产品结构设计准则--公差 ( Tolerance )

产品结构设计模具开发图纸常用技术词句翻译下面是机械图纸上常见的一些英文说法：ALL WELDS CONTINUOUS UNLESS OTHERWISE STATED. 未注焊缝均为连续焊ALL WELDS 3mm FILLET UNLESS OTHERWISE STATED 未注焊角高3mm.ALL UNSPECIFIED RADI - R3 未注圆角R3REMOVE ALL BURRS AND SHARP EDGES 所有尖角/棱角倒角并去毛11 TOTAL COILS APROX.9 WORKING COILS APROX.RIGHT HAND WOUND ONLY,END COILS SQUARE TO TOUCH.总圈数约11圈；工作圈数约9圈；右旋；弹簧的端部磨平以便于接触.(此为弹簧技术说明) CHANNEL 槽钢RSA 708 角钢 70X70X8M30X1.5 pitch M30X1.5的锥螺纹Tack weld 点焊OD 1/4" 是 outside dimension 1/4"的缩写：外径直1/4"75 CRS 尺寸为75 材质为冷轧钢板410 OPENING REF 410 开口参考尺寸2.5" BSP 2.5” 圆锥管螺纹2.5" BSPT HEXAGON 2.5” 六角圆锥管螺纹(即对丝)30x2.5 FLAT BAR 30X2.5 扁钢TYP 2 POSNS 2处TRANSITION FIT 过渡配合INTERFERENCE FIT 过盈配合YIELD POINT 屈服点ELONGATION 延伸率REDUCTION 收缩率TENSILE STRENGTH 抗拉强度1 标题栏英文工程图纸的右下边是标题栏（相当于我们的标题栏和部分技术要求），其中有图纸名称（TILE）、设计者（DRAWN）、审查者（CHECKED）、材料（MATERIAL）、日期（DATE）、比例（SCALE）、热处理（HEAT TREATMENT）版本号(REVISION缩写REV) 工程变更号:E.C.N 页码(SHEET) 技术要求(NOTES）图号(DRAWING NO/PART NO.）和其它一些技术要求，如：1)TOLERANCES UNLESS OTHERWISE SPECIFIAL 未注公差。

产品设计中公差（容差）设计的解决方法试验设计DOE常常用在新产品的设计和研发工作中，而产品设计常常可以分为系统设计、参数设计和公差设计（又称容差设计）三个阶段，或称三次设计。

所谓系统设计，是指用专业技术研制产品（即样品）及其生产工艺。

所谓参数设计，是指确定产品零部件的结构参数和生产过程的工艺参数，选择最佳的参数组合。

所谓公差设计，是指对各种参数寻求最佳的容许误差，使得质量和成本综合起来达到最佳经济效益，这是产品设计中不可或缺但又往往被忽略的一个环节容。

公差设计（Tolerance Design）通常是在完成系统设计和参数设计后进行的，此时一般来说，各元件(参数)的质量等级较低，参数波动范围较宽。

公差设计的输出结果就是在参数设计阶段确定的最佳条件的基础上，确定各个参数合适的公差。

按照一般原理，每一层次的产品（系统、子系统、设备、部件、零件），尤其交付顾客的最终产品都应尽可能减少质量波动，缩小公差，以提高产品质量，增强顾客满意；但同时，每一层次产品也应具有很强的承受各种干扰（包括加工误差）影响的能力，即应容许其下属零部件有较大的波动范围。

对于下属零部件通过公差设计确定科学合理的公差，作为生产制造阶段符合性控制的依据。

因此，公差设计的指导思想是：根据各参数的波动对产品质量特性贡献(影响)的大小，从技术的可实现性和经济性角度考虑有无必要对影响大的参数给予较小的公差(例如用较高质量等级的元件替代较低质量等级的元件)。

另外值得注意的是，三次设计的顺序并不是一成不变的。

虽然公差设计的实施一般晚于参数设计，但有时为了获取总体最佳，公差设计也会影响参数设计的再实施。

公差设计的实现途径很多，比较常见的有极值分析法（Worst Ca se）、统计平方公差法（Root-Sum-Squares）和模拟法（Simulation）三类，下面将会结合实际案例作各自的说明和相互的比较。

