准主要用于零件的机械加工或减材制造(如切削铣)工艺。
ISO 2768 仅适用于以下特征在图纸中未注公差的公差管理(如图纸有特殊公差标注则不适用):
- 线性尺寸 (如外尺寸、内尺寸、直径、半径、距离、倒角高度)
- 角度尺寸
- 机械加工组装工件的线性尺寸和角度尺寸
线性尺寸
额定尺寸 (mm) | 公差等级 (mm) | ||
尺寸下限 | 尺寸上限 | 精密级 | 中等级 |
0.5 | 3 | ±0.05 | ±0.1 |
3 | 6 | ±0.05 | ±0.1 |
6 | 30 | ±0.1 | ±0.2 |
30 | 120 | ±0.15 | ±0.3 |
120 | 400 | ±0.2 | ±0.5 |
400 | 1000 | ±0.3 | ±0.8 |
1000 | 2000 | ±0.5 | ±1.2 |
2000 | 4000 | – | ±2.0 |
倒圆半径与倒角高度尺寸
额定尺寸 (mm) | 公差等级 (mm) | ||
尺寸下限 | 尺寸上限 | 精密级 | 中等级 |
0.5 | 3 | ±0.2 | ±0.2 |
3 | 6 | ±0.5 | ±0.5 |
6 | >6 | ±1.0 | ±1.0 |
角度尺寸
额定尺寸 (mm) | 公差等级 (°,ˈ ) | ||
尺寸下限 | 尺寸上限 | 精密级 | 中等级 |
– | 10 | ±1° | ±1° |
10 | 50 | ±0°30ˈ | ±0°30ˈ |
50 | 120 | ±0°20ˈ | ±0°20ˈ |
120 | 400 | ±0°10ˈ | ±0°10ˈ |
400 | >400 | ±0°5ˈ | ±0°5ˈ |
ISO 286
ISO 286 适用于各种减材制造工艺并规定了下述特征的线性尺寸公差标准:
- 柱体
- 两个平行的相对表面
此公差标准仅用于图纸中未注公差的相关特征。我们提供 ISO286 标准下三个公差等级供客户选择:分别为 6 级(IT6), 7级 (IT7),和 8级 (IT8)。
ISO 286 提供了不同等级的配合公差标准,客户可以根据实际需要选择合适的公差等级。
根据 ISO286 标准,相关术语的进一步说明如下:
- 额定尺寸: 由图纸规格定义的具体特征的尺寸
- 实际尺寸: 通过测量得出的特征的尺寸
- 上限尺寸: 该特征的最大允许尺寸
- 下限尺寸: 该特征的最小允许尺寸
- 公差: 上限尺寸到下限尺寸的差值
额定尺寸 (mm) | 不同公差等级的偏差值 | |||
下限尺寸 | 上限尺寸 | IT6 | IT7 | IT8 |
– | 3 | 0.006 | 0.010 | 0.014 |
3 | 6 | 0.008 | 0.012 | 0.018 |
6 | 10 | 0.009 | 0.015 | 0.022 |
10 | 18 | 0.011 | 0.018 | 0.027 |
18 | 30 | 0.013 | 0.021 | 0.033 |
30 | 50 | 0.016 | 0.025 | 0.039 |
50 | 80 | 0.019 | 0.030 | 0.046 |
80 | 180 | 0.022 | 0.035 | 0.054 |
120 | 180 | 0.025 | 0.040 | 0.063 |
180 | 250 | 0.029 | 0.046 | 0.072 |
250 | 315 | 0.032 | 0.052 | 0.081 |
315 | 400 | 0.036 | 0.057 | 0.089 |
400 | 500 | 0.040 | 0.063 | 0.097 |
500 | 630 | 0.044 | 0.070 | 0.110 |
630 | 800 | 0.050 | 0.080 | 0.125 |
800 | 1000 | 0.056 | 0.090 | 0.140 |
1000 | 1250 | 0.066 | 0.105 | 0.165 |
1250 | 1600 | 0.078 | 0.125 | 0.195 |
1600 | 2000 | 0.092 | 0.150 | 0.230 |
2000 | 2500 | 0.110 | 0.175 | 0.280 |
2500 | 3150 | 0.135 | 0.210 | 0.330 |
对应的美国标准
ISO 国际标准体系是大部分地区的通用体系,美国地区有与之相对应的美国标准体系(ASME)。ASME 体系与 ISO 体系在公差标准上存在若干差异。
下表列出了ISO标准体系与美国标准体系ASME 的对应标准
标准 | ISO 2768 (精密级) | ISO 2768 (中等级) | ISO 268 IT 6 | ISO 268 IT 7 | ISO 268 IT 8 |
对应的美国标准 | – | – | ASME B4.1 Grade 6 | ASME B4.1 Grade 7 | ASME B4.1 Grade 8 |
结语
这些公差标准适用于未注公差的零件加工。假如您使用 Xometry的实时报价引擎上传了CNC加工工件的模型,您可以在列出的五种公差标准及等级中选择一种获取快速报价。但假如您的工件有特殊公差要求,请上传必要的相关工件图纸。