图纸举例

尺寸公差、形位公差和表面粗糙度是制造过程中的三个重要概念，它们之间存在密切的关系。GageTooling计量管理专家为大家介绍它们的基本概念及其之间的关系。

更多介绍GageTooling——保障计量数据的完整性与可追溯性

尺寸公差

尺寸公差是设计者为了控制加工后零件的实际尺寸与理想尺寸之间的误差所规定的标准。它包括上下偏差（最大和最小极限偏差），通常以尺度（如毫米或英寸）或比例（如千分之一）来表示。尺寸公差的主要目标是确保每个制造的零件都位于理想的尺寸范围内，从而确保其功能和互换性。

形位公差

形位公差是用来控制加工后零件的形状和相对位置的标准。这包括诸如圆柱度、圆度、平行度、垂直度、同轴度等形状公差，以及位置公差，如位置度、轮廓度和对称度等。形位公差的主要目标是确保每个零件的形状和相对位置都符合设计要求，从而确保其使用性能和互换性。

表面粗糙度

表面粗糙度是用来描述加工表面微观几何特性的参数，如表面的纹理、峰谷深度和间距等。它主要影响零件的摩擦性能、密封性能和外观质量等。表面粗糙度通常通过比较样板或使用仪器进行测量。对于一些高精度和高质量要求的零件，如液压件、密封件和配合件等，表面粗糙度的控制非常重要。

三者之间的关系

尺寸公差和形位公差共同决定了零件的几何特性，而表面粗糙度则是这些特性的微观表现。

尺寸公差控制了零件的基本大小和尺寸，形位公差则控制了零件的形状和相对位置，这些特性会影响到零件的整体精度和质量。

表面粗糙度则进一步反映了这些特性的微观表现，它会影响到零件的摩擦、耐磨和密封等性能。

尺寸公差、形位公差和表面粗糙度都是为了保证零件的互换性和使用性能而设置的，它们共同决定了零件的质量等级和制造难度。

在机械制造过程中，尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的控制都是至关重要的。它们不仅决定了零件的基本精度和质量，还影响了产品的性能、可靠性和成本。因此，对于制造者来说，理解并掌握这些概念及其之间的关系是非常重要的。

机械制造

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。

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。

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，位置误差是包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。

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。

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是不难看出， 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。

否则，会给制造带来种种麻烦。

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和各种配合精度与表面粗糙度的关系。

一般情况下，按以下关系确定：

1、形状公差为尺寸公差的60％（中等相对几何精度）时，Ra≤0.05IT；

2、形状公差为尺寸公差的40％（较高相对几何精度）时，Ra≤0.025IT；

3、形状公差为尺寸公差的25％（高相对几何精度）时，Ra≤0.012IT；

4、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：尺寸公差是粗糙度的3-4倍，这样最为经济。

更多精彩文章：

3分钟了解计量Metrology

计量管理专家对计量管理的一些思考

在信息战方面，计量也发挥着重要作用

与Excel台账管理对比，计量管理系统有什么优点？