在高端六西格玛统计分析软件JMP的协助下，公差设计的工作效率更加高速，分析结果更加清晰。

基础篇：6.8）形位公差-公差带ToleranceZone本章⽬的：了解14个形位公差的公差带形状，其从属关系。

1.定义公差带-实际被测要素允许变动的区域。

它体现了对被测要素的设计要求，也是加⼯和检验的根据。

2.公差带四⼤特征-形状、⼤⼩、⽅向、位置2.1 形状 Form公差带形状主要有：两平⾏直线、两同⼼圆、两等距曲线、两平⾏平⾯、两同轴圆柱、两等距曲⾯、⼀个圆柱、⼀个球。

不同的公差特征项⽬⼀般具有不同形状的公差带。

其中有些项⽬只有唯⼀形状的公差带；有些项⽬根据不同的设计要求具有数种形状的公差带。

下⾯按公差特征项⽬逐⼀进⾏介绍。

2.1.1 直线度公差带//当直线度标注于轮廓线上（与尺⼨线明显分开时），表⽰的是外轮廓线的直线度。

//当直线度标注与尺⼨线对齐，表⽰的是中轴线的直线度。

//所谓任意⽅向，指公差带为圆柱形，没有⽅向的要求。

2.1.2 平⾯度公差带2.1.3 圆度公差带2.1.4 圆柱度公差带//圆柱度的测量是有相配⽅法的，但现有的测量⽅法能不能表达形位公差的公差带确是有⼀定异议。

2.1.5 线轮廓度公差带2.1.6 ⾯轮廓度公差带⾯轮廓度公差带（⽆基准）⾯轮廓度公差带（有基准）2.1.7 垂直度公差带//轴线公差带⼀般要加φ，表⽰圆柱形公差带，很少⽤⽅形的公差带。

2.1.8 平⾏度公差带2.1.9 倾斜度公差带2.1.10 同轴度和对称度//在国内图纸中，同轴度还是⼀个⽐较常⽤的形位公差。

2.1.11 位置度公差带2.1.12 圆跳动2.1.13 全跳动2.2 公差带⼤⼩ Size2.3⽅向和位置 Orientation & Location//注：公差带浮动虽然标注上不算错误。

但在实际设计中，⼯程师设计意图常是希望公差带的位置为固定的，但没有理论值标注的知识（就是不知道50还可以不带公差带框框），所以造成公差带浮动，这时候标注就是错误的。

形位公差的公差带浮动与否，在实际使⽤中碰到的还是蛮多的。

产品结构设计准则--公差( Tolerance )
基本设计守则
大部份的塑胶产品可以达到高精密配合的尺寸公差，而一些收缩率高及一些软性材料则比较难於控制。

因此在产品设计过程时是要考虑到产品的使用环境，塑胶材料，产品形状等来设定公差的严紧度。

除着顾客的要求愈来愈高，以往的可以配合起来的观念慢慢的要修正过来。

配合、精密和美观是要同时的能在产品上发挥出来。

公差的精密度高，产品质素相对提高，但随之而来的是增加了成本和因达到要求而花更多的时间。

故此公差的设定可以跟随不同塑料来作一标准，以下是几种由塑料供应商提供的塑料公差设计要点。

而设计的容许公差范围是可在美国SPI规格内找得到。

不同材料的设计要点
LCP
液晶共聚物成品容许公差随着设计的复杂程度和壁厚而定。

薄壁的部份经常可以在液晶共聚物的产品上可找得到。

而且液晶共聚物容许公差可是极小容许公差的50%。

LCP液晶高分子设计容许公差的指南
PET
宝特龙 (PET) 的设计公差准则
POM
精密公差的标准叁考表。

结构设计概述结构设计是机械设计的基本内容之一，也是设计过程中花费时间最多的一个工作环节。

在产品形成过程中，起着十分重要的作用。

如果把设计过程视为一个数据处理过程，那末，以一个零件为例，工作能力设计只为人们提供了极为有限的数据，尽管这少量数据对于设计很重要，而零件的最终几何形状，包括每一个结构的细节和所有尺寸的确定等大量工作均需在结构设计阶段完成。

