CNC图纸问题 | 公差设计不合理案例及建议

JLC_机械加工

在给客户生产时，我们往往会发现，设计与生产在一些细节上是有差异的，在生产过程中，受限于加工方法、机床设备精度、环境因素、人为因素等多种因素的综合影响，零件的实际尺寸和形状总是会偏离理论值，会存在一定的误差，当多个零件装配在一起形成产品时，各零件误差会产生累积，最终影响装配质量和产品性能。当工程师做设计时：

1.公差设计的很严格，零件加工难度就会增大、成本变高，经济性不好；
2.公差设计的很宽松，产品又无法保证质量及性能要求。


因此，工程师在做产品设计时除了要设定理论尺寸，还需要设计合理的偏差允许范围来指导生产装配，零件尺寸的偏差允许范围一般称之为“公差”。


我们整理了近期遇到的两个公差设计不合理的案例，并总结了两点小建议，分享给大家：

一、轴承位置公差设计不合理



问题点：
1. 红色圈台阶圆孔偏小，轴承装不到底。
2. 绿色圆柱子外径偏大。

问题原因分析：
客户提供了3D图，有轴承装备的地方没有2D图标注公差，工厂默认按正常公差±0.1加工。
优化建议：
设计中，有精配的位置要标公差，轴承安装位置紧配公差为+0.00、到+0.01。松配+0.01到+0.03（单位MM），一般轴承需要较高的旋转精度时采用紧配，重型机械采用松配。
工作中是内圈旋转时，轴承内圈配合需要比外圈紧。工作中是外圈旋转时，轴承外圈配合需要比内圈紧。外圆柱是套轴承孔的，应该设计负公差：-0.01到-0.02（MM)。

二、组合装配位置公差设计不合理



问题点：
配合位置设计时没有留间隙，红色槽口偏小，绿色装备件外形偏大装配不上。

问题原因分析：
订单只备注试组装出货，一般编程工程师只对图纸信息做加工编程，不会去改变图纸设计尺寸。相互装配的零件加工位置没有2D图标注公差，工程师按标准公差±0.1加工。当两件都是正差时就会产生装配太紧，两件都是负差时装配就会太松的结果。

优化建议：
两个相互装配的零件设计时应该明确装配要求，要明确紧配还是松配，准确的做法是标公差。紧配的一般装配位置外包件尺寸放公差+0.02、+0.01，内插件外形放公差+0.00、-0.01。松配外包件尺寸放公差+0.1、+0.05，内插件外形放公差-0.05、-0.1，(单位MM)。




大家在参与设计，或投入实际生产时，是否有遇到类似的问题呢？又是怎么解决的？有没有得到一些经验总结？欢迎评论区留言：

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ibmx311

所以电子工程师干机械图应该找一个机械工程师帮忙

armok.

ibmx311 发表于 2024-3-23 14:42
所以电子工程师干机械图应该找一个机械工程师帮忙
(引用自2楼)

其实所有男人都需要一个漂亮女秘书做助手。同意的举手 😁😁😁

armok.

公差是外发机加工中令人头疼的事情。

公差定得范围太宽，回来组装问题多多。

公差要求很精密，加工费受不了。

ibmx311

其实主要原因并不是大家不想标公差，而是搞机械的干活不行，这才是根本问题。比如妄图做个轴标了公差又能怎样，造轴的要么买一个带测量的磨床要么用全手动的磨床，其实都不能完美解决轴承台的公差问题。真有这点本事，光加工轴就行了，根本就不用担心订单。稍好一点的加工几十年来一直都是卖方市场

Doding

PCB设计工程师不懂生产，会导致焊接装配难度大，难维修，良品率低等问题。机械设计工程师不懂生产，会导致无法装配或配合达不到设计要求，甚至无法加工。哪个行业都有这问题，设计的不懂生产，生产的管不了设计，最终还得是生产自己想办法凑合，很多实习生不愿意去工厂，最终就会是设计和生产脱节。
嘉立创一直在给设计人员做善后工作，一直在教该怎么避坑。

wy2000

唉，看到这个就想到我公司的机械设计工程师
每次预留给PCB的公差只有0.1mm。好几次回来的pcb不是正好卡进去，就是要把毛边刮一下。有时候被迫改PCB来适应外壳。
现在一些搞设计的完全不懂材料和材料之间的公差应该留多少。能把3d图画出来就觉得完成了。这样就造成有的外壳配合及其紧，有的外壳配合又特别松。

