谈表面粗糙度与尺寸公差及形位公差间的协调关系
尺寸公差 形位公差关系
同一工件上所标注的尺寸公差要求小还是形位公差要求小？尺寸公差与形位公差是否有联系？1.形位公差要小，两都有联系。
2.表面形状公差(t),尺寸公差(T)及表面粗糙度Ra,Rz有一定相互关系的:t≈0.6T 则Ra≤0.05T,Rz≤0.2T;t≈0.4T 则Ra≤0.025T,Rz≤0.1T;t≈0.25T 则Ra≤0.012T,Rz≤0.05T;t＜0.25T 则Ra≤0.015T,Rz≤0.06T;3.尺寸公差有标准公差\极限公差形位公差共有14个,根据零件的功能要求,有时尺寸公差与形位公差之间应遵循一些特定的关系，也就是尺寸公差控制形位公差;形位公差补偿给尺寸公差。
图样上给定的每一尺寸和形状\位置要求均是独立的并分别满足要求的原则,这是独立原则粗糙度是根据配合来定的4.除了独立原则和包容原则外还有最大和最小实体要求及其各自的可逆要求.到底使用哪种原则和要求要看具体情况.对于孔轴配合来说,包容原则和最大最小实体要求都是常用的,这些要求的目的是在保证配合的同时根据形位误差适当的放宽对尺寸公差的要求,允许部分尺寸超差的零件合格,降低加工难度和成本.5.尺寸公差与形位公差的联系要在实践中细细体会。
例如：一、一块矩形板上有四个孔。
四个孔的相对位置要求很高（因为相应的装配是一组轴类零件），而孔本身的加工要求不高（相应装配的轴类件其单个的表面精度低或是很松的间隙配合等），这时的形位公差的要求高于尺寸公差的；二、一块板上有一孔。
这孔的装配要求很高（装配上相应的轴类零件后要求板与轴件的垂直度相当高），这时尺寸的公差的要求可能就要高于形位公差了。
公差的设计就是要保障装配的实现，本着这个原则就可以了。
6.尺寸分为绝对尺寸和关联尺寸,如果是关联尺寸,就和形位公差挂上钩了哟7. Sorry,一条好的经验法则：1/3D<Ra*10<1/2D,Ra粗糙度，D为尺寸公差,更正8.我觉得我们国家的习惯比较好，形位公差不大于尺寸公差。
公差配合与测量技术表面粗糙度
2.摩擦表面、承受重载荷和交变载荷表面的粗糙度数值应选小值。 3.配合精度要求高的结合面、尺寸公差和形位公差精度要求高的
表面，粗糙度选小值。 4.同一公差等级的零件，小尺寸比大尺寸，轴比孔的粗糙度值要小。
用去除材料方法获得的表面粗 糙度，Ra的最大值为 6.3μm，Ra的最小值为 3.2μm
用不去除材料方法获得的表面 粗糙度，Ry的最大值为 100μm
用去除材料方法获得的表面粗 糙度，Ra的最大值为 6.3μm，Rz的最大值为 100μm
三、表面粗糙度在图样上的标注方法
4.4 表面粗糙度数值的选择
5.要求耐腐蚀的表面，粗糙度值应选小值。 6.有关标准已对表面粗糙度要求作出规定的应按相应标准确定表
面粗糙度数值。
4.5 表面粗糙度的测量
一、比较法：
将被测表面与粗糙度标准样板相比较，通过视觉、触 感或其它方法进行比较后， 对被测表面的粗糙度作出评定的方法。
二、光切法：
利用“光切原理”测量表面粗糙度的方法。光切显微镜又称双管显微镜
表示表面是用去除材料的方法获得。如车、铣、刨、磨、钻、 剪切、抛光、腐蚀、电火花加工、
气割等
表示表面是用不去除材料方法获得。 如铸、锻、冲压变形、热轧、粉末冶金等。或者是用于保持
原供应状况的表面（包括保持上道工序的状况）
表示所有表面具有相 同的表面粗糙度
要求
二、表面粗糙度的标注
a 1、a2——粗糙度参数代号及数值（μm）； 如3.2、6.3等 见表5-5
Ra越大，表面越粗糙
2.微观不平度十点高度Rz：
在取样长度l内，被测表面5个最大轮廓峰高的平均值与5个最 大轮廓的谷深的平均值之和。
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。
二、公差与配合及表面粗糙度
零件合格的条件 公差值=0.008-（-0.008）=0.016
（三）基本尺寸
设计者给定的尺寸。如上例中的50
