尺寸公差、形狀公差、表面粗糙度與技術(shù)要求之間的關(guān)系

1、尺寸公差是指零件在制造過程中由于制造誤差的存在與理論尺寸的實(shí)際偏差，為了使我們制造的零件可以互 換,提高生產(chǎn)效率降低成本，我們不能避免誤差但是我們可以控制誤差,把尺寸的誤差控制在一定的范圍之 內(nèi)，把這個(gè)尺寸允許變動(dòng)的范圍稱為尺寸公差。形位公差，形是指形狀，位是指位置，把二者 嫂索q簡(jiǎn)合稱為形位公差，由于各個(gè)零件本身之間的工作性能或者零件與零件之間裝配需要配合，它們之間必然會(huì) 有相對(duì)位置或相對(duì)形狀，為了使它們能夠達(dá)到配合的要求，所以把零件的形狀公差，位置公差也要控制在一 定的范圍之內(nèi)。尺寸公差，形位公差、表而粗糙度三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，都是屈丁互換性的重大基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，也是 評(píng)定產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)c這些標(biāo)準(zhǔn)的貫

2、徹實(shí)施.涉及到設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)個(gè)過程，特別是 設(shè)計(jì)過程因?yàn)樵O(shè)計(jì)對(duì)公差項(xiàng)目及公差值的選用氏接影響到生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質(zhì)量。設(shè)計(jì)中在圖樣上標(biāo)注各項(xiàng)耍求是非常關(guān)鍵的一環(huán)，它是每個(gè)設(shè)計(jì)員在設(shè)計(jì)過程中的一項(xiàng) 技術(shù)性極強(qiáng)的重?；A(chǔ)性工作，耍搞好此項(xiàng)工作除必須熟悉掌握各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)耍求外.還要熟悉了 解它們之間的密切關(guān)系，并要具有一定的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。要合理標(biāo)注各項(xiàng)公差值，首先就要 了解和充分考慮各項(xiàng)公差值的相互關(guān)系。表面粗糙度1、表面粗糙度的基本概念表示零件表面具有較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性，稱為 表面粗糙度。表面粗糙度對(duì)零件的配合性質(zhì)、耐磨性、強(qiáng)度、抗腐性、密封性、外觀要求等影響很大，因此, 零件表面的

3、粗糙度的要求也有不同。一般說來，凡零件上有配合要求或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面，表面粗糙度參數(shù) 值要小。評(píng)定表面粗糙度的高度參數(shù)有:輪廓算術(shù)平均偏差ra z微觀不平度十點(diǎn)高度rz ,輪廓最大高度ry。 優(yōu)先選用輪廓算術(shù)平均偏差ra。如何確定表面粗糙度的參數(shù)及取值，可參閱有關(guān)的書籍和手冊(cè)。一、形位公差的分類形狀公差h線度、平面度、圓度、惻柱度形狀或位置公差線輪廓度、面輪廓度定向位置公差平行度、垂片度、傾斜度 定位位置公差同軸度、對(duì)稱度、位置度 跳動(dòng)徑向、斜向、端而圓跳動(dòng)，徑向、端而全跳動(dòng)二、尺寸公差和形位公差關(guān)系的公差原則公差原則就是對(duì)尺寸公差與形位公差相互可否轉(zhuǎn)化的規(guī)定。尺寸公差與形位公差彼此不允 許轉(zhuǎn)

4、化時(shí)，則為獨(dú)立原則：而允許轉(zhuǎn)化時(shí)，則為相關(guān)原則。相關(guān)原則具體可分為包容要求、最 大實(shí)體耍求、最小實(shí)體耍求及可逆耍求。具體標(biāo)準(zhǔn)為見gb/t4249和gb/t16671。當(dāng)圓柱體長(zhǎng)度大丁其h徑時(shí), 當(dāng)圓柱體長(zhǎng)度等其fi徑時(shí), 當(dāng)圓柱體長(zhǎng)度小丁其fi徑時(shí),b)l = dc)l<d圓度：是指工件的橫截面接近理論圓的程度。測(cè)量工具為圓度儀。最大半徑與最小半徑之差為0時(shí)，圓度為oo用圓度和平行度來代替圓柱度時(shí)，應(yīng)根據(jù)圓柱體的長(zhǎng)徑比確定圓皮公差值與平行度公差值素線平行度公差值必須相應(yīng)大丁其圓度公差值（見圖a）o 素線平行度公差值與其圓度公差值也應(yīng)相等（見圖b）o 素線平行度公差值必須相應(yīng)小丁其圓度公差

5、值（見圖c）。線輪廓度是限制實(shí)際曲線對(duì)理想曲線變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)，其公差帶是包絡(luò)一系列氏徑為公 差t的圓的兩包絡(luò)線之間的區(qū)域，諸圓圓心應(yīng)位丁理想輪廓線上。從線輪廓度公差帶（見圖4b）可見，線輪廓度不僅耍求它的輪廓形狀正確，還有一定的尺寸 耍求，即它的理想形狀與尺寸有關(guān)，類似于尺寸偏差。而圓度則不然，它只限制兩同心圓的半徑之差，至丁訓(xùn)同心圓的k禪大小沒有耍求，兩同 心圓的位置不確定。所以，標(biāo)注了線輪廓度可以得到類似丁采用包容原則的效果（如圖c實(shí)際曲 線必須位丁也徑為 79.9111111與 80.1mm的兩個(gè)同心圓之間）。圖a與圖c標(biāo)注的效果實(shí)際是眾所周知，包容原則應(yīng)用于單一耍素時(shí)能綜合控制圓柱孔

