机械零件表面粗糙度与公差等级的关系及选择
表面粗糙度与公差等级的关系
加入表面粗糙度是反映零件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零件表面质量的主要依据；它选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。
机械号件表面粗糙度的选择方法有3种，即计算法、试验法和类比法。
在机械零件设计工作中，应用最普通的是类比法，此法简便、迅速、有效。
应用类比法需要有充足的参考资料，现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。
最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。
在通常情况下，机械零件尺寸公差要求越小，机械零件的表面粗糙度值也越小，但是它们之间又不存在固定的函数关系。
例如一些机器、仪器上的手柄、手轮以及卫生设备、食品机械上的某些机械零件的修饰表面，它们的表面要求加工得很光滑即表面粗糙度要求很高，但其尺寸公差要求却很低。
在一般情况下，有尺寸公差要求的零件，其公差等级与表面粗糙度数值之间还是有一定的对应关系的。
在一些机械零件设计手册和机械制造专著中，对机械零件的表面粗糙度和机械零件的尺寸公差关系的经验及计算公式都有很多介绍，并列表供读者选用，但只要细心阅来，就会发现，虽然采取完全相同的经验计算公式，但所列表中的数值也不尽相同，有的还有很大的差异。
这就给不熟悉这方面情况的人带来了迷惑。
同时也增加了他们在机械零件工作中选择表面粗糙度的困难。
在实际工作中，对于不同类型的机器，其零件在相同尺寸公差的条件下，对表面粗糙度的要求是有差别的。
这就是配合的稳定性问题。
在机械零件的设计和制造过程中，对于不同类型的机器，其零件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。
在现有的机械冬件设计手册中，反映的主要有以下3种类型：第1类主要用于精密机械，对配合的稳定性要求很高，要求零件在使用过程中或经多次装配后，其零件的磨损极限不超过零件尺寸公差值的10%,这主要应用在精密仪器、仪表、精密量具的表面、极重要零件的摩擦面，如汽缸的内表面、精密机床的主轴颈、坐标键床的主轴颈等。
第2类主要用于普通的精密机械，对配合的稳定性要求较高，要求零件的磨损极限不超过零件尺寸公差值的25%,要求有很好密合的接触面，其主要应用在如机床、工具、与滚动轴承配合的表面、锥销孔，还有相对运动速度较高的接触面如滑动轴承的配合表面、齿轮的轮齿工作面等。
公差与粗糙度对应关系
公差与粗糙度对应关系一、引言在制造和加工过程中，公差和粗糙度是两个常用的术语。
公差是指零件尺寸允许的偏差范围，而粗糙度则描述了表面的光滑程度。
公差和粗糙度之间存在一定的对应关系，本文将探讨公差与粗糙度之间的关系。
二、公差的定义与应用公差是指在制造和加工过程中，零件尺寸允许的偏差范围。
公差的大小决定了零件的质量，合理的公差设计可以保证零件的互换性和可靠性。
公差通常分为尺寸公差和形位公差两种。
1. 尺寸公差尺寸公差是指零件的长度、直径、厚度等尺寸大小的偏差范围。
常见的尺寸公差包括基本尺寸、上偏差和下偏差。
上偏差表示零件的尺寸允许偏大的范围，下偏差表示零件的尺寸允许偏小的范围。
2. 形位公差形位公差是指零件间的相对位置关系的偏差范围。
常见的形位公差包括平面度、圆度、直线度等。
形位公差的设计可以保证零件的装配精度和工作性能。
三、粗糙度的定义与测量粗糙度是指表面的光滑程度，也称为表面质量。
粗糙度的大小对零件的摩擦、密封、润滑等性能有很大影响。
粗糙度通常使用Ra值来表示，单位为微米（μm）。
粗糙度的测量可以使用表面粗糙度仪来进行。
表面粗糙度仪通过感应表面的微小起伏，将其转化为电信号，并通过测量和分析来得出粗糙度数值。
四、公差与粗糙度的关系公差和粗糙度虽然描述了不同的特性，但它们之间存在一定的关系。
1. 公差对粗糙度的影响公差的大小会直接影响零件的尺寸和形状，从而影响零件表面的光滑程度。
公差较小的零件往往具有较高的表面质量，而公差较大的零件则可能具有较低的表面质量。
2. 粗糙度对公差的影响粗糙度的大小也会对零件的公差设计产生影响。
在设计公差时，需要考虑表面粗糙度的影响，避免表面质量过差导致公差范围无法满足要求。
3. 公差和粗糙度的协调在实际应用中，公差和粗糙度需要相互协调，以保证零件的质量和性能。
合理的公差设计可以控制零件的尺寸和形状，而适当的粗糙度要求可以保证零件的表面质量。
