参考
微型零件加工的公差、特征尺寸和材料
一个页面汇总10 mm以下零件的典型数值。用它来写出切合实际的图纸和RFQ。所有数字都是典型值,不是保证:真实的极限由图纸、材料证书和匹配的加工厂决定。
公差能力
微型零件加工厂在量产中通常能保持的数值。最佳值适用于经DFM审核后的个别特征。
| 项目 | 典型值 | 备注 |
|---|---|---|
| 线性公差,最佳 | ±0.005 mm | 经DFM审核后,用于个别特征 |
| 线性公差,一般 | ±0.01 mm | 大多数微型零件加工厂量产中能保持的数值 |
| 孔/轴配合 | H6 / h5 | 轴为IT5等级 |
| 角度 | ±10角分 | |
| 平面度 | 0.005至0.05 mm | 取决于零件尺寸和厚度 |
| 跳动 | 0.01 mm | 车削直径,单次装夹 |
| 表面粗糙度 | 最佳Ra 0.8 μm,常见1.6 μm | 更细的表面需要二次工序 |
微型尺寸下的ISO 286等级
针对此处相关尺寸范围的ISO 286-1公差等级,单位为微米。H6孔和h5轴是微型车削零件上常见的配合。
| 公称尺寸 | IT5 | IT6 | IT7 |
|---|---|---|---|
| 大于1至3 mm | 4 | 6 | 10 |
| 大于3至6 mm | 5 | 8 | 12 |
| 大于6至10 mm | 6 | 9 | 15 |
特征尺寸极限
微型零件加工厂通常能交付的最小特征。采用电火花或激光工艺可以更小,但成本不同。
| 特征 | 典型最小值 | 备注 |
|---|---|---|
| 零件整体外形 | 1 mm起 | 该领域最大约10 mm |
| 最小特征 | 0.3 mm | 槽、凸台、筋 |
| 钻孔 | ⌀0.2 mm起 | 深度通常不超过直径的10倍 |
| 壁厚 | 0.15 mm起 | 取决于材料 |
微型零件用材料
材料选择决定了微型特征的公差上限。下列牌号通常备有适合小零件的棒材和板材尺寸库存。
| 材料 | 牌号 | 备注 |
|---|---|---|
| 不锈钢 | 303, 304, 316, 316L | 医疗微型零件通常选用316L |
| 钛 | Grade 2, Grade 5 (Ti-6Al-4V) | 植入级用Grade 5 ELI |
| 铝 | 6061-T6, 7075-T6 | 常用于半导体和光学壳体 |
| 黄铜和铜 | C36000, C11000 | C36000是最容易微型车削的金属 |
| 工具钢 | D2, H13, SKD11 | 淬硬零件交给具备硬铣或磨削能力的加工厂 |
| 工程塑料 | PEEK, POM, PTFE | PTFE会蠕变,能放宽的公差尽量放宽 |
微型特征如何检测
公差的意义取决于检验它的方法。量产前请先商定方法。测量的基准温度为20 °C(ISO 1)。
| 方法 | 用于 | 备注 |
|---|---|---|
| 小测针三坐标测量机 | 孔、位置、平面度 | 测针针尖小至约0.3 mm;薄壁上探测力很重要 |
| 影像/光学测量系统 | 轮廓、小孔、槽、边缘 | 无接触,适合柔软或极小的特征 |
| 测量显微镜 | 毛刺、边缘圆角、小特征 | 快速检查边缘状态 |
| 针规和环规 | 孔和轴尺寸的通止检查 | 小孔可用的针规间隔很细 |
| 轮廓仪 | 表面粗糙度Ra | 触针式或光学式,依据ISO 21920 |
公差FAQ
公差等级的背景知识:engineering tolerance。
每个特征都能达到±0.005 mm吗?
不能。它是经过DFM审核后,个别特征(如车削直径或孔)的典型最佳值。请只在功能需要的地方标严公差,其余保持±0.01 mm或一般公差等级。
对4 mm的轴,IT5意味着什么?
按ISO 286,大于3至6 mm尺寸段的IT5公差带为5 μm。因此4 mm的h5轴,测得的直径可能在4.000至3.995 mm之间。
为什么塑料的公差更松?
PEEK、POM,尤其是PTFE,会随温度和湿度变化,并在切削力和夹持力作用下变形。对同一特征,大多数加工厂对塑料的报价公差会比金属松一级。
微型特征如何测量?
使用带小测针的三坐标测量机、光学或影像测量系统、测量显微镜和针规。尤其是对于0.5 mm以下的特征,应在量产前商定测量方法。