1、形狀公差和尺寸公差的數(shù)值關(guān)系

尺寸公差的精度確定后，形狀公差有一個合適的值與之對應(yīng)，即一般取尺寸公差值的50%左右作為形狀公差值；取行業(yè)內(nèi)儀表尺寸公差值的20%左右作為形狀公差值；在重工業(yè)中，約70%的尺寸公差值用作形狀公差值?？梢钥闯?，尺寸公差的精度越高，形狀公差占尺寸公差的比例越小。因此，在設(shè)計和標(biāo)注尺寸和形狀公差要求時，除特殊情況外，在確定尺寸精度時，一般采用尺寸公差值的50%作為形狀公差值，這對制造和質(zhì)量保證都是有利的。

2.形狀公差和位置公差的數(shù)值關(guān)系。

形狀公差和位置公差也有一定的關(guān)系。從誤差形成的原因看，形狀誤差是由機(jī)床振動、刀具振動、主軸跳動等原因引起的；位置誤差是由機(jī)床導(dǎo)軌不平行、刀具夾緊不平行或垂直、夾緊力等原因造成的。從公差帶的定義來看，位置誤差包括被測表面的形狀誤差，比如平行度誤差中的平面度誤差，所以位置誤差遠(yuǎn)大于形狀誤差。所以一般來說，在沒有進(jìn)一步要求的情況下，如果給定了位置公差，就不會給定形狀公差。有特殊要求時，可同時標(biāo)注形狀和位置公差要求，但標(biāo)注的形狀公差值應(yīng)小于標(biāo)注的位置公差值，否則生產(chǎn)時零件不能按設(shè)計要求制造。

3.形狀公差與表面粗糙度的關(guān)系

雖然形狀誤差和表面粗糙度在數(shù)值和測量上沒有直接的關(guān)系，但在一定的加工條件下，它們之間存在一定的比例關(guān)系。據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，在一般精度下，表面粗糙度占形狀公差的1/5 ~ 1/4。因此，為了保證形狀公差，應(yīng)適當(dāng)限制相應(yīng)表面粗糙度高度參數(shù)的最大允許值。

通常，尺寸公差、形狀公差、位置公差和表面粗糙度之間的公差值具有以下關(guān)系:尺寸公差>位置公差>形狀公差>表面粗糙度高度參數(shù)。

從尺寸、形狀和位置與表面粗糙度的數(shù)值關(guān)系中不難看出，設(shè)計時應(yīng)處理好它們之間的數(shù)值關(guān)系，并在圖上標(biāo)注公差值如下:給定同一表面的粗糙度值應(yīng)小于其形狀公差值；且形狀公差值應(yīng)小于其位置公差值；每個位置差應(yīng)小于其尺寸公差值。否則會給制造業(yè)帶來各種麻煩。但在設(shè)計工作中涉及最多的是如何處理尺寸公差與表面粗糙度的關(guān)系以及各種擬合精度與表面粗糙度的關(guān)系。

通常，根據(jù)以下關(guān)系確定:

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

2.當(dāng)形狀公差為尺寸公差的40%(相對幾何精度較高)時，Ra≤0.025 it；；

3.當(dāng)形狀公差為尺寸公差的25%(相對幾何精度高)時，Ra≤0.012 it；；

4.當(dāng)形狀公差小于尺寸公差的25%(超高相對幾何精度)時，Ra≤0.15Tf(形狀公差值)。

最簡單的參考值:尺寸公差為粗糙度的3-4倍，最經(jīng)濟(jì)。

二、形位公差的選擇

1.形狀和位置公差項(xiàng)目的選擇

充分發(fā)揮綜合控制項(xiàng)目的作用，減少圖紙上的形位公差項(xiàng)目和相應(yīng)的形位誤差檢測項(xiàng)目。

在滿足功能要求的前提下，應(yīng)選擇測量簡單的項(xiàng)目。例如，同軸度公差常常用徑向圓跳動公差或徑向圓跳動公差來代替。但需要注意的是，徑向圓跳動是同軸度誤差和圓柱面形狀誤差的綜合，所以取而代之的是，給出的跳動公差值應(yīng)略大于同軸度公差值，否則會過于嚴(yán)格。

2.公差原則的選擇

根據(jù)被測元件的功能要求，充分發(fā)揮公差的作用以及采用這種公差原則的可行性和經(jīng)濟(jì)性。

獨(dú)立性原則用于尺寸精度和形狀位置精度要求相差較大，需要單獨(dú)滿足要求，或者兩者之間沒有聯(lián)系的場合，以保證運(yùn)動精度，密封性能，不標(biāo)注公差。

包含要求主要用于需要嚴(yán)格保證合作性質(zhì)的情況。

最大實(shí)體要求用于中心元素，一般用于要求附件可裝配的場合(沒有匹配屬性要求)。

最小實(shí)體要求主要用于需要保證零件強(qiáng)度和最小壁厚的情況。

可逆要求與最大(最小)實(shí)體要求相結(jié)合，可以充分利用公差帶，擴(kuò)大被測元件的實(shí)際尺寸范圍，提高效益?？梢栽诓挥绊懶阅艿那闆r下選擇。

