机械设计中形位公差的确定及选择

中心孔形位公差取值在机械加工与制造领域，中心孔作为工件定位和加工的重要基准，其形位公差的取值直接关系到工件的加工精度和装配性能。

形位公差，即形状和位置公差，是评定工件几何要素形状和位置精度的重要指标。

本文将围绕中心孔形位公差的取值问题，从理论到实践进行深入探讨。

一、中心孔形位公差的基本概念中心孔，通常是在工件的端面或轴线上加工出的小孔，用于工件的定位、夹持或作为后续加工的基准。

形位公差则是指工件的实际几何要素相对于理想几何要素所允许的变动量，包括形状公差和位置公差两大类。

对于中心孔而言，其形位公差主要涉及圆度、圆柱度、同轴度等。

二、中心孔形位公差取值的影响因素1.加工工艺的影响：不同的加工工艺对中心孔的加工精度有着不同的影响。

例如，钻削、铰削、磨削等工艺在加工过程中由于刀具磨损、切削力变化等因素，会导致中心孔的形状和位置出现偏差。

2.机床精度的影响：机床本身的几何精度、运动精度和传动精度等都会对中心孔的加工精度产生影响。

高精度机床能够保证更小的形位公差取值。

3.夹具与定位方式的影响：夹具的设计合理性、刚性和稳定性以及定位方式的准确性，都会直接影响到中心孔的加工精度。

4.材料性质的影响：工件材料的硬度、韧性、热膨胀系数等物理性质，也会在加工过程中对中心孔的形位公差产生影响。

三、中心孔形位公差取值的确定原则1.功能性原则：根据工件的使用要求和功能来确定形位公差的取值。

对于要求高精度的配合件，中心孔的形位公差应取较小值。

2.经济性原则：在满足功能要求的前提下，应尽量降低加工成本。

因此，形位公差的取值应综合考虑加工难度、加工时间和材料利用率等因素。

3.稳定性原则：形位公差的取值应保证工件在使用过程中的稳定性。

过小的形位公差可能导致加工困难，而过大的形位公差则可能影响工件的装配性能和使用寿命。

四、中心孔形位公差取值的实际应用在实际应用中，确定中心孔形位公差的取值通常需要考虑以下几个方面：1.参考相关标准：国家和行业标准中通常会对不同类型、不同精度的工件给出推荐的形位公差取值范围。

形位公差计算形位公差是机械设计中常用的一种公差设计方法，它是指通过对零件的形状和位置进行限制，来保证装配的精度和互换性。

形位公差包括形状公差和位置公差两个方面，下面将分别介绍这两个方面的内容。

形状公差是指零件表面形状与理论形状之间的差异，也就是零件表面的波动量。

形状公差通常用直线度、平面度、圆度、圆柱度等指标来表示。

直线度是指直线轴线上某一点到理论直线轴线的垂直距离，平面度是指零件表面到理论平面的垂直距离的最大值，圆度是指零件表面到理论圆的距离的最大值，圆柱度是指零件轴线到理论圆柱轴线的最大偏移量。

