如何正確快速確定機械加工公差-降低加工成本

2020-12-25 函陹

作者：函陹

公差包括：尺寸公差、形狀公差、位置公差和表面粗糙度；

一、尺寸公差

在滿足使用要求的前提下，應儘可能選擇較低的公差等級，以降低加工成本。

1、無配合要求的尺寸， 選擇標準公差等級為IT13；

2、有配合要求的尺寸，選擇標準公差等級為IT7；

3、對於基本尺≤500mm的配合，當公差等級高於或等於IT8時，推薦選擇孔的公差等級比軸低一級；對於公差等級低於IT8或基本尺寸＞500mm的配合，推薦選用同級孔、軸配合。

4、確定配合間隙的鬆緊程度主要考慮下列三個方面的問題：

（ 1）間隙配合

A.運動特性（移動、轉動、高速、低速）

B.運動精度（對同軸度、導向精度的選擇要求）

C.運動條件（潤滑油粘度的大小、工作溫度的高低）

通常使用的三種情況：

定心配合：H6/h5；H7/h6；H7/g6

滑動配合：H8/f7；H8/e8, H8/d8；H9/f9；

非重要配合：H11/c11；H11/d11(間隙很大）

（2）過渡配合

稍有間隙：H6/js5；Js6/h5；H7/js6；Js7/h6；H8/js7；Js8/h7

沒有間隙：H6/k5；K6/h5；H7/k6；K7/h6；H8/k7；K8/h7

稍有過盈：H6/m5；M6/h5；H7/m6；M7/h6；

5、未注公差

選用原則：

機械加工未注尺寸公差一般選用「m」級；

鈑金加工未注尺寸公差一般選用「c」級；

（1）線性尺寸的極限偏差數值（GB/T1804-2000） （mm）

（2）倒圓半徑和倒角高度尺寸的極限偏差（GB/T1804-2000） mm

（3）角度尺寸的極限偏差數值（GB/T1804-2000）

二、形狀和位置公差

當尺寸公差精度確定後，形狀公差有一個適當的數值相對應，即一般約以50%尺寸公差值作為形狀公差值；儀表行業約20%尺寸公差值作為形狀公差值；重型行業約以70%尺寸公差值作為形狀公差值。由此可見．尺寸公差精度愈高，形狀公差佔尺寸公差比例愈小所以， 在設計標註尺寸和形狀公差要求時，除特殊情況外，當尺寸精度確定後，一般以50%尺寸公差值作為形狀公差值，這既有利於製造也有利於確保質量。

總的原則：在滿足零件功能的前提下，選取最經濟的公差值。

◆根據零件的功能要求，考慮加工的經濟性和零件的結構、剛性，按表確定要素的公差值。並考慮以下因素：

◆同一要素給出的形狀公差應小於位置公差值；

◆圓柱形零件的形狀公差值（軸線的直線度除外）應小於其尺寸公差值；如同一平面上，平面度公差值應小於該平面對基準的平行度公差值。

◆平行度公差值應小於其相應的距離公差值。

◆表面粗糙度與形狀公差的大概的比例關係：通常，表面粗糙度的Ra值可取為形狀公差值的(20%~25%)。

◆對於以下情況，考慮到加工的難易程度和除主參數以外的其它因素的影響，在滿足零件功能的要求下，適當降低1～2級選用：

○孔相對於軸；

○細長比較大的軸和孔；距離較大的軸和孔；

○寬度較大（大於1/2長度）的零件表面；

○線對線和線對面的相對於面對面的平行度、垂直度公差。

未注形位公差按GB/T1184

選用原則：

機械加工未注形位公差一般選用「K」級；

鈑金加工未注形位公差一般選用「L」級；

（1）直線度和平面度未注公差值（GB/T1184-1996） （mm）

（2）垂直度未注公差值（GB/T1184-1996） （mm）

（3）對稱度未注公差值（GB/T1184-1996） （mm）

（4）圓跳動的未注公差值（GB/T1184-1996） （mm）

三、表面粗糙度

零件的表面都應該註明粗糙度的等級。如果較多的表面具有相同的表面粗糙度等級，則要集中在圖樣右上角標註，並加「其餘」字樣。

粗糙度等級的選擇，一般可以根據對各表面的工作要求和尺寸精度等級來決定，在滿足工作要求的條件下，不得隨意提高等級。

形狀誤差與表面粗糙度之間在數值和測量上儘管沒有直接聯繫，但在一定的加工條件下兩者也存在著一定的比例關係，據實驗研究，在一般精度時，表面粗糙度佔形狀公差的1／5～1／4。為確保形狀公差，應適當限制相應的表面粗糙度高度參數的最大允許值。

在一般情況下，尺寸公差、形狀公差、位置公差、表面粗糙度之間的公差值具有下述關係式：尺寸公差>位置公差>形狀公差>表面粗糙度高度參數

一般情況下按以下關係確定：

1、形狀公差為尺寸公差的60％（中等相對幾何精度）時，Ra≤0.05IT；

2、形狀公差為尺寸公差的40％（較高相對幾何精度）時，Ra≤0.025IT；

3、形狀公差為尺寸公差的25％（高相對幾何精度）時，Ra≤0.012IT；

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

參考值:尺寸公差是粗糙度的3-4倍，這樣最為經濟。

Ra的數值（GB/T1031-1995） （μm）

第1系列 0.012, 0.025, 0.050, 0.10, 0.20, 0.40, 0.80, 1.60, 3.2, 6.3, 12.5, 25, 50, 100

第2系列 0.008, 0.010, 0.016, 0.020, 0.032, 0.040, 0.063, 0.080, 0.125, 0.160, 0.25, 0.32, 0.50, 0.63, 1.0, 1.25, 2.0, 2.5, 4.0, 5.0, 8.0, 10.0, 16.0, 20, 32, 40, 63, 80

註：一般選擇第1系列

機加工表面Ra說明：

加工方法Ra說明：

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