五、公差与粗糙度的优化在实际制造和加工过程中，需要根据具体情况对公差和粗糙度进行优化。
尺寸公差、形位公差、表面粗糙度三者的关系
尺寸公差、形位公差、表面粗糙度三者的关系A.尺寸公差、形位公差、表面粗糙度数值上的关系1、形状公差与尺寸公差的数值关系当尺寸公差精度确定后，形状公差有一个适当的数值相对应，即一般约以50%尺寸公差值作为形状公差值；仪表行业约20%尺寸公差值作为形状公差值；重型行业约以70%尺寸公差值作为形状公差值。
由此可见．尺寸公差精度愈高，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，除特殊情况外，当尺寸精度确定后，一般以50%尺寸公差值作为形状公差值，这既有利于制造也有利于确保质量。
2、形状公差与位置公差间的数值关系形状公差与位置公差间也存在着一定的关系。
从误差的形成原因看，形状误差是由机床振动、刀具振动、主轴跳动等原因造成；而位置误差则是由于机床导轨的不平行，工具装夹不平行或不垂直、夹紧力作用等原因造成，再从公差带定义看，位置误差是含被测表面的形状误差的，如平行度误差中就含有平面度误差，故位置误差比形状误差要大得多。
因此，在一般情况下、在无进一步要求时，给了位置公差，就不再给形状公差。
当有特殊要求时可同时标注形状和位置公差要求，但标注的形状公差值应小于所标注的位置公差值，否则，生产时无法按设计要求制造零件。
3、形状公差与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，但在一定的加工条件下两者也存在着一定的比例关系，据实验研究，在一般精度时，表面粗糙度占形状公差的1／5～1／4。
由此可知，为确保形状公差，应适当限制相应的表面粗糙度高度参数的最大允许值。
在一般情况下，尺寸公差、形状公差、位置公差、表面粗糙度之间的公差值具有下述关系式：尺寸公差>位置公差>形状公差>表面粗糙度高度参数从尺寸、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，在图样上标注公差值时应遵循：给定同一表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；位置各差值应小于其尺寸公差值。
尺寸公差形位公差、表面粗糙度数值上的关系
尺寸公差、形位公差、表面粗糙度数值上的关系一、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度数值上的关系1、形状公差与尺寸公差的数值关系当尺寸公差精度确定后，形状公差有一个适当的数值相对应，即一般约以50%尺寸公差值作为形状公差值；仪表行业约20%尺寸公差值作为形状公差值；重型行业约以70%尺寸公差值作为形状公差值。
由此可见．尺寸公差精度愈高，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，除特殊情况外，当尺寸精度确定后，一般以50%尺寸公差值作为形状公差值，这既有利于制造也有利于确保质量。
2、形状公差与位置公差间的数值关系形状公差与位置公差间也存在着一定的关系。
从误差的形成原因看，形状误差是由机床振动、刀具振动、主轴跳动等原因造成；而位置误差则是由于机床导轨的不平行，工具装夹不平行或不垂直、夹紧力作用等原因造成，再从公差带定义看，位置误差是含被测表面的形状误差的，如平行度误差中就含有平面度误差，故位置误差比形状误差要大得多。
因此，在一般情况下、在无进一步要求时，给了位置公差，就不再给形状公差。
当有特殊要求时可同时标注形状和位置公差要求，但标注的形状公差值应小于所标注的位置公差值，否则，生产时无法按设计要求制造零件。
3、形状公差与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，但在一定的加工条件下两者也存在着一定的比例关系，据实验研究，在一般精度时，表面粗糙度占形状公差的1／5～1／4。
由此可知，为确保形状公差，应适当限制相应的表面粗糙度高度参数的最大允许值。
在一般情况下，尺寸公差、形状公差、位置公差、表面粗糙度之间的公差值具有下述关系式：尺寸公差>位置公差>形状公差>表面粗糙度高度参数从尺寸、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，在图样上标注公差值时应遵循：给定同一表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；位置各差值应小于其尺寸公差值。
公差粗糙度形位公差关系
