形位公差值的选择
形位公差项目的选取原则
形位公差项目的选取原则
形位公差项目的选取原则包括以下几点：
1.在满足功能要求的前提下，应选用测量简便的项目。
例如，同轴度公差常常用径向圆跳动公差或径向圆跳动公差代替。
但需要注意，径向圆跳动是同轴度误差与圆柱面形状误差的综合，故代替时，给出的跳动公差值应略大于同轴度公差值，否则就会要求过严。
2.公差原则的选择。
独立原则用于尺寸精度与形位精度精度要求相差较大，需分别满足要求，或两者无联系，保证运动精度、密封性，未注公差等场合。
包容要求主要用于需要严格保证配合性质的场合。
最大实体要求用于中心要素，一般用于配件要求为可装配性（无配合性质要求）的场合。
最小实体要求主要用于需要保证零件强度和最小壁厚等场合。
可逆要求与最大（最小）实体要求联用，能充分利用公差带，扩大了被测要素实际尺寸的范围，提高了效益。
在不影响使用性能的前提下可以选用。
3.基准要素的选择。
基准部位应选用零件在机器中定位的结合面作为基准部位，例如箱体的底平面和侧面、盘类零件的轴线、回转零件的支承轴颈或支承孔等。
基准要素应具有足够的大小和刚度,以保证定位稳定可靠。
选用加工比较精确的表面作为基准部位。
尽量使装配、加工和检测基准统一，这样可以消除因基准不统一而产生的误差，也可以简化夹具、量具的设计与制造，测量方便。
4.形位公差值的选择。
总的原则是在满足零件功能的前提下，选取最经济的公差值。
根据零件的功能要求，考虑加工的经济性和零件
的结构、刚性等因素，按表确定要素的公差值。
《互换性》基础知识点
《互换性》基础知识点一、绪论1.互换性：同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需修配就能装到机器上，达到规定的要求，这样的零件就具有互换性。
2.机械和一起制造中的互换性通常包括几何参数和机械性能的呼唤。
3.互换性的意义：1）在制造上，为重要零件制造的专业化创造了条件。
2）在经济上，有利于降低产品成本，提高产品质量。
3）在设计上，能缩短机器设计时间，促进产品的开发。
4）在维修上，可减少修理机器的时间和费用。
4.互换性按互换程度分为完全互换和不完全互换。
厂际协作，应采用完全互换法；而厂内生产的零部件的装配，可以采用不完全互换法。
在单件生产的机器中，零、部件的互换性往往采用不完全互换。
5.优选数系：是一种科学的数值制度，它适用于各种数值的分级。
6.优选数系中，若首位数是1.00，则其余位数是1.6，2.5，4，6.3，10等。
二、公差与配合1.基本尺寸：设计时给定的尺寸。
2.实际尺寸：通过测量获得的尺寸。
3.最大实体尺寸：孔或轴在尺寸极限范围内，具有材料量最多的状态。
4.最大实体尺寸：在最大实体状态下的尺寸。
孔的最大实体尺寸为孔的最小极限尺寸，轴的最大实体尺寸为轴的最大极限尺寸。
5.最小实体尺寸：孔或轴在尺寸极限范围内，具有材料量最少的状态。
6.最小实体尺寸：在最小实体状态下的尺寸。
孔的最小实体尺寸为孔的最大极限尺寸，轴的最小实体尺寸为轴的最小极限尺寸。
7.尺寸偏差：是指某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。
8.尺寸公差：是指允许尺寸的变动量，即最大极限尺寸与最小极限尺寸之差，或上偏差与下偏差之差。
9.公差带：在公差带图解中，由代表上偏差和下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸两条线所限定的区域，成为公差带。
10.在国家标准中，尺寸公差带包括公差带的大小和位置两个参数。