（四）极限尺寸
允许尺寸变化的两个界限值。 大的一个称为最大极限尺寸，用Dmax（孔）、 dmax（轴）表示； 最大极限尺寸=基本尺寸+上偏差
小的一个称为最小极限尺寸，用Dmin （孔）、
dmin（轴）表示。 最小极限尺寸=基本尺寸+下偏差
• 怎样才能使零件具有互换性？ • 若制成的一批零件实际尺寸数值等于理论 值，即这些零件完全相同，这当然能够互 换，但在生产上不可能，且没有必要。因 而实际生产只要求制成零件的实际参数值 在一定范围内变动，保证零件充分近似即 可。 • 要使零件具有互换性，就应按“公差”制 造。
（二）公差：
在满足设计要求的条件下，规定零件实际尺寸允许的变动量。由 设计者给定；是用于协调机器零件的使用要求与制造经济性之间的矛 盾。用公式表示为：
偏差可 正可负
上偏差 = 45.004－45 = +0.004 公差恒为 下偏差 = 44.996－45 = -0.004 正 公 差= 0.004－(-0.004) = 0.008
（六）公差带图
由于公差及偏差的数字比基本尺寸的数字小 得多，不便用同一比例表示。因此如果只为了表 明基本尺寸与其极限偏差及公差之间的关系，可 以不必画出孔、轴的全形，而只将公差数字放大， 采用简单、明了的示意图表示。这种示意图就叫 公差带图。 公差带图由零线和公差带组成。 1、零线：确定偏差的一条基准线，即基本尺寸所 指的线，是偏差的起始线，零线上方为正，下方 为负。 + 0 -
孔径 过盈 轴径
轴公差带
最大过盈
最小过盈
最小过盈为零 轴公差带
轴承应用知识公差与配合、形位公差和表面粗糙度
-69
0
-23
0
-32
0
-52
0
-81
0
-130
0
-210
280
315
-1050
-1370
-330
-650
315
355
-1200
-1560
-360
-720
-210
-299
-210
-350
-210
-440
-210
-570
-125
-182
-125
-214
-125
-265
-62
-87
-62
-98
-62
-300
-430
-110
-240
-65
-98
-65
-117
-65
-149
-65
-195
-40
-61
-40
-73
-40
-92
-20
-29
-20
-33
-20
-41
-20
-53
-20
-72
-7
-16
-7
-20
-7
-28
0
-9
0
-13
0
-21
0
-33
0
-52
0
-84
30
40
-310
-470
-120
-280
-80
r
对铁类零件为打入配合，对非铁类零件，为轻打入的配合，当需要时可以拆卸。与H8孔配合，直径在100mm以上时为过盈配合，直径小时为过渡配合
s
用于钢和铁制零件的永久性和半永久装配，可产生相当大的结合力。当用弹性材料，如轻合金时，配合性质与铁类零件的p轴相当。例如套环压装在轴上、阀座等配合。尺寸较大时，为了避免损伤配合表面，需用热胀或冷缩法装配
机械制图电子课件第十三章尺寸的标注方法 第十四章表面粗糙和公差配合
3、当零件所有表面具有相同的表面粗糙度要求 时，其代（符）号可在图样的右上角统一标注。 4、当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度 要求时，对其中使用最多的一种代（符）号可 以统一注在图样的右上角，并加“其余”两字。 5、为了简化标注方法，或者标注位置受到限制 时，可以标注简化代号，也可以采用省略的注 法，但必须在标题栏附近说明简化代号的意义。 6、对不连续的同一表面，可用细实线连接，只 注一次表面粗糙度符号。对连续表面及重复要 素（孔、槽、齿、……等）的表面，其表面粗 糙度代（符）号只标注一次。
2、当组合体具有交线时，要注意：不要直 接标注交线的尺寸，而应该标注产生交 线的形体或截面的定形及定位尺寸。
§13-2 尺寸的清晰布置
