结构公差设计规范_V01.
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版本记录1 目的根据公司产品图样的实际情况及加工成本对未注的一般公差进行规定,以有效控制产品的质量,统一产品的生产、检验标准,确保产品符合设计要求。
2 适用范围本标准适用于公司所有电扶梯产品图样,以及本公司加工和委外加工成品、半成品,外购来料,产品之检验。
3 职责无4 定义4.1一般公差1) 未注公差的线性和角度尺寸公差主要有:a. 线性尺寸,包括外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸、直径、半径、倒圆半径和倒角高度b. 角度尺寸,包括通常不注出角度值的角度尺寸,例如直角(90º)2) 未注公差的几何公差主要有:a. 形状公差,包括直线度、平面度b. 位置公差,包括垂直度、对称度、圆跳动等4.2参考标准GB/T1800.1-2009(产品几何技术规范极限与配合第1部分:公差、偏差和配合的基础)GB/T1800.2-2009(产品几何技术规范极限与配合第2部分:标准公差等级和孔、轴极限偏差表)GB/T1804-2000(一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差)GB/T15055-2007(冲压件未注公差尺寸极限偏差)GBT13914-2013(冲压件尺寸公差)GBT13915-2013(冲压件角度公差)GB/T13916-2013(冲压件形状与位置未注公差)GB/T1184-1996 (形状与位置公差未注公差值)GB/T6414-1999 (铸件尺寸公差与机械加工余量)GB/T19804-2005(焊接结构的一般尺寸公差和形位公差)GB/T6403.4-2008(零件倒圆与倒角)JB/T4129-1999(冲压件毛刺高度)GBT 3672.1-2002-(橡胶制品的公差第1部分尺寸公差)GBT 14486-2008-(塑料模塑件尺寸公差)5 线性和角度未注公差5.1各种不同加工方法的线性尺寸公差5.1.1 各种不同的加工方法所对应的尺寸公差等级分类按GB/T1804-2000- m、c、v级的规定,见表一,设计、检验均以此为依据。
产品结构设计规范说明:图示:所有产品结构设计,都应在品质至上的基础上,以简单实用、生产(装配)容易、符合客户要求为主。
分件及装配,先从生产角度构思。
尽可能减少生产工序及零件,以提高生产量降低成本,提升其市场竟争力。
图1-1图1-21. 产品壁厚 塑胶件的设计尽可能做到一次完成。
对于难以保证的位置,应考虑到产品加胶容易,减胶难。
预留些加胶的空间。
产品壳体厚度:产品的的壁厚大小取决於产品需要承受的外力、体积大小、功能要求以及材料不同。
一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm 为上限。
通常在满足所需要求情况下,尽可能的减少产品壁厚。
) 1) A 类:塑件外形高低小于150mm ,如MP3、MP4、GPS 、遥控器等(ABS).壁厚度一般为1.20mm ~2.0mm 。
2)B 类: 塑件外形高低150~250mm ,如座式电话机(ABS),壁厚度一般为1.8m m ~2.5mm 。
3)C 类: 塑件外形高低250mm 以上,如电饭煲(PP),器械外罩(ABS)。
壁厚度一般为2.5mm ~3.0mm 。