形状公差的大小直接影响着零件的形状精度和装配精度，一般情况下，形状公差越小，零件的精度要求越高。

位置公差是指零件之间或零件内部各特征之间的相对位置关系。

位置公差包括平行度、垂直度、同轴度、同心度等指标。

平行度是指两个平行面之间的距离差，垂直度是指两个垂直面之间的距离差，同轴度是指两个轴线之间的距离差，同心度是指两个圆心之间的距离差。

位置公差的大小直接影响着零件的位置精度和装配精度，一般情况下，位置公差越小，零件的装配精度要求越高。

形位公差的设计是为了保证零件之间的装配精度和互换性。

在实际应用中，我们需要根据具体的零件形状和装配要求来确定形位公差的大小。

形位公差的设计需要考虑零件的功能需求、生产工艺要求以及装配方式等因素，同时也需要根据设计经验和实际生产情况进行综合考虑。

形位公差的计算是非常复杂的，需要根据具体的零件形状和装配要求来进行。

一般情况下，我们可以通过使用CAD软件进行形位公差的计算和分析。

CAD软件可以根据给定的形状和位置公差要求，自动计算出零件的形位公差范围，并进行可视化显示。

同时，CAD软件还可以帮助我们进行形位公差的优化设计，以满足装配要求和生产工艺要求。

形位公差的设计和计算是机械设计中非常重要的一部分，它直接影响着零件的装配精度和互换性。

合理设计和计算形位公差可以提高零件的质量和性能，减少装配成本和生产周期。

机械零件设计中形位公差的合理选择形位公差是评定机械零件的一项重要的技术经济指标。

在机械零件的设计过程中正确地选择形位公差项目以及合理地确定形位公差数值，对提高产品的质量和降低制造成本，具有十分重要的意义。

标签：机械零件；设计；形位公差；合理选择1.引言零件在加工过程中不仅有尺寸误差，同时由于机床精度、加工方法等多种原因，使得零件的加工表面、轴线对称中心平面等的实际形状和位置相对于设计所要求的理想形状和位置，也不可避免地存在着误差，我们称它为形状和位置误差（简称形位误差）。

形位误差对机械产品的制造、机械零部件的使用和工作性能的影响不容忽视。

为保证机械产品的质量和零件的互换性，在对零件的尺寸误差加以控制的同时，必须对形位误差也加以控制，规定合理的形位公差，才能真正的保证产品质量。

2.形位公差项目的选择2.1根据零件的几何特征来考虑。

零件的几何特征不同，会产生不同的形位误差。

例如：回转类（轴类、套类）零件中的阶梯轴，它的轮廓要素是圆柱面、端面、中心要素是轴线。

圆柱面选择圆柱度是理想项目，因为它能综合控制径向的圆度误差、轴向的直线度误差和素线的平行度误差。

也可选用圆度和素线的平行度。

从项目特征看，同轴度主要用于轴线，是为了限制轴线的偏离。

跳动能综合限制要素的形状和跳动公差。

其他诸如平面零件，选用平面度项目，槽类零件选用对称度项目，均基于零件存在不同的几何特征的原因。

2.2根据零件的功能要求来考虑。

机器对零件不同功能的要求，决定零件需选用不同的形位公差项目。

若阶梯轴两轴承位置明确要求限制轴线问的偏差，应采用同轴度。

但如果阶梯轴对形位精度有要求，而无需区分轴线的位置误差与圆柱面的形状误差，则可选择跳动项目。

其他诸如箱体类零件，轴承孔轴线之间平行度的要求都是基于保证运动件之间的正常啮合，提高承载能力的性能要求而确定的，给定结合面的平面度要求是为保证平面的良好密封性。

2.3从方便检测来考虑。

在满足功能要求的前提下，为了方便检测，应该选用测量简便的项目代替难于测量的项目，有时可将所需的公差项目用控制效果相同或相近的公差项目来代替。

机械设计中形位公差的重要性及选择形位公差和尺寸公差、表面粗糙度一样都是评定产品质量的重要技术指标。

形位公差对机器、仪表等各种产品的性能―工作精度、连接强度、密封性、运动平稳性、耐磨性、噪声等都有一定影响。

对于在高速、高温、重载条件下工作的精密机器与仪器提出合理的形位公差要求就更为重要。

形位公差在机械设计中起着举足轻重的作用，作为一名优秀的机械设计师必须能够灵活运用形位公差在自己的设计中，以此来提高产品的性价比，满足企业现代化生产的要求。

1、形位公差标准简介我国最新的国家标准是GB/T1182-2008 《产品几何技术规范（GPS）几何公差形状、方向、位置和跳动公差标注》, 等同采用ISO1101: 2004《产品几何技术规范（GPS）几何公差形状、方向、位臂和跳动公差标注》（英文版）。