其次，因为零件的构形与其用途以及其它“相邻”零件有关，为了能使各零件之间彼此“适应”，一般一个零件不能抛开其余相关零件而孤立地进行构形。

因此，设计者总是需要同时构形较多的相关零件（或部件）。

此外，在结构设计中，人们还需更多地考虑如何使产品尽可能做到外形美观、使用性能优良、成本低、加工制造容易、维修简单、方便运输以及对环境无不良影响等等。

因此可以说，结构设计具有“全方位”和“多目标”的工作特点。

一个零件、部件或产品，为要实现某种技术功能，往往可以采用不同的构形方案，而目前这项工作又大都是凭着设计者的“直觉”进行的，所以结构设计具有灵活多变和工作结果多样性等特点。

对于一个产品来说，往往从不同的角度提出许多要求或限制条件，而这些要求或限制条件常常是彼此对立的。

例如：高性能与低成本的要求，结构紧凑与避免干涉或足够调整空间的要求，在接触式密封中既要密封可靠又要运动阻力小的要求，以及零件既要加工简单又要装配方便的要求等等。

结构设计必须面对这些要求与限制条件，并需根据各种要求与限制条件的重要程度去寻求某种“折衷”，求得对立中的统一。

结构设计是机械设计的基本内容之一，也是设计过程中花费时间最多的一个工作环节。

在产品形成过程中，起着十分重要的作用。

如果把设计过程视为一个数据处理过程，那末，以一个零件为例，工作能力设计只为人们提供了极为有限的数据，尽管这少量数据对于设计很重要，而零件的最终几何形状，包括每一个结构的细节和所有尺寸的确定等大量工作均需在结构设计阶段完成。

其次，因为零件的构形与其用途以及其它“相邻”零件有关，为了能使各零件之间彼此“适应”，一般一个零件不能抛开其余相关零件而孤立地进行构形。

产品结构设计构造设计是机械设计的全然内容之一，也是设计过程中花费时刻最多的一个工作环节。

在产品形成过程中，起着十分重要的感化。

假如把设计过程视为一个数据处理过程，那末，以一个零件为例，工作才能设计只为人们供给了极为有限的数据，尽管这少量数据关于设计专门重要，而零件的最终几何外形，包含每一个构造的细节和所有尺寸切实事实上定等大年夜量工作均需在构造设计时期完成。

其次，因为零件的构形与其用处以及其它“相邻”零件有关，为了能使各零件之间彼此“适应”，一样一个零件不克不及抛开其余相干零件而孤登时进行构形。

是以，设计者老是须要同时构形较多的相干零件（或部件）。

此外，在构造设计中，人们还需更多地推敲若何使产品尽可能做到外形美不雅、应用机能优良、成本低、加工制造轻易、修理简单、便利运输以及对情形无不良阻碍等等。

是以能够说，构造设计具有“全方位”和“多目标”的工作特点。

一个零件、部件或产品，为要实现某种技巧功能，往往能够采取不合的构形筹划，而今朝这项工作又大年夜差不多上靠着设计者的“直觉”进行的，因此构造设计具有灵活多变和工作成果多样性等特点。

关于一个产品来说，往往从不合的角度提出专门多要求或限制前提，而这些要求或限制前提经常是彼此对立的。

例如：高机能与低成本的要求，构造紧凑与幸免干涉或足够调剂空间的要求，在接触式密封中既要密封靠得住又要活动阻力小的要求，以及零件既要加工简单又要装配便利的要求等等。

构造设计必须面对这些要求与限制前提，并需依照各类要求与限制前提的重要程度去寻求某种“调和”，求得对立中的同一。

构造设计是机械设计的全然内容之一，也是设计过程中花费时刻最多的一个工作环节。

在产品形成过程中，起着十分重要的感化。

假如把设计过程视为一个数据处理过程，那末，以一个零件为例，工作才能设计只为人们供给了极为有限的数据，尽管这少量数据关于设计专门重要，而零件的最终几何外形，包含每一个构造的细节和所有尺寸切实事实上定等大年夜量工作均需在构造设计时期完成。

