谢邀。

我不知道题主为什么会有这样的疑问,首先这个问题的出发点就是错误的。

设计一个零件是否需要标注形位公差,是否是非标机械产品并不是其判断的标准,这和非不非标没有任何关系。

形位公差的标注只和你的产品功能、精度、可靠性等因素有关系。

而且就非标机械产品而言,我们更应该对形位公差的使用要做到谨慎,准确,因为我们根本就没有犯错的机会,很大概率来说,这个产品我们可能就做一次,如果不在设计上把控好产品的设计质量,那我们是无法去消化后续因为设计缺陷而带来的制造、装配等一系列问题的。

而一个非标产品如果因为设计达不到预期要求,而产生返工或是重新设计的话,基本上也没有任何利润可言了,甚至可能是要亏本的。

但是常规产品不一样,因为常规的产品是生产企业主导的,这就给了设计工程师足够的时间和空间去完善产品的设计和改进,所以做常规产品的压力相对非标产品而言要小很多,因为企业对你的容错空间要大很多。

当然,现在的很多非标产品的设计也在慢慢的走模块化的路线,把不同的功能模块做成标准部件,然后针对不同的产品要求来任意组合这些功能模块,这是一个行业梳理自己的产品,提升研制的效率和降低研制成本的必然发展趋势。

但是即使是这样,非标产品依然意味著更高的设计能力要求,更准确的设计质量把控和更高效的设计周期控制,这也是为什么非标机械产品行业的利润会普遍高于常规产品的原因所在。

其实,机械设计的设计能力的体现就是在:材料的选择,结构的布局,零件的形位公差把控,外购件的选择等几个方面,其中的零件的形位公差的标注绝对是一个机械设计工程师最核心的设计能力,这也是你更一个绘图员最大的区别。

绘图员能够做的是安装一个既定的图纸要求来绘制一张图纸,他们能力局限于绘图软体的使用和更高效率的输出,但是他们并不具备解决图纸内含的能力,更无法去形成一个设计图纸的逻辑和原则。

但是一个机械设计工程师则不然,他们要知道一张图纸是怎么来的,要如何去表达,通过什么样的元素去表达,更知道为什么要这样表达,这样表达的结果是什么等等一系列的问题,这就是所谓的设计能力。

其实,机械设计的图纸里面,也没有所谓的「不标公差」的事情存在,每个尺寸都是有公差要求的,只是有的需要标注出来,有的不需要标注出来,但是我们都在遵循一个潜在的规则,没有标注公差等级的尺寸,我们通常称之为「一般公差」,下面是机械设计手册对「一般公差」的定义。

所以,对设计的零件图标注公差或者是选择公差是一个最基本的设计能力,也是最重要的设计能力之一,是我们每个机械设计工程师都需要掌握的能力,加油啊!


首先,这是有趣的问题。 @蒋小坏 老师一如既往回答的很好。看到你的个性签名上写著机械小白,那么我想鼓励你一下,从某种意义上讲,没有不好的问题,只有不合格的老师。

除非单件而且是极为简单、性能要求很低的机械设备,否则公差都不仅仅是考虑而且是要非常认真考虑的事情。而且受制于现代加工设备的功能和性能,加工的时候也还是受公差的约束的。完全脱离公差做机械设计已经是不可想像的事情,这和是否非标无关。虽然这个问题机械行业的人看了会觉得是不可思议的外行提问。不过我还要再问几个问题?

为什么会产生公差?

公差是什么时候出现的,就没有没有公差的时候吗?

公差解决了什么问题,容易忽略什么呢?

借著公差的由来和发展回顾历史,除了能更好的理解公差对现在机械设计的重要性,理解蒋小坏老师的回答。能更好的感受机械人的每一步都是站在前辈的肩膀上。知道公差配合与互换性对现代机械设计、机加工是如何重要,也是如何体现一个机械人的综合实力的。

我们只能看到机械设计后制作的机加工制品,但公差象一个隐形的高手却往往被忽略。实际上公差的发展从古至今反映了技术和社会的巨大进步。

1、回顾,回到一切开始的状态:没有公差的蛮荒时代,没有公差的原始加工方式:

人类学对考古挖掘出的很多简单的工具并不陌生。大量简单工具虽然数量众多,但很多都是根据采集的原料大小和人手尺寸大致做一下。很多都是个人做的,没有细分的工匠。尺寸的概念都是模糊的,当然没有人按什么公差来考虑设计制作。哪怕贵重如青铜斧钺,有人精心做一下,但当初人们设计并制作出他们的时候怎么会考虑公差!贝爷在荒野上做一个临时的弓箭,完全根据能找到的原料,因料加工,单件生产,这时候也不会考虑公差。先能做出来能用就行。

在这种生产力阶段,虽然因为客观实际的加工误差导致制作的各个成品有大小区别,有了误差,但公差不是一开始就被人类掌握,也没有对当时的生产生活产生什么明显不良影响。此时,材料、工艺、加工方法、加工的组织形式和理论都没到。设计、生产还都自由奔放,而制成品结构简单、制作大都比较粗糙。