该标准对形位公差的标注及应用进行了规范性的要求。

检测标准是GB/T1958-2004《产品几何技术规范（GPS）形状和位置公差检测规定》。

形状、方向、位置和跳动公差一般统称为形位公差。

2、形位公差形成原因及原理从设计图样到零件的形成，必须经过加工的过程、无论设备的精度和操作工人的技术水平多么高，要使加工的零件达到理想的形状和完全准确的位置，仍然是不可能的，零件的实际形状和位置与理想形状和位置总是存在一定的偏离量，该偏离量就是该零件的形状和位置误差，即形位公差。

形位公差包括要素、公差带和基准（形状公差没有基准，位置公差一般都有基准）三部分。

要素由点、线、面组成，形位公差就是对这些要素在形状和其相互间方向或位置的精度要求。

限制实际要素的变动范围是公差带，公差带之间的间距便是公差值，设计时确定公差值后，其零件的被测实际要素则必须在规定的公差带里。

凡是要确定两个（或多个）要素的方向、位置关系时，都要涉及到基准，当基准确定后，被测要素的要求也就确定下来了。

3、形位公差的选择原则选择形位公差应充分保证零件的品质要求，尽可能方便生产，同时获得最佳经济效益。

如何在机械设计中选择尺寸公差、形位公差和表面粗糙度等参数？一般来说，先确定尺寸公差，再确定形位公差。

公差配合的合理首先是功能需要，其次是加工的工艺性，最后是装配和维修的工艺性。

举个例子来说吧，配合来说，都是讲孔轴配合，这个不一定是圆的孔和轴，可以是方的，但是通常为什么是圆的呢，加工方便。

传统加工方式如车加工、铣加工、钻床、磨加工，多数是圆形的加工方式，现在随着激光切割和线切割的普及（成本低了），异形孔的应用也多了。

既然传统方式的加工都是圆形加工，孔轴配合的选择就会有基孔制或基轴制的选择了。

通常，我们孔的加工是钻孔、铰孔、铣刀直接成型。

这样，加工的时候为了方便，我们的尺寸选择方面，就应该选择有现成刀具（钻头、铰刀、铣刀）尺寸的，比如直径14的刀具比较少见，就选择12或15、16的有方便购买的规格，这样，加工成本就很低了，比如选直径30的不选27的，尽管你计算需要27就够了。

公差方面，这样加工孔（不管是平板上的孔还是圆管上的孔），公差带尽可能选加（正）公差，因为特殊公差的刀具很贵很难买，加工的时候刀具旋转时候的抖动（设备精度之一）就会导致加工出来的尺寸略大于刀具直径。

这时候轴的加工就通常是车加工出来的，不受刀具精度限制，所以，基孔制是成本低的选择（就是工艺性好）。

这时候，如果你设计的轴是电机输出轴，那就只能基轴制了，或者是与轴承外圈配合的，也只能选择基轴制的配合。

配合怎么选呢，就是说间隙配合、过渡配合、过盈配合这三个什么时候选用。

简单说来是这样，不重要、不影响装配后的精度（如会有螺丝连接紧固的）选择间隙配合就可以，转动方向是单向、且是连续的工作状态，就是间隙配合即可，至于间隙大小的选择，看装配的难度了，越松就越容易装配。