产品结构设计准则--壁厚篇基本设计守则壁厚的大小取决於产品需要承受的外力、是否作为其他零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。

一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为限。

从经济角度来看，过厚的产品不但增加物料成本，延长生产周期”冷却时间〔，增加生产成本。

从产品设计角度来看，过厚的产品增加引致产生空穴”气孔〔的可能性，大大削弱产品的刚性及强度。

最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度，但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。

在此情形，由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。

太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。

对一般热塑性塑料来说，当收缩率”Shrinkage Factor〔低於0.01mm/mm 时，产品可容许厚度的改变达；但当收缩率高於0.01mm/mm时，产品壁厚的改变则不应超过。

对一般热固性塑料来说，太薄的产品厚度往往引致操作时产品过热，形成废件。

此外，纤维填充的热固性塑料於过薄的位置往往形成不够填充物的情况发生。

不过，一些容易流动的热固性塑料如环氧树脂”Epoxies〔等，如厚薄均匀，最低的厚度可达0.25mm。

此外，采用固化成型的生产方法时，流道、浇口和部件的设计应使塑料由厚胶料的地方流向薄胶料的地方。

这样使模腔内有适当的压力以减少在厚胶料的地方出现缩水及避免模腔不能完全充填的现象。

若塑料的流动方向是从薄胶料的地方流向厚胶料的地方，则应采用结构性发泡的生产方法来减低模腔压力。

平面准则在大部份热融过程操作，包括挤压和固化成型，均一的壁厚是非常的重要的。

厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得比较慢，并且在相接的地方表面在浇口凝固後出现收缩痕。

更甚者引致产生缩水印、热内应力、挠曲部份歪曲、颜色不同或不同透明度。

若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可避免的话，应尽量设计成渐次的改变，并且在不超过壁厚3:1的比例下。

产品（结构）设计指导规范1.产品结构设计准则--支柱(Boss)2.产品结构设计准则--洞孔(Hole)3.产品结构设计准则--扣位(Snap Joints)4.产品结构设计准则--公差(Tolerance)5.产品结构设计准则--壁厚篇6.产品结构设计准则--出模角篇7.产品结构设计准则--加强筋篇8.产品结构设计资料--金属材料9.产品结构设计资料--塑料材质10.产品结构设计资料--禁用之塑料材质1.产品结构设计准则--支柱(Boss)基本设计守则支柱突出胶料壁厚是用以装配产品、隔开物件及支撑承托其他零件之用。

空心的支柱可以用来嵌入件、收紧螺丝等。

这些应用均要有足够强度支持压力而不致於破裂。

支柱尽量不要单独使用，应尽量连接至外壁或与加强筋一同使用，目的是加强支柱的强度及使胶料流动更顺畅。

此外，因过高的支柱会导致塑胶部件成型时困气，所以支柱高度一般是不会超过支柱直径的两倍半。

加强支柱的强度的方法”尤其是远离外壁的支柱，除了可使用加强筋外，三角加强块”Gusset plate的使用亦十分常见。

一个品质好的螺丝/支柱设计组合是取决於螺丝的机械特性及支柱孔的设计，一般塑胶产品的料厚尺寸是不足以承受大部份紧固件产生的应力。

固此，从装配的考虑来看，局部增加胶料厚度是有需要的。

但是，这会引致不良的影响，如形成缩水痕、空穴、或增加内应力。

因此，支柱的导入孔及穿孔”避空孔的位置应与产品外壁保持一段距离。

支柱可远离外壁独立而处或使用加强筋连接外壁，後者不但增加支柱的强度以支撑更大的扭力及弯曲的外力，更有助胶料填充及减少因困气而出现烧焦的情况。

同样理由，远离外壁的支柱亦应辅以三角加强块，三角加强块对改善薄壁支柱的胶料流动特别适用。

收缩痕的大小取决於胶料的收缩率、成型工序的叁数控制、模具设计及产品设计。

使用过短的哥针、增加底部弧度尺寸、加厚的支柱壁或外壁尺寸均不利於收缩痕的减少；不幸地，支柱的强度及抵受外力的能力却随着增加底部弧度尺寸或壁厚尺寸而增加。