2D图纸中，哪些尺寸是关键尺寸？

关键尺寸是影响产品功能、外观和可靠性等的尺寸。

然而，一张零件或者部件的2D图纸，上面有N个尺寸，哪些尺寸才是关键尺寸呢？

本文将简单介绍关键尺寸的选取原则及注意事项等。

1 关键尺寸的选取原则

1）与产品功能、外观和可靠性等相关的尺寸

一般来说，与产品功能、外观和可靠性等相关的尺寸，都必须作为关键尺寸。

因为这些尺寸一旦超过预设的合理公差范围，就有可能造成产品功能出现故障、外观不符合要求、或者带来可靠性等问题。

TS16949所定义的与重要特性和关键特性相关的尺寸，都应当作为关键尺寸。

重要特性SC：Significient Character 顾客满意程度重要的产品、过程和试验。如果产品的SC出了问题，车可能会打不着火、车窗摇不上来、车空调在40摄氏度的时候还吹热风等让用户不爽，这时候用户会抱怨车质量不好，引起这个牌子的车口碑不好。

关键特性CC：Critical Character，与政府法规符合性或车辆/产品功能安全性，如果产品的CC特性出现问题，可能会导致车毁人亡。

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2）与定位有关的尺寸

定位相关尺寸，影响到零部件之间的装配精度，需要作为关键尺寸。

如图1所示，两个零件通过两个定位柱和定位孔（左侧为长圆孔）进行定位，那么，左右两个定位柱的直径、右侧定位孔的直径、左侧长圆孔的宽度，这些尺寸影响到两个零件之间的装配精度（此处为了简化，没有考虑形位公差），需要作为关键尺寸。

▲图1，定位柱和定位孔（左侧为长圆孔）

3）避免发生装配干涉的尺寸

避免零部件在装配时发生干涉的尺寸，需要作为关键尺寸。

例1，如图2所示，零件2放入零件1中，如果装配间隙为0.10mm，我们就需要管控零件1槽宽50.00±0.05mm和零件2长度49.90±0.05mm，否则会出现干涉、装配不上的现象；这两个尺寸就是关键尺寸。

▲图2，间隙较小时

当然，在另外一种设计场景下，这两个尺寸可以不用作为关键尺寸，如图3所示。

如果零件1和零件2没有装配精度要求，即二者间隙大一些或者小一些，都不影响产品功能、外观和可靠性等，我们可以有意把间隙设计得大一些，假设1mm，这样即使这两个尺寸的偏差较大，二者也不会发生干涉。

同时，这种情况还可以放松尺寸的公差要求，从而可以降低零部件的制造成本。

▲图3，间隙较大时

例2，如图4所示，如果两个零件通过定位柱和定位孔配合，那么左右两个定位柱和定位孔的直径、定位柱与定位柱的距离、定位孔与定位孔的距离，都需要作为关键尺寸，否则会出现干涉、装配不上的情况。

▲图2，使用定位柱和定位孔进行定位

而在图1中，我们把左侧的定位孔改为长圆孔，那么我们就可以不用把定位柱与定位柱的距离、定位孔与定位孔的距离，作为关键尺寸。

因为即使两个尺寸的公差较大，然而因为长圆孔的存在，二者发生干涉的可能性依然较小。

4）与工艺过程控制相关的尺寸

制造和装配过程中，因为过程控制的需要的尺寸，需要作为关键尺寸。

例如，一个注塑件的外形尺寸，如长和宽，经常会标注为关键尺寸，这样比较利于后面每一批注塑件生产时的尺寸检测和管控。如果外形尺寸准确，一般来说参数设定没有问题，其它尺寸相应的也没有问题。如果外形尺寸不准确，那就说明需要去检查参数设定，可能与验证过的参数存在偏差。

另外，零部件如果需要通过治具定位，那么零部件上与治具定位的尺寸，也需要作为关键尺寸。

2 注意事项

在选取关键尺寸时，我们需要注意：

1）关键尺寸的数量不能太多，数量太多，后续的生产管控复杂，成本高。每一个尺寸被选取为关键尺寸，都必须有充分的理由。

2）可以通过产品设计优化，去减少关键尺寸的数量，如例1和例2所示。

3）关键尺寸的公差尽量宽松，这可以帮助降低成本。

4）公差分析中所涉及的尺寸，一般都是关键尺寸，因为这些尺寸均有可能影响产品的功能、外观、可靠性以及零部件的可装配性等。

5）可以通过DFMEA分析，来辅助选取关键尺寸。

注：关于关键尺寸的选取，我能想到的就这么多，大家如果有好的想法，欢迎留言补充。

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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》

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