尺寸公（gōng）差、形位公差、表麵（miàn）粗糙度數值上的關係

1、形狀公差和尺寸公差的數（shù）值關係

尺寸公差的精度確定後，形狀公差有一個合（hé）適的值與之對應，即一般取（qǔ）尺寸公（gōng）差值的50%左右（yòu）作為形狀公差值；取（qǔ）行業內儀表（biǎo）尺寸公差值的20%左右作為（wéi）形狀公差值；在重工業中（zhōng），約70%的尺寸（cùn）公差（chà）值用作形狀公差值。可以看出（chū），尺寸（cùn）公差的精度越高，形狀（zhuàng）公差占尺寸公差的（de）比例越小。因此，在設計和標注尺寸（cùn）和形狀公差要求時，除特殊情況外，在確定尺寸精度時，一般采用尺（chǐ）寸公差值的50%作為形狀公（gōng）差（chà）值（zhí），這（zhè）對製造和質量保證都是有（yǒu）利的。

2.形狀公差和位置公差的數值關係。

形狀公（gōng）差和位（wèi）置公差也有一（yī）定的關係。從誤差形成的原因看，形狀誤差是由機床振（zhèn）動、刀具振動、主軸跳動等原因引起的；位置誤差是（shì）由機床導軌不（bú）平行、刀具（jù）夾緊不平行或垂直、夾緊力等原因造成的。從公差帶的定義來看，位置（zhì）誤差包括被（bèi）測（cè）表麵的形狀誤差，比如平行度（dù）誤差中（zhōng）的平麵度誤差，所以位（wèi）置誤（wù）差遠（yuǎn）大於（yú）形狀誤差。所以一般來說，在沒（méi）有進一步要（yào）求的情況下，如果給定了位置公差，就不會給定形狀公差（chà）。有特（tè）殊要求時，可同時（shí）標注形狀和位置（zhì）公差要求，但標注的形狀公差值應小於標注的位置（zhì）公差值，否則生產時零件不能（néng）按設計要求製造。

3.形狀公差與表麵粗糙度的關係

雖然形狀誤差和（hé）表麵粗糙度在數（shù）值和測量上沒有直接的關係，但在一（yī）定的加工條件下，它們之（zhī）間存在一定的比例關係。據實驗研究，在一般精度下，表麵粗糙度占形狀公差的1/5 ~ 1/4。因此，為了保證形狀公差，應適當限製相應表麵粗糙度高度參數的最大允許值（zhí）。

通常，尺寸公差、形（xíng）狀公差、位置（zhì）公差和表麵粗糙度之間的公差值具（jù）有（yǒu）以下（xià）關係:尺寸公差>位置公差>形狀公差>表麵粗（cū）糙（cāo）度高度參數。

從尺寸（cùn）、形狀和（hé）位置與表麵粗（cū）糙度的數值關係中不難看（kàn）出，設計時應處理好（hǎo）它們之間的（de）數值關係，並在圖上（shàng）標（biāo）注（zhù）公差值如下:給（gěi）定同一表（biǎo）麵的粗糙度值應小於其形狀公差值；且形狀公差值（zhí）應（yīng）小於其位置公差值；每個位置差應小於其尺寸（cùn）公差（chà）值。否則會給製造業帶（dài）來各種麻煩。但在設（shè）計工作中涉及最多的是如何處理尺寸公差與表麵粗糙度的關係以及各種擬合精度（dù）與表麵粗糙度的關係。

通常，根據以下關係確定:

1.當（dāng）形（xíng）狀公差為尺寸公差的60%(中等相對幾何精度)時，Ra≤0.05 it；；

2.當（dāng）形狀公差為尺寸公差的40%(相（xiàng）對幾何精度較高)時，Ra≤0.025 it；；

3.當形狀公差為尺寸公差的25%(相對幾何精度高)時，Ra≤0.012 it；；

4.當形狀公差小於尺寸公差的25%(超高相對幾何精度)時（shí），Ra≤0.15Tf(形狀公差值)。

最簡單的參考值:尺寸公差為粗糙度的3-4倍，最經濟。

二、形位公差（chà）的選擇

1.形狀和（hé）位置公差項目的（de）選擇

充分發揮綜合控（kòng）製項目（mù）的作用，減少圖紙上（shàng）的形位公差項（xiàng）目和相應的形位（wèi）誤差檢測項目。

在滿（mǎn）足功能要求（qiú）的前提下，應選擇測量簡單的項目。例如，同軸度公（gōng）差常常用徑向圓跳動公差或徑向圓跳（tiào）動公差來代替。但需要注意的是，徑向圓跳動（dòng）是同軸度誤差（chà）和圓柱麵形狀誤差的（de）綜合，所以取而代之的是（shì），給出的（de）跳動公（gōng）差值應略大（dà）於同軸度公差值，否則會過於嚴格。

2.公差原則的（de）選擇

根據被測元件的功（gōng）能（néng）要求，充分發揮公差（chà）的作用以及采用這種公差原則的可行性和經濟性。

獨立性原則用於尺寸精度和形狀位置（zhì）精度要求（qiú）相（xiàng）差較大，需要單獨滿足要求，或者兩者之間沒有聯係的場合，以保證運動精度，密封性能，不標注公差。

