數控加工形狀（zhuàng）公差與尺寸公差的數值關係

尺（chǐ）寸公差、形位公差（chà）和表麵粗糙度之間的數值關係

1.形狀公差（chà）和尺（chǐ）寸公差之間的數值關係

當尺寸公差精度確定後，形狀公差（chà）有一個合適的值，即一般用尺寸公差值的50%左右作為（wéi）形狀公（gōng）差值（zhí）；儀表行業約20%的尺寸公差（chà）值作為形狀公差（chà）值；重（chóng）工業以尺寸公差值的（de）70%左右作（zuò）為（wéi）形狀公差（chà）值（zhí）。可以看出，尺寸公差精度越高（gāo），形狀公差（chà）占尺寸公差的比例（lì）越小（xiǎo）。因此，在設計（jì）和標（biāo）注（zhù）尺寸和形狀公差要（yào）求時，除特殊情況外，尺寸（cùn）精度確定後，一般采用尺寸公（gōng）差值的50%作為形狀公差值，這樣既有（yǒu）利於製造，又有利於質量保（bǎo）證。

2.形狀（zhuàng）公差和位置公差的數值關係。

形（xíng）狀公差（chà）和位置公差也有一定的關係。從產生誤差的原因（yīn）來看，形（xíng）狀誤差是由機床振（zhèn）動、刀具振動、主軸跳動等原因引起的；位置誤差是由機床導軌不平行、刀具夾緊不平行或垂（chuí）直以及夾緊力的作用引（yǐn）起的。從公差帶的定義來看，位置誤差包含了被測表麵的形狀（zhuàng）誤差，比如（rú）平行度誤差中的平麵度誤差，所以位置誤差遠大（dà）於形狀誤差。所以一般情況下，當沒有進（jìn）一步要求時，給（gěi）出位置公差，不再給出形狀公差。當有特殊要（yào）求時，可同時標（biāo）注形狀（zhuàng）和位置公差要求（qiú），但標注的形狀公差值應小於標注的（de）位置（zhì）公差值，否則（zé）生產中不能按設計要（yào）求製造零件。

3.形狀公差與表（biǎo）麵粗糙度的關係

雖然形狀誤差和表麵粗糙度（dù）在數值和測量上沒有直（zhí）接的關係，但在一定的加工條件（jiàn）下，它們之間（jiān）存在一定的比（bǐ）例關（guān）係。根據實驗研究，在一（yī）般精（jīng）度下（xià），表麵粗糙度占形狀公差的1/5 ~ 1/4。因此，為了保證（zhèng）形狀公差（chà），應適當限製相應表麵粗糙度高（gāo）度參數的最大允許值。

一（yī）般而言，尺寸公差、形狀公差、位置公差和表麵粗糙度之（zhī）間的公（gōng）差值（zhí）具有以下關係:尺寸（cùn）公差>位置公差>形狀公差>表麵粗糙度高度（dù）參數。

從尺寸、形狀和表麵（miàn）粗糙度的數值關係中不難看出，在設計中要處理（lǐ）好（hǎo）它們之間的數值關係，並在（zài）圖上標（biāo）注公差值:給定表麵的粗糙度值應小於其形狀公差值；形狀公差值應小於其位置公差（chà）值；位置差應小於其尺寸公差值（zhí）。否則會給（gěi）製造業帶來各種麻（má）煩。然（rán）而，如何處理尺寸公差與表麵粗糙度的關（guān）係以及（jí）各種擬合精度與表（biǎo）麵粗糙度的關係是設計工作中涉及最（zuì）多的。

一般來說，它是根據下列關（guān）係確定的:

1.當形狀公差為尺（chǐ）寸公（gōng）差的60%(中等相對幾何精度)時，Ra≤0.05 it；；

2.當形狀公差為尺寸公差的40%(相對幾何（hé）精度高)時，Ra≤0.025 it；；

3.當形狀（zhuàng）公差為（wéi）尺寸公差的25%(相對幾何精度（dù）高)時（shí），Ra≤0.012 it；；

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

最簡單的參考（kǎo）值:尺寸公差為粗糙度（dù）的3-4倍，最經濟（jì）。

形位公差的選擇（zé）

1.形狀（zhuàng）和位（wèi）置公差項目（mù）的選擇

充分發（fā）揮（huī）綜合控製項目的（de）作用（yòng），減少圖紙上（shàng）給出的形位公差項目和相應的形位（wèi）誤差（chà）檢測項目。

在（zài）滿（mǎn）足功能要求的前提下，應（yīng）選擇測量簡單（dān）的項目。例如，同軸（zhóu）度公差常常用徑向圓跳動公（gōng）差或徑向圓跳動公差來（lái）代替。但需要注意的是，徑向圓跳動是同軸度（dù）誤差和圓柱麵形狀誤（wù）差的綜合，所以取而代之的是跳動公差值（zhí）要稍大於同軸（zhóu）度公差值，否則會過於嚴格（gé）。