6、或軸的縱、橫截面的各種形狀誤 差，其中包括圓度誤差。所以標(biāo)注了線輪廓度就可以完全控制圓度誤差，而不必標(biāo)注圓度，即 線輪廓度可以取代圓度使用。一般對(duì)丁圓曲線使用圓度比較肖觀、明確，尤其是在實(shí)際生產(chǎn)中測(cè)量圓度廣泛采用兩點(diǎn)、 三點(diǎn)法極為方便。而線輪廓度則專用于非圓曲線。（二）、位置公差與形狀公差零件被測(cè)要素的實(shí)際位置、方向總是和它的實(shí)際形狀緊密聯(lián)系在一起的。為了操作方便起 見，不論用綜合量規(guī)檢驗(yàn)還是用指示式量?jī)x測(cè)量，一般都血接在被測(cè)量耍素的輪廓表而進(jìn)行。 所以位置誤差是實(shí)際位置和實(shí)際形狀所產(chǎn)生的綜介效果，即測(cè)得的位置誤差中包倉了形狀謀差。 所以通常同一要素給出的形狀公差值應(yīng)小丁位置公差值（見圖）。m

7、5乙®05al!-,0-015i<5打5 c)b)lb)圖6<n0.03ai口a 015形狀公差和位置公差如圖所示:類 分目項(xiàng)號(hào)符類 分目項(xiàng)號(hào)符形狀公差度 線 直位置公差向度 行 平度 直 l遷-丄度 面 平口度 斜 傾z度 圓o定位度軸同度 拄 圓度 稱 對(duì)-=-度 置 位(跳動(dòng)動(dòng) ku1147a動(dòng)lcg 全1、圓柱度、直線度、圓度圓柱度是限制實(shí)際圓柱面對(duì)理想圓柱而變動(dòng)最的一項(xiàng)指標(biāo)。它的公差帶是以公差值t為半 徑差的兩個(gè)同軸圓柱面之間的區(qū)域。它控制了圓柱體橫剖面和軸剖面內(nèi)的各項(xiàng)形狀公差，諸如圓度、軸線直線度,素線直線度等。度,育線盛。如果一定要單獨(dú)標(biāo)注圓度、以表示設(shè)計(jì)上

8、對(duì)徑向或軸向形狀公差提出使用時(shí),般標(biāo)注了圓柱度就沒有必要再標(biāo)注園it線度，則其公差值必須小丁圓柱度公差值（見下圖）,a j通常，圓柱度誤差用圓度儀或配備計(jì)算機(jī)的三坐標(biāo)測(cè)最裝置檢測(cè)，如果沒有這些裝置，最好 不耍使用圓柱度，可分別用圓度和圓柱面素線的平行度來代替使用（見下圖）。3、徑向全跳動(dòng)、圓柱度、同軸度a）.徑向全跳動(dòng)公差是一項(xiàng)綜合控制指標(biāo)，對(duì)單一耍素的徑向全跳動(dòng)就是圓柱度。但對(duì)關(guān) 聯(lián)雯素的彳仝向全跳動(dòng)則叮以同時(shí)控制圓柱度誤差和同軸度誤差。所以不能簡(jiǎn)單地把徑向全跳動(dòng) 與圓柱度等同起來。有圓柱度課差必導(dǎo)致有徑向全跳動(dòng)誤差，同樣有同軸度誤差也必導(dǎo)致有徑 向全跳動(dòng)誤差（見下圖）。b）、取代用法對(duì)單浚

9、素和圓柱表而的全跳動(dòng)誤差的檢測(cè)，如受到零件結(jié)構(gòu)或檢測(cè)設(shè)備的限制，町對(duì)關(guān)聯(lián)雯素的全跳動(dòng)可用素線的平行度,b)圓度以及同軸度多項(xiàng)分別代替控制（如圖a當(dāng)徑向全跳動(dòng)無法檢測(cè)時(shí)，如果圓柱度檢測(cè)手段比較成熟或具備先進(jìn)測(cè)量?jī)x器時(shí), 關(guān)聯(lián)要素徑向全跳動(dòng)還可以用圓柱度與同軸度代替。形狀公差與表面粗糙度的關(guān)系形狀誤差與表面粗糙度之間在數(shù)值和測(cè)量上盡管沒有肖接聯(lián)系，但在一定的加工條件下兩 者也存在著一定的比例關(guān)系，據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，在一般粘度時(shí)，表而粗糙度占形狀公差的1/51 /4o由此可知，為確保形狀公差，應(yīng)適當(dāng)限制相應(yīng)的表而粗糙度高度參數(shù)的最大允許值。在一般情況下，尺寸公差、形狀公差、位置公差、表而粗糙度之間的公差值

