关于 CNC 加工公差你需要知道的一切

数控机床可以达到非常高的精度。 有些机器的精度可以高达 +/-0.0025mm。 然而，在数控机床上进行最高精度水平的零件铣削是一项昂贵且耗时的工作。 这就是 CNC 加工公差的用武之地。由于不同的零件需要不同的精度，因此设计人员指定该零件所需的具体尺寸和公差是经济的。

什么是公差？

简而言之，公差是表示您想要制造的零件所需的精度水平的测量值。 具体来说，CNC 公差表示定制加工零件的最终尺寸或测量值允许的变化程度。

CNC 机械车间通过数值测量部件，通常前面带有 ± 符号。 例如，您可以为长度为 0.001 英寸的零件指定 ±2.550 英寸的公差。 这表明制造的零件的长度可变，测量值在 2.549” 和 2.551” 之间。 如果高度为 1.5 英寸的零件需要 ±0.005” 的公差，则最终零件应落入 1.495” 和 1.505” 的范围内才能通过质量检验。

图纸中的标准或非标准公差说明 CNC加工服务 机械师在生产零件时应采用何种精度。 数字越小（在制造业中这是一个更严格的公差），所需的精度就越高。 数字越大（也称为越宽松），您需要的精度就越低。

CNC加工中常见的公差类型

1. 标准公差

机械师通常遵守常用制造零件的标准 CNC 公差。 这包括螺纹、销和管道等元素的特定精度。 许多 铣削服务 提供约 +/-0.1mm 的国际标准，特别是当客户未指定自己的公差水平时。 如需全面了解，请参阅 详细的CNC加工图表。 这些标准的范围通常由多个国际组织定义，包括国际标准化组织 (ISO)、美国机械工程师协会 (ASME) 和美国国家标准协会 (ANSI)。

2. 双边公差

当采用双边公差时，与给定尺寸的偏差可以是负值或正值，允许零件比规定的稍大或小。 例如 +/- 0.06mm，表示加工零件可以比指定的测量值短或长 0.06mm。 此类规格通常适用于外部尺寸。

3. 几何尺寸和公差

GD&T 公差 比其他加工公差系统更加彻底。 它突出显示了测量值和允许偏差。 它还概述了机加工零件的具体几何特征，例如它的平面度、同心度和真实位置。 GD&T 公差通常用于尺寸极其精确的零件。

4. 单边公差

单边公差仅允许在一个方向上存在偏差，无论是正值还是负值。 例如，指定为 +0.00/-0.06mm 的公差表示成品零件最多可以比规定的测量值小 0.06mm，但不能大。 这种公差通常用于一个零件必须安装到另一个组件中的设计中。 确保零件不超过指定尺寸至关重要，因为较大的尺寸会妨碍其安装到预期位置。

5. 极限公差

极限公差表示为一个值范围，只要测量值落在该范围内，该零件就很好。 例如，13 – 13.5mm 是 CNC 加工的极限公差，表示零件的尺寸必须介于上限和下限之间（13mm 是上限，13.5mm 是下限）。

选择公差时要记住的事情

在 CNC 加工中，了解公差对于确保零件的最佳性能至关重要。 零件功能受尺寸变化影响的阈值是一个关键的考虑因素。 对于关键发动机部件等精度至关重要的零件来说尤其如此。 它们的几何形状的任何偏差都可能导致严重的后果。 另一方面，有些零件不需要如此严格的精度。 对于这些组件，在不影响其功能的情况下，可以允许制造公差稍大一些的偏差。 除了这些考虑因素之外，在 CNC 加工中选择公差时，还必须记住一些其他因素：

1. 什么时候需要严格的公差？

对更严格公差的需求通常因单个组件的不同特征而异。 例如，虽然零件的整体结构可能不需要最严格的公差，但特定区域（例如零件必须与其他组件（如孔）配合或连接的点）需要高精度。

在航空航天、医疗设备和汽车制造等需要精度的行业中，复杂公差尤其重要。 这些行业通常需要能够在复杂组件中完美安装和运行的组件，即使是微小的偏差也可能导致严重的操作故障。