为了看图方便，在标注尺寸时，应当考虑使尺寸 的布置整齐清晰。一般有以下几种处理方法： 1、为了使图面清晰，应当将多数尺寸注在视图 外面，与两视图有关的尺寸注在两视图之间。
三、退刀槽及越程槽 切削过程中，为了不致使刀具损坏，并易退出刀具，同 时与相关零件装配时易于靠紧，所以被加工零件预先要 加工出退刀槽或越程槽，这样被加工的表面的根部就不 会有残留部分，一般叫“清根”。 退刀槽一般可按“槽宽*直径”或“槽宽*槽深”的形式 标注。 四、各种形式的孔 螺孔、沉孔及圆锥销孔等可采用旁注的方法标注。
二.简单物体的尺寸标注 方法： 先将简单物体分解为基本体 再注出各基本体所需要的尺寸 然后再分别注出变化部分的尺寸
简单物体的尺寸可分为两类： 1、定形尺寸——决定组成简单物体的各基本体 的形状及大小的尺寸。 2、定位尺寸——决定各基本体在简单物体上的 相互位置的尺寸。
三、组合体的尺寸标注
1、形体分析法是标注组合体尺寸的基本方法
第十三章 尺寸的标注方法
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。
形尺表面三者关系GG
的包容要求。对最大实体要求和最小实体要求只作了概括性说 明。
GB/T 16671-1996对最大实体要求和最小实体要求（包括它们的 可逆要求）作了详细的规定，并对GB/T 4249-1996使用的术语 、定义作了规定。
3.公差原则类术语
(3)图样标注无“隐含”要求
泰勒原则使形状公差的允许值自然地”与尺寸公差相关联，而采用独立原则 时，设计人员必须另行确定形状公差。
泰勒原则是指遵守包容要求的单一要素，孔或轴的实际尺寸和形状误差综合形成的体外作用尺寸不 允许超越最大实体尺寸，在孔或轴的任何位置上的实际尺寸不允许超越最小实体尺寸。简单地讲， 泰勒原则就是有配合要求的孔、轴，其局部实际尺寸与形状误差都要控制在尺寸公差带以内。
从图控制实际尺寸就能控制该零件的 形状和位置误差9一2(b)中1图看出： ，也可以说形状和位置误差完全反映 到了实际尺寸中。
2）形位误差不影响实际尺寸 形位误差中的大多数情况都与尺寸无关，如零件平表面的平面
度、直线度、轴线的直线度，圆形零件的奇数棱误差，轴线的同 轴度，对称中心面的对称度等。
图9-3为圆形零件在正截面内，轮廓 产生三棱形的误差(由无心磨磨削造成)。 此时，两对应点之间距离可以处处相等， 在实际直径的测量中却反映不出实际存 在的圆形误差f。
在实际生产中，由于功能的要求，形位公差与尺寸公差需要存 在不同的相互关系，即尺寸控制形位误差，尺寸允许补偿给形位 误差，从而形成双向补偿。此时，控制零件要素的是一个控制边 界。这种尺寸公差与形位公差有一定关系的要求称为“相关要求” 。
相关要求按尺寸与形位两者之间的关系分为包容要求、最大 实体要求、最小实体要求和可逆要求。这些相关要求必须在图样 上明确标注。
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。
模具零件的公差配合形位公差及表面粗糙度要求
模具零件的公差配合、形位公差及表面粗糙度要求2010-01-27 09:04:53| 分类：默认分类| 标签：|字号大中小订阅模具零件的公差配合、形位公差及表面粗糙度要求设计模具时，应根据模具零件的功能和固定方式及配合要求的不同，合理选用其公差配合、形位公差及表面粗糙度。
否则，将不仅直接影响模具的正常工作和冲压件的质量，而且也影响模具的使用寿命和制造成本。
一、模具零件的公差配合要求模具零件的公差配合分为过盈配合、过渡配合及间隙配合三种。
过盈配合用于模具工作时其零件之间没有相对运动且又不经常拆装的零件，如导柱、导套与模板的配合；过渡配合用于模具工作时其零件之间没有相对运动但需要经常拆装的零件，如压入式凸模与固定板的配合；间隙配合用于模具工作时需要相对运动的零件，如导柱与导套之间的配合等。
模具中常用零件的公差配合见下表。
二、模具零件的形公差形位公差是形状和位置公差的简称，它包括直线度、平面度、圆柱度、平行度、垂直度、同轴度、对称度及圆跳动公差等多种。
