几何公差

几何公差应用培训

广州瀚晟企业管理顾问有限公司资深讲师/资深顾问：张士行老师

1-1前言：

机械为一切工业之基础。为改进产品品质，必须考虑周详而后规划设计，控制制造精度，保证其合于一定之标准，以期走上品质好成本低生产快与销路广之最佳途径。

现代新型精密工具机与制造技术虽能生产高精度之产品，但欲重制某一尺度至绝对相等，其能力仍难办到。例如目视误差、操作变异、温度高低、工具磨具、机器振动、工件挠曲以及残留内力等等，均为影响精度之因素。故目前的机械加工方法，尚无法做到件件全同的程度。事实上每件产品都作到全同，甚不经济。故对于重要尺度应允许予以适当的差量，谓之“公差”；配合部分给以适量的配差，谓之配合，此则不仅可以做到，且装配成机械之后仍能适用而令人满意。讲究公差，已为现代机械工程人员所必具之知识与当然之任务。如引用得当，则有许多优点，倘不适度，必然招致缺失。

优点：

1、 可以互换，装配迅速，修护便利；

2、 零件可以分散各地制造，有利于时效争取与专利保密；

3、 可以简化结合方式，如用紧缩热套，即可省用螺丝及键销，并能增高材料强度；

4、 可以利用界限量规，降低工人技术水准之要求；

5、 加速大量生产；

6、 降低成本。

缺点：

1、 公差如引注不当，则阻碍顺利生产；

2、 须聘请检验员工，增加开支。

1-2 名词解释：

1、 公称尺度（Nominal size ）：一般以整数尺度规定而称呼，为普通鉴别用之尺度。

2、 公差（Tolerance ）：在制造上，成品尺度不能与公称尺度绝对符合，故给以二个界

限尺度，而成品之尺度，就在大小两界限尺度之间，此种最大尺度和最小尺度之差，即称为公差。亦即：任何已定尺度所允许之变动量。

a).单向公差:只容许单一方向的差异。如φ20 ，φ20 。

b).双向公差:可容许双方向之差异。如φ30±0.01，φ30

3、 配合（Fit ）：任何机器组件，可能是相对旋转或滑动，可能是固定或静止，因此在

装配时应考虑其旋转或固定不动的情况，亦即装配所需之松紧程度为配合。 4、 实际尺度（Actual size ）：经量测所得之大小数值。

+ 0.033 0.000 + 0.05 + 0.01

+ 0.039

- 0.021

5、极限尺度（Limit size）：尺度大小的界限，包括最大极限尺度与最小极限尺度在实

际应用中，尺度之大小必须界于最大极限尺度与最小极限尺度之间。

6、偏差（Deviation）：系极限尺度与公称尺度之差。

a) .上偏差：最大极限尺度与公称尺度之差。

图1-1名词图示

b).下偏差：最小极限尺度与公称尺度之差。

7、零线：（Zero line or Basic line）：作为偏差参考基准之直线。

8、基本尺度（Basic size）：在机械设计时，计算所定的最初尺度。（尚未考虑公差与配

合）。

9、余隙（Clearance）:孔与轴基本尺度之差。当孔大于轴时，孔与轴尺度之差为正值。

当孔小于轴时，孔与轴尺度之差为负值。

a)最大余隙：孔之最大尺度与轴之最小尺度差。

b)最小余隙：孔之最小尺度与轴之最大尺度差。

10、干涉（Interference）：亦称过盈。当轴大于孔时，孔与轴尺度之差为负值。

a)最大干涉：孔之最小尺度与轴之最大尺度差。

b)最小干涉：孔之最大尺度与轴之最小尺度差。

11、容差（Allowance）：亦称裕度。为相配两机件在最大材料极限间所期望之差异。

亦即相配之孔轴两件间的最小间隙或最大干涉。

12、精度（Accuracy）：为使机件运用如意，所需之准确程度。

1-3 公差选择与成本之关系：

工程师欲决定一组配合机件时，其必须对制造程序极具经验，并考虑到接合长度、荷重、速度、润滑、温度、材料以及成本等因素，来订定公差。公差订得大时，制造比较容易，加工时间比较短，技术比较低，所用的量具较为低级，工具机的精度比较差，搬运与检查较为方便，制造所需之成本，当可相对降低。兹以水平座标表示公差值，

垂直座标表示成本值，则公差与成本之关系，如表1-1可得。例如：加工钢棒φ150 之成本，为加工φ

150 所需成本之16倍。

表1-1公差与成本之关系

1-4 依据所定之公差设计卡规及塞规

塞规与卡规，系依据所定之公差而设计之量规，其设计之方法如图1-2所示，兹分述如下：

a) 塞规（Plug guage ）：塞规是一对圆柱，用以检验孔径。通过边的柱长比不

通过边长，或不通过颈部涂以红色，或直接打数字以利识别。如图1-2所示之塞规，“G ”表不通过端，即最大尺度。另一端则为通过端，数值为“K ”即最小尺度。

b) 卡规（Suap guage ）：卡规是板型，而且有通和不通的卡砧，其样式很多，

图1-2所示为较具代表性者，图上“K ”（最小尺度）表示不通过端。另一端则为通过端，数值为“G ”（最大尺度）。用于检验外径、长度、厚度等尺度。

+ 0.025 0.000

+ 0.750 0.000

图1-2 塞规及卡规之设定

1-5 公差之等级

在ISO圆与平配合制度中列有18等级，以IT01，ITO ，IT1，IT2……至IT16表示之。

另由德国附加两个基本公差（IT17，IT18），所以依照DIN（德国标准），共有20等级，

如图1-3所示，其中IT系ISO series of Tolerances(国际标准公差)之缩写。等级

小者，公差之数值亦小；等级大者，公差之数值亦大。且公差之数值系因制造件直径

之大小而异，较大直径有较大的公差，兹将国际标准各级公差列于表1-2，供大家参

考，表中公差的单位为公忽，即μm。

图

1-3

公差

之等

级