4)D 类:对于对壳体有特别要求的产品,如音箱(壁厚对音响效果影象较大),壁厚由3.0mm ~4.0mm 不等。
5)产品的壁厚直接影响到其寿命及成本,过薄可能会造成制品强度和刚度不足,受力后容易翘曲变形。
成型时流动阻力大,大型复杂的零件难以成形,使用过程容易变形破裂。
过厚则增加材料的成本,成型周期加长,降低生产率,产品表面产生缩水、气泡等不良现象。
6)在产品壁厚设计时应充分考虑其体积大小、材质、使用场合。
参考客户意见等资料。
如果在使用过程中表面受外加力或气压水压等,更须作出适当计算。
7) A 类产品通常会有小装饰件,装饰件壁厚为0.8~1.2 。
8)不建议使用大件的塑胶装饰件,大装饰件可改用厚为0.6~1.0的不锈钢件。
9)IML 件壁厚要求1.2以上,局部壁厚不小于0.8,凹陷的深度不大于0.3。
10) 尽可能的保持塑件有均一的壁厚,若是无可避免地产生厚薄胶的渐变,塑件的局部壁厚不小于平均壁厚的一半,而且要求做平缓的过度面加大的导圆角(过度面与局部壁厚3:1)。
目录(一)概述1.机械制图选择公差范围2.公差数值选择的基本原则3.公差的设定需要满足的要求(二)公差分析技术1.极值法2.方和根法3.蒙特卡洛模拟法(三)公差等级1.等级划分2.公差等级表3.选择原则4.自由公差的概念1) 基本定义2)适用范围(四)GB-T 5847-2004尺寸链计算方法(五)尺寸链设计计算表(一)概述1.机械制图选择公差范围:其实质是在机械设计过程中对公称尺寸的加工精度进行约束和限制。
公差是机械设计工作的核心内容之一,公差范围选择的不同直接会导致机械设计的成与败。
但是公差范围选择对于任何一个机械产品的设计都无现成的标准可供参考,只有设计人员依据公差数值选择基本原则和经验,对照已有成功产品的公差为参照,选择相应的公差进行设计,并通过不断的试验,使公差带的选择符合设计要求和生产需要。
2.公差数值选择的基本原则是:应使机器零件制造成本和使用价值的综合经济效果最好,一般配合尺寸用IT5~IT13,特别精密零件的配合用IT2~IT5,非配合尺寸用IT12~IT18,原材料配合用IT8~IT14。
3.公差的设定需要满足以下要求:1).满足产品的制造能力,如果产品的制造能力达不到公差设定的要求,公差设定得再高也没有意义;2).通过公差分析,设定的公差应当满足产品的装配、功能、外观和质量等要求;3).公差与产品的成本相关,公差越严格,产品成本就越大,在满足以上要求的前提下,公差越宽松越好;4).合理设计产品特征,可以以较宽松的要求设定公差,从而降低产品成本。
公差分析是指在满足产品功能、性能、外观和可装配性等要求的前提下,合理地定义和分配零件和产品的公差,优化产品设计,从而以最小的成本和最高的质量制造产品。
公差分析是面向制造和装配的产品设计中非常重要的一个环节,对于降低产品成本、提高产品质量具有重大影响。
(二)公差分析技术公差分析也叫做公差的验证,就是指已知各零件的尺寸和公差,确定最终装配后需保证的封闭环的公差。
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。
结构设计基本规范结构设计基本规范1.图纸基本规范1.1图幅图框1.1.1 图幅优先采⽤A4页⾯和A3页⾯。
如果空间不够,先按A4图纸分页,然后才考虑使⽤A3、A2、A1或A0页⾯。
每⼀图幅可根据⽅向分为Landscape(纵向)及Portrait(横向)。
1.1.2 图框对于2D机械图纸,图框应由3部分组成,分别为标题栏、未注公差栏和版本历史记录栏。
