非双向对称公差，想说爱你并不容易

双向对称公差是最理想、最推荐的尺寸公差标注方式。

不过很多公司依然按照传统、或者说按照教科书，大批量使用非双向对称公差。

非双向对称公差，在产品开发过程中总是需要不停转换成双向对称公差，例如产品设计时需要转换、模具设计时需要转换。

在转换过程中，不但会产生不便、无故增加工作量，同时还会产生转换错误，继而造成产品开发出现质量问题。

所以，我建议使用双向对称公差。

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什么是非双向对称公差

线性尺寸公差的四种标注方式，分别是：

极限公差、单向公差、双向非对称公差等三种均属于非双向对称公差。

▲公差标注的四种形式

以上四种公差标注方式，虽然表现方式完全不同，如果仅仅从尺寸大小角度，四种公差标注可以完全互换。

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产品开发周期中的尺寸及公差

在整个产品开发的全生命周期中，涉及到尺寸及公差的主要环节有四个阶段：

2.1 产品设计 3D绘图

产品设计工程师在3D绘图时，会对零部件的每一个特征赋予一定的尺寸大小。在3D绘图时，尺寸是驱动变量，公差不涉及其中。

▲3D绘图

2.2 产品设计 2D绘图

当3D绘图完成之后，工程师需要进行2D绘图，把零部件的关键尺寸和公差进行标注，以便于后续的制造和管控。

▲2D绘图

2.3 模具设计 3D绘图

大批量的零件加工，例如注塑、冲压和压铸等，都需要通过模具进行生产。当产品设计完成之后，需要先设计加工相应的模具。产品设计工程师一般会把需要开模的零件3D和2D图一并发给模具工程师，进行模具设计。当前模具设计，一般是通过3D软件完成。

▲模具3D图示意

2.4 尺寸检测和管控

尺寸检测和管控，一般是基于产品设计时的2D图纸进行。

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产品开发周期中的潜在尺寸公差转换错误

通过观察尺寸及公差在产品开发周期中的使用，我们会发现：

1）如果产品设计使用双向对称公差，那么就不存在任何转换问题

产品设计3D绘图时的尺寸，就是2D绘图时的名义值，公差对称分布。例如，3D图中密封圈直径5mm，默认是双向对称公差±0.1mm（0.1mm仅为举例用）。

模具工程师拿到零部件的3D图纸和2D图纸，可以直接按照名义值进行模具设计，不需要任何转换。

尺寸检测和管控时，使用双向对称公差，也利于尺寸的管控。

2）如果产品设计使用非双向对称公差，那么就会存在一系列的转换

这些转换包括：

转换的过程，就意味着错误可能会产生。

3.1 产品设计3D绘图过程中的转换

产品设计工程师在2D绘图时，如果以非双向对称公差标注，或者我们在3D绘图时就已经考虑到了会用非双向对称公公差；如图所示，密封圈直径5mm，实际上代表了5（+0.2 +0）mm。

那么，我们在设计与密封圈配合的其它零部件尺寸时，就需要牢记5mm代表5（+0.2 +0）mm，并把5mm转换为5（+0.2 +0）mm，去计算其它配合件的尺寸。

产品设计时的这种转换造成的错误比较隐蔽，我会单独写一篇文章。

2.2 产品设计2D绘图时的转换

在产品设计2D绘图，是基于3D图纸进行。3D图纸以非双向对称公差进行设计，那么我们一定要记住2D图纸也需要以非双向对称公差进行标注，否则会产生错误。

例如，密封圈在3D图中显示为直径5mm，实际上表示的是5（+0.2 +0）mm，那么后续在2D绘图时也需要这样标注。

通常2D绘图并不会在3D绘图之后就马上进行，因此经常要求工程师去回忆当初的设计意图。

如果零部件数量少、零件简单，那么出现问题和错误可能比较小。

然而，如果零部件数量多，而一个零件上就有几十个尺寸，那么在2D绘图时，可能我们就不会记得当初设计意图了，就会出现问题和错误。

2.3 模具设计 3D绘图

模具工程师在基于零件3D图和2D图进行模具设计。

在这个阶段，容易出现两种错误：

1）直接以零件3D图进行设计，造成错误

在产品开发周期越来越紧张的今天，为了赶时间，很多模具设计都是以零件3D图进行，而没有时间等到零件2D图纸完成。

模具设计直接以零件3D图进行设计，所见即所得，模具工程师看到5mm的密封圈直径，就会认为代表着5±0.XXmm，会以5mm为中心值进行设计。

但是，实际上产品设计要的是5（+0.2 +0）mm。

如果按照这5mm为中心值设计模具、并开模，那么最终生产的密封圈直径，肯定就会出现不满足设计要求的情况。

2）因为尺寸转换过多，造成错误

如果模具设计以零件3D图和2D图纸进行，那么模具工程师看到的零件3D图尺寸和2D尺寸是不一致。

例如，在上文中，3D图纸密封圈直径5mm，2D图纸标注为5（+0.2 +0）mm

那么，模具工程师需要根据2D图纸上非双向对称公差，转换为5.1±0.1mm，再去设计模具3D和2D图纸。

如果2D图上的尺寸公差多、同时需要开模的零件多，那么转换不但会浪费模具工程师大量时间，同样会导致转换错误。

最后的话

为什么有的企业坚持使用非双向对称公差呢？

这是因为思维方式还没有从过去的2D思维转变为3D思维。

在过去小批量生产时代，产品设计主体就是2D图纸，没有3D图纸，使用非双向对称公差特别是极限公差，会比较便捷。

而现在，产品设计绘图时3D图纸为主、2D图纸仅仅为辅，设计已经转变为3D思维。

那么，相应的公差标准方式，需要适应3D思维，使用双向对称公差，从而避免无数的麻烦和错误。

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作者简介：钟元，著有书籍《面向制造和装配的产品设计指南》和《面向成本的产品设计：降本设计之道》

推行降本设计，

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来源：降本设计