9.1 表面粗糙度

9.2 极限与配合

9.3 形状和位置公差

第 9 章 零件图的技术要求

9.1 表面粗糙度

1 ．表面粗糙度的概念

加工表面上具有的较小间距和峰谷所构成的微观几何形状特性，称为表面粗糙度。

图 9-1 零件表面的峰谷

2. 表面粗糙度的参数 ★ 轮廓算术平均偏差 Ra

★ 微观不平度十点高度 Rz

★ 轮廓最大高度 Ry

优先选用轮廓算术平均偏差 Ra

轮廓算术平均偏差 Ra 是指在取样长度内，沿测量方向的轮廓线上的点与基准线之间距离绝对值的算术平均数。

Ra 值越小，表面质量要求愈高，零件表面愈光滑，反之亦然。

图 9-2 轮廓算术平均偏差 Ra

3. 表面粗糙度的选用 表 9-1 轮廓算术平均偏差 Ra 的数值系列 （摘自 GB/T3505-2000 ） μm

Ra0.0120.0250.050.1

3.26.312.525

0.20.40.81.6

50100

表 9-2 各种 Ra 值下的表面状况、加工方法和应用

100 ~ 12.5

Ra （ μm ）

6.3 ~ 1.60

0.80 ~ 0.20

0.10 ~ 0.012

表面状况

可见刀纹

可见加工痕迹

看不见加工痕迹

光泽面

加工方法

粗车、粗铣、钻孔、粗刨等

精车、精铣、粗磨、粗铰等

精磨、精铰、精拉等

研磨、抛光、超级加工等

应 用

不接触表面。如倒角、退刀槽表面等

静止的接触面或零件相对运动速度低的接触面。如凸台、沉孔的加工面、键和键槽的表面等

要求密合很好的接触面或相对运动速度较高的接触面。如轴和孔的配合面、定位销和销孔的表面、阀和阀座的接触面等

精密量具的工作面等

4. 表面粗糙度的符号、代号和标注方法 (1) 表面粗糙度符号及其意义

符 号 意 义

基本符号，表示表面可以用任何方法获得。当不加注粗糙度参数值或有关说明时，仅适用于简化代号标注

基本符号上加一短画，表示表面粗糙度是用去除材料的方法获得，如车、铣、钻、磨等

基本符号上加一小圆，表示表面粗糙度是用不去除材料的方法获得，如铸、锻、冲压、热轧、冷轧等

表 9-3 表面粗糙度符号

符号线宽为 0.1hH 1≈1.4h(h 为字高 )

(2) 表面粗糙度符号的画法

轮廓线的线宽 b

符号的线宽 d

高度 H1

高度 H2

0.35

0.25

3.5

8

0.5

0.35

5

11

0.7

0.5

7

15

1

0.7

10

21

1.4

1

14

30

2

1.4

20

42

2.8

2

28

60

表 19-4 表面粗糙度符号尺寸

60°60°

H2

H1

图 9-3 表面粗糙度符号的画法

(3) 表面粗糙度轮廓算术平均偏差 Ra 的标注方法

符 号 意 义

用任何方法获得的表面，Ra 的上限是 3.2μm

用去除表面材料的方法得到的表面， Ra 的上限是 3.2μm

用不除表面材料的方法得到的表面， Ra 的上限是 3.2μm

用去除表面材料的方法得到的表面， Ra 的上限是 3.2μm ，下限是 1.6μm

3.2

3.2

1.6

3.2

3.2

符 号 意 义

(4) 标注表面粗糙度的基本原则 ① 表面粗糙度符号、代号一般应标注在可见轮廓线、尺寸界限、引出线或它们的延长线上。 ② 在同一图样上，每一个表面一般只标注一次符号、代号，并尽可能靠近有关尺寸线。