对各部分的说明如下:1.1.2.1 标题栏对于每套2D零件图,其右下⾓应有如下内容的标题栏,标题栏中的内容应能准确清晰地描述该套图纸的名称及其它信息。
标准图框如下:对于2D爆炸图或装配图,图纸右下⾓的标题栏上端(或左侧)应增加“零部件说明栏”,内容如下:1.1.2.2 未注公差栏a. “未注公差栏”的内容和位置对于塑胶件、钣⾦件和机械加⼯件,由于其加⼯⼯具、加⼯⽅法以及设计所要求的精度不同,应该对相同尺⼨的不同类型零件选择不同的公差精度等级。
我们对线性尺⼨确定了A、B、C三种公差等级,也对⾓度确定了公差,详情如下:“未注公差栏”在图纸的右上⾓。
对于2D爆炸图,因为⽆尺⼨,故不需要“未注公差栏”。
b. 未注公差的⼀般选择原则对于塑胶件,⼀般选择 C级;若精度要求较⾼,选B级。
另外,若有特别要求的公差,应直接标注到相应的(标称)尺⼨后⾯。
对于钣⾦件和机械加⼯件,⼀般选择 B级;若精度要求较⾼,选A级。
另外,若有特别要求的公差,应直接标注到所标注的尺⼨后⾯。
1.1.2.3 版本历史记录栏图纸的右上⾓应有“版本历史记录栏”,其内容如下:1.2 零件图中应该注明的基本技术要求对于不同类型零件的机械⼯程图纸,其具体的技术要求不同。
根据公司产品的实际,归纳为塑胶件、五⾦件(钣⾦件&机加件)和PCBA的机械⼯程图。
1.2.1 塑胶件的⼯程图纸的基本技术要求零件不可有缩⽔、批锋、夹⽔线、划痕等缺陷;对于多⽳模,若胶件结构允许加模⽳号,应在胶件上加模⽳号,其顺序按“1、2、3 ……”或其它合适的⽅式排列;未注脱模⾓⼀般取1°~1.5°;零件的分模线及⽔⼝位置应征得异构域相关⼈员的同意;对于有刻字、蚀纹或丝印/移印的胶件,应注明“刻字、蚀纹或丝印/移印的具体要求见相应的ID⽂档”;对于影响装配或性能的重要尺⼨,要⽤“*”标⽰出来,以提醒制造商要特别注意;对于在搬运和运输过程中可能会造成损坏的塑胶件,应注明“注意包装,避免零件在搬运和运输过程中损坏”;其它必要的技术要求。
一.直线度“—”1.1平面类零部件的直线1.1.1平面类零部件的直线度介绍如图所示,公差带是距离为公差值t的两平行直线之间的区域1.1.2平面类零部件直线度检测:检测工具:平台、塞尺、刀口尺检测方法:1、将零件表面清理干净,去除尖角毛刺。
2、将刀口尺或直尺与被测面直接接触并靠紧,此时平尺与被测面之间的最大间隙即为该检测面的直线度误差。
3、用塞尺检测,移动刀口尺,按此方法检测若干条素线,取其中最大误差值作为该件的直线度误差。
1.2轴线类零部件的直线度1.2.1轴线类零部件的直线度介绍公差带是直径为公差值t的圆柱面的区域1.2 轴类零部件直线度检测方法检测工具:平台、杠杆表、方箱、塞尺检测方法:1、将零件表面清理干净,去除尖角毛刺;2、将被测轴放在平台上,并固定靠紧在方箱底侧;用杠杆表在被测素线的全长范围内测量,同时记录检测数值,最大数值与最小数值之差即为该条素线直线度误差。
(或用塞尺直接测量轴与平台之间的最大间隙即可);3、将轴旋转几个角度,按上述方法测量。
若干条素线,并计算,取其中最大的误差值,作为被测零部件的直线度误差。