11.基本偏差：是用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。
当公差带在零线以上时，其基本偏差为下偏差，当公差带在零线以下时，其基本偏差为上偏差。
形位公差的选择及未注形位公差值的规定
二、几何公差基准的选择
1、基准统一原则，即设计基准、定位基 准和装配基准为同一要素。
轴颈的圆柱度 和轴肩端面圆 跳动影响轴承 装配精度
设计、加工、 测量基准
几何公差基准的选择
2、选用三基面体系 时，应选对被测要 素影响最大或定位 最稳定的平面为第 一基准，依次选择 第二、第三基准。
三、公差原则的选择
公差原则
1
应用场合
示
例
独 立 原 则
尺寸 齿轮箱体孔的尺寸精度与 精度与几 两孔轴线的平行度；连杆活 何精度需 塞销孔的尺寸精度与圆柱度； 分别满足 滚动轴承内、外圈滚道的尺 要求
寸精度与形状的精度
公差原则的选择.1
公差原则
应用场合
示
例
独 立 原 则
滚筒类零件尺寸精度要求很 尺寸精 低，形状精度要求较高； 平板的形状精度要求很高， 度与几何 尺寸精度要求不高； 精度要求 冲模架的下模座尺寸精度要 相差较大 求不高，平行度要求较高； 通油孔的尺寸精度有一定要 求，形状精度无要求。
公差原则的选择.2
公差原则
应用场合
示
例
独 立 原 则
滚子链条套筒或滚子内、外 圆柱面的轴线同轴度与尺寸精度
尺寸精度 齿轮箱体孔的尺寸精度与孔 与几何精 轴线间的位置精度； 度无联系 发动机连杆上的尺寸精度与 孔轴线间的位置精度。
公差原则的选择.3
公差原则
应用场合
示
例
独 立 原 则
保证 导轨的形状精度要求严格，尺 运动精度 寸精度要求次高 保证 汽缸套的形状精度要求严格， 密封性 尺寸精度要求次高 凡未注尺寸公差与未注几何公 未注公差 差都采用独立原则，例如退刀槽 倒角、圆角等非功能要素
形位公差的选择
三、公差值的选择
1. 选择原则 保证零件功能要求的前提下，考虑工艺经济性和检测条件， 选择最经济的公差值，所以应选择最低的形位公差等级或相 应的公差值。 2. 用类比法选择 （1）在同一要素上给出的形状公差值应小于位置公差值， 即t形状<t位置。如同一平面上，平面度公差值应小于该平 面对基准平面的平行度公差值。 （2）圆柱形零件的形状公差，除轴线直线度以外，一般 情况下应小于其尺寸公差。如最大实体状态下，形状公差在 尺寸公差之内，形状公差包含在位置公差带内。
3. 公差项目替换 形位公差项目有单项控制项目，如直线度、圆度等，也有 综合控制项目，如圆柱度、定向公差、定位公差和跳动公差 项目，其中的综合控制项目间或单项控制项目间可以替换， 其关系见表4-25。
表4-25 公差项目替换
综合控制项目
圆柱度
径向圆跳动 端面圆跳动 斜向圆跳动
端面全跳动
综合或单项控制项目
未注尺寸公差或未注形位公差，如退刀槽、倒角、圆角。
用于单一要素，保证配合性质，如φ40H7孔与φ40h7轴配合， 保证最小间隙为零。
最大实体要 用于中心要素，保证零件的可装配性，如轴承盖上用于穿过螺
求
钉的通孔，法兰盘上用于穿过螺栓的通孔，同轴度的基准轴线。
最小实体要 求
保证零件强度和最小壁厚。
1. 用尺寸公差控制形位精度
（2）尺寸精度低而形位精度要求高，应单独给出公差。若 用尺寸公差直接控制形位精度，将会影响工艺经济性。如 图4-34所示的滚筒，直径精度要求很低，但圆柱度要求较 高。
2. 综合控制与单项控制 （1）定向公差可以综合控制被测要素的方向精度和形状精度 ，故当某被测要素已给出定向公差后，若对形状精度无法进一 步要求，则不再另行给出形状公差。 （2）当某被测要素的形状精度高于其定向精度时，除给出定 向公差外，还应给出形状公差。形状公差数值必须小于已给出 的定向公差值。