公差粗糙度形位公差关系一、公差的概念公差是工程制图中表示制造尺寸变化范围的一种符号。
在零件的设计和制造过程中，由于各种原因导致零件尺寸与设计要求的尺寸出现偏差，为了保证零件的装配和工作精度，需要在设计图纸上标出公差值。
公差包括基本偏差、上偏差和下偏差。
1.基本偏差：是一种零件尺寸与基准尺寸的差值，是零件尺寸和设计尺寸之间的偏差，有正值和负值。
2.上偏差：是指在基准尺寸上方允许偏差的最大值，是正公差。
3.下偏差：是指在基准尺寸下方允许偏差的最大值，是负公差。
二、公差与粗糙度的关系公差和粗糙度是两个不同的概念，但在实际的生产加工中却有一定的联系。
1.公差和粗糙度的关系：粗糙度是指零件表面的不平整程度，是表面形貌的一种特征，它直接影响着零件的使用性能和表面质量。
粗糙度通常以Ra值来表示，公差是用于标示零件尺寸偏差的一种符号。
在零件制造过程中，为了达到设计要求的尺寸精度，通常会对零件的粗糙度进行控制，以确保零件的尺寸精度和表面质量。
2.控制粗糙度的方法：在设计制图中可以通过公差的设置来控制零件的粗糙度，例如可以通过公差的设计来控制零件的尺寸偏差，从而影响零件的表面粗糙度。
另外，还可以通过选择合适的加工工艺和加工方法来控制零件的粗糙度，例如采用精密加工设备和刀具，采用精密切削工艺等。
三、公差与形位公差的关系形位公差是用来表示零件几何形状和位置的误差值的一种符号。
形位公差包括圆度公差、圆度公差、直平度公差、倾斜度公差等。
形位公差是一种对零件几何形状和位置误差的要求，它与公差有一定的联系。
1.公差与形位公差的关系：形位公差和公差是两个不同的概念，但在实际的生产加工中有一定的联系。
形位公差用于描述零件几何形状和位置的误差范围，而公差用于描述零件尺寸的变化范围。
在零件的设计和制造过程中，需要同时考虑形位公差和公差的影响，在设计图纸上标明形位公差和公差值，以确保零件的几何形状和位置精度。
2.影响形位公差的因素：公差的设置会影响形位公差的实际控制效果。
最新公差等级与粗糙度的关系
公差等级与粗糙度的关系表面粗糙度是反映零件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是验证零件表面质量的主要依据；它选择的合理与否，直接关系到产品的质量，使用寿命和生产成本。
机械零件表面粗糙度的选择有3种方法，即计算法、试验法和类比法。
在机械零件设计中应用最普遍的是类比法，此方法简单有效。
运用类比法需要有充足的参考资料。
现有的各类机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。
最常用的是与公差等级相适应得表面粗糙度。
通常情况下公差越小，机械零件的表面粗糙度值也越小，但是他们之间不存在固定的函数关系。
一些装饰表面除外。
在实践工作中，对于不同类型的机器，其零件在相同尺寸公差的条件下，对表面粗糙度的要求是有差别的。
这就是配合的稳定性问题。
在机械零件的设计和制造过程中，对于不同类型机器，其零件配合稳定性和互换性的要求是不同的。
在现有的机械零件设计手册中，主要有以下三种类型。
第一类主要用于精密机械，对配合的稳定性要求很高，要求零件在使用过程中和多次装配后，其零件的磨损极限不超过公差值的10%；这主要应用在精密仪器、仪表、精密量具的表面、极其重要零件表面的摩擦面，如气缸的内表面精密机床的主轴颈、坐标镗床的主轴颈等。
第二类主要用于精密机械，对配合的稳定性要求较高，要求零件的磨损极限不超过公差值得25%，要求有很好密和的接触面，其主要应用在机床、工具、与滚动轴承配合的表面、销锥孔，还有相对运动速度较高的接触面如华东轴承的配合面、齿轮的轮齿工作面等。
第三类主要用于通用机械，要求机械零件的磨损极限不超过尺寸公差的50%，没有相对运动的零件接触面，如箱盖、套筒，要求紧贴的表面、键和键槽的工作面；相对运动速度不高的接触面，如支架孔、衬套、带轮轴孔的工作表面、减速器等。
公差等级与表面粗糙度关系对应表格：详见附件表格在机械零件设计中按尺寸公差选择表面粗糙度数值时。
应根据不同类型的机器，选择相应的表值。
仅供设计时参考！仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢1表1公差等级与表面粗糙度值（用于精密机械）仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2表2公差等级与表面粗糙度值（用于普通精密机械）表3公差等级与表面粗糙度值（用于通用机械）管仲列传管仲夷吾者，颍上人也。
尺寸公差、形位公差、表面粗糙度数值上的关系