在加工过程中，精度的提高确保了每个零件都以最高的精度生产，从而减少了误差范围。 这对于与其他组件密切相互作用的零件至关重要，轻微的不匹配可能会导致磨损或操作效率低下。 此外，对于安全性至关重要的项目（例如航空航天业），数控加工的极限公差是不可协商的，因为它直接影响最终产品的可靠性和安全性。

2. 严格要求成本高

然而，选择精密公差会增加加工时间和成本。 使用 CNC 工具来维持严格的标准，例如接近 ±0.001 英寸的极严格公差，可能会导致设备磨损增加。 这一点在大规模生产中变得尤为重要。 例如，新工具最初可能可以轻松满足 ±0.001” 标准，但在重复使用后保持这种精度水平变得具有挑战性。 按照这些严格的标准生产大量零件可能需要在加工过程中频繁更换工具或调整，从而导致生产时间更长和成本升高。

3.公差取决于材料

不同的材料具有各自的特性，这些特性可能会影响它们可实现的 CNC 加工的公差水平。 其中一些特征包括：

• 硬度：较软的材料更难以加工高精度。 这主要是因为当切削刀具接触它们时它们可能会改变尺寸。 因此，在加工这些较软的材料时，您必须格外耐心。 
• 磨损性：粗糙和粗糙的材料通常对切削工具来说很坚硬，甚至会导致它们磨损得更快。 这些材料很难实现严格的尺寸精度，因为切削刀具的变化会导致精度降低。 磨料通常需要技术人员在整个加工过程中多次更换刀具。 
• 热稳定性：这是一个主要影响非金属的问题。 随着加工过程中热量的积累，这些材料开始变形。 这限制了您可以在该特定材料上使用的过程。

4.制造方法的选择

数控机床的容量和功能差异很大。 CNC 机床的公差至关重要，决定了它可以处理的零件类型。 虽然有些机器擅长完成复杂的任务，但其他机器可能存在局限性。 通常，实现完美的机加工零件需要额外的操作，特别是对于复杂的设计或使用严格的 CNC 公差时。 这凸显了了解机器在精密制造中的具体优势和局限性的重要性。

5。 检查

鉴于项目的性质，有必要对具有有限公差的零件进行彻底检查。 由于涉及精度，此过程将需要大量时间。 此外，可能有必要利用专门的测量工具和设备来准确评估这些零件的公差，例如卡尺、千分尺、光学比较器、坐标测量机等。 这种详细的验证对于确保最终产品的质量和可靠性至关重要。

如何找到合适的公差

有时，选择适当的精度水平并不是一个具有挑战性的方面。 对于产品或零件设计师来说，确定零件尺寸的允许变化范围至关重要。 这些知识极大地影响了制造中正确公差的决策，影响项目的周转时间，并影响其成本。 以下提示旨在帮助您做出决策：

1.考虑你的角色的用途

零件的预期应用通常决定了加工过程中所需的精度。 例如，独立且不需要与其他组件集成的零件通常需要较低的铣削精度。 由于实现更严格的公差需要更高的成本，因此建议仅在绝对必要时才选择它们。 如果您的零件不需要这么高的精度，那么选择标准化公差会更具成本效益。

2.寻找信誉良好的CNC加工公司

为项目找到合适的公差通常需要与可靠的 CNC 加工服务合作。 客户应与制造专家就其项目目标和规格进行详细讨论，以确定最佳公差。 通常，工程师或零件设计师在接近之前定义这些公差 数控加工 or 快速成型服务，这有助于简化生产流程并降低成本。

请务必记住，如果在提交零件进行生产时未指定公差，则大多数 CNC 服务将默认采用其标准公差，通常约为 ±0.1 毫米（±0.004 英寸）。 虽然这种偏差很小并且肉眼不可见，但它会显着影响最终零件的装配配合。 例如，即使小 0.005 英寸的孔也会使其相应部件的集成变得比必要的更加困难。

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