詐欺攔截器
您最好的數控車床供應商 |您可以信任中國工具機工廠 |您最好的機械設備製造商 |您可以信任終身合作夥伴 |您可以獲得最優質的工具機和最實惠的價格

標準加工公差:ISO 2768 與 3 項圖面檢查

標準加工公差:ISO 2768 與 3 項圖面檢查

標準加工公差是圖面規範,並非每家加工廠都能承諾的單一數值。本指南說明如何解讀 ISO 2768 尺寸區間、區分尺寸與幾何公差,以及如何提出供應商能一致報價與檢驗的公差要求。

向三家加工廠詢問「標準加工公差」,很可能會得到三種不同答案。一家可能報出 ±0.005 in 這類服務預設值;另一家可能採用 ISO 2768 等級;第三家則可能要求先提供核准版圖面,才會提供數值。加工零件需要明確的尺寸公差與公差範圍,不能只用含糊的標準一語帶過。服務預設值是服務內容之一,應同時註明適用條件。ISO 等級則會與圖面註記相連。個別特徵的限值應依該特徵的功能訂定。

檢查工程圖面時,請依照以下順序進行:確認適用的公差標準與修訂版,並查閱正確的名義尺寸區間。圖面另有規定時,允收範圍可能不同。針對各項功能尺寸,確認尺寸上限與下限、形狀、方向及位置,並約定尺寸接近限值時的量測方式。

Standard machining tolerances at a glance

檢查標準、名義尺寸區間、功能性公差標註,以及接近限值時的量測方法。

What is a normal machining tolerance?

公差是名義尺寸周圍允許的變異範圍。以簡單的雙向公差為例,25.00 mm 尺寸標註 ±0.10 mm 時,下限為 24.90 mm,上限為 25.10 mm,總公差寬度為 0.20 mm。±數值代表半寬,與總範圍不同。

這項差異適用於各種標準公差與公差等級。公差等級描述的是公差帶;圖面上的公差值則表示單一加工零件允許的偏差。如此一來,製造商就能選擇適當製程,也不會混淆名義尺寸與允收限值。

工程公差應符合指定製程的能力,製造公差則應與特徵的用途相符。標註公差時,請明確列出重要的公差要求,其餘一般尺寸則依雙方約定的一般註記處理。

Do not treat ±0.005 in as an industry-wide promise. Protolabs lists ±0.005 in (±0.127 mm) 適用於零件沒有技術圖面時的單一工廠服務,而其資料列則指向 ISO 2768-1 適用於不同材料製程的等級。這足以說明服務政策,但不代表通用的 CNC 加工公差。您的供應商可能採用其他預設值,正式核准的圖面也可能另有規定。

設備方面,買家可以查看我們的 CNC 車床系列, 銑削設備 以及相關的 鏜床類別。這些頁面說明產品適用範圍,不能取代針對您零件進行的公差審查。

Drawing rule: 請在圖面或詢價單中註明標準、等級、單位與修訂版。若某項特徵的功能要求比一般註記更嚴格,請個別標註。

ISO 2768 tolerance chart: choose the size interval

ISO 2768-1:1989 class m changes from ±0.10 at 6.00 mm to ±0.20 at 6.01 mm; Table 1 worked example.

The current ISO 2768-1:1989 適用於未個別標註公差的線性與角度尺寸,分為四個等級:精密級 (f)、中級 (m)、粗級 (c) 與極粗級 (v)。該標準的公開狀態頁面仍將 1989 年版列為已發布且有效,並註明已於 2022 年完成審查。該頁面也列出後續版本, ISO 2768 Edition 2;International Organization for Standardization 目前將其標示為出版階段 60.00。據 2026 年十月 27 日查核,該後續版本尚未視為已發布的替代版本。

原始文件的表 1 列出名義尺寸區間。下表取自 1989 年文件副本,供解讀時參考;不能取代標準、合約圖面或其他授權文件。

ISO 2768-1:1989 選定的線性偏差值 (mm),不含未倒角外圓角與倒角高度;這些項目採用表 2
Basic size range f m c v
0.5 至 3 ±0.05 ±0.1 ±0.2 —
3以上至6 ±0.05 ±0.1 ±0.3 ±0.5
超過 6 至 30 ±0.1 ±0.2 ±0.5 ±1.0
超過 30 至 120 ±0.15 ±0.3 ±0.8 ±1.5
超過 120 至 400 ±0.2 ±0.5 ±1.2 ±2.5

Pay attention to the word over。依照表格的區間界線規則,恰好 6.00 mm 仍屬於「超過 3 至 6」這一列。採用 m 等級時,公差為 ±0.10 mm,即 5.90–6.10 mm。尺寸為 6.01 mm 的特徵則歸入「超過 6 至 30」這一列,m 等級的公差變為 ±0.20 mm,即 5.81–6.21 mm。這是依據所列區間計算的結果,並非新的公差建議。