一、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度数值上的关系1、形状公差与尺寸公差的数值关系当尺寸公差精度确定后，形状公差有一个适当的数值相对应，即一般约以50%尺寸公差值作为形状公差值；仪表行业约20%尺寸公差值作为形状公差值；重型行业约以70%尺寸公差值作为形状公差值。
由此可见．尺寸公差精度愈高，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，除特殊情况外，当尺寸精度确定后，一般以50%尺寸公差值作为形状公差值，这既有利于制造也有利于确保质量。
2、形状公差与位置公差间的数值关系形状公差与位置公差间也存在着一定的关系。
从误差的形成原因看，形状误差是由机床振动、刀具振动、主轴跳动等原因造成；而位置误差则是由于机床导轨的不平行，工具装夹不平行或不垂直、夹紧力作用等原因造成，再从公差带定义看，位置误差是含被测表面的形状误差的，如平行度误差中就含有平面度误差，故位置误差比形状误差要大得多。
因此，在一般情况下、在无进一步要求时，给了位置公差，就不再给形状公差。
当有特殊要求时可同时标注形状和位置公差要求，但标注的形状公差值应小于所标注的位置公差值，否则，生产时无法按设计要求制造零件。
3、形状公差与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，但在一定的加工条件下两者也存在着一定的比例关系，据实验研究，在一般精度时，表面粗糙度占形状公差的1／5～1／4。
由此可知，为确保形状公差，应适当限制相应的表面粗糙度高度参数的最大允许值。
在一般情况下，尺寸公差、形状公差、位置公差、表面粗糙度之间的公差值具有下述关系式：尺寸公差>位置公差>形状公差>表面粗糙度高度参数从尺寸、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，在图样上标注公差值时应遵循：给定同一表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；位置各差值应小于其尺寸公差值。
尺寸公差,形状公差与表面粗糙度的关系
一、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度数值上的关系来源于微信公众号：“直观学机械”1、形状公差与尺寸公差的数值关系当尺寸公差精度确定后，形状公差有一个适当的数值相对应，即一般约以50%尺寸公差值作为形状公差值；仪表行业约20%尺寸公差值作为形状公差值；重型行业约以70%尺寸公差值作为形状公差值。
由此可见．尺寸公差精度愈高，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，除特殊情况外，当尺寸精度确定后，一般以50%尺寸公差值作为形状公差值，这既有利于制造也有利于确保质量。
2、形状公差与位置公差间的数值关系形状公差与位置公差间也存在着一定的关系。
从误差的形成原因看，形状误差是由机床振动、刀具振动、主轴跳动等原因造成；而位置误差则是由于机床导轨的不平行，工具装夹不平行或不垂直、夹紧力作用等原因造成，再从公差带定义看，位置误差是含被测表面的形状误差的，如平行度误差中就含有平面度误差，故位置误差比形状误差要大得多。
因此，在一般情况下、在无进一步要求时，给了位置公差，就不再给形状公差。
当有特殊要求时可同时标注形状和位置公差要求，但标注的形状公差值应小于所标注的位置公差值，否则，生产时无法按设计要求制造零件。
3、形状公差与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，但在一定的加工条件下两者也存在着一定的比例关系，据实验研究，在一般精度时，表面粗糙度占形状公差的1／5～1／4。
由此可知，为确保形状公差，应适当限制相应的表面粗糙度高度参数的最大允许值。
在一般情况下，尺寸公差、形状公差、位置公差、表面粗糙度之间的公差值具有下述关系式：尺寸公差>位置公差>形状公差>表面粗糙度高度参数从尺寸、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，在图样上标注公差值时应遵循：给定同一表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；位置各差值应小于其尺寸公差值。
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机械零件表面粗糙度与公差等级的关系及选择
