粗糙度与公差等级

表面粗糙度与标准公差表无论用何种加工方法加工，在零件表面总会留下微细的凸凹不平的刀痕，出现交错起伏的峰谷现象，粗加工后的表面用肉眼就能看到，精加工后的表面用放大镜或显微镜仍能观察到。

这就是零件加工后的表面粗糙度。

过去称为表面光洁度。

国家规定表面粗糙度的参数由高度参数、间距参数和综合参数组成。

高度参数共有三个:轮廓的平均算术偏差(Ra)如图1所示，通过零件的表面轮廓作一中线m ，将一定长度的轮廓分成两部分，使中线两侧轮廓线与中线之间所包含的面积相等，即F1+F3+……+Fn-1=F2+F4+……+Fn图1 轮廓的平均算术偏差轮廓的平均算术偏差值Ra，就是在一定测量长度l 范围内，轮廓上各点至中线距离绝对值的平均算术偏差。

用算式表示为Ra＝dx或近似写成Ra≈∙不平度平均高度(Rz)就是在基本测量长度范围内，从平行于中线的任意线起，自被测轮廓上五个最高点至五个最低点的平均距离(图2)，即RZ=图2 不平度平均高度∙轮廓最大高度Ry，就是在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离。

间距参数共有两个：轮廓单峰平均间距S，就是在取样长度内，轮廓单峰间距的平均值。

而轮廓单峰间距，就是两相邻轮廓单峰的最高点在中线上的投影长度Si。

轮廓微观不平度的平均间距Sm。

含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度Smi，称轮廓微观不平间距。

综合参数只有一个，就是轮廓支承长度率tp。

它是轮廓支承长度np与取样长度l之比。

在原有的国家标准中，表面光洁度分为14级，其代号为V1、V2……V14。

V后的数字越大，表面光洁度就越高，即表面粗糙度数值越小。

在车间生产中，常根据表面粗糙度样板和加工出来的零件表面进行比较，用肉眼或手指的感觉，来判断零件表面粗糙度的等级。

此外，还有很多测量光洁度的仪器。

根据国际标准，以下为基本尺寸0-500mm, 4-18级精度标准公差表。

表面光洁度与表面粗糙度对照表光洁度级别(旧标) 粗糙度Ra（μm）1)表面状况、2)加工方法和3)应用举例▽1 40~80▽2 20~40 1)明显可见的刀痕2)粗车、镗、刨、钻3)粗加工后的表面，2焊接前的焊缝、粗钻孔壁等。

▽3 10~20 1)可见刀痕2)粗车、刨、铣、钻3)一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面▽4 5~10 1)可见加工痕迹2)车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿3)不重要零件的配合表面，如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。

紧固件的自由表面，紧固件通孔的表面，内、外花键的非定心表面，不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等▽5 2.5~5 1)微见加工痕迹2)车、镗、刨、铣、刮1～2点/cm^2、拉、磨、锉、滚压、铣齿3)和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。

要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。

不重要的紧固螺纹的表面。

需要滚花或氧化处理的表面▽6 1.25~2.5 1)看不清加工痕迹2)车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮1～2点/cm^2铣齿3)安装直径超过80mm的G级轴承的外壳孔，普通精度齿轮的齿面，定位销孔，V型带轮的表面，外径定心的内花键外径，轴承盖的定中心凸肩表面▽7 0.63~1.25 1)可辨加工痕迹的方向2)车、镗、拉、磨、立铣、刮3～10点/cm^2、滚压3)要求保证定心及配合特性的表面，如锥销与圆柱销的表面，与G级精度滚动轴承相配合的轴径和外壳孔，中速转动的轴径，直径超过80mm的E、D级滚动轴承配合的轴径及外壳孔，内、外花键的定心内径，外花键键侧及定心外径，过盈配合IT7级的孔（H7），间隙配合IT8～IT9级的孔（H8，H9），磨削的齿轮表面等▽8 0.32~0.63 1)微辨加工痕迹的方向2)铰、磨、镗、拉、刮3～10点/cm^2、滚压3)要求长期保持配合性质稳定的配合表面，IT7级的轴、孔配合表面，精度较高的齿轮表面，受变应力作用的重要零件，与直径小于80mm的E、D级轴承配合的轴径表面、与橡胶密封件接触的轴的表面，尺寸大于120mm的IT13～IT16级孔和轴用量规的测量表面▽9 0.16~0.32 1)不可辨加工痕迹的方向2)布轮磨、磨、研磨、超级加工3)工作时受变应力作用的重要零件的表面。