依據 1989 年文件,選擇適用等級時,應考量未標註公差尺寸的一般加工精度。這些一般公差不適用於其他一般公差標準涵蓋的尺寸、括號中的輔助尺寸,或矩形框內的理論精確尺寸。對於小於 0.5 mm 的尺寸,文件指出應在名義尺寸旁標註偏差,不應直接套用表格的第一列。

General, unilateral and geometric tolerances

ISO 2768-1 covers general dimensions, ISO 286 covers fits, and ISO 1101 covers geometrical controls.

允許尺寸向兩個方向變動時,使用雙向公差。只允許尺寸從名義尺寸向單一方向偏移時,使用單向公差;例如,間隙可以增加但不能減少,或毛料尺寸可以減少但不能增加。極限尺寸則直接標出定義好的上下界線。這三種標註方式都描述尺寸。

尺寸公差不會自動控制形狀或位置。孔徑即使符合尺寸限值,仍可能不圓、傾斜,或偏離基準。ISO 目錄將 ISO 286 limits-and-fits system 與 ISO 1101 的形狀、方向、位置及跳動幾何公差規範分開。這種區分的實際用途是:當組裝功能有所要求時,應在圖面上標註基準及位置度或垂直度公差。

檢視圖面時,請使用 幾何尺寸與公差(GD&T) 以標註幾何要求。線性尺寸不能取代直線度、平面度、對稱度、平行度或跳動要求。如果圖面或一般註記有標註,倒角與外圓角就是不同的特徵。

適用的標準若有涵蓋,則一般公差要求也適用於外圓角或倒角高度。但這不代表可以省略功能面、孔或基準特徵的公差標註。

選擇能預防所需故障的管制方式
Functional concern Useful drawing control What to inspect
Will the part fit? Size limit, fit designation, or bilateral/unilateral size Actual size and mating part limits
Will the face seal? Size plus surface and form requirements Flatness, finish, and size under the agreed method
Will the hole locate the assembly? Position relative to named datums 基準參考座標系中的位置、方向與尺寸
Will the shaft rotate smoothly? Size plus run-out or coaxial relationship Size, axis, and rotational variation
Feature-to-inspection map for a tolerance enquiry
Feature or requirement Primary risk Evidence to request
Overall length Envelope mismatch Limit measurement and drawing revision
External diameter Fit or clearance Micrometer method and temperature condition
內孔 Size and lobe variation Bore-gauge or CMM method with master status
Locating hole Position error Datum frame and position report
Mounting face Flatness or seating Support condition and flatness result
Rotating shaft Run-out or concentricity Rotation method and datum axis
薄壁 Clamp release movement Clamped versus released readings
Threaded feature Assembly engagement Gauge type and thread standard
表面光潔度 Seal or friction change Instrument, direction, and sampling locations

如需詳細查詢孔配合,請參閱 ANTISHICNC 的孔公差表。該公差表與本文用途不同。本文說明如何選擇並傳達合適的公差系統;公差表則供配合尺寸參考。

CNC machining tolerance depends on the process

車削、銑削與搪孔都需要針對特徵的製程證據;供應商的指引不代表通用製程能力。

What tolerance can a CNC mill hold?

車削、銑削、鑽孔、鉸孔、搪孔與研磨,控制特徵的方式各不相同。車削可控制零件上特徵的直徑與肩部;銑削則可在不同的裝夾設定下控制平面或基準。鑽孔可加工出孔洞,但要達到最終尺寸,可能還需要精加工。搪孔用於擴大孔徑;與鑽孔相同,也必須考量公差、表面粗糙度、位置、直線度、深度與工件夾持。

因此,請將 CNC 銑削、CNC 車削或 CNC 加工服務的預設值視為製程資訊。CNC 加工零件仍需要標明功能要求的圖面。供應商會決定採用一般 CNC 加工、精密 CNC 加工,或再進行一道精加工。

CNC 加工中心或許能達到所需的精度,但機台能力仍取決於許多因素,例如裝夾、刀具路徑、工件夾持、材料與檢驗。比較製程時,不要只列出從型錄抄來的一串公差標籤。

Sandvik Coromant’s boring guide 區分粗加工與精加工,並提醒讀者應將孔、工件與機台視為一個系統進行檢查。其 IT6–IT8 精加工指引是供應商提供的應用建議,並非適用於所有材料、直徑或機台的保證。可以用這類資料作為製程討論的依據,再請供應商提供針對您圖面的證據。

不同服務公布的預設值也各有差異。服務公差表可能會分別列出無圖面零件的預設值,以及有圖面零件的處理方式。因此,採購單應附上正式核准的圖面,而不只是寫上「標準 CNC 公差」這類說法。

Material, size and setup change the result

Cutting force, clamp release, residual stress and thermal drift affect thin-wall inspection; qualitative process map.