2、公差原則的選擇

應根據被測（cè）元件的（de）功能要（yào）求，充分發揮公差的作用以及采用這種公差原則的可行性和經濟性。

獨（dú）立性原則用於（yú）尺（chǐ）寸精度和形位精度相（xiàng）差較大，需要分別滿足要（yào）求（qiú），或者互不相關的場合，以保證（zhèng）運動精度和密封，不存在（zài）公差。

包（bāo）容要求主要用於需要（yào）嚴格保證匹配屬性的情況。

最大實體要求用於中心元素，一般在要求零（líng）件可裝配時使用(不（bú）要求匹配性質)。

最小實體要求主要用於需要保證零件強度和最小壁（bì）厚（hòu）的場合。

可逆要求與最大(最小)實體要求相結合，可以充分利（lì）用公差帶，擴大（dà）被測元素的實際尺（chǐ）寸範圍，提高效益。可以（yǐ）在不影響性能的前提（tí）下選擇。

3.基準元素的選擇

1)參考零件的選擇

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

(2)基準（zhǔn）元件應具有足夠（gòu）的尺寸（cùn）和剛度（dù），以確保穩定可靠的（de）定位。例如，將兩個或多個相距較遠的軸組合起來形成一個（gè）公共參考軸比（bǐ）一（yī）個參考軸更穩定。

(3)選擇加工更精（jīng）確的表麵（miàn）作為參（cān）考位置。

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

2)基準量的確定

一般來說，基準的數量應根據公差項目的定向和定位幾何的功能要求來確（què）定。大多數方向公差隻（zhī）需（xū）要一個基準，而定位公差需要（yào）一個或（huò）多個基準。比如平行度、垂直度、同軸度的公差項目，一（yī）般隻用一個平麵或一個軸作為基準元素；對於位置公差項目（mù），有必要確定孔係統的位置精度，因此可以使用兩個或三個基準（zhǔn）元素。

3).基準序列的排（pái）列

當選（xuǎn）擇兩個以上的基（jī）準元素時，應（yīng）明確基準元素的順序，並按照第一、第二和（hé）第三的順序寫在公差框中（zhōng），第一個（gè）基準元素為主，第二個基準元素（sù）為次。

4.形狀和位置（zhì）公差值的選擇

總原則:在滿足零件功能的前提（tí）下，選擇最經濟的公差值。

根據零件的功能要求，考慮加工的經濟性以及零件的結構和剛度，按表（biǎo）確定元件的公差值。並考慮以下因素:

◆同一元素給定的形（xíng）狀公（gōng）差應小於位置公（gōng）差值；

◆圓柱形零件的形狀（zhuàng）公差值(軸線直（zhí）線度除外)應小於（yú）其（qí）尺（chǐ）寸公差值；在同一平麵上，平麵度公（gōng）差值應小（xiǎo）於（yú）該平麵對基準的平行度（dù）公差值。

◆平行度公差值應小於其（qí）對應的距離公差值。

◆表麵粗糙度與形狀公差的（de）近似比例關係:一（yī）般表麵粗糙度的Ra值可以是形狀公差（chà）值的(20%~25%)。

◆對於下列情況，考慮（lǜ）到加工的（de）難易程度和（hé）除（chú）主要參數外其他因素的影響，在滿足零件功能要求的情況（kuàng）下（xià），1 ~ 2級的選擇應適當減少:

○孔相對（duì）於軸；

○細長且相對較大的軸和孔；大距離的軸和孔；

○寬度較大(超過1/2長（zhǎng）度)的零件表麵；

○線對（duì）線和線對線平行度和相對於麵的垂（chuí）直度公（gōng）差。

5、形狀和位置無（wú）公差的規（guī）定。

為了簡化圖紙，對於一般機床加工能保（bǎo）證的形位精度，不需（xū）要在圖紙上標注形位公差，根據GB/T1184-1996不標注形位公差。大致（zhì）內容如下:

(1)規定了三個公差等級，即H、K和L，用於未標記的直線度、平麵度、垂（chuí）直度、對稱性和圓跳動。

(2)未注圓度（dù）公差值等於直徑公差值，但不能大於徑向圓跳動未注公差值。

(3)未注（zhù）圓柱（zhù）度的公差值沒有規定，由圓度、元件直線度和相對元件平行度的公（gōng）差控製。

(4)未標注的平行度公差值等於被測元素與基準元素之間的尺（chǐ）寸（cùn）公差和（hé）被測元素的形狀公差(直線度或平麵度)中的較大者（zhě），取兩者中較長者為基準。

(5)沒有規（guī）定同心度公差值。如（rú）有必要，未注同（tóng）軸度公差值可取等於未注圓跳動公差。

(6)未標注的線輪廓度、麵輪廓度、傾斜度和位置的（de）公差值（zhí）由各要素標注或未標注的線性尺寸公差或角度公差控（kòng）製。

(7)未規定總跳動公差值。

6.沒有公差值的形狀和位置的繪圖表示。

如果采用GB/T1184-1996中規定的未注公差值，應（yīng）在標題欄或技術要求（qiú）中（zhōng）注明標準和等級代號。

:“GB/T1184—K”.

該（gāi）圖未按GB/T 4249標注工作公差，應按GB/T 1800.2-1998的要求執行。