公差与粗糙度对应关系公差和粗糙度是制造工程中两个重要的概念。

公差是指零件尺寸允许的最大偏差范围，而粗糙度则是表面的不光滑程度。

它们之间存在一定的对应关系，本文将就此进行探讨。

公差和粗糙度在制造工程中是必不可少的。

公差是为了保证零件的尺寸精度，在制造过程中会存在一定的误差，而公差的设置可以容许这些误差的存在，确保零件能够正常使用。

而粗糙度则是表面质量的指标，直接影响着零件的摩擦、密封和耐磨性能。

因此，公差和粗糙度的合理设置对于零件的质量和性能至关重要。

公差与粗糙度之间的对应关系主要体现在制造工艺中。

在零件的设计和制造中，需要根据零件的功能和使用要求来确定公差和粗糙度的要求。

一般来说，公差的要求越高，制造工艺的难度越大，对设备和工艺的要求也越高；而对于粗糙度的要求，需要根据零件的表面功能来确定，如需要有良好的密封性能，则需要较低的粗糙度要求。

在实际的制造过程中，公差和粗糙度的对应关系需要综合考虑多个因素。

首先是制造工艺的能力。

如果制造工艺无法满足较高的公差要求，则需要适当调整粗糙度的要求，以确保零件的尺寸精度；反之亦然。

其次是零件的功能和使用要求。

如果零件需要有较高的密封性能，则需要较低的粗糙度要求，以确保表面的平滑度和光洁度；而如果零件的功能主要是传递力或保持定位，则对粗糙度的要求可以适当放宽。

公差和粗糙度的对应关系还需要考虑到成本因素。

公差的要求越高，制造成本也会相应增加，特别是对于精密零件来说；而粗糙度的要求则主要涉及到表面处理和后续加工的成本。

因此，在确定公差和粗糙度的要求时，需要综合考虑制造成本和零件的功能要求，以寻找最佳的平衡点。

总结起来，公差和粗糙度是制造工程中不可分割的两个概念，它们之间存在一定的对应关系。

合理的公差和粗糙度设置能够确保零件的尺寸精度和表面质量，从而保证零件的功能和性能。

在确定公差和粗糙度要求时，需要综合考虑制造工艺的能力、零件的功能和使用要求以及成本因素，以达到最佳的效果。

一、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度数值上的关系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。

由此可见．尺寸公差精度愈高，形状公差占尺寸公差比例愈小所以，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。

2、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。

3、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，据实验研究，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式不难看出，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。

配合公差配合公差（fit tolerance）是指组成配合的孔、轴公差之和。

它是允许间隙或过盈的变动量。

孔和轴的公差带大小和公差带位置组成了配合公差。

孔和轴配合公差的大小表示孔和轴的配合精度。

孔和轴配合公差带的大小和位置表示孔和轴的配合精度和配合性质。

配合公差的大小=公差带的大小；配合公差带大小和位置=配合性质。

配合公差区分原因比如Φ12的孔和轴配合，选用基孔制那么先加工孔，孔公差为H0~H18，孔的最小直径为12，最大为12+公差，这样孔就加工好了。

再加工Φ12的轴，根据需要可以选用过渡配合，间隙配合或者过盈配合。

如果孔选用Φ12H7，也就是Φ12(+0.018/0)，过盈配合，轴可以用Φ12p6，也就是Φ12(0.029/0.018)，他们的公差配合Φ12H7p6=Φ12(0，-0.029)，其中0=孔的最大尺寸0.018-轴的最小尺寸0.018，-0.029=孔的最小尺寸0-轴的最大尺寸0.029选用基轴制那么就先加工轴,轴公差为h0~h18，轴的最大直径为12，最小为12+公差(公差为负值).这样轴就加工好了,再加工Φ12的孔,根据需要可以选用过渡配合,间隙配合或者过盈配合. 如果轴选用Φ12h6,也就是Φ12(0,-0.011),过盈配合,孔可以用Φ12P7,也就是Φ12(-0.011/-0.029),他们的公差配合Φ12P7h6=Φ12(-0，-0.029),其中-0=孔的最大尺寸-0.011-轴的最小尺寸-0.011，-0.029=孔的最小尺寸-0.029-轴的最大尺寸0可见，对于相同直径Φ12的孔轴配合，相同的配合公差Φ12(-0，-0.029），选用基孔制和基轴制时，孔和轴的公差是不一样的。