薄壁加工說明了為何公差不能脫離製程單獨考量。最新的薄壁加工指南說明切削力與夾持壓力的影響,以及殘留應力如何重新分布。可能的問題包括顫振、錐度,以及因工件受力偏移與回彈而造成的厚度變異。具有彈性的薄壁即使在夾具中量測時仍符合公差,卸除夾具後,其平面度與垂直度也可能改變。

溫度的影響不只與 Measurement Uncertainty Analysis 有關。 National Institute of Standards and Technology 的尺寸計量摘要 以機台與主量規量測鋼製測試量規作為模型,並評估熱膨脹造成的不確定度。該資料建議控制量測條件,並指出並未提供適用於所有工作的通用材料膨脹係數。若特徵容易受溫度影響,請將材料、特徵長度、壁厚、毛料狀態、裝夾方式、冷卻液使用方式與量測溫度納入考量。

Measure the tolerance before accepting the part

依特徵選用千分尺、缸徑量錶與三次元測量儀的量測策略;接近限值時,依 ISO 14253-1 納入不確定度進行判定。

量測結果接近規格限值時,所有相關方都必須先約定判定規則。 ISO 14253-1:2017 說明當量測值接近規格限值,且量測不確定度會影響判定時,如何判定符合或不符合。其公開摘要沒有提供通用的加工餘量,也沒有適用所有情況的量規比。

外徑適合使用千分尺量測,內徑則適合使用缸徑量錶。不過,正確使用缸徑量錶也能檢查孔的多葉形狀及尺寸變化。三次元測量儀也可用來確認基準關係,但測量程式、探測策略、溫度與不確定度同樣重要。現代現場系統能將檢驗結果回傳至機台;Renishaw Equator-X & AGILITY 的公告說明了這項功能。並非所有機台都具備 Equator-X & AGILITY 的同類功能。

請勿將單一「首件」量測結果一概視為絕對的製程能力數值。 process-capability reference from NIST 將製程能力定義為相對於處於統計管制狀態的製程及規格限值,並提醒讀者,能力指數取決於分布,也須依據足夠且彼此獨立的資料。解讀能力數值前,請先確認特徵狀態與樣本狀態是否符合量測計畫的定義。

「製程能力指數用來比較處於管制狀態的製程產出與規格限值。」

— NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods, Process Capability

Quote standard and custom machining tolerances

假設的「3 項特徵公差資料表」將一般註記、孔的位置與安裝面的要求分開列出。

詢價時請使用「3 項特徵公差資料表」,標出會影響價格與驗收的特徵。

決策時請考量個別公差、公差限值、允許偏差、材料硬度、工件夾持與組裝公差累積。這有助於明確說明加工要求,也能讓採購人員了解加工成本,因為並非每項高精度特徵都需要相同的加工製程。

只有在圖面明確列出文件名稱與版本時,才使用「國際標準」一詞。若提出類似標準,請要求供應商在報價成為生產要求之前,說明兩者差異。表面處理,以及航空航太或其他特定產業要求所規定的任何檢驗變更,也適用相同原則。

Example passport for a hypothetical released drawing
特色 功能 Drawing control Process/inspection question
Housing length 120.00 mm Non-mating envelope General note, class and unit named Which class is applied to the 30–120 mm band?
Locating bore 20.00 mm Mating pin and location Size fit plus position to datums Which finishing process and bore measurement method?
Mounting face Assembly seating Flatness and surface requirement How is the face supported and inspected after release?

請在這份資料表旁註明材料與狀態、數量、表面處理順序、基準配置、圖面修訂版及檢驗報告要求。一般公差涵蓋符合條件且未個別標註的尺寸,不會取代個別的關鍵公差標註。第 6 條 ISO 2768-1:1989 (1989 document text) 也附帶一項條件:除非另有規定,若工件仍能正常使用,超出一般公差不一定必須判定不合格。解讀這項歷史條文時,仍須依據現行合約與功能要求;切勿以此為由忽略另行標註的孔、密封面或基準。

Compare machines using a representative part

「從圖面到機台試加工的 4 個步驟」依序確認要求、檢查配置、進行試加工,並比對零件證據。

Use the 4-Step Drawing-to-Machine Trial to compare suppliers:

Step 1 – Freeze the Requirement

Issue one drawing revision, material, quantity, datums, tolerances, and inspection method to each supplier.