2009年10月24日星期六 09:04
表面粗糙度是反映零件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标, 是检验零件表面质量的主要依据。
它的选择方法有3 种, 即计算法、试验法和类比法。
在机械零件设计工作中, 应用最普通的是类比法, 此法简便、迅速、有效。
应用类比法需要有充足的参考资料, 现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。
最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。
在通常情况下, 机械零件尺寸公差要求越小, 机械零件的表面粗糙度值也越小, 但是它们之间又不存在固定的函数关系。
例如一些机器、仪器上的手柄、手轮以及卫生设备、食品机械上的某些机械件的修饰表面, 它们的表面要求加工得很光滑即表面粗糙度要求很高, 但其尺寸公差要求却很低。
在一般情况下, 有尺寸公差要求的零件, 其公差等级与表面粗糙度数值之间还是有一定的对应关系的。
在一些机械零件设计手册和机械制造专著中, 对机械零件的表面粗糙度和机械零件的尺寸公差关系的经验及计算公式都有很多介绍,并列表供读者选用, 但只要细心阅看, 就会发现, 虽然采取完全相同的经验计算公式, 但所列表中的数值也不尽相同, 有的还有很大的差异。
这就给不熟悉这方面情况的人造成了困惑, 同时也增加了他们在机械零件工作中选择表面粗糙度的困难。
在实际工作中, 对于不同类型的机器, 其零件在相同尺寸公差的条件下, 对表面粗糙度的要求是有差别的。
这就是配合的稳定性问题。
在机械零件的设计和制造过程中,对于不同类型的机器, 其零件的配合稳定性和互换性的要求是不同的, 在现有的机械零件设计手册中, 主要有3 种类型( 见表1、表2、表3)
第1 类主要用于精密机械, 对配合的稳定性要求很高, 要求零件在使用过程中或经多次装配后, 其零件的磨损极限不超过零件尺寸公差值的10%, 这主要应用在精密仪器、仪表、精密量具的表面、极重要零件的摩擦面, 如汽缸的内表面、精密机床的主轴颈、坐标镗床的主
轴颈等。
第2 类主要用于普通的精密机械, 对配合的稳定性要求较高, 要求零件的磨损极限不超过零件尺寸公差值的25%, 要求有很好密合的接触面, 其主要应用在如机床、工具、与滚动轴承配合的表面、锥销孔, 还有相对运动速度较高的接触面如滑动轴承的配合表面、齿轮的轮齿工作面等。
第3 类主要用于通用机械, 要求机械零件的磨损极限不超过尺寸公差值的50%, 没有相对运动的零件接触面, 如箱盖、套筒, 要求紧贴表面、键和键槽的工作面;相对运动速度不高的接触面, 如支架孔、衬套、带轮轴孔的工作表面、减速器等等。
在此我们对机械设计手册中的各类表值进行统计分析, 将旧的表面粗糙度国家标准(GB1031- 68) 转换为参照采用国际标准ISO 颁布的1983 年的新的国家标准(GB1031- 83), 采用优先选用的评定参数, 即轮廓算术平均偏差值Ra= (1) / (l) ∫l0| y| dx, 并采用Ra 优先选用的第一系列数值, 推导出表面粗糙度Ra 与尺寸公差之间的有关关系式为
第1 类: Ra≥1.6Ra≤0.008×尺寸公差Ra≤0.8Ra≤0.010×尺寸公差
第2 类: Ra≥1.6Ra≤0.021×尺寸公差Ra≤0.8Ra≤0.018×尺寸公差
第3 类: Ra≤0.042×尺寸公差
将上述3 种关系式列表, 如表1、表2、表3 所示。
在机械零件设计工作中, 按尺寸公差选择表面粗糙度数值时, 应当根据不同类型的机器, 选择相应的表值。
需要说明的是, 表中Ra 采用第1 系列值, 而旧的国标Ra 的极限值为第2 系列值, 换算时会遇到数值上靠和下靠的问题。
我们在表中的表值采用上靠, 因为这有利于提高产品质量, 个别值采用下靠。
旧国标的公差等级与表面粗糙度对应的表的内容和形式都比较复杂,对同一公差等级同一尺寸分段同一基本尺寸, 孔与轴的表面粗糙度值不相同, 不同配合种类数值也不相同, 这是由于旧的公差与配合标准(GB159- 59) 的公差数值与
上述因素有关。
现行的新国标公差与配合(GB1800- 79)对同一公差等级同一尺寸分段内各基本尺寸的标准公差值是相同的, 这样就使公差等级与表面粗糙度的对应表大为简化, 也更为科学合理。
在设计工作中, 表面粗糙度的选择归根到底还是要从实际出发, 全面衡量零件的表面功能和工艺经济性,才能作出合理的选择。
表中给出的公差等级与表面粗糙度值可供设计时参考。