二.平面度“”2.1平面度介绍公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域标注方法2.2平面度检测方法检测工具:平台、塞尺、刀口尺、杠杆百分表、表座检测方法:1.将被测件用可调顶尖支撑在平台上;2.调整顶尖,使被测表面最远的三点A,B,C,与平台平行(利用杠杆表或高度尺使A、B、C 三个点的高度相同);3.用杠杆表在整个实际表面上进行测量,同时记录读数,其最大与最小读数之差,即为被测件平面度误差;(1)“米”字型检测法:用刀口尺或直板尺在整个被测平面上采用“米”字型方法进行检测,用塞尺进行检验,取其测得的最大数值,作为该被测零件的平面度误差。
(2)“栅格”型检测法:用刀口尺或直板尺在整个被测平面上采用栅格型方法进行检测,用塞尺进行检验,取其测得的最大数值,作为该被测零件的平面度误差。
目录
(一)概述
1.机械制图选择公差范围
2.公差数值选择的基本原则
3.公差的设定需要满足的要求
(二)公差分析技术
1.极值法
2.方和根法
3.蒙特卡洛模拟法
(三)公差等级
1.等级划分
2.公差等级表
3.选择原则
4.自由公差的概念
1) 基本定义
2)适用范围
(四)GB-T 5847-2004尺寸链计算方法
(五)尺寸链设计计算表
(一)概述
1.机械制图选择公差范围:其实质是在机械设计过程中对公称尺寸的加工精度进行约
束和限制。
公差是机械设计工作的核心内容之一,公差范围选择的不同直接会导致
机械设计的成与败。
但是公差范围选择对于任何一个机械产品的设计都无现成的标
准可供参考,只有设计人员依据公差数值选择基本原则和经验,对照已有成功产品
的公差为参照,选择相应的公差进行设计,并通过不断的试验,使公差带的选择符
合设计要求和生产需要。
2.公差数值选择的基本原则是:应使机器零件制造成本和使用价值的综合经济效果最
好,一般配合尺寸用IT5~IT13,特别精密零件的配合用IT2~IT5,非配合尺寸用
IT12~IT18,原材料配合用IT8~IT14。
3.公差的设定需要满足以下要求:
1).满足产品的制造能力,如果产品的制造能力达不到公差设定的要求,公差设定得再高也没有意义;
2).通过公差分析,设定的公差应当满足产品的装配、功能、外观和质量等要求;
3).公差与产品的成本相关,公差越严格,产品成本就越大,在满足以上要求的前提下,公差越宽松越好;
4).合理设计产品特征,可以以较宽松的要求设定公差,从而降低产品成本。
公差分析是指在满足产品功能、性能、外观和可装配性等要求的前提下,合理地定义和分配零件和产品的公差,优化产品设计,从而以最小的成本和最高的质量制造产品。
公差分析是面向制造和装配的产品设计中非常重要的一个环节,对于降低产品成本、提高产品质量具有重大影响。
(二)公差分析技术
公差分析也叫做公差的验证,就是指已知各零件的尺寸和公差,确定最终装配后需保证的封闭环的公差。
在公差分析的过程中,如果最终计算结果达不到设计要求,需调整各零件公差或优化尺寸链环。
现在被广泛运用的公差分析方法可以分为如下三种:极值法(Worst Case,WS)、方和根法(Root Sum Squared,RSS)以及蒙特卡洛模拟法(Monte Carlo Simulation)。
有如下三种方法:
1.极值法
2.方和根法
3.蒙特卡洛模拟法
1.极值法
极值法:极值法极值分析方法是目前应用范围最广泛且最易于理解的方法,大多数的设计都基于这个概念。
这种方法简便易行,假定加工出的零件尺寸都处于极值情况,零部件都设计为名义值,然后按照这样一种方法分配公差:公差完全向一个或另一个方向积累,装配仍能满足产品的功能要求,极值法建立在零件100%互换基础上,为保证装配尺寸上不干涉,必须根据技术要求确定最大、最小标准装配间隙(R 、Q).据此就可以定义最大、最小WC装配间隙.
