什么是公差？機械設計時，如何確定公差？
發布時間：2023-08-14 15:49:57
公差是機械設計和制造中，對零件實際參數值的允許變動量，如某種零件上下限分別為100、60，那么它的公差就是40；若上下限分別為+100、-100，那么它的公差就是200。
公差是機械設計和制造中，對零件實際參數值的允許變動量。零件在加工過程中，由于機床精度、刀具磨損、測量誤差等原因，不可能把零件尺寸的加工誤差限制在一定范圍內，規定出尺寸的變動量。
公差相關的術語：
1）基本尺寸
根據零件的強度和結構要求，設計時確定的尺寸。
2）實際尺寸
通過測量所得到的尺寸。
3）極限尺寸
允許尺寸變動的兩個界限值。它是以基本尺寸為基數來確定的。兩個界限值中較大的一個稱為最大極限尺寸；較小的一個稱為最小極限尺寸。
4）尺寸偏差（簡稱偏差）
某一尺寸減去其基本尺寸所得的代數差。尺寸偏差有：
上偏差=最大極限尺寸-基本尺寸
下偏差=最小極限尺寸-基本尺寸
上、下偏差統稱為極限偏差，上、下偏差可以是正值、負值或零。
國家標準規定：孔的上偏差代號為ES，孔的下偏差代號為EI；軸的上偏差代號為es，軸的下偏差代號為ei。
5）尺寸公差（簡稱公差）
允許尺寸的變動量。
尺寸公差=最大極限尺寸-最小極限尺寸=上偏差-下偏差
因為最大極限尺寸總是大于最小極限尺寸，亦即上偏差總是大于下偏差，所以尺寸公差一定為正值。
6）零線、公關帶和公差帶圖
零線是在公差帶圖中用以確定偏差的一條基準線，即零偏差線。通常零線表示基本尺寸。在零線左端標上“0”“+”、“-”號，零線上方偏差為正；零線下方偏差為負。
公差帶是由代表上、下偏差的兩條直線所限定的一個區域，公差帶的區域寬度和位置是構成公差帶的兩個要素。
7）標準公差與標準公差等級
標準公差是國家標準所列的以確定公差帶大小的任一公差。標準公差等級是確定尺寸精確程度的等級。標準公差分20個等級，即IT01、IT0、IT1~IT18，表示標準公差，阿拉伯數字表示標準公差等級，其中IT01級最高，等級依次降低，IT18級最低。對于一定的基本尺寸，標準公差等級愈高，標準公差值愈小，尺寸的精確程度愈高。
8）基本偏差
用以確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差。一般是指靠近零線的那個偏差，當公差帶位于零線上方時，其基本偏差為下偏差，當公差帶位于零線下方時，其基本偏差為上偏差。
根據實際需要，國家標準分別對孔和軸各規定了28個不同的基本偏差，如下圖所示?？?、軸的基本偏差數值可從有關表中查出。
在實際產品設計中，合理的確定公差是保證產品以優異的質量、優良的性能和較低的成本進行制造的關鍵。而關于公差的確定，基本有以下3種方法，行業不同公差的確定方法往往有所差異（針對于目前大多數行業水平）：
計算法：精密儀器常常參考設計資料、機械設計手冊等理論進行細致人工計算來進行公差確定；
類比法：產品略微大一些的設備制造行業公差的確定大多數情況是根據實際以往經驗進行確定（這些經驗是經過研發打樣驗證以及產品的迭代總結積累而成）；
軟件輔助法：還有就是借用公差確定軟件進行確定，目前在汽車行業應用較多，在國內制造行業大多數公司沒有使用這類軟件。不過這是以后的趨勢！
確定公差時，還需遵循公差原則。公差原則是指在制造過程中，為了確保零件的互換性和功能性，對于尺寸、形狀和位置等要素的允許偏差范圍的規定。公差原則的目的是確保零件在裝配和使用過程中能夠相互匹配，并保證其功能和性能的穩定性。
01 獨立原則
獨立原則圖樣給定的形位公差與尺寸公差相互無關，分別給定，分別測量，分別滿足要求的一種原則。它主要用于非配合零件或對形狀和位置要求嚴格，而尺寸精度要求相對較低的場合。
沒有配合要求的要素尺寸，像零件外形尺寸、管路尺寸、以及工藝結構尺寸，如退刀槽尺寸、螺紋收尾、倒圓、倒角尺寸等，還有未標注尺寸公差的要素尺寸。
02 包容要求
包容要求指實際要素處處位于具有立項形狀包容面內，該立項形狀的尺寸為MMS（最大實體尺寸），此時它應遵守MMB（最大實體邊界）。它主要應用于有配合要求且需保證配合性質的場合。
采用包容要求主要是為了保證配合性質，特別是配合公差較小的精密配合。用最大實體邊界綜合控制實際尺寸和形狀誤差來保證必要的最小間隙（保證能自由裝配）或最大過盈量。用最小實體尺寸控制最大間隙或者最小過盈量（過盈配合），從而達到所要求的配合性質。如回轉軸的軸頸和滑動軸承，滑動套筒和孔，滑塊和滑塊槽的配合等。
03 最大實體要求
最大實體要求是控制被測要素的實際輪廓處于最大實體實效邊界之內的一種公差原則。即當實際尺寸偏離其最大實體尺寸時，形位誤差值可以超出其圖樣上給定的形位公差值。
被測要素應用MMR（最大實體要求），則該要素的形位公差值是當零件處于MMC（最大實體狀態）下給定的；只要應用最大實體
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