10、具有下述關(guān)系 式：尺寸公差血置公差形狀公差表面粗糙度高度參數(shù)從尺寸、形位與表而粗糙度的數(shù)値關(guān)系式不難看出，設(shè)計(jì)時(shí)耍協(xié)調(diào)處理好三者的數(shù)值關(guān)系, 在圖樣上標(biāo)注公差值時(shí)應(yīng)遵循：給定同一表面的粗糙度數(shù)值應(yīng)小丁其形狀公差值：而形狀公差 值應(yīng)小丁其位置公差值；位置各差值應(yīng)小于其尺寸公差值。否則，會(huì)給制造帶來種種麻煩?？?是設(shè)計(jì)工作中涉及最多的是如何處理尺寸公差與表而粗糙度的關(guān)系和備種配介楮度與表而粗糙 度的關(guān)系。一般情況下按以下關(guān)系確定：1、形狀公差為尺寸公差的60% （中等相對(duì)幾何精度）時(shí)，raw005rr：2、形狀公差為尺寸公差的40% （較高相對(duì)幾何精度）時(shí),raw0.025it：3、形狀公差為尺寸

11、公差的25% （高相對(duì)兒何精度）時(shí)，ra0.012it：4、形狀公差小于尺寸公差的25% （超高相對(duì)兒何精度）時(shí),raw015tf（形狀公差值）。最簡(jiǎn)單的參考值：尺寸公差是粗糙度的攵4倍，這樣最為經(jīng)濟(jì)。2、公差原則的選擇應(yīng)根據(jù)被測(cè)要素的功能耍求，充分發(fā)揮公差的職能和采収該公差原則的可行性、經(jīng)濟(jì)性。 獨(dú)立原則用丁尺寸精度與形位精度精度耍求相差較大，盂分別滿足耍求，或兩者無聯(lián)系, 保證運(yùn)動(dòng)精度、密封性，未注公差等場(chǎng)合。包容要求主史用丁需要嚴(yán)格保證配a性質(zhì)的場(chǎng)合。最大實(shí)體要求用丁中心要素，一般用丁配件耍求為可裝配性（無配合性質(zhì)要求）的場(chǎng)金小實(shí)體要求主耍用j：盂要保證零件強(qiáng)度和最小壁厚等場(chǎng)可逆耍求與最

12、大（最?。?shí)體耍求聯(lián)用,能充分利用公差帶,擴(kuò)大了被測(cè)要素實(shí)際尺寸的范圍，提高了效益。在不影響使用性能的前提卜可以選用。4、形位公差值的選擇總的原則：在滿足零件功能的前提下，選取最經(jīng)濟(jì)的公差值。根據(jù)零件的功能耍求，考慮加工的經(jīng)濟(jì)性和零件的結(jié)構(gòu)、剛性，按表確定耍素的公差值。 并考慮以下因素：同一要素給出的形狀公差應(yīng)小丁位置公差值；圓柱形零件的形狀公差值（軸線的直線度除外）應(yīng)小丁其尺寸公差值；如同一平面上， 平而度公差值應(yīng)小丁該平面對(duì)基準(zhǔn)的平行度公差值。平行度公差值應(yīng)小于其相應(yīng)的距離公差值。表面粗糙度與形狀公差的大概的比例關(guān)系：通常，表面粗糙度的ra值可取為形狀公差值 的（20%25%）。對(duì)丁以下情

13、況，考慮到加工的難易程度和除主參數(shù)以外的其它因素的影響，在滿足零件 功能的要求下，適當(dāng)降低12級(jí)選用：o孔相對(duì)于軸；o細(xì)長(zhǎng)比較大的軸和孔；距離較大的軸和孔；o寬度較大（大于1/2長(zhǎng)度）的零件表而；o線對(duì)線和線對(duì)面的相對(duì)于而對(duì)而的平行度、垂直度公差。5、形位未注公差的規(guī)定為簡(jiǎn)化制圖，對(duì)一般機(jī)床加工就能保證的形位精度，不必在圖樣上注出形位公差，形位耒 注公差按gb/t1184-1996的規(guī)定執(zhí)行。大致內(nèi)容如下：rt（1）對(duì)未注直線度、平面度、垂直度.對(duì)稱度和圓跳動(dòng)各規(guī)定了 h、k. l三個(gè)公差等級(jí)。（2）未注圓度公差值等于直徑公差值，但不能大于徑向圓跳動(dòng)的未注公差值。（3）未注圓柱度公差值不作規(guī)定，由要素的圓度公差、素線直線度和相對(duì)素線平行度的注 出或未注公差控制。（4）未注平行度公差值等于被測(cè)要素和基準(zhǔn)要素間的尺寸公差和被測(cè)要素的形狀公差（直 線度或平面度）的未注公差值中的較大者，并取兩要素中較長(zhǎng)者作為基準(zhǔn)。（5）未注同軸度公差值未作規(guī)定。必要時(shí)，可取同軸度的未注公差值等于圓跳動(dòng)