形位公差的选择.

形位公差的公差原则
形位公差的公差原则是指在工程制图中，确定零件的形状、位置和尺寸要求时，要根据零件的功能和装配要求，选择合适的公差原则。

形位公差的公差原则包括以下几个方面：
1. 功能要求原则：根据零件的功能和装配要求，选择适当的形位公差。

例如，对于两个零件的装配要求较高的情况下，应选择较小的公差。

2. 经济性原则：在满足功能和装配要求的前提下，尽量选择较大的公差，以便简化加工工艺，降低成本。

3. 可制造性原则：考虑零件的加工工艺和设备的限制，选择合理的公差。

例如，在加工精度较低的情况下，应选择较大的公差。

4. 可测量性原则：选择能够通过现有测量设备进行测量的公差。

例如，选择可以通过千分尺、卡尺等常用的测量工具进行测量的公差。

5. 安装和调整原则：选择方便零件的安装和调整的公差。

例如，选择可以方便进行装配和调整的公差。

通过合理选择形位公差的公差原则，可以确保零件的功能和装配要求得到满足，同时降低加工成本和提高生产效率。

机械设计中形位公差的确定及选择摘要：在进行机械设计时，如何保证机械产品零件的精度，是设计人员必须要考虑的问题。

形位公差是控制机械产品零件几何精度技术的条件。

正确选择形位公差项目和合理确定其公差等级及公差值，能保证零件的使用要求，提高经济效果。

文章就机械设计过程中如何合理选用形位公差进行了一些探讨。

关键词：机械设计；形状公差；位置公差；标注公差；选择；控制在机械与仪器仪表设计及制造工艺的设计中，公差配合与技术测量与设计、制造及质量控制等方面密切相关，其精度的要求是靠尺寸公差、形状公差、位置公差来保证的，是优化产品质量的可靠保障。

在现代工业飞速发展、产品换代频繁的新形势下，其重要性尤为明显。

如何合理并正确地确定被测要素的形状位置公差公差值，是一项十分慎重的工作。

1 形位公差和位置公差的关系及选择经过加工的机械零件表面，不但会有尺寸偏差，而且会有形状和相对位置的误差，这些误差会影响零件的互换性。

为此，国家标准规定了形状和位置的允许变动量。

位置公差是关联实际要素的方向或位置对基准所允许的变动全量，形状公差是单一实际要素的形状所允许的变动全量，位置公差的公差带包容整个被测要素，因此，在很多情况下，位置公差是能够控制形状误差的。

如在定位公差中，同轴度可以控制轴线的形状误差，对称度和位置度可以控制平面度误差。

又如在跳动公差中，端面全跳动可以控制平面度误差，径向跳动可以控制圆度误差，径向全跳动可以控制圆度、直线度，圆柱度误差。

所以.在确定形状公差和位置公差过程中，一旦位置公差给定后，当作用上已能够控制相应的形状误差，且能满足使用要求时，就不必再提形状公差的要求了。

2 形位公差值的确定正确选择形位公差项目和合理确定其公差等级及公差值，能保证零件的使用要求，提高经济效果。

确定形位公差值的方法，有类比法和计算法两种。

常用的是类比法。

计算法一般很少使用.只有在高精度要求的场合才用。

在零件加工中，由于受到机床精度的限制，故在己加工完成的零件上，所有要素都存在形位误差，但不是所有要素都要在图纸上规定形位公差。

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。

机械零件精度设计中形位公差的合理选择作者：宋欣颖来源：《价值工程》2012年第11期摘要：形位公差项目的合理选择与标注是在设计、制造及质量控制等方面优化机械产品质量的前提保障。

本文详细分析形位公差的关系，结合实例提出确定形位公差时公差项目、基准、公差数值的选择及在图纸上进行合理标注的方法。

Abstract: The reasonable selection and mark of tolerance requirement is the powerful safeguard to optimize mechanical product quality in design, manufacturing and quality control. The paper states the relationship of form and position tolerance, combining with example, puts forward the selection of tolerance project, datum, and tolerance value when determining form and position tolerance, and the method to reasonably mark on the map.关键词：精度设计；形位公差项目；选择；标注Key words: precision design；form and position tolerance project；choice；mark中图分类号：TH6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）11-0053-020 引言形位公差即形状和位置公差，是机械零件加工或装配过程中精度设计的重要技术指标。

零件上任何一个几何要素的误差都会以不同的方式影响其功能，如何合理确定零件上被测要素和形位公差项目，将是一项十分谨慎的工作，例如，曲柄-连杆-滑块机构中的连杆长度尺寸的误差，会最终影响它的使用功能，因为它将导致滑块的位置和位移误差，设计过程中，形位公差项目的选择确定及在图纸中的正确标注，将直接影响到零件的加工难易程度和产品的质量，而且关系到零件的制造成本。

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。

形位公差精度等级的选择原则
形位公差精度等级的选择原则如下：
1. 满足零件使用要求：在满足零件使用功能的前提下，尽可能选用较低的公差等级。

2. 考虑加工经济性：在保证零件使用性能的基础上，选择合适的公差等级，以降低加工成本。

3. 综合考虑结构特性：根据零件的结构特点，选择适合的公差等级，以确保零件的装配和运动性能。

4. 考虑测试条件：根据实际生产条件和测试设备，选择合适的公差等级，以满足检测要求。

5. 等级选择：形位公差等级共分为12级，1级为最高，5级和6级次之。

根据零件的功能要求和加工条件，选择合适的公差等级。

具体选择时，可参考以下例子：
- 圆柱形零件：可选圆度、圆柱度、轴心线直线度及素线的直线度等；
- 平面零件：可选平面度；
- 阶梯轴、孔：可选择同轴度等。

总之，形位公差精度等级的选择应根据零件的功能要求、结构特性、加工经济性和测试条件等因素综合考虑。

一般而言，选择7-8级公差范围性价比较为合适。

尺寸公差、形位公差、表面粗糙度的区别和联系及选择方法一、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。