形位公差知识要点
教学目标通过本项目学习和实践，使学生掌握形位公差的项目；了解各形位公差项目的公差带区域；掌握形位公差的标注、形位公差的选择（包括形位公差项目的选择、基准的选择以及形位公差数值的 选择）；掌握形位误差的测量方法，能正确使用百分表、平板、角尺、偏摆仪、 径规等量具和量仪；掌握轴键槽和轮毂键槽的尺寸及形位误差的检测。
教学重点和难点重点：形位公差的项目、形位公差的标注、形位公差的选择、形位误差的测量、轴键槽和轮毂 键槽的尺寸及形位误差的检测等。
难点：形位公差的标注、形位公差的选择、正确使用百分表、平板、角尺、偏摆仪、 厚薄规、半径规等量具和量仪测量形位误差，并正确处理测量数据。
学时分配教学内容、概述1.零件的要素一一任何一个零件都是由点、线、面组成，所以，点、线面称为要素。
按所处地位分：被测要素和基准要素;2 .形位公差项目及代号项目三 形位误差检测V 型铁、厚薄规、半V 型铁、 (1) 按结构特征分：轮廓要素和中心要素; (2) 按存在状态分：理想要素和实际要素;(4) 按功能要求分：单一要素和关联要素。
共14个形位公差项目(见表)Ml3 .形位公差的含义和特征(1) 含义：形位公差是一个以理想要素为边界的平面或空间的区域，公差即为实际要素不要超过该区域。
(2) 特征：包含公差带区域的形状、大小、方向和位置。
4 .形位公差的标注①框格②指引线③箭头④项目(平行度等)⑤形位公差数值⑥基准符号及基准代号(2) 书写方式① 在图纸中可以水平或垂直放置，一般以水平放置为主;tt平行炭対称度p Pt litMt功ik问同轴厘壮(1)标注内容(以图3-1为例讲解)图3-1②框格内容从左到右的顺序：公差项目、公差值、基准代号;③公差值的单位mm ;④项目用代号;⑤指引线要垂直于框格，可弯折，但不超过二次;⑥指引线箭头的位置箭头和尺寸线对齐一一表示中心要素箭头和尺寸线错开一一表示轮廓要素;⑦基准的表示方法细实线和尺寸线对齐一一表示中心要素细实线和尺寸线错开一一表示轮廓要素;⑧可简化的标注: 同一要素有多项要求;不同要素有同一要求结构相同的几个要素有相同要求。
形位公差的关系及合理设计与选择
形位公差的关系及合理设计与选择[摘要] 形状位置公差的设计与选择是零件尺寸精度设计的重要组成部分，但由于形位公差项目多，且个项目之间的关系错中复杂，容易混淆和设计出错，本文就易混淆形状位置公差的设计与选择做一探讨研究。
[关键词] 形位公差设计与选择在机械设计中，合理地选择形位公差，是保证零件使用要求，提高产品经济效益的重要方面，但实际生产中往往见到一些图纸上形位公差选择不合理，直接影响产品的性能与制造成本，这类问题主要是设计者对形位公差的关系不够明确，对有些形位公差项目认识不清所造成。
本文就几种易混的形位公差关系及合理选择作如下论述，仅供参考。
由于位置公差是关联实际要素的方向或位置对基准所允许的变动全量，而形状公差是单一实际要素的形状所允许的变动全量，位置公差的公差带包容整个被测要素。
因此，在很多情况下，位置公差是能够控制形状误差的。
如在形位公差中，同轴度可以控制轴线的形状误差;对称度和位置度可以控制平面度误差;径向跳动可以控制圆度误差;径向全跳动可以控制圆度、直线度、圆柱度误差，所以在确定形位公差时，一旦位置公差给定，能控制相应的形状误差，且能满足使用要求时，就不必再提形状公差的要求。
一、圆柱度与圆度、直线度圆度公差控制回转体垂直于轴线正截面内的形状误差;素线直线度公差控制圆柱体轴线方向截面内的形状误差;圆柱度公差控制任一正截面和轴线方向截面的形状误差。