JLC_机械加工

armok. 发表于 2024-3-23 14:46
公差是外发机加工中令人头疼的事情。

公差定得范围太宽，回来组装问题多多。
(引用自4楼)

是的，很多时候，加工出来的零件和设计时的理想状态是有差距的，一方面设计师要做好公差计算，标注到图纸上让工厂知道工件的加工要求；另一方面工厂也要根据图纸上的公差要求加工，做好品控。

高精度要求能更好把控产品质量但相对的加工成本也高；低公差要求产品又难以保证质量及性能要求；有的产品要求精度配合高、有的产品讲究能用就行，在精度和成本之间找到一个合适的值也很重要，没有一定经验的话太容易踩坑了。

JLC_机械加工

ibmx311 发表于 2024-3-23 14:53
其实主要原因并不是大家不想标公差，而是搞机械的干活不行，这才是根本问题。比如妄图做个轴标了公差又能怎 ...
(引用自5楼)

这就需要考虑到成本的问题了，公差设计得太严格，零件加工难度就会增大（甚至出现加工不出来的情况）；而精度上去了，加工成本也就上去了，加工的价格也高，价格迁就卖方，所以稍好一点的加工一直都是卖方市场；而有些产品，可能讲究的只是能用就行。这就需要设计时综合考虑加工精度要求和成本的问题，在两者之间找到一个合适的值，标注给生产方进行生产加工。

JLC_机械加工

Doding 发表于 2024-3-23 15:01
PCB设计工程师不懂生产，会导致焊接装配难度大，难维修，良品率低等问题。机械设计工程师不懂生产，会导致 ...
(引用自6楼)

打破设计与生产之间的壁垒，就需要实地了解产品的加工情况，比如产品生产过程中遇到了哪些加工难点、有哪些是可以加工的、又有哪些是不可以加工的？了解了这些，才能针对性的修改图纸、让产品更完善。今年年初比亚迪降价一事，必然有产品的研发升级、成本降低的一份功劳在。

JLC_机械加工

wy2000 发表于 2024-3-24 18:32
唉，看到这个就想到我公司的机械设计工程师
每次预留给PCB的公差只有0.1mm。好几次回来的pcb不是 ...
(引用自7楼)

成长离不开踩坑的经验积累，下一次生产就知道需要多预留点了

cbirdfly

电工没学过公差配合，直接用3D图纸加工的，加工回来装不上才知道有公差这一说。
今天博主说这个，我也顺便问一下，有些电工其实是机转电，就比如我，我知道要标注公差。然后我在一个稍大的铝合金板上标了一个平面度0.05，平行度0.02公差，（我以为嘉立创可以加工），然后提交订单，审核完就付款了，审核也没说能不能加工，样件回来一量，并没有达到要求。。。

后来我每次做之前都会备注一下图纸公差到底能不能加工到。

其实我标公差的时候，我都不知道这么大的铝板做不到这种公差。机加工的粗糙度和公差能做到什么程度，一般都是看一下加工能力表（如下图），但是这种表都是没有标注材料的加极限，半桶水机械真没啥概念啊。






嘉立创能不能列一下常用材料的，不用加工方式的工艺极限呢？

cbirdfly

cbirdfly 发表于 2024-3-26 10:24
电工没学过公差配合，直接用3D图纸加工的，加工回来装不上才知道有公差这一说。
今天博主说这个，我也顺便 ...
(引用自12楼)

一般常用的铝合金6061 7075 2A12，还有一些不锈钢的。就可以。

JLC_机械加工

cbirdfly 发表于 2024-3-26 10:24
电工没学过公差配合，直接用3D图纸加工的，加工回来装不上才知道有公差这一说。
今天博主说这个，我也顺便 ...
(引用自12楼)

这是个好方向，这边有时间整理一下