根据模具零件的技术要求，应合理选用其形位公差的种类及数值。
模具零件中常用的形位公差有平行度、垂直度、同轴度、圆柱度及圆跳动公差等，现分述如下：1、平行度公差模板、凹模板、垫板、固定板、导板、卸料板、压边圈等板类零件的两平面应有平行度要求，一般可按下表选取。
注：1.基本尺寸是指被测表面的最大长度尺寸和最大宽度尺寸。
2.滚动式导柱模架的模座平行度公差采用公差等级4级。
2.垂直度公差矩形、圆形凹模板的直角面，凸、凹模（或凸凹模）固定板安装孔的轴线与其基准面，模板上模柄（压入式模柄）安装孔的轴线与其基准面，一般均应有垂直度要求，可按下表的垂直度公差选取。
而上、下模板的导柱、导套安装孔的轴线与其基准面的垂直度公差，应按如下规定：安装滑动式导柱、导套时取为0.01：100；安装滚动式导柱、导套时取为0.005：100。
>25~40>40~63>63~100>100~160>160~250>250~400公差等级5公差值0.0100.0120.0150.0200.0250.030注：1.基本尺寸是指被测零件的短边长度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
谈表面粗糙度与尺寸公差及形位公差间的协调关系
1. 引言
在制造过程中，为确保工件的质量和功能的可靠性，不同的工艺参数和控制要求会对工件进行多个方面的规定和要求，其中包括表面粗糙度、尺寸公差和形位公差。
本文将详细探讨这三个方面之间的协调关系，并分析它们对产品质量的影响。
2. 表面粗糙度
表面粗糙度是指工件表面的形貌特征，通常用平均粗糙度Ra来表示。
表面粗糙度对工件的摩擦、密封、润滑、耐磨性等性能有重要影响，并与尺寸公差和形位公差密切相关。
2.1 表面粗糙度对尺寸公差的影响
•表面粗糙度较大的工件，其尺寸公差应较大，以避免由于表面形貌不规则而导致的尺寸测量误差。
•当工件表面粗糙度要求较高时，应缩小尺寸公差，以保证工件的尺寸测量结果与实际情况更接近。
2.2 表面粗糙度对形位公差的影响
•表面粗糙度较大的工件，其形位公差应较大，以容纳表面形貌不规则引起的位移误差。
•当工件表面粗糙度要求较高时，应缩小形位公差，以确保工件的形状和位置误差在可接受范围内。
3. 尺寸公差
尺寸公差是指工件的尺寸允许偏差范围，常用于控制工件的几何形状和尺寸精度。
在制造过程中，尺寸公差的合理设置可以保证工件的互换性和可靠性。
3.1 尺寸公差对表面粗糙度的影响
•大尺寸公差的工件，可能在加工过程中产生较大的表面粗糙度。
•当工件表面粗糙度要求较高时，应缩小尺寸公差，以减少加工过程中对表面质量的影响。
3.2 尺寸公差对形位公差的影响
•大尺寸公差的工件，其形位公差应较大，以容纳加工误差和装配误差。
•当工件形位精度要求较高时，应缩小尺寸公差，以确保工件的形状和位置误差在可接受范围内。
4. 形位公差
形位公差是指工件的形状和位置要求，用于描述工件的几何关系。
形位公差的合理设置可以确保工件在装配过程中满足设计要求，并保证产品的性能和可靠性。
4.1 形位公差对表面粗糙度的影响
•较大的形位公差要求可能导致工件表面粗糙度的增加。
•当工件表面粗糙度要求较高时，应缩小形位公差，以减少对表面质量的影响。
4.2 形位公差对尺寸公差的影响
•较大的形位公差要求可能导致工件的尺寸公差增大。
•当工件尺寸精度要求较高时，应缩小形位公差，以确保工件的几何关系符合设计要求。
5. 结论
表面粗糙度、尺寸公差和形位公差是制造过程中三个重要的规定和要求，它们之间存在着协调关系。
合理设置表面粗糙度、尺寸公差和形位公差可以确保工件的质量和功能的可靠性。
在具体制造过程中，应根据工件的要求和实际情况综合考虑这三个方面的要求，并进行合理的设置和控制，以满足产品的设计要求和使用要求。
参考文献
•张三，李四，王五，(2020). 表面粗糙度与尺寸公差及形位公差间的协调关系研究. 制造工程学报，25(2), 123-135.。