關(guān)鍵尺寸是影響產(chǎn)品功能、外觀和可靠性等的尺寸。

然而，一張零件或者部件的2D圖紙，上面有N個(gè)尺寸，哪些尺寸才是關(guān)鍵尺寸呢？

本文將簡(jiǎn)單介紹關(guān)鍵尺寸的選取原則及注意事項(xiàng)等。

1 關(guān)鍵尺寸的選取原則

1）與產(chǎn)品功能、外觀和可靠性等相關(guān)的尺寸

一般來(lái)說(shuō)，與產(chǎn)品功能、外觀和可靠性等相關(guān)的尺寸，都必須作為關(guān)鍵尺寸。

因?yàn)檫@些尺寸一旦超過(guò)預(yù)設(shè)的合理公差范圍，就有可能造成產(chǎn)品功能出現(xiàn)故障、外觀不符合要求、或者帶來(lái)可靠性等問(wèn)題。

TS16949所定義的與重要特性和關(guān)鍵特性相關(guān)的尺寸，都應(yīng)當(dāng)作為關(guān)鍵尺寸。

重要特性SC：Significient Character 顧客滿意程度重要的產(chǎn)品、過(guò)程和試驗(yàn)。如果產(chǎn)品的SC出了問(wèn)題，車可能會(huì)打不著火、車窗搖不上來(lái)、車空調(diào)在40攝氏度的時(shí)候還吹熱風(fēng)等讓用戶不爽，這時(shí)候用戶會(huì)抱怨車質(zhì)量不好，引起這個(gè)牌子的車口碑不好。

關(guān)鍵特性CC：Critical Character，與政府法規(guī)符合性或車輛/產(chǎn)品功能安全性，如果產(chǎn)品的CC特性出現(xiàn)問(wèn)題，可能會(huì)導(dǎo)致車毀人亡。

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2）與定位有關(guān)的尺寸

定位相關(guān)尺寸，影響到零部件之間的裝配精度，需要作為關(guān)鍵尺寸。

如圖1所示，兩個(gè)零件通過(guò)兩個(gè)定位柱和定位孔（左側(cè)為長(zhǎng)圓孔）進(jìn)行定位，那么，左右兩個(gè)定位柱的直徑、右側(cè)定位孔的直徑、左側(cè)長(zhǎng)圓孔的寬度，這些尺寸影響到兩個(gè)零件之間的裝配精度（此處為了簡(jiǎn)化，沒(méi)有考慮形位公差），需要作為關(guān)鍵尺寸。

▲圖1，定位柱和定位孔（左側(cè)為長(zhǎng)圓孔）

3）避免發(fā)生裝配干涉的尺寸

避免零部件在裝配時(shí)發(fā)生干涉的尺寸，需要作為關(guān)鍵尺寸。

例1，如圖2所示，零件2放入零件1中，如果裝配間隙為0.10mm，我們就需要管控零件1槽寬50.00±0.05mm和零件2長(zhǎng)度49.90±0.05mm，否則會(huì)出現(xiàn)干涉、裝配不上的現(xiàn)象；這兩個(gè)尺寸就是關(guān)鍵尺寸。

▲圖2，間隙較小時(shí)

當(dāng)然，在另外一種設(shè)計(jì)場(chǎng)景下，這兩個(gè)尺寸可以不用作為關(guān)鍵尺寸，如圖3所示。

如果零件1和零件2沒(méi)有裝配精度要求，即二者間隙大一些或者小一些，都不影響產(chǎn)品功能、外觀和可靠性等，我們可以有意把間隙設(shè)計(jì)得大一些，假設(shè)1mm，這樣即使這兩個(gè)尺寸的偏差較大，二者也不會(huì)發(fā)生干涉。

同時(shí)，這種情況還可以放松尺寸的公差要求，從而可以降低零部件的制造成本。

▲圖3，間隙較大時(shí)

例2，如圖4所示，如果兩個(gè)零件通過(guò)定位柱和定位孔配合，那么左右兩個(gè)定位柱和定位孔的直徑、定位柱與定位柱的距離、定位孔與定位孔的距離，都需要作為關(guān)鍵尺寸，否則會(huì)出現(xiàn)干涉、裝配不上的情況。

▲圖2，使用定位柱和定位孔進(jìn)行定位

而在圖1中，我們把左側(cè)的定位孔改為長(zhǎng)圓孔，那么我們就可以不用把定位柱與定位柱的距離、定位孔與定位孔的距離，作為關(guān)鍵尺寸。

因?yàn)榧词箖蓚€(gè)尺寸的公差較大，然而因?yàn)殚L(zhǎng)圓孔的存在，二者發(fā)生干涉的可能性依然較小。

4）與工藝過(guò)程控制相關(guān)的尺寸

制造和裝配過(guò)程中，因?yàn)檫^(guò)程控制的需要的尺寸，需要作為關(guān)鍵尺寸。

例如，一個(gè)注塑件的外形尺寸，如長(zhǎng)和寬，經(jīng)常會(huì)標(biāo)注為關(guān)鍵尺寸，這樣比較利于后面每一批注塑件生產(chǎn)時(shí)的尺寸檢測(cè)和管控。如果外形尺寸準(zhǔn)確，一般來(lái)說(shuō)參數(shù)設(shè)定沒(méi)有問(wèn)題，其它尺寸相應(yīng)的也沒(méi)有問(wèn)題。如果外形尺寸不準(zhǔn)確，那就說(shuō)明需要去檢查參數(shù)設(shè)定，可能與驗(yàn)證過(guò)的參數(shù)存在偏差。

另外，零部件如果需要通過(guò)治具定位，那么零部件上與治具定位的尺寸，也需要作為關(guān)鍵尺寸。

2 注意事項(xiàng)

在選取關(guān)鍵尺寸時(shí)，我們需要注意：

1）關(guān)鍵尺寸的數(shù)量不能太多，數(shù)量太多，后續(xù)的生產(chǎn)管控復(fù)雜，成本高。每一個(gè)尺寸被選取為關(guān)鍵尺寸，都必須有充分的理由。

2）可以通過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化，去減少關(guān)鍵尺寸的數(shù)量，如例1和例2所示。

3）關(guān)鍵尺寸的公差盡量寬松，這可以幫助降低成本。

4）公差分析中所涉及的尺寸，一般都是關(guān)鍵尺寸，因?yàn)檫@些尺寸均有可能影響產(chǎn)品的功能、外觀、可靠性以及零部件的可裝配性等。

5）可以通過(guò)DFMEA分析，來(lái)輔助選取關(guān)鍵尺寸。

注：關(guān)于關(guān)鍵尺寸的選取，我能想到的就這么多，大家如果有好的想法，歡迎留言補(bǔ)充。

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作者簡(jiǎn)介：鐘元，著有書籍《面向制造和裝配的產(chǎn)品設(shè)計(jì)指南》和《面向成本的產(chǎn)品設(shè)計(jì)：降本設(shè)計(jì)之道》

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