CNC 加工中的公差指的是一個參數在特定範圍內的允許變動量。該參數可以是各種可測量的物理屬性,如溫度、濕度、噪音水平、應力、太陽輻射率和速度等,也可以是一個物理尺寸,如空間尺寸。
公差規定了實際參數值的可允許變化範圍。在工程領域,我們可以把公差看作對誤差的控制範圍。公差通常有一個上限,即最大極限尺寸,和一個下限,即最小極限尺寸。
CNC 加工公差
公差這個定義在CNC 加工中有兩種指代:一是指數控機床的公差,二是指CNC 加工的設計公差。
數控機床公差指的是機床在加工零件時能達到的尺寸精度程度。CNC加工工藝的精確度極高,有的機床的製作精度可以達到 ±0.0025mm,這個精度大概是我們頭髮絲的四分之一的尺寸。然而,不同的機床公差是不一樣的,這通常由機床的製造商來定義,市面上常見的 0.02mm 公差是一個廣泛使用的平均值。CNC 加工的服務商也會向客戶提供其所擁有的數控機床的公差。
而在設計和加工中,公差指的是零件尺寸可允許的變化範圍,只要零件滿足該範圍,零件便能實現所有功能性要求。這時候公差由零件設計者根據零件的功能、配合和形狀為基礎制定公差標準。設計和加工公差對於零件間的配合和組裝非常重要,你可以想像一下,比起簡單的門與把手的配合,電動發動機的零件明顯需要更嚴格的公差。畢竟發動機的零件既多又複雜,需要各個特徵都能配合好。通常,零件適用尺寸旁邊就會出現相應的公差標註。
公差有很多種不同的類型,如極限公差、單向公差、雙向公差,以及被稱為形位公差(GD&T)的幾何公差系統。
極限公差
極限公差包括了上偏差值及下偏差值,定義了尺寸的可接受範圍:上偏差就是最大可接受尺寸,下偏差值就是最小可接受尺寸。任何數值只要在這個範圍內都是可以接受的。比如:極限公差標註為 0.55-0.65mm,指的就是尺寸基準只要不超過這個公差帶都會被允許。

單向公差
單向公差指的是基本尺寸只可以有一個方向變化,即公差只能往正方向或負方向變化(對比參考值 + 或 -)。比如公差寫的是 1.5 mm +.000/-.005,這就是一個僅允許負方向變化的單邊公差。這意味著尺寸偏差可以往定義的負方向增加 0.005毫米,但是反方向不允許有任何偏差。

雙向公差
CNC 加工工藝中,如果公差圍繞基本尺寸對稱則是雙向公差。也就是基本尺寸的上偏差值和下偏差值相同。與單向公差不一樣的就是雙向公差的偏差同時出現在正負兩個方向。
形位公差(GD&T)
形位公差是一個比標準尺寸及公差(SD&T)更高級也更複雜的幾何公差系統。它不僅僅提供零件的尺寸和公差,而且規定了零件點線面等特徵的偏差值。SD&T 規定了零件形狀,而 GD&T 除形狀外還規定了零件的幾何特徵,如平整度、配合位置、同心度等等。

公差設計提示
在設計機加工零件時,為零件添加公差要求的步驟叫公差設計。下面是一些我們提供的用於公差設計的建議和提示:
- 公差對零件設計至關重要。但是並不是所有零件或者零件的所有特徵都需要進行公差設計。為了節省加工時間與成本,只需要對零件的關鍵特徵進行公差設計,比如零件與其他零件或組裝件存在配合或干涉時。
- 避免公差過於嚴格。嚴格的公差要求往往意味著更多的不達標零件,需要用到額外的測量工具或者夾具,以及更長的交付周期——這些都意味需要投入更多的加工成本。
- 進行公差設計時,不要忘記檢查一下生產零件的數控機床的加工能力及公差。但假如您使用Xometry擇幂科技訂購零件,您不必在意機床的加工能力等細節。我們在全球製造網絡擁有超過5000組多類型加工設備,能為顧客的項目找到最合適的加工方案並保證滿足客戶的公差要求。
- 請牢記加工材料的特性。按特定公差進行零件加工的難度很大程度上取決於零件材料。由於製造材料在加工過程中可能會彎曲,軟質材料更難保持特定的公差要求。