举个例子，如果是单向间歇运转且转动位移要求精度不高、转速不高的带平键的孔轴配合，也可以选择间隙配合，但是需要有两个90度的相间隔的紧定螺钉紧定定位。

如果是有键配合的，其中一个紧定螺钉要锁在平键的上面。

轴类零件形位公差的确定作者：孙丽华来源：《新课程·教研版》2010年第20期摘要:形位公差和尺寸公差一样是评定产品质量的一项重要指标。

本文以常见的轴类零件为例,详细分析了形位公差的公差项目、公差值、基准和公差原则的选择和方法。

关键词:形位公差轴类零件功能要求经济性形位公差是评定机械零件的一项重要的技术经济指标。

在机械零件的设计过程中正确地选择形位公差项目以及合理地确定形位公差数值,对提高产品的质量和降低制造成本,具有十分重要的意义。

本文以减速器输出轴为例探讨机械零件形位公差的选择方法。

一、形位公差项目的确定确定形位公差项目时,需要考虑零件的几何特征、功能要求、检测方便及经济性等因素。

1.零件的几何特征零件的几何特征不同,会产生不同的形位误差。

如对圆柱面选择圆柱度是理想项目;平面零件可选择平面度;槽类零件可选对称度;阶梯轴、孔可选同轴度等。

2.零件的功能要求一般来讲,轴类零件的以下几个部位除了需要控制尺寸公差外,还要提出形位公差要求:(1)轴的支承面,它的形状和位置正确与否直接影响轴的运转精度。

因此应对两轴颈分别提出圆柱度要求,同时,要限制两轴颈同轴度误差。

另外,?准60r6处与齿轮孔配合,?准42r6处连接链轮,这两段轴线若不与两处轴颈的公共轴线同轴,会影响齿轮的啮合精度,产生振动和噪声,应分别提出同轴度要求。

(2)轴的定位面,它的形位精度将影响轴上零件的定位(周向和轴向定位)。

轴向定位如对齿轮、轴承的定位轴肩,应提出相对于两轴颈公共轴线的垂直度要求。

周向定位如两键槽面,考虑键受载均匀性及装拆难易程度,应提出对称度要求。

3.检测的方便性确定形位公差特征项目时,要考虑到检测的方便性与经济性。

二、形位公差值的确定形位公差值的确定一般是根据零件的功能要求,并考虑加工的经济性和零件的结构、刚度等情况进行的。

选择公差值的常用方法是类比法,采用类比法时应考虑以下情况:1.同一要素上给出的形状公差值应小于位置公差值,位置公差值应小于尺寸公差值。

轴的形位公差标注一、引言轴的形位公差标注是机械设计中非常重要的一环，它能够保证机械零件的精度和质量，确保机械设备的正常运转。

本文将从轴的形位公差标注的定义、标注方法、符号表示等方面进行详细介绍。

二、轴的形位公差标注的定义轴是机械零件中常用的一种，它通常用于连接两个或多个旋转部件。

在机械设计中，为了保证轴与其它零件之间的配合精度和位置精度，需要对轴进行形位公差标注。

形位公差是指零件表面之间所允许存在的偏离量和偏离方向。

三、轴的形位公差标注方法1.确定参考面：首先需要确定一个参考面，在这个参考面上画出基准线和基准点。

2.确定基准尺寸：基准尺寸应该是与轴相邻零件所规定的距离或者直径等。

3.确定公差带：在基准线两侧划定一个矩形区域，这个区域就是公差带。

4.确定偏移方向：根据实际情况确定轴的偏移方向，可以是平行于基准线、垂直于基准线或者倾斜于基准线。

5.确定公差值：根据设计要求和制造工艺确定公差值，一般分为等量公差和非等量公差两种。

四、轴的形位公差标注符号表示1.圆形度公差：圆形度公差的符号表示为Φ，它通常用来表示轴的圆度误差。

例如Φ0.01表示轴直径的允许偏离量为0.01mm。

2.平行度公差：平行度公差的符号表示为∥，它通常用来表示轴与参考面之间的平行误差。

例如∥0.02表示轴与参考面之间允许存在的最大平行误差为0.02mm。

3.垂直度公差：垂直度公差的符号表示为⊥，它通常用来表示轴与参考面之间的垂直误差。

例如⊥0.03表示轴与参考面之间允许存在的最大垂直误差为0.03mm。

4.同心度公差：同心度公差的符号表示为C，它通常用来表示轴与其它零件之间的同心度误差。

例如C0.05表示轴与其它零件之间允许存在的最大同心度误差为0.05mm。

五、总结轴的形位公差标注是机械设计中非常重要的一环，它能够保证机械零件的精度和质量，确保机械设备的正常运转。

在进行轴的形位公差标注时，需要确定参考面、基准尺寸、公差带、偏移方向和公差值等参数，同时还需要掌握各种符号表示方法。