謝邀。

我不知道題主為什麼會有這樣的疑問,首先這個問題的出發點就是錯誤的。

設計一個零件是否需要標註形位公差,是否是非標機械產品並不是其判斷的標準,這和非不非標沒有任何關係。

形位公差的標註只和你的產品功能、精度、可靠性等因素有關係。

而且就非標機械產品而言,我們更應該對形位公差的使用要做到謹慎,準確,因為我們根本就沒有犯錯的機會,很大概率來說,這個產品我們可能就做一次,如果不在設計上把控好產品的設計質量,那我們是無法去消化後續因為設計缺陷而帶來的製造、裝配等一系列問題的。

而一個非標產品如果因為設計達不到預期要求,而產生返工或是重新設計的話,基本上也沒有任何利潤可言了,甚至可能是要虧本的。

但是常規產品不一樣,因為常規的產品是生產企業主導的,這就給了設計工程師足夠的時間和空間去完善產品的設計和改進,所以做常規產品的壓力相對非標產品而言要小很多,因為企業對你的容錯空間要大很多。

當然,現在的很多非標產品的設計也在慢慢的走模塊化的路線,把不同的功能模塊做成標準部件,然後針對不同的產品要求來任意組合這些功能模塊,這是一個行業梳理自己的產品,提升研製的效率和降低研製成本的必然發展趨勢。

但是即使是這樣,非標產品依然意味著更高的設計能力要求,更準確的設計質量把控和更高效的設計週期控制,這也是為什麼非標機械產品行業的利潤會普遍高於常規產品的原因所在。

其實,機械設計的設計能力的體現就是在:材料的選擇,結構的佈局,零件的形位公差把控,外購件的選擇等幾個方面,其中的零件的形位公差的標註絕對是一個機械設計工程師最核心的設計能力,這也是你更一個繪圖員最大的區別。

繪圖員能夠做的是安裝一個既定的圖紙要求來繪製一張圖紙,他們能力侷限於繪圖軟體的使用和更高效率的輸出,但是他們並不具備解決圖紙內含的能力,更無法去形成一個設計圖紙的邏輯和原則。

但是一個機械設計工程師則不然,他們要知道一張圖紙是怎麼來的,要如何去表達,通過什麼樣的元素去表達,更知道為什麼要這樣表達,這樣表達的結果是什麼等等一系列的問題,這就是所謂的設計能力。

其實,機械設計的圖紙裡面,也沒有所謂的「不標公差」的事情存在,每個尺寸都是有公差要求的,只是有的需要標註出來,有的不需要標註出來,但是我們都在遵循一個潛在的規則,沒有標註公差等級的尺寸,我們通常稱之為「一般公差」,下面是機械設計手冊對「一般公差」的定義。

所以,對設計的零件圖標註公差或者是選擇公差是一個最基本的設計能力,也是最重要的設計能力之一,是我們每個機械設計工程師都需要掌握的能力,加油啊!


首先,這是有趣的問題。 @蔣小壞 老師一如既往回答的很好。看到你的個性簽名上寫著機械小白,那麼我想鼓勵你一下,從某種意義上講,沒有不好的問題,只有不合格的老師。

除非單件而且是極為簡單、性能要求很低的機械設備,否則公差都不僅僅是考慮而且是要非常認真考慮的事情。而且受制於現代加工設備的功能和性能,加工的時候也還是受公差的約束的。完全脫離公差做機械設計已經是不可想像的事情,這和是否非標無關。雖然這個問題機械行業的人看了會覺得是不可思議的外行提問。不過我還要再問幾個問題?

為什麼會產生公差?

公差是什麼時候出現的,就沒有沒有公差的時候嗎?

公差解決了什麼問題,容易忽略什麼呢?

借著公差的由來和發展回顧歷史,除了能更好的理解公差對現在機械設計的重要性,理解蔣小壞老師的回答。能更好的感受機械人的每一步都是站在前輩的肩膀上。知道公差配合與互換性對現代機械設計、機加工是如何重要,也是如何體現一個機械人的綜合實力的。

我們只能看到機械設計後製作的機加工製品,但公差象一個隱形的高手卻往往被忽略。實際上公差的發展從古至今反映了技術和社會的巨大進步。

1、回顧,回到一切開始的狀態:沒有公差的蠻荒時代,沒有公差的原始加工方式:

人類學對考古挖掘出的很多簡單的工具並不陌生。大量簡單工具雖然數量眾多,但很多都是根據採集的原料大小和人手尺寸大致做一下。很多都是個人做的,沒有細分的工匠。尺寸的概念都是模糊的,當然沒有人按什麼公差來考慮設計製作。哪怕貴重如青銅斧鉞,有人精心做一下,但當初人們設計並製作出他們的時候怎麼會考慮公差!貝爺在荒野上做一個臨時的弓箭,完全根據能找到的原料,因料加工,單件生產,這時候也不會考慮公差。先能做出來能用就行。

在這種生產力階段,雖然因為客觀實際的加工誤差導致製作的各個成品有大小區別,有了誤差,但公差不是一開始就被人類掌握,也沒有對當時的生產生活產生什麼明顯不良影響。此時,材料、工藝、加工方法、加工的組織形式和理論都沒到。設計、生產還都自由奔放,而製成品結構簡單、製作大都比較粗糙。