3.基準(zhǔn)元素的選擇

1)參考零件的選擇

(1)選擇零件在機(jī)器中所處的結(jié)合面作為參考位置。例如箱體的底面和側(cè)面、盤類零件的軸線、旋轉(zhuǎn)零件的軸承軸頸或軸承孔等。

(2)基準(zhǔn)元件應(yīng)具有足夠的尺寸和剛度，以確保穩(wěn)定可靠的定位。例如，由兩個或多個遠(yuǎn)軸組成的公共基準(zhǔn)軸比一個基準(zhǔn)軸更穩(wěn)定。

(3)選擇加工相對精確的表面作為參考位置。

(4)盡量統(tǒng)一裝配、加工和測試的基準(zhǔn)。這樣，不僅可以消除由于基準(zhǔn)不統(tǒng)一造成的誤差；還可以簡化夾具和量具的設(shè)計制造，方便測量。

2)基線量的確定

一般來說，基準(zhǔn)的數(shù)量應(yīng)根據(jù)公差項(xiàng)目的定向和定位幾何功能的要求來確定。方位公差通常只需要一個基準(zhǔn)，而定位公差需要一個或多個基準(zhǔn)。比如平行度、垂直度、同軸度的公差項(xiàng)目，一般只用一個平面或一個軸作為基準(zhǔn)元素；對于位置公差項(xiàng)目，需要確定孔系的位置精度，因此可以使用兩個或三個基準(zhǔn)元素。

3)基準(zhǔn)序列的排列

當(dāng)選擇兩個以上的基準(zhǔn)元素時，應(yīng)定義基準(zhǔn)元素的順序，并按照第一、第二和第三順序?qū)懭牍羁蚣堋５谝粋€基準(zhǔn)元素是主元素，其次是第二個基準(zhǔn)元素。

4.形狀和位置公差值的選擇

總原則:在滿足零件功能的前提下，選擇最經(jīng)濟(jì)的公差值。

◆根據(jù)零件的功能要求，考慮加工經(jīng)濟(jì)性、零件的結(jié)構(gòu)和剛度，按表確定元素的公差值。并考慮以下因素:

◆同一元素給定的形狀公差應(yīng)小于位置公差值；

◆圓柱形零件的形狀公差值(軸線直線度除外)應(yīng)小于其尺寸公差值；如同在平面中一樣，平面度公差值應(yīng)小于平面與基準(zhǔn)的平行度公差值。

◆平行度公差值應(yīng)小于其對應(yīng)的距離公差值。

◆表面粗糙度與形狀公差的近似比例關(guān)系:一般表面粗糙度的Ra值可取形狀公差值的20%~25%。

◆對于下列情況，考慮到加工的難易程度和除主要參數(shù)外其他因素的影響，在滿足零件功能要求的情況下，選擇應(yīng)適當(dāng)降低1 ~ 2級:

○孔相對于軸；

○細(xì)長較大的軸和孔；大距離的軸和孔；

○寬度較大(大于1/2長度)的零件表面；

○線對線和線對線平行度和相對于面的垂直度公差。

5.形狀和位置沒有規(guī)定公差。

為了簡化圖紙，對于一般機(jī)床能保證的形位精度，沒有必要在圖紙上注明形位公差。未注明的形位公差按GB/T1184-1996執(zhí)行。大致內(nèi)容如下:

(1)未標(biāo)注的直線度、平面度、垂直度、對稱性和圓跳動規(guī)定了三個公差等級(H、K、L)。

(2)未注圓度公差值等于直徑公差值，但不能大于未注徑向圓跳動公差值。

(3)未注圓柱度的公差值沒有規(guī)定，由要素圓度、素線直線度和相對素線平行度的公差控制。

(4)未注平行度的公差值等于被測元素與基準(zhǔn)元素之間的尺寸公差和被測元素的形狀公差(直線度或平面度)的未注公差值中的較大者，取兩者中較長者為基準(zhǔn)。

(5)同軸度的公差值沒有規(guī)定。必要時，未提及的同軸度公差值應(yīng)等于未提及的圓跳動公差。

(6)無蓋線輪廓、表面輪廓、傾斜度和位置的公差值由每個元素的線性尺寸公差或角度公差控制。

(7)沒有規(guī)定所有跳動公差值。

6.形狀和位置中未注明的公差值的圖紙表示

如果沒有注明GB/T1184-1996中規(guī)定的公差值，應(yīng)在標(biāo)題欄或技術(shù)要求中注明標(biāo)準(zhǔn)和等級代號。:“GB/T1184—K”.

圖紙上沒有“公差原則按GB/T 4249”的工作公差，應(yīng)按GB/T 1800.2-1998的要求執(zhí)行。