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干货！机械加工之尺寸公差、形位公差(cha)、表(biao)面粗糙度数值上的关系

来源：https://sfgmzl.com 作(zuo)者(zhe)：精捷(jie)精密 浏(liu)览量：700 时间：2022-01-13 09:16:56

信息摘要：

一、尺寸公差、形位公差(cha)、表面(mian)粗糙度数值上的关系(xi)1、形状公差与尺寸(cun)公差的数值关系当尺寸公差精(jing)度确定后，形状(zhuang)公(gong)差(cha)有一个适当的数···

一、尺寸公差、形位公差、表面(mian)粗糙(cao)度数值上的关系
 
1、形状公差与尺寸公差的数值关系
当尺寸公差精度确定(ding)后(hou)，形状公差有一个适当的数值(zhi)相对应，即一般约以50%尺(chi)寸公差值作为(wei)形状(zhuang)公差值(zhi)；仪表行业约20%尺(chi)寸公差(cha)值作为形状公(gong)差值(zhi)；重型行业约以70%尺寸公差值作为形(xing)状公差值(zhi)。由此可见．尺寸公差精度愈(yu)高，形状公差占尺寸公差比例愈小所以， 在设计标注尺寸和形状公差要求时，除特殊(shu)情况外，当(dang)尺寸精度确定后，一(yi)般(ban)以50%尺寸公差(cha)值作为形状公差值，这既有(you)利于(yu)制造(zao)也有利(li)于确保(bao)质量。

2、形状(zhuang)公差与位置(zhi)公差间的数值关系
形状公差与位置公差间(jian)也存在着一定的(de)关系。从(cong)误差的形成原因看，形状(zhuang)误差是由机床振动、刀具振(zhen)动、主轴(zhou)跳动等原因造成(cheng)；而位置误差则(ze)是由于机(ji)床导轨的不平行，工(gong)具装夹不平行或不垂直、夹紧力作用等(deng)原因造成，再从公差带定义看，位置(zhi)误差是含被测(ce)表面(mian)的形(xing)状(zhuang)误差(cha)的，如平行度误差中就含有平(ping)面度误差，故位置误(wu)差比形状误差要大得多。因此，在一般情况下(xia)、在无进一步要求时，给了(le)位置公(gong)差，就不(bu)再给形状公差(cha)。当有特(te)殊要求(qiu)时可(ke)同时(shi)标注形状和位置公差要求，但标(biao)注的(de)形状公差值应小于所标(biao)注的位(wei)置公差值，否则，生产时(shi)无法按设计(ji)要求制造零件(jian)。
3、形状公差(cha)与(yu)表面粗糙度的关系
形状误差与表面粗糙度之间在数值和测量上尽管没有直接联系，但在(zai)一定的加工条件下两者也存(cun)在着一定(ding)的比例关系，据实验研究，在一般精度时，表(biao)面粗糙(cao)度占形状公差的1／5～1／4。由此可知，为确保形状公差，应适(shi)当限制相应的表面粗糙度高度参数的(de)最大允许(xu)值。
 
在一般情况下，尺寸公(gong)差、形状公差(cha)、位置(zhi)公差、表面粗糙度之间的公差值具有下述(shu)关系(xi)式：尺寸公差>位(wei)置公差>形状公差>表面粗(cu)糙(cao)度(du)高(gao)度参数
从尺寸、形位与表面粗糙度的数值关系式不难看出， 设计时要协调处理好三者的数值关系(xi)， 在图样上标注公差值时应遵循：给定同(tong)一表(biao)面的粗糙度数值应小于其形状公差值；而形状公差值应小于其位置公差值；位置各差值应小(xiao)于其尺(chi)寸公差值。否则，会给制造带来(lai)种种(zhong)麻(ma)烦。可是设(she)计(ji)工作中涉及最多的(de)是如何处(chu)理尺(chi)寸公差与表面粗糙度的(de)关系和各(ge)种配合精(jing)度与表面粗糙度的(de)关(guan)系。
一般情况下(xia)按以下关系确定：
1、形状公差为尺寸公差的60％（中等相对几何精度）时，ra≤0.05it；
2、形状公(gong)差为尺寸公差的40％（较高相对几何精度）时(shi)，ra≤0.025it；
3、形状公差为尺寸公差的25％（高相对几何精度）时，ra≤0.012it；
4、形状公差小于尺寸公(gong)差的25％（超高相对几何精度）时，ra≤0.15tf(形状公差(cha)值(zhi))。
最简单的参考值:尺寸公差是粗(cu)糙度的3-4倍，这(zhe)样最为(wei)经济。