包含要（yào）求主要用於需（xū）要嚴格保證合作性質的情況。

最大實體要求用於中心元素（sù），一般用於要求附件可裝配的場合(沒有匹配屬性要求)。

最小實體要求主要用（yòng）於需（xū）要保證零件強度和最小壁厚的情況。

可（kě）逆要求與最大(最小)實體（tǐ）要求相結合，可以充分（fèn）利用公差帶，擴大被測元件（jiàn）的實（shí）際尺寸範圍，提高（gāo）效益。可以在不影（yǐng）響性能的情況下選擇。

3.基準元素的選擇

1)參考零件的（de）選擇

(1)選擇零件在機（jī）器中所處的結合（hé）麵作為參考位置（zhì）。例如箱體的底麵和側麵、盤類零（líng）件的軸線、旋轉零（líng）件的軸承軸頸或軸承孔等。

(2)基準元件應具有足夠的尺寸和剛度，以確（què）保穩定可靠的定位。例如，由兩個或多個遠軸組成的公共基準軸（zhóu）比一個基準軸更穩定。

(3)選擇加工相對精確的表麵作為參考位置。

(4)盡量統一裝配、加工和測試的基準。這樣，不僅可以消除由於基準不統一造成（chéng）的誤差；還可以簡化夾具和量具的（de）設計製造，方便（biàn）測量（liàng）。

2)基線量的確定

一般來（lái）說，基準的數量應根據公（gōng）差（chà）項目的（de）定向和（hé）定位幾何功能的要求來確定。方位公差通常隻需要一（yī）個基準，而（ér）定位公差需要一個或多個基準。比如平行度、垂直度、同軸度的公差項目，一般隻用（yòng）一個（gè）平麵或一個（gè）軸作為基準元（yuán）素；對於位置公差項目，需（xū）要（yào）確定孔係的位置（zhì）精度，因（yīn）此可以使用兩個（gè）或三（sān）個基準元素。

3)基準序列的排列

當選擇兩個以上的（de）基準元素（sù）時，應定義（yì）基準元素的順序，並按照第一、第二和第三順（shùn）序寫入公差框（kuàng）架。第一個基準元素是主元素，其次（cì）是第二（èr）個基準（zhǔn）元（yuán）素。

4.形狀和位置公差值的選擇

總原（yuán）則（zé）:在滿足零（líng）件功（gōng）能的前提下，選擇最經濟的公差值。

◆根據（jù）零件（jiàn）的功能要求，考慮加工經濟性、零件的結構和剛度，按表確定元素的公（gōng）差值。並考慮以下因素:

◆同（tóng）一元素給定的形狀公差應小於位置公差值；

◆圓柱形零件的形（xíng）狀公差值(軸線（xiàn）直線（xiàn）度除（chú）外)應小於其尺（chǐ）寸公差值；如同在平（píng）麵中（zhōng）一樣，平（píng）麵度公差值應小於（yú）平（píng）麵與基準的（de）平（píng）行度公差值。

◆平行度公差值應小於其對應的距（jù）離公差值。

◆表麵粗糙度與形狀公差的近似比例關係:一般表麵粗糙度的Ra值（zhí）可取（qǔ）形狀公差值的20%~25%。

◆對於下列情（qíng）況，考慮到加工的難易程度和除主要參數外其（qí）他因素的影響，在滿足零件功能要求的情況下，選（xuǎn）擇（zé）應（yīng）適當降低（dī）1 ~ 2級:

○孔相對於軸；

○細長較大的軸和孔；大距離的軸和孔；

○寬度較大(大於1/2長度)的零件表麵；

○線對線和線對（duì）線平行度和相對於麵的（de）垂直度公差。

5.形狀（zhuàng）和位置沒有（yǒu）規定（dìng）公差。

為了簡化圖紙，對於一般機床能保證的形位精度，沒（méi）有必要在圖紙上（shàng）注明形位公差。未注明的形位（wèi）公差（chà）按GB/T1184-1996執行（háng）。大致內容如下:

(1)未標注的直線度、平麵度、垂直度（dù）、對稱性和圓跳動規定了三個公差等級(H、K、L)。

(2)未注圓度公差值等於直徑公差值，但不能大於未注徑向圓跳動公差值。

(3)未注圓柱度（dù）的公差值沒有規定，由要素圓度、素線直線度和相對素線平行度（dù）的公差控製。

(4)未注平行度的（de）公（gōng）差值等於被測元（yuán）素與基準元素之間的尺寸公差和（hé）被測元素的形（xíng）狀公差(直線度或平麵度)的未注公差值中（zhōng）的較大者，取兩者中較長者（zhě）為基準。

(5)同軸度的公差值沒有規定。必要時，未提及的同軸度公差值應等於未提及的圓跳（tiào）動公差。

(6)無蓋（gài）線輪廓、表麵輪廓（kuò）、傾（qīng）斜度和位置的公差值由每（měi）個元素的線性（xìng）尺寸公差或角度公差控製。

(7)沒有規定所有跳動公差值。

6.形狀和位置中未注明的公差值的（de）圖紙表示

如（rú）果沒有注明GB/T1184-1996中規定的（de）公差值，應在標題欄或技（jì）術要求中注明標準和等級（jí）代號。:“GB/T1184—K”.

圖紙上沒有“公差原則按GB/T 4249”的工作公差，應按GB/T 1800.2-1998的要（yào）求執行（háng）。