2、隨著材料的不斷更新、製作工藝的改進、產量的增加。人們對所製造的東西的精度要求越來越高,不僅有了度量衡,公差也開始出現萌芽。

春秋戰國的硝煙下,國之重器的兵車載著武士馳騁疆土的同時,因為需要製作大量乘坐的車輛,逐漸車同軌、車上的配件也標準化,此時各部件的裝配有了很高的要求。公差開始出現。公差中的三大類型在不同的武器上都開始體現。間隙配合、過盈配合、過渡配合。通過這些配合可以確保車軸的圓潤靈活,武器固定的堅固耐用,各種過渡配合可以確保車輛非主要承重物件兼顧安裝穩固的同時拆裝方便。這些都是人們長期生產中經驗總結的加工經驗。其它各大文明在技術發展到一定階段也都獨立發展出了相關的技能,也就是這是機械設計加工向前發展的必然規律。為了點亮這個技能點,人們同時還點亮了度量衡,還發明瞭很多新的加工工藝、新工具,能夠更好的測量了解加工誤差,瞭解誤差導致裝配的問題或者那些有利於裝配的情況,優化設計製造。進一步能讓使用者、管理者對設計製作者提出要求,要這幾種配合達到什麼程度算滿意,而不是製作者想怎麼加工組裝就怎麼弄。因為軍工的巨大壓力和國家誕生後的組織能力而出現了最初的批量生產專業作坊。穿越幾千年在福特T型車生產線上才正式形成的流水線作業,其實在大秦帝國就已經展現威力。

3、工業化時代,自己搞一套度量標準只能在自己的小圈子裡轉。想要擴大工業規模、廣泛採購原料、半成品、成品用於自己的產品太低效。個人標準甚至廠標的私差時代結束,現代公差開始出現,公差也不僅僅是尺寸誤差,還發展了形位誤差,而且加工誤差更加可測量、可控制、可利用。

隨著人類社會科技進步,生產能力快速發展。機械進入黃金髮展期。對加工精度的測量、控制、利用也飛速發展。各國也在摒棄大量舊的度量衡規格,古代千奇百怪的計量單位逐漸被統一。在機械領域主要剩下的是英制公制的計量單位。同時結合千年來機加工的經驗總結出了對應的標準公差體系。沒看錯,英尺英寸本身的來源和之間的換算就很麻煩了,更不用說英制公制的轉換。但因為有些場合下還有用(例如英制螺紋的性能還是有一些特點),美國國內也在頑固不化所以會留存一段歷史。而英制除了特殊場合還能對抗公制這麼長時間是因為現代工業革命主要從英國開始呀。所以他們更早遇到現代大批量加工時候的精度困擾。由此需要用標準公差來大大加強機加工產品的互換性。

現代工業生產需要現代規範的度量衡體系、需要更好的加工精度、更好的互換性提高加工成品率、降低維修零部件的更換成本。同時為了滿足這些要求,對應的加工設備也進行了相應的標準化設計。現代工業體系將常用的零件進行了標準化,結合度量衡公差等概念進行批量生產。自由公差或幾位粗放的公差也是公差體系中過渡配合或農用機械一些部件用的比較寬泛的公差精度而已。不是自己想不要就不要了。

即便如此,英制和公制互換產品都很困難,而如果想要完全不用這些標準體系的東西自己從頭搞一套去生產,那麼註定無聊失敗。因為產品成本完全沒有競爭力,生產和售後無利可圖。自己在家撿了一塊下腳料隨便做一個東西也不準備賣,而且願意自己花無數的時間消磨退休時光,放棄所有標準件,就是一個銷釘也要自己打造,那麼自己怎麼做都行。如果要向進入工業化體系,做出一個可行的產品被大家接受。那麼對不起,現在從加工設備到配套標準件都已經不允許您回到原始社會的狀態了。

初學者在沒走出學校前往往對設計比較看重,而對現代設計標準、工業化生產方式不理解,從而忽視為了合理生產、批量生產而需要考慮的公差。有時候設計出來的東西,根本無法投入車間的生產。沒有深刻體會現代設計、生產已經是在一個龐大成熟的工業體系下進行的。所在幾千年人們加工的經驗上進行的。熟練利用相關知識是機械人成熟的標誌之一。

隨著新材料新技術新領域的不斷湧現,隨著人們各種個性化需求的不斷提出,各種非標的產品會越來越多。面對這些設計需求,如果能儘快的理解過去的行業知識,你在實際工作中就很快迷茫,不知道為什麼要那樣做?自己做出來會是個什麼怪物?理解並且善於運用前人的經驗,那麼,你就猶如穿上了外骨骼的士兵,能夠跑的更快,跳的更遠。願你能儘快領悟,獲得進步,進一步有一步的歡喜。


從另一個角度理解這個問題,非標很多零部件的公差是沒有像大規模機械產品那樣統一大規模匹配尺寸和公差的,因為數量和成本的關係,非標有很多自由修配的調整環。

非標的調整環本身也是考慮公差的結果,當然非標機器的裝配配打銷孔,配磨軸和修配墊片都很常見。


請問不考慮公差,那加工依據是什麼?試想一個底座高1200,自由公差±3,上面一個工作臺高800,自由公差±2。總高度2000,自由公差±3。於是底座加工成1197,合格;工作臺加工成798,合格;裝配後總高度1197+798=1995&<1997,等於不符合公差不合格(影不影響使用性能是另一回事)。請問這是加工的問題還是設計的問題啊?你覺得設計需不需要考慮公差啊?


看設備。

我最早做的是非標塗裝生產線,大部分東西都是鈑金,你給了公差也沒用啊……(攤手)

後來去了永創(我還是要說,辣雞永創)做非標灌裝機,裡面一個零件公差標錯了,就是裝不進去,這時候乖乖向現場師傅道歉不然小心狗頭被打爆……


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