制造公差如何工作?

信贷:CC冲锋队2.0由理查德·梅森/ CYCLELICIOUS

2017年7月,在俄亥俄州的一个过山车失败了显著,造成一人死亡,七人受伤。事故的原因吗?腐蚀。

过山车必须运作并承受长时间户外条件,这就是为什么一系列因素进入最后的产品设计和生产的厂家。的因素之一是制造公差。根据预期的应用部分,这可能包括自然现象,如腐蚀。

为什么还要去呢?

大多数现代生产工艺和设备不能生产零部件完全根据规范。总有目的维度之间的差异和实际交付的部分。这些复杂零件需要复杂的过程在他们概念变成现实。但制造这些精确的部分并不总是那么精确,由于这个原因,只是一个“理想”部分的想法……一个主意。设计和实际产品之间的回旋余地允许被称为制造公差,本质上是给一些回旋余地最终产品的生产。

根据行业标准的定义,ASME Y14.5M,宽容是“特定的维度是允许总量有所不同。宽容是限制最大值和最小值之间的差异。”

公差定义上限和下限。这个范围被称为公差带。举个例子,如果一个理想的部分是0.5毫米+ / - 0.1毫米,导致产品之间0.4到0.6毫米的范围将是可接受的;其余的将被拒绝。

在哪里制造公差特别有必要吗?

制造公差是必要的操作条件时可以预测和极端,或者部分预计执行数十年如一日没有退化。自然物理部件本身可能改变形状。铁轨,例如,由于夏季气温高热膨胀纳入他们的设计。

同样,系统具有复杂几何形状和联锁弯曲部分需要紧足够的制造公差,以确保他们将继续按计划即使他们所有的个体差异部分加起来。同样适用于系统压力或温度过高,或部分由复合材料与金属板冲压等不同的处理技术或注塑,由不同的金额可能会有所不同。如果制造商不密切关注所需的公差带,产品投入生产时可能代价高昂的失败。

标准和最佳实践

国际标准化组织(ISO)或美国机械工程师协会(ASME)的标准制造公差。几何尺寸和公差GD&T),占联锁的几何部分,也是一个重要的技术。这可以防止over-tolerancing的问题。有时设计师可能添加一个标准公差因子每一部分,但是一旦你考虑一系列联锁部分,净公差积累(“容忍堆栈”),使有效的公差太大。

生产过程使用国际公差等级(成绩),帮助工程师确定给定部分所需的公差。例如,注塑可能是大规模生产的经济的方法部分,但其分配年级可能过高,说服设计师使用不同的过程如果不能提供的那种紧公差他们寻找。

太多的好事吗?

over-tolerancing的另一面是,设计师往往宁可谨慎并添加比需要更严格的公差因素。制造零件精确公差可能是一个挑战,需要专门的设备和劳动力。它也引起更多的拒绝了零部件和昂贵。

设计是关于权衡和高精度高价格标签。除非你的设计绝对需要严格的公差,宽松的公差可以降低您的生产成本。

踢它付诸行动

鉴于部分可以有不同的公差,他们应该被测试范围广泛的操作条件下(高温、寒冷、腐蚀等)在大规模生产之前。

在制造业中,控制你的公差意味着控制你的价格。找到平衡将允许大规模经济交付的部分仍然满足所需的质量。

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