二(er)、形位(wei)公差的选择
 
1、形(xing)位公差项目的选择
应充分发挥综(zong)合控制项目的(de)职能，以减少图样(yang)上给出的形(xing)位公差项目及相应的形位误差检测项目。
在满足功能要求的前提下，应选用测(ce)量简便的项目。如：同轴(zhou)度公差常常用径向圆跳动公差或径(jing)向圆(yuan)跳动公差代替。不过应注意，径向圆跳动是同轴(zhou)度误差与圆柱面形(xing)状误差的(de)综合，故(gu)代替时，给出的(de)跳动公差值应(ying)略大于同轴度(du)公差值，否则就会(hui)要求过严(yan)。
2、公差原则的选择
应根据被测要素的(de)功能要求，充分发挥(hui)公差的职能和采取该公差原则的可行性、经济性。
独立原则用(yong)于(yu)尺寸精度与形位精度精(jing)度要求相差较大，需分别满足要求，或(huo)两者无联(lian)系，保证运动精度、密封性，未(wei)注公差等场(chang)合。
包(bao)容要(yao)求(qiu)主要用(yong)于(yu)需要严格保证配合性质的场合。
最大实体要求用于中心要(yao)素，一般用于配件要求为(wei)可装配性（无(wu)配合(he)性质(zhi)要求）的场合。
最小实体(ti)要(yao)求主要用于需(xu)要(yao)保证零件强度和最小壁(bi)厚等场合。
可逆要求与最大（最(zui)小）实体要求联用，能充分利用公差带，扩大了被测要素实(shi)际尺寸的范围，提高了效益(yi)。在不影(ying)响使用性能的前提下可以(yi)选(xuan)用。
3、基(ji)准要素的选择(ze)
1）基准部位的选择
（1）选用零件在机器中定位的结合面作为基(ji)准部位。例如箱体的底(di)平面和侧面、盘类零件的轴线、回转零件的支承轴颈或支承孔等。
（2）基准要(yao)素应(ying)具有足够的大小和刚度，以保证定位(wei)稳定可靠。例如，用(yong)两条或两条以上相距较远的轴线(xian)组合成公共基准轴线比一条基准轴线要稳定(ding)。
（3）选(xuan)用加工比较精确的表面作为基准部位。
（4）尽量使装配、加工和检测基准统一。这(zhe)样，既可以消除因基准(zhun)不统一而产生的误差；也可(ke)以(yi)简化夹具、量具的设计与(yu)制造，测量方便。
2）．基准数量的确定
一般来说，应根据(ju)公差项目的定向、定位几何功能要求来确定基准(zhun)的(de)数量。定向公差大多只要一个基准，而定位公差则需要一个或多个基准。例如(ru)，对于(yu)平行(xing)度、垂直度、同轴(zhou)度公差项目，一般只用一(yi)个平面或一(yi)条轴线做基(ji)准(zhun)要素；对于位置度公(gong)差项目，需要确定孔系的位置精度，就(jiu)可能要用到两个或三个基准要素。
3）．基准顺序(xu)的安排
当选用两个以上基准要素时，就要明确基(ji)准要素的次序，并按第一、第二、第三的(de)顺序写在(zai)公差框格中，第一基准要素是主要的，第二基准要素(su)次之。
4、形(xing)位公差值的选(xuan)择
总的原则：在满足零件功(gong)能的前提下，选取最经济的公差值。
◆根据零件(jian)的功能要求，考虑加工的经济性和零件的结构、刚(gang)性(xing)，按表确定要素的公差值。并考虑以下因素：
◆同一要(yao)素给出的形状公差应小于(yu)位置公(gong)差值；
◆圆(yuan)柱形零(ling)件的形状公(gong)差值（轴线的直线度除(chu)外）应小(xiao)于(yu)其尺(chi)寸(cun)公差(cha)值；如同(tong)一平面上，平(ping)面度公差值应小于该平面对基准(zhun)的平行(xing)度公差值。
◆平行度(du)公差值应小于其相应的距(ju)离公差(cha)值。
◆表面粗糙度(du)与形状公差的大概的比例关(guan)系：通常(chang)，表面粗糙度的ra值可(ke)取为形状公差(cha)值的(20%~25%)。
◆对于以下(xia)情况，考虑到加工的难(nan)易程度和除主参数以外的其(qi)它因素(su)的影响，在满足零件功能的要求下，适当降(jiang)低1～2级选用：
○孔(kong)相对于轴；
○细长比较(jiao)大的轴和孔；距离较大的(de)轴和孔；
○宽度较大（大于1/2长度）的(de)零件表面(mian)；
○线对线和线对面的相对于面对面(mian)的平行度、垂直度公差(cha)。
5、形位未注公差的(de)规定
为(wei)简化制图(tu)，对(dui)一般机(ji)床加工就能保(bao)证的(de)形(xing)位精度，不必在(zai)图样上(shang)注出形位公差，形位未注公差按gb/t1184-1996的(de)规定执行(xing)。大致内容如下：
（1）对未注直线(xian)度、平面度、垂(chui)直度、对称(cheng)度和圆跳动各规(gui)定了h、k、l三(san)个公差(cha)等级.
（2）未注圆度公差(cha)值等于直径公差值，但不能大于径(jing)向圆跳动的未注(zhu)公差值。
（3）未注圆柱度公差值不作规定，由要素的圆(yuan)度公差、素线直线度和(he)相对素线平行度的(de)注出或未注公差控制。
（4）未注平行度公差值等于被(bei)测要素和基准要素间的尺寸公差和被测要素的形状公差（直线度或平面度）的(de)未注公(gong)差值中的较大者，并取两要素中较长者作为基准(zhun)。
（5）未注同轴度公差值未作规定。必要(yao)时，可取同轴度的未注公差值等于圆跳动的未注公(gong)差(cha)。
（6）未注(zhu)线轮廓度、面轮廓度、倾斜度、位置度的公差值均由各要素的注出或未注(zhu)线性尺寸公差或(huo)角度公差控制(zhi)。
（7）未注全跳动公差值未作(zuo)规定。
6、形位未注公差值的图样表示
若采用gb/t1184-1996规(gui)定的未注公差值，应(ying)在标题(ti)栏或技术要求中(zhong)注出标准及等级代(dai)号。
：“gb/t1184—k”。　　
图样上未标注“公差原则按gb/t 4249”的工作(zuo)公差，应按“gb/t 1800.2-1998”的要(yao)求执行。


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