了解CNC加工公差

最大限度地提高零件质量，降低成本，并使用加工零件的标准化公差来应对设计挑战

伊莱·惠特尼是轧棉机的发明者，他提出了可互换部件的概念。1801年，在向美国国会做报告时，他阐述了如何根据一套严格的标准来生产装配所需的所有部件——换句话说，要符合特定的尺寸和公差——从而确保一支火枪上的击针或枪管可以适用于任何其他火枪。他的想法为第二次工业革命铺平了道路，也为后来著名的美国制造体系铺平了道路。

在Protolabs，我们的标准原型和生产加工公差为+/- 0.005英寸。(0.13毫米)。但如果您需要更高的精度，我们的标准精度或生产加工公差为+/-0.002英寸。(0.051毫米)。我们还可以保持+/- 0.0005。(0.0127mm)在扩孔上，+/- 0.002 (0.051mm)在特征位置上，前提是这些特征在零件的同一侧加工。

部件互换性和尺寸公差的概念已经成为制造业中公认的一部分。不幸的是，后者的误用会导致一系列问题。例如，过于严格的公差可能要求零件进行二次磨削或电火花加工来完成，不必要地增加了成本和交货时间。公差“太松”或与配套部件的公差不一致会使装配不可能，导致需要返工，或者在最坏的情况下，使成品无法使用。

为了帮助避免这些不愉快的情况，本设计技巧包括一些关于如何在Protolabs中正确应用零件公差的指导方针，以及一些更常用的标注的定义。我们还将探讨被称为几何尺寸和公差(GD&T)的零件公差行业标准，这是根据美国机械工程师协会(ASME) Y14.5规范定义的系统。

数控加工的标准公差

Protolabs的标准原型和生产加工公差为+/- 0.005英寸。(0.13毫米)。这意味着任何部件特征的位置、宽度、长度、厚度或直径都不会偏离标称的这个量。例如，1英寸。(25.4mm)宽的支架，你计划订购将介于0.995和1.005英寸。(25.273和25.527毫米)，而0.25英寸。(6.35毫米)孔支架的一条腿将在0.245至0.255英寸。(6.223至6.477毫米)直径。

这已经非常接近了，但如果您需要更高的精度，我们的标准精度或生产加工公差为+/-0.002英寸。(0.051毫米)。我们还可以保持+/- 0.0005。(0.0127mm)在扩孔上，+/- 0.002 (0.051mm)在特征位置上，前提是这些特征在零件的同一侧加工。然而，根据零件的几何形状和材料，如果您让我们了解您的要求，我们通常可以实现更高的精度。对于这些和其他例外情况，请务必在您上传用于引用的文件时在您的部件设计中注明它们。

在CNC加工零件的设计中微调公差尺寸可以帮助最大限度地提高这些零件的质量并降低成本。

数控加工公差指南

另外，要知道这些是两国公差。如果用单方面的术语，标准公差为+0.000/- 0.010英寸。(或+0.010/- 0.000英寸)limit-based在括号示例中，公差为1.005 / 0.995英寸。

所有这些都是可以接受的，度量值也是可以接受的，只要您在设计中详细说明它们。为了避免混淆，请坚持所示的“三个位置”尺寸和公差，避免在1.0000或0.2500英寸中额外的零。除非有更重要的原因。

加工公差的表面粗糙度考虑

零件公差不仅仅是长度、宽度、孔尺寸等。还有表面粗糙度，在标准产品中等于63 μ in。对于平面和垂直表面，以及曲面，125 μ in。或更好。

这是一个足够的完成大多数用途，但对金属零件的化妆品表面，我们通常能够改善外观通过轻珠爆破。查看我们的CNC表面加工指南例如，如果你需要一些更流畅的东西，在你的设计中注明，我们会尽最大努力满足你。

几何尺寸与公差

这里还有另一个考虑。如前所述，我们可以接受GD&T公差。这提供了更深层次的质量控制，包括各种部件特征之间的关系以及形状和配合限定符。下面是一些比较常见的错误:

真正的位置:在前面引用的括号示例中，我们通过指定X和Y距离以及它们与一对垂直部件边缘的允许偏差来确定孔的位置。在GD&T中，孔的位置将由它在一组参考基准中的真实位置来表示，并伴随着限定词MMC(最大物质条件)或LMC(最小物质条件)。
平面度:铣削后的表面通常很平整，但由于加工过程中材料的内部应力或夹紧力，一旦零件从机器上取下，就会发生一些翘曲，尤其是薄壁和塑料零件。GD&T平面度公差通过定义两个平行平面来控制铣削表面必须位于其中。
圆柱度:由于同样的原因，大多数铣削表面是相当平的，大多数孔是相当圆的，因为是车削表面。然而，使用+/- 0.005 in。(0.127mm)公差，0.25英寸。(6.35mm)孔在支架的例子可能是长方形的，测量0.245英寸。(6.223毫米)单向，0.255英寸。(6.477毫米)另一个。使用圆柱度-定义为两个同心圆柱，加工孔必须位于其中-制造商消除了这种不可能的情况。
同心靶心上的圆环是同心的，就像你汽车上的轮子与车轴是同心的一样。如果钻孔或扩孔必须完全符合同轴反孔或圆形凸台，同心标注是确保这一点的最佳方法。
垂直:顾名思义，垂直度决定了一个水平加工表面与附近垂直表面的最大偏差。它也可以用来控制一个转肩的平方到邻近的直径或中心轴的部分。

GD&T还有其他考虑因素，包括平行度、直线度、轮廓度和角度度，所有这些都在ASME Y14.5中详细说明。然而，与任何其他非标准公差一样，它们必须在上传时在设计中显示出来。与GD&T的公差也意味着项目将绕过我们的自动化Protolabs报价流程，并重新定向到我们的myRapid报价经验，用于我们的CNC加工高精度/高数量选项。

在Protolabs，我们提供全自动加工选项，以实现快速周转，或提供高精度选项，具有扩展铣削和后加工功能，可用于最高复杂性部件。无论是加工原型还是生产部件，我们都能满足您所有的数控铣削和车削需求。

为什么是高精度/大批量加工?

那么，我们的加工选择之间有什么区别呢?首先，引用bepaly下载软件不像我们的自动加工选项那样自动化，因此报价可能需要一天的人工审查。通过高精度加工，成品零件的交货期也稍长，标准为7 - 10天。我们需要3D CAD模型，以及GD&T公差的2D图纸。这也可能意味着我们超越了我们的标准刀具集，并使用加工工艺，如线切割，电火花开孔，磨削和镗孔，以满足您的零件质量要求。

在此背景下应该提到的另一个选项是质量控制和文档。根据要求，我们将在我们的三坐标测量机(三坐标测量机)和其他计量设备上测量零件。我们还将在生产部件批准流程(PPAP)上与您合作，提供符合您规格的合格证书(CoC)，并提供首件检验(FAIs)、材料认证和热批号。

最终，无论公差要求如何，我们都将为您的项目提供从原型开发到生产的支持。这是因为我们提供了全自动加工选项，可实现快速周转，也提供了高精度选项，可扩展铣削和后加工功能，适用于最高复杂性的零件。我们有您所有的数控铣削和车削需求涵盖。如果您想了解更多，请给我们打电话或发电子邮件。我们总是有应用工程师可以帮助解决任何问题(电子邮件保护)或877-479-3680。准备好开始下一个项目了吗?只需上传一个CAD文件到我们的网站。