尺寸和形状公差与表面粗糙度之间的关系

2019-11-09

尺寸公差、几何公差、表面粗糙度之间的关系

从尺寸、形状和表面粗糙度的数值关系不难看出，设计时要协调好三者的数值关系。图案上标注公差值时，同一表面的粗糙度值应小于形状公差值；形状公差值应小于其位置公差值；位置差应小于其尺寸公差值。否则会给制造带来麻烦。然而，设计工作中涉及最多的是如何处理尺寸公差与表面粗糙度的关系以及各种配合精度与表面粗糙度的关系。

尺寸公差、几何公差、表面粗糙度之间的关系

一般由以下关系决定：

1、当形状公差为尺寸公差的60%（中等相对几何精度）时，Ra≤0.05IT；
2、当形状公差为尺寸公差的40%时（相对几何精度较高），Ra≤0.025IT；
3、当形状公差为尺寸公差的25%时（相对几何精度高），Ra≤0.012IT；
4、当形状公差小于尺寸公差的25%（超高相对几何精度）时，Ra≤0.15Tf（形状公差值）。

最简单的参考值：尺寸公差为粗糙度的3-4倍，最经济。

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，形状公差有一个合适的值，对应于尺寸公差值50%左右的形状公差值；仪器行业尺寸公差值的20%左右作为形状公差值；重工业 70% 的尺寸公差值用作形状公差值。这可以看出。尺寸公差精度越高，形状公差与尺寸公差之比越小。在设计尺寸和形状公差要求时，除特殊情况外，在确定尺寸精度时，一般采用50%的尺寸公差值作为形状公差值。这有利于制造和确保质量。

2) 形状公差与位置公差的数值关系

形状公差和位置公差之间也有关系。从误差形成的原因来看，形状误差是由机器振动、刀具振动、主轴跳动等引起的；位置误差是由于机床导轨不平行、刀具夹紧不平行或不垂直、夹紧力作用等。因此，从公差带的定义来看，位置误差是形状被测表面的误差。如果平行度误差包含平面度误差，则位置误差远大于形状误差。因此，在一般情况下，当没有进一步的要求时，就不再给定位置公差，不再给定形状公差。有特殊要求时，可同时标注形位公差要求，但标签的形位公差值应小于标注的位置公差值。否则在生产过程中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

虽然形状误差和表面粗糙度在数值和测量上没有直接关系，但在一定的加工条件下两者之间存在一定的比例关系。根据实验研究，表面粗糙度占一般精度的形状公差。 1/5 到 1/4。可见，为保证形状公差，应适当限制相应表面粗糙度高度参数的最大允许值。

形状公差选择

1) 形位公差项目的选择

应充分利用综合控制项目的功能，减少图纸上给出的几何公差项目和相应的几何误差检测项目。

在满足功能要求的前提下，宜选择测量简单的项目。例如，同轴公差经常被径向圆跳动公差或径向圆跳动公差代替。但需要注意的是，径向圆跳动是同轴度误差和圆柱面形状误差的组合。所以更换时，给定的抖动容差值应略大于同轴容差值，否则会过于严格。

2）公差原则的选择

根据被测元件的功能要求，充分发挥公差的作用，采用公差原理的可行性和经济性。

尺寸精度和位置精度和位置精度采用独立性原则。需要单独满足要求，否则两者之间没有联系，以确保运动精度、密封性和无公差。

包含要求主要用于需要严格协调的应用中。

中心元件需要最大的实体，通常用于装配要求可组装（无配合要求）的地方。

最低物理要求主要用于需要确保零件强度和最小壁厚的场合。

可逆要求与最大（最小）实体要求相结合，充分利用了公差带，扩大了被测元件实际尺寸的范围，提高了效率。可以在不影响性能的情况下使用。

基准元素的选择

1) 参考零件的选择

(1) 选择零件在机器中定位的接合面作为参考零件。例如，外壳的底面和侧面，圆盘部分的轴线，旋转部分的支撑轴颈或支撑孔等。
(2) 参考元件应有足够的尺寸和刚度，以保证定位稳定可靠。例如，将两个或更多相距更远的轴组合成一个公共参考轴比一个参考轴更稳定。
(3) 选择一个曲面比较精密的曲面作为参考部分。
(4) 使装配、加工和测试基准尽可能统一。这样可以消除因基准不均匀引起的误差，简化夹具和量具的设计和制造，测量方便。

2) 基准数量的确定

一般而言，应根据公差项目的方向和定位几何要求确定参考的数量。大多数方向公差是针对一个基准的，而定位公差则需要一个或多个基准。例如平行度、垂直度、同轴度公差项，一般只用一个平面或一个轴作为参考元素；对于位置公差项，需要确定孔系的位置精度，可以用两个或三个。基准元素。

3) 基准订单的安排

When two or more reference elements are selected, the order of the reference elements is clarified and written in the tolerance grid in the first, second, and third order. 第一个参考元素是主要的，第二个参考元素是第二个。 .