形位公差选取依据
形位公差的选取依据主要有以下几点：
1.零件功能要求：形位公差的选取需要根据零件的功能要求来
确定。

例如，对于需要精确定位或配合的零件，形位公差应该选择较小；而对于一些需要灵活运动或无影响的零件，则可以选择较大的形位公差。

2.加工工艺：形位公差的选取还要考虑到加工工艺的限制。

不
同的加工工艺对于形位公差的控制能力有所不同。

因此，在确定形位公差时，需要结合具体的加工工艺条件来选择。

3.经济性：形位公差的选择还需要考虑到经济性因素。

较小的
形位公差往往需要更高精度的加工设备和更复杂的工艺流程，这会增加制造成本。

因此，在满足功能要求和加工工艺条件的前提下，应尽可能选择经济性较好的形位公差。

4.标准规范：形位公差的选取也需要参考相关的标准规范。

各
个国家和地区都有相应的标准规范对形位公差进行了明确的规定，根据这些规范可以确定合适的形位公差范围。

总之，形位公差的选取需要综合考虑零件功能要求、加工工艺、经济性以及相关的标准规范等因素来确定。

这样可以确保零件在满足功能要求的同时，尽可能地降低制造成本。

形位公差值的选择1 ）公差值选择原则总的原则是：在满足零件功能要求的前提下选择最经济的公差值。

①根据零件的功能要求，并考虑加工的经济性和零件的结构等情况，按公差表中数系确定要素的公差值，并应考虑公差值之间的协调关系。

同一要素上给定的形状公差值应小于位置公差值。

如同一平面上，平面度公差值应小于该平面对基准的平行度公差值。

圆柱形零件的形状公差值，一般情况下应小于其尺寸公差。

圆度、圆柱度公差值小于同级的尺寸公差值的1/3 ，因而可按同级选取。

如尺寸公差为IT6 ，则圆度、圆柱度公差通常也选为6 级。

平行度公差值应小于其相应的距离公差值。

②对于下列情况，考虑到加工难易程度和除主要参数外其他参数的影响，在满足零件功能要求的前提下，可适当降低1~2 级。

孔相对于轴; 细长的轴和孔，; 距离较大的轴和孔，; 宽度较大( 一般小于1/2 长度) 的零件表面，线对线和线对面相对于面对面的平行度、垂直度公差。

2 ）位置度公差值应通过计算得出。

例如用螺栓作连接件，被连接零件上的孔均为通孔，其孔径大于螺栓的直径，位置公差可用下式计算：t=Xmin式中：t ——位置度公差;Xmin ——通孔与螺栓间的最小间隙。

如用螺钉连接时，被连接零件中有一个零件上的孔是螺纹，而其余零件上的孔都是通孔，且孔径大于螺钉直径，位置度公差可用下式计算：t=0.5Xmin按上式计算确定的公差, 经化整并按表5-5 选择公差值。

表5-6 位置度谁系( 摘自GB/T1184-1996) ( μm )1 1.2 1.5 2 2.53456 81 ×10n 1.2 ×10n 1.5 ×10n 2 ×10n 2.5 ×10n3 ×10n4 ×10n5 ×10n6 ×10n 8 ×10n注：n 为正整数。

（ 3 ）未注形位公差值的规定图样上没有具体说明形位公差值的要素，与尺寸公差一样，也有未注形位公差，其形位精度要求由未注形位公差来控制。

形位公差值的选择或确定在对形位公差值进行选择时，应考虑的几个问题和原则：①形状公差、位置公差、尺寸公差的关系确定形位公差值时，应考虑它们与尺寸公差的协调，其一般原则是：形状公差值大于位置公差值，而位置公差值大于尺寸公差值。

②对于有配合要求的形位公差与尺寸公差的关系有配合要求并要严格保证其配合性质的要素，应该采用包容要求。

一般来说，形状公差通常为尺寸公差的25%到65%。

圆度、圆柱度公差一般按同级选取。

③形状公差与表面粗糙度的关系通常，对于中等尺寸段和中等精度的零件，表面粗糙度的值可以占形状公差的20%到25%。

④需要考虑零件的结构特点对于刚性较差的零件（比如说细长轴）和具有某种结构特点的要素，因为其工艺性不好，加工精度会受到影响，此时，对主轴来说，就得选取较大的形位公差值。

⑤基准的选择选择基准时，主要考虑，要根据设计和使用要求，并兼顾基准统一和结构特征。

一般考虑以下几点：⑴应根据设计时要素的功能要求以及要素间的几何关系来选择基准。

比如说，对旋转轴，通常都以装滚动轴承的轴颈表面作为基准。

⑵从加工、测量的角度考虑，应该选择在夹具、量具中定位的相应基准做基准。

⑶从装配关系考虑，应该选择零件相互配合、相互接触的表面做各自的基准，以保证零件的正确装配。

结合设计的主轴零件图，具体分析如下：两个直径为90的轴颈与调心滚子轴承的内圈相配合，两个轴头分别与联轴器、飞轮相配合。

为了满足给出的标准配合性质要求，所以采用了包容要求。

又由于与滚动轴承相配合的轴颈，按规定应对形状精度提出进一步的要求，所以，提出圆柱度公差0.02的要求。

在主轴中间最长的工作的一段，为了保证其工作的准确性，对该段轴颈相对与两个直径为90的轴颈公共基准轴线给出了径向圆跳动公差0.025毫米。