Step 2 – Check the configured envelope。請依實際配置確認迴轉直徑、有效車削長度、主軸通孔、棒材通過尺寸、刀具配置與選配拉管。

Step 3 – Run a representative trial。請使用相同的特徵幾何,並記錄裝夾設定、刀具、毛料狀態、溫度與連續量測結果。

Step 4 – Compare accepted-part evidence. 請分別記錄重複量測、首件符合性、軸向測試與長期製程能力的結果。不要將這些結果合併成單一的「機台精度」數值。

ANTISHICNC 公開的 CK6130 技術文件列出床身上最大迴轉直徑 300 mm、最大車削長度 230 mm、主軸通孔 48 mm、棒材直徑 45 mm,以及最小設定單位 0.001 mm。CK6140 文件列出迴轉直徑 400 mm;在 550 規格下,依六工位或八工位刀具配置,最大車削長度分別為 420/300 mm。文件也列出 48/82 mm 主軸通孔配置,以及搭配對應轉速的 40/65 mm 棒材直徑配置。這些都是型錄中的配置規格。0.001 mm 設定單位不代表成品公差,這些文件也都不是客戶試加工結果或獨立認證。

Per the ISO catalogue, ISO 230-2:2014 是用來評估數值控制軸定位精度與重複性的測試代碼。這種測試證據與依正式核准圖面檢驗成品,是不同類型的資料。請供應商說明各項測試結果分別代表什麼。

Put the standard edition into the drawing and enquiry

Clarify inherited notes and retain edition, revision and individual critical callouts; ISO scope discussion.

Keep the edition and revision visible. ISO 2768-2:1989 在 International Organization for Standardization 頁面上已標示為停用,並列出 ISO 22081:2021 為其新版。ISO 22081 的公開摘要說明一般幾何與一般尺寸規範的規則;它不是 ISO 2768-1 中線性 f/m/c/v 數值的替代公差表。同時,ISO 2768 第 2 版目前仍在出版階段,並指出將取代 ISO 2768-1:1989。這些版本狀態可能變動,請在圖面審查時註明日期,並取得合約要求的文件全文。

若舊圖框中的註記不清楚,請在切削材料前先請供應商說明其解讀方式。先確認一句話的意思,比事後爭論原意是尺寸區間、幾何等級還是量測規則省事得多。

常見問題

ISO 加工公差標準是什麼?

ISO 2768-1:1989 這項標準為未個別標註的線性與角度尺寸訂定一般公差,分為四個等級。ISO 286 規範尺寸極限與配合,幾何公差則採用各自的規範。請在圖面上標明選用的標準、版本、等級與單位。對配合或基準至關重要的特徵,請個別標註,不要假設一般註記能涵蓋所有要求。

Is 0.005 inch a tight tolerance?

這取決於特徵、製程與檢驗方式。±0.005 in 等於 ±0.127 mm,總公差寬度為 0.010 in。Protolabs 將此數值列為一項服務的預設值,但服務預設值並非通用標準。請註明數值採雙向公差、單向公差或極限尺寸,並請供應商確認製程與量測條件。

Is 0.01 mm a tight machining tolerance?

這可能相當嚴格,尤其是特徵較長、較薄、溫度較高,或難以量測時。請先確認 0.01 mm 指的是總公差寬度,還是正負公差值。接著確認特徵的功能、基準關係、表面加工方式與驗收方法。機台的設定解析度本身,無法證明量產零件能符合圖面限值。

Is 0.05 mm a good tolerance?

只有在能證明它於完整製程中仍符合特徵功能時才可以。公差訂得越嚴並不一定越好。

Can a part have zero tolerance?

一般而言,製造零件都會有一定程度的總變異。在公差標記中,零值可用來表示公差帶邊界,例如 H 孔的下偏差為零。配合仍須同時考量兩個相配零件的尺寸極限,量測也存在不確定度。請分別標明名義尺寸、允許極限、幾何要求與量測規則。如果圖面要求功能性配合,請標示尺寸極限、註明配合種類,或採用其他方法,不要為了讓數字看起來「精確」而加上過多小數位。

參考文獻和來源

ANTISHICNC 公司

ANTISHICNC是上海安視機械設備旗下的品牌,是一家從事金屬加工機械製造的專業工廠。產品範圍包括數控車床、銑床、鋸床、磨床、槽床、徑向鑽床和傳統車床。液壓折彎機和各種金屬成型彎機也在他們的產品範圍內。 ANTISHICNC 擁有 50 多名銷售工程師,他們提供一站式解決方案和車間設計,以滿足全球客戶的金屬加工需求。聯絡他們的團隊以了解更多資訊。.

您可能感興趣
滾動到頂部
與 ANTISHICNC 公司取得聯繫
聯絡表單 費用