基孔制的好处是：孔较轴难于加工，我们可以先加工好了孔，再拿不同的轴来和他配合，过渡过盈间隙都可以随便加工。

但是我们有时不得不采取基轴制，例如轴承外圈和轴承座的配合,或者其他的轴可以直接使用不需加工的情况，这时我们就要使用基轴制。

公差等级与粗糙度的关系表面粗糙度是反映零件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是验证零件表面质量的主要依据；它选择的合理与否，直接关系到产品的质量，使用寿命和生产成本。

机械零件表面粗糙度的选择有3种方法，即计算法、试验法和类比法。

在机械零件设计中应用最普遍的是类比法，此方法简单有效。

运用类比法需要有充足的参考资料。

现有的各类机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。

最常用的是与公差等级相适应得表面粗糙度。

通常情况下公差越小，机械零件的表面粗糙度值也越小，但是他们之间不存在固定的函数关系。

一些装饰表面除外。

在实践工作中，对于不同类型的机器，其零件在相同尺寸公差的条件下，对表面粗糙度的要求是有差别的。

这就是配合的稳定性问题。

在机械零件的设计和制造过程中，对于不同类型机器，其零件配合稳定性和互换性的要求是不同的。

在现有的机械零件设计手册中，主要有以下三种类型。

第一类主要用于精密机械，对配合的稳定性要求很高，要求零件在使用过程中和多次装配后，其零件的磨损极限不超过公差值的10%；这主要应用在精密仪器、仪表、精密量具的表面、极其重要零件表面的摩擦面，如气缸的内表面精密机床的主轴颈、坐标镗床的主轴颈等。

第二类主要用于精密机械，对配合的稳定性要求较高，要求零件的磨损极限不超过公差值得25%，要求有很好密和的接触面，其主要应用在机床、工具、与滚动轴承配合的表面、销锥孔，还有相对运动速度较高的接触面如华东轴承的配合面、齿轮的轮齿工作面等。

第三类主要用于通用机械，要求机械零件的磨损极限不超过尺寸公差的50%，没有相对运动的零件接触面，如箱盖、套筒，要求紧贴的表面、键和键槽的工作面；相对运动速度不高的接触面，如支架孔、衬套、带轮轴孔的工作表面、减速器等。

公差等级与表面粗糙度关系对应表格：详见附件表格在机械零件设计中按尺寸公差选择表面粗糙度数值时。

应根据不同类型的机器，选择相应的表值。

仅供设计时参考！仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢1表1公差等级与表面粗糙度值（用于精密机械）仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2表2公差等级与表面粗糙度值（用于普通精密机械）表3公差等级与表面粗糙度值（用于通用机械）管仲列传管仲夷吾者，颍上人也。

第1 类主要用于精密机械, 对配合的稳定性要求很高, 要求零件在使用过程中或经多次装配后, 其零件的磨损极限不超过零件尺寸公差值的10%, 这主要应用在精密仪器、仪表、精密量具的表面、极重要零件的摩擦面, 如汽缸的内表面、精密机床的主轴颈、坐标镗床的主轴颈等。

第2 类主要用于普通的精密机械, 对配合的稳定性要求较高, 要求零件的磨损极限不超过零件尺寸公差值的25%, 要求有很好密合的接触面, 其主要应用在如机床、工具、与滚动轴承配合的表面、锥销孔, 还有相对运动速度较高的接触面如滑动轴承的配合表面、齿轮的轮齿工作面等。

第3 类主要用于通用机械, 要求机械零件的磨损极限不超过尺寸公差值的50%, 没有相对运动的零件接触面, 如箱盖、套筒, 要求紧贴表面、键和键槽的工作面;相对运动速度不高的接触面, 如支架孔、衬套、带轮轴孔的工作表面、减速器等等。

在设计工作中, 表面粗糙度的选择归根到底还是要从实际出发, 全面衡量零件的表面功能和工艺经济性,才能作出合理的选择。

表中给出的公差等级与表面粗糙度值可供设计时参考。