因此，圆柱度公差完全能控制圆度和素线直线度公差。
当回转体给定了圆柱度公差后，一般就不必再给出圆度或素线直线度公差要求。
当然，从检测的角度来考虑，圆柱度的检测比圆度与直线度困难。
所以，对于一般精度的圆柱体零件，还是用圆度与直线度来控制为好。
二、圆柱体素线直线度与轴线直线度圆柱体素线直线度公差控制圆柱面上素线的形状误差;轴线直线度公差控制圆柱体轴线的形状误差，尽管两者控制的被测要素不同，但它们之间是有联系的，即当圆柱体轴线存在直线度误差时，一定存在素线直线度误差，且素线直线度误差大于轴线直线度误差。
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。
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形位公差值的选择
1 ）公差值选择原则
总的原则是：在满足零件功能要求的前提下选择最经济的公差值。
①根据零件的功能要求，并考虑加工的经济性和零件的结构等情况，按公差表中数系确定要素的公差值，并应考虑公差值之间的协调关系。
同一要素上给定的形状公差值应小于位置公差值。
如同一平面上，平面度公差值应小于该平面对基准的平行度公差值。
圆柱形零件的形状公差值，一般情况下应小于其尺寸公差。
圆度、圆柱度公差值小于同级的尺寸公差值的1/3 ，因而可按同级选取。
如尺寸公差为IT6 ，则圆度、圆柱度公差通常也选为6 级。
平行度公差值应小于其相应的距离公差值。
②对于下列情况，考虑到加工难易程度和除主要参数外其他参数的影响，在满足零件功能要求的前提下，可适当降低1~2 级。
孔相对于轴; 细长的轴和孔，; 距离较大的轴和孔，; 宽度较大( 一般小于1/2 长度) 的零件表面，线对线和线对面相对于面对面的平行度、垂直度公差。
2 ）位置度公差值应通过计算得出。
例如用螺栓作连接件，被连接零件上的孔均为通孔，其孔径大于螺栓的直径，位置公差可用下式计算：
t=Xmin
式中：t ——位置度公差;
Xmin ——通孔与螺栓间的最小间隙。
如用螺钉连接时，被连接零件中有一个零件上的孔是螺纹，而其余零件上的孔都是通孔，且孔径大于螺钉直径，位置度公差可用下式计算：
t=0.5Xmin
按上式计算确定的公差, 经化整并按表5-5 选择公差值。
表5-6 位置度谁系( 摘自GB/T1184-1996) ( μm )
1 1.
2 1.5 2 2.5
3
4
5
6 8
1 ×10n 1.
2 ×10n 1.5 ×10n 2 ×10n 2.5 ×10n
3 ×10n
4 ×10n
5 ×10n
6 ×10n 8 ×10n
注：n 为正整数。
（3 ）未注形位公差值的规定
图样上没有具体说明形位公差值的要素，与尺寸公差一样，也有未注形位公差，其形位精度要求由未注形位公差来控制。
为了简化制图，对一般机床加工能够保证的形位精度，不必将形位公差在图样上具体注出。
未注形位公差对要素的实际尺寸是按独立原则应用的。
1 ）采用未注公差值的优点
a 图样易读，可高效地进行信息交换；
b 节省设计时间不用详细地计算公差值，只需了解某要素的功能是否允许大于或等于未注公差值；
c 图样很清楚地指出哪些要素可以用一般加工方法加工，既保证工程质量又不需一一检测；
2 ）形位公差的未注公差值
GB/T1184-1996 对直线度、平面度、垂直度、对称度和圆跳动的未注公差值进行规定，（表见《机械设计手册》）。
3 ）未注公差值的图样表示法
若采用GB/T1184-1996 规定的未注公差值, 应在标题栏附近或在技术要求、技术文件（如企业标准）中注出标准代号及工差等级代号。
2008-04-01 16:55:07。