機械設計初步基準與基準系統 - MA工具機與零組件雜誌

幾何公差規範為彌補尺寸公差在基準定義不明確方面之缺陷，另新創基準 ... 於第一基準面，猶如銑床加工順序，此基準系統同樣適用於薄殼沖壓鈑金件。

Top 關於ＭＡ 市場瞭望 封面故事 產業掃描 技術趨勢 精選文章 新品介紹 線上閱讀 客服中心 廣告刊登 雜誌訂閱 聯絡我們 EN 簡中 SNS 你今天想知道什麼資訊? GO! 目前位置 首頁 精選文章 技術趨勢 技術趨勢 機械設計初步基準與基準系統 2018.12.14∣瀏覽數：2147 繪製設計細部製作加工圖最先考量為基準或基準系統，必須明確顯示標註基準位置，做為其後展開各細部尺寸之依據，避免後續製作加工及檢驗時發生各自解釋、猜測與爭議不斷之困擾。

文◆陳銘德 在傳統尺寸座標體系中無論歐規或美規之限界與配合(LimitsandFits)[1][2]標準規範中，並無觸及如何定義基準之符號、意義、適用時機等議題，更不用論及JIS、CNS之標準(因均參照ISO)，往往只能繫於設計工程師之經驗與功力標註尺寸，做為製作加工與檢驗之依據，但必產生製作部門與檢測部門之間因見解不同而有爭議，頻率相當高，如再加上零組件組裝逐漸多後所產生之累積誤差因素，造成後續零組件干涉無法正常組立，或間隙過大不符合原先設計構想，更使問題複雜化，甚至理不出真正原因，陷入瞎猜困境，而經常再耗用龐大人力、材料與時間資源，設法重建再現性，釐清問題所在。

以切削機製件為例，暫不論及各階段之外徑值，如各段之長度標註如下圖1，則X距離Y之長度正確計算為(6±0.05)+(10±0.05)+(10±0.05)=26±0.15，換言之；如用尺寸鏈式標註，則其各階段之誤差均賦予±0.05之公差，則X與Y之間之尺寸誤差跟隨累積，檢測部門以此為判定合格與否之依據。

如換成圖2之標註，各階段均以最大外徑之邊緣起，均配賦±0.05之公差，則X與Y之間之尺寸為26±0.10，比鏈式標註之誤差小些，顯示基準之優點。

如欲求X與Y之間之尺寸具有最少誤差就直接標註(圖3)，僅為±0.05。

鑑於百年來傳統習用之限界與配合(LimitsandFits)標準規範之侷限，美國於二戰前，持續動用龐大機械工程師、科學家、數學家設法改善彌補，而提出幾何尺寸與公差規範(GeometricDimensioningandTolerancingASMEY14.5M)[3]，ISO隨後亦公佈1101[4]，內容幾乎相同，明確規範基準與基準系統之符號、意義及適用情況，促使設計、製作加工與檢測之間只有一種語言與明確意義，而無第二種解釋，避免爭議，大大提升研製效率及品質，同時也更進一步推向大量生產之零組件達到100%全互換之境界，降低產品售價，引發消費端購買意願，提升人類幸福水準。

圖4為尺寸起點符號，可標註於圖1~3之點上，如標註於X點更能顯示起點位置，提供量測依據，避免與設計之爭議。

幾何公差規範為彌補尺寸公差在基準定義不明確方面之缺陷，另新創基準符號，由一條直線尾端指向一個正三角形(塗滿或空白)表示，如圖5。

零件基準可能不止一處，為製作加工與量測之依據，另外用英文字母大寫A、B、C外加正方形框分別表示第一、第二、第三基準之位置(圖6)。

對大尺寸且重之零件或有撓性之沖壓鈑金件(及射出成形塑膠件)，其支撐處往往需有一定之區域，可用基準目標符號，將一圓形框用一水平線分割為兩區，下半框註以大寫字母及數字，字母為基準型態，數字表示基準目標號碼，上半框標註補充說明事項，如基準目標尺寸，如空間不足，可用引線拉出到適宜位置，如圖7。

基準目標對點以交叉符號表示(X)，對線為以實線連結兩個交叉符號(X-X)表示。

對大型鑄造件翻鑄及後續進行銑削加工時，基準區域可採用圓形或正方形內部以剖面細線表示，如圖8。

一般方位性之公差僅需一個或兩個基準即可，如在位置度關係中就需用到三個面基準系統，甚至必要時尚需考慮選定先後順序。

以車削零件為例，第一基準選圓形面，第二及第三基準面互為垂直，且垂直於第一基準面之中央圓心。

有厚度之銑削塊狀零件之第一基準面為底面，第二基準為垂直於第一基準面之水平邊緣面(或垂直邊緣面)，第三基準面垂直於第二基準面之垂直邊緣面(或水平邊緣面)，且又垂直於第一基準面，猶如銑床加工順序，此基準系統同樣適用於薄殼沖壓鈑金件。

指定某形態之位置度公差或輪廓度公差或傾斜度公差時，用於標註理論上正確之位置(30)、輪廓或角度(60o)之尺度，是不加註公差，而是以尺度外加方框表示，該零件之相對應實際尺度僅受限於公差框內所標註之位置度公差或輪廓度公差或傾斜度公差，更非以未註公差比對或僅作參考。

圖9表示如搭配基準尺寸(Basic dimensionBASICBSC)標註，優點為彌補+/-公差之缺陷及不合理之處，消除累積公差之困擾，合理增大製作公差達57%以上，配合MMC/LMC可再額外增大製作公差(Bonustolerance/Zerotolerance)，大幅降低模具工具製作成本，量產件之檢具與治具(Functionalgaugeandfixture)設計依據零件圖之尺寸公差與幾何公差進行虛擬情況(可達情況實效情況VirtualconditionVC)計算，可快速完成，提升研製效率與良率，且與老外相同等級品質，協助準時甚至提前交貨。

期盼國內機械產業早日引用基準與基準尺寸觀念，將可獲得不可言喻之龐大利益(無偷工減料現象，而合理擴增製作公差)，同時驟降材料、人力、時間、再現性測試等資源之浪費，提升生產研製效率及品質，縮小與高科技國家之技術落差，早點與國際工藝接軌，多賺外匯，持續強化自身產業體質與競爭力。

參考文獻 1ISA,1926/1941/ISO286-1&-2,2010/ISO129,1985. 2ASAB4a,1925/ANSIB4.1,1947/1967/ANSIB4.2,1978. 3ANSIY14.5M,1982(R1988),ASMEY14.5M,1994/2009,DimensioningandTolerancing,ANINTERNATIONALSTANDARD. 4ISO1101,GeometricalProductSpecifications(GPS)-Geometricaltolerancing-Tolerancesofform,orientation,locationandrun-out,1966/2012. 回上一頁列表   回首頁 MAonline工具機與零組件雜誌 訂閱電子報-直接向您的信箱提供最新的產品趨勢和行業新聞。

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