极值法的计算方法:封闭环的最大极限尺寸为当所有增环均为最大极限尺寸且所有减环均为最小极限尺寸时获得;最小极限尺寸为当所有增环均为最小极限尺寸且所有减环均为最大极限尺寸时获得,即:假定各零件的尺寸同时处于极限值。
但在实际生产中,如果组成环中涉及二维或三维几何特征装配或由于零件刚度不足导致的变形时,装配函数通常会表现为非线性,影响最终计算结果。
在目前的公差分析理论中,极值法计算量小,理论简单。
极值法公式:
Twc=T1+T2+......+Tn
Twc=T1+T2+......+Tn
2.方和根法
方和根法:指输出响应的方差是其影响因素方差之和。
大多数的机械零件在它们的公差限范围内呈正态概率分布,单个零件的分布可以合并成一个正态分布,以一定的置信水平为依据(通常假定各组成环以及封闭环公差服从正态分布,且装配函数为线性关系,取置信水平P=99.73%,不要求100%互换),只要求大数互换,可以得到更接近于实际生产的装配公差值,且允许零件有较宽的公差带。
例如自动机床批量加工零件时,在机床、夹具与刀具处于稳定状态时,则该批工件的尺寸的分布趋十正态分布。
当组成环的分布不能确定时,根据中心极限定理,随着组成环数的增多,封闭环的分布迅速地近似于正态分布,而与组成环的分布无关。
由于方和根法是假定制造变量服从正态分布,但未考虑实际生产因素的影响。
实际生产中会有许多原因(焊接的方式方法、装配手法以及工装磨损等)都会使零件的均值发生移动。
因此,其计算结果在影响因素较多且装配函数为非线性的情况下往往与实际情况不相符。
方和根法是根据数理原理进行公差分析,数据会有一定失真,但符合制造质量和成本的均衡原则(Trss <
Twc)。
方和根法公式:
Trss=(√T21+T22+......+T2n)
Trss=(T12+T22+......+Tn2)
——采用方和根法需要满足一些附加条件:
1. 假设样品数据是大部分聚集在中心值附近,并呈正态分布;
2. 所有公差都是依据相同的质量标准,例如3σ or 4σ
补充说明,如果各子公差有不同的质量标准:
Tr=σr∗(√(T1/σ1)2+(T2/σ2)2+......+(Tn/σn)2Tr=σr∗((T1/σ1)2+(T2/σ
2)2+......+(Tn/σn)2
3. 公差都有对称公差;
4. 一般尺寸链尺寸3个及3个一下采用WC,4个以上采用RSS
3.蒙特卡洛模拟法
蒙特卡洛算法的基本思想为:当所求解问题是某种随机事件出现的概率,或者是某个随机变量的期望值时,通过某种“实验”的方法,以这种事件出现的频率估计这一随机事件的概率,或者得到这个随机变量的某些数字特征,并将其作为问题的解。
蒙特卡洛模拟法已被广泛应用于商业软件包中,比如:VSA、3DCS等。
但该方法也有以下缺陷:(1)为了保证计算的正确性,需要对大量的统计样本(至少2000)进行多次重复运算;(2)尺寸公差分析时,建模复杂且耗费时问;(3)如果装配函数中各分量的均值或方差发生改变,需重新进行运算。
(三)公差等级
公差等级是指确定尺寸精确程度的等级,国标规定分为20个等级,从IT01、IT0、IT1、IT2~IT18, 数字越大,公差等级(加工精度)越低,尺寸允许的变动范围(公差数值)越大,加工难度越小。
1.等级划分
2.公差等级表
3.选择原则
修定后国标(GB)1800-79中,标准公差分20级。
即;IT01、IT0、IT1至IT18。
IT表示标准公
差,公差等级的代号用阿拉伯数字表示,从IT01至IT18等级依次降低。
并制定(GB)1804-79未注公差尺寸的极限偏差,规定有三条:
①规定的极限偏差适用于金属切削加工的尺寸,也可用于非切削加工的尺寸,
②图样上未注公差尺寸的偏差,按本标准规定的系列,由相应的技术文件作出具体规定。
③未注公差尺寸的公差等级规定为IT12至IT18。
一般孔用H(+);轴用h(-);长度用(±)?IT (即Js或js)。
必要时,可不分孔、轴或长度,均采用?IT(即Js或js)。
根据国际标准ISO2768,以下为线性尺寸未注公差的公差表。
这个未注公差适用于金属切削加工的尺寸,也适用于一般的冲压加工尺
寸。
2)适用范围
这些极限偏差适用于:
(1)线性尺寸:例如外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸、直径、半径、距离、倒圆半径和倒角高度;
(2)角度尺寸:包括通常不标出角度值的角度尺寸,例如直角(90°);机加工组装件的线性和角度尺寸。
这些极限偏差不适用于以下情况:
(1)已有其他一般公差标准规定的线性和角度尺寸;
(2)括号内的参考尺寸及或标注Ref的尺寸。
(四)GB-T 5847-2004尺寸链计算方法
GB-T
5847-2004尺寸链 计算
(五)尺寸链设计计算表
尺寸链设计计算表
.xls。