2、随著材料的不断更新、制作工艺的改进、产量的增加。人们对所制造的东西的精度要求越来越高,不仅有了度量衡,公差也开始出现萌芽。

春秋战国的硝烟下,国之重器的兵车载著武士驰骋疆土的同时,因为需要制作大量乘坐的车辆,逐渐车同轨、车上的配件也标准化,此时各部件的装配有了很高的要求。公差开始出现。公差中的三大类型在不同的武器上都开始体现。间隙配合、过盈配合、过渡配合。通过这些配合可以确保车轴的圆润灵活,武器固定的坚固耐用,各种过渡配合可以确保车辆非主要承重物件兼顾安装稳固的同时拆装方便。这些都是人们长期生产中经验总结的加工经验。其它各大文明在技术发展到一定阶段也都独立发展出了相关的技能,也就是这是机械设计加工向前发展的必然规律。为了点亮这个技能点,人们同时还点亮了度量衡,还发明了很多新的加工工艺、新工具,能够更好的测量了解加工误差,了解误差导致装配的问题或者那些有利于装配的情况,优化设计制造。进一步能让使用者、管理者对设计制作者提出要求,要这几种配合达到什么程度算满意,而不是制作者想怎么加工组装就怎么弄。因为军工的巨大压力和国家诞生后的组织能力而出现了最初的批量生产专业作坊。穿越几千年在福特T型车生产线上才正式形成的流水线作业,其实在大秦帝国就已经展现威力。

3、工业化时代,自己搞一套度量标准只能在自己的小圈子里转。想要扩大工业规模、广泛采购原料、半成品、成品用于自己的产品太低效。个人标准甚至厂标的私差时代结束,现代公差开始出现,公差也不仅仅是尺寸误差,还发展了形位误差,而且加工误差更加可测量、可控制、可利用。

随著人类社会科技进步,生产能力快速发展。机械进入黄金发展期。对加工精度的测量、控制、利用也飞速发展。各国也在摒弃大量旧的度量衡规格,古代千奇百怪的计量单位逐渐被统一。在机械领域主要剩下的是英制公制的计量单位。同时结合千年来机加工的经验总结出了对应的标准公差体系。没看错,英尺英寸本身的来源和之间的换算就很麻烦了,更不用说英制公制的转换。但因为有些场合下还有用(例如英制螺纹的性能还是有一些特点),美国国内也在顽固不化所以会留存一段历史。而英制除了特殊场合还能对抗公制这么长时间是因为现代工业革命主要从英国开始呀。所以他们更早遇到现代大批量加工时候的精度困扰。由此需要用标准公差来大大加强机加工产品的互换性。

现代工业生产需要现代规范的度量衡体系、需要更好的加工精度、更好的互换性提高加工成品率、降低维修零部件的更换成本。同时为了满足这些要求,对应的加工设备也进行了相应的标准化设计。现代工业体系将常用的零件进行了标准化,结合度量衡公差等概念进行批量生产。自由公差或几位粗放的公差也是公差体系中过渡配合或农用机械一些部件用的比较宽泛的公差精度而已。不是自己想不要就不要了。

即便如此,英制和公制互换产品都很困难,而如果想要完全不用这些标准体系的东西自己从头搞一套去生产,那么注定无聊失败。因为产品成本完全没有竞争力,生产和售后无利可图。自己在家捡了一块下脚料随便做一个东西也不准备卖,而且愿意自己花无数的时间消磨退休时光,放弃所有标准件,就是一个销钉也要自己打造,那么自己怎么做都行。如果要向进入工业化体系,做出一个可行的产品被大家接受。那么对不起,现在从加工设备到配套标准件都已经不允许您回到原始社会的状态了。

初学者在没走出学校前往往对设计比较看重,而对现代设计标准、工业化生产方式不理解,从而忽视为了合理生产、批量生产而需要考虑的公差。有时候设计出来的东西,根本无法投入车间的生产。没有深刻体会现代设计、生产已经是在一个庞大成熟的工业体系下进行的。所在几千年人们加工的经验上进行的。熟练利用相关知识是机械人成熟的标志之一。

随著新材料新技术新领域的不断涌现,随著人们各种个性化需求的不断提出,各种非标的产品会越来越多。面对这些设计需求,如果能尽快的理解过去的行业知识,你在实际工作中就很快迷茫,不知道为什么要那样做?自己做出来会是个什么怪物?理解并且善于运用前人的经验,那么,你就犹如穿上了外骨骼的士兵,能够跑的更快,跳的更远。愿你能尽快领悟,获得进步,进一步有一步的欢喜。


从另一个角度理解这个问题,非标很多零部件的公差是没有像大规模机械产品那样统一大规模匹配尺寸和公差的,因为数量和成本的关系,非标有很多自由修配的调整环。

非标的调整环本身也是考虑公差的结果,当然非标机器的装配配打销孔,配磨轴和修配垫片都很常见。


请问不考虑公差,那加工依据是什么?试想一个底座高1200,自由公差±3,上面一个工作台高800,自由公差±2。总高度2000,自由公差±3。于是底座加工成1197,合格;工作台加工成798,合格;装配后总高度1197+798=1995&<1997,等于不符合公差不合格(影不影响使用性能是另一回事)。请问这是加工的问题还是设计的问题啊?你觉得设计需不需要考虑公差啊?


看设备。

我最早做的是非标涂装生产线,大部分东西都是钣金,你给了公差也没用啊……(摊手)

后来去了永创(我还是要说,辣鸡永创)做非标灌装机,里面一个零件公差标错了,就是装不进去,这时候乖乖向现场师傅道歉不然小心狗头被打爆……


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