表 9-5 表面粗糙度符号标注方法

(5) 表面粗糙度在图样上的标注方法

标 注 示 例 说 明

表面粗糙度符号的尖端必须从材料外指向表面，代号中数字的方向与尺寸数字的方向一致

当零件中大部分表面具有相同的表面粗糙度要求相同时，对于使用最多的一种代号，可以统一标注在图样的右上角，并加注“其余”字样

表 9-6 表面粗糙度的标注

标 注 示 例 说 明

同一表面上具有不同的表面粗糙度要求时，应用细线画出分界线，分别标注各自的表面粗糙度代号和尺寸

齿轮、螺纹等工作表面，没有画出齿形或牙形时，其表面粗糙度代号可以标注在尺寸线、分度线或指引线上

键槽的工作表面、倒角、圆角、中心孔工作表面的表面粗糙度代号，可以使用简化标注

表 9-6 表面粗糙度的标注 （续表 1 ）

标 注 示 例 说 明

为了简化标注方法或者标注位置受到限制时，可以标注简化代号，也可以省略标注，但是必须在标题栏附近说明这些简化代号的意义。 采用简化标注或省略标注时，其代号说明应该是图形上的代号的 1.4倍

需要将零件局部热处理或局部镀（涂）时，应该用粗点画线画出其范围，并标注相应尺寸，也可以将其要求注写在表面粗糙度符号内

表 9-6 表面粗糙度的标注 （续表 2 ）

1 ．互换性

在成批或大量生产中，规格大小相同的零件或部件，任意取一个零件或部件可以不经过任何挑选或修配就能装配到产品上，并能达到使用要求的性质，称为互换性。

为了满足互换性和加工工艺可能性以及经济性的要求，图样上经常标注有公差配合、形状和位置公差等技术要求。

9.2 极限与配合

设计时根据零件的使用要求确定的尺寸。

最大极限尺寸： 孔或轴允许出现的最大尺寸。

孔或轴允许的尺寸的两个极限值。

最小极限尺寸： 孔或轴允许出现的最小尺寸 。

如 50 。

零件合格的条件：最大极限尺寸≥实际尺寸≥最小极限尺寸

孔 50.039

2. 公差与极限的基本概念基本尺寸

极限尺寸

轴 49.975

孔 50 轴 49.950

图 9-4 孔和轴的尺寸公差

上偏差：最大极限尺寸－基本尺寸

孔 50.039 － 50=+0.039

代号 : 孔 ES 轴 es

下偏差：最小极限尺寸－基本尺寸 代号 : 孔 EI 轴 ei

轴 49.975 － 50= － 0.025

某一尺寸减去其基本尺寸所得到的代数差。

孔 50 － 50=0

轴 49.950 － 50= － 0.050

偏差可正可负

尺寸偏差

图 9-5 孔和轴的尺寸公差

孔 0.039 － 0＝ 0.039

尺寸允许的变动量。

公差 = 最大极限尺寸－最小极限尺寸 = 上偏差－下偏差

轴 － 0.025 － (－ 0.050)＝ 0.025

公差恒为正

尺寸公差

图 9-5 孔和轴的尺寸公差

将上、下偏差和基本尺寸按放大的比例绘制出简图，称为公差带图。

零线

公 差 带

孔的公差带图

代表上、下偏差的两条水平线所限定区域。公差带

图 9-6 孔的公差带图

轴的公差带图

上偏差

下偏差

图 9-7 轴的公差带图

国家标准共规定了 20 个等级。即： IT01 、 IT0‘IT1~IT18

国家标准用以确定公差带大小的任一公差值。

标准公差等级代号用符号 IT 和数字组成。

IT16

随着公差等级数字的增大，尺寸的精度依次降低，公差数值增大。

标准公差

孔的基本偏差

R S TP

CD

EF FG

CDE

HY

A

B

G JS K M NU V X ZZA

ZBZC

F

基本

尺寸

零线0

+-

孔J

0

+r

a

fgd ef

cdb

h jsj

k

m n p s tu x zzazb

zc

ge

cf

v y

基本

尺寸

零线0 - 轴 0

轴的基本偏差

国家标准用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差中靠近零线的那个偏差。

孔和轴分别规定了 28个基本偏差，代号用拉丁字母表示，大写字母表示孔，小写字母表示轴。

基本偏差

图 9-8 孔和轴的的基本偏差

用基本偏差代号的字母和标准公差等级代号的数字组成。

50H7 中的 H7 表示基本尺寸为 50 的孔的公差带代号。

50h6 中的 h6 表示基本尺寸为 50 的轴的公差带代号。

公差带代号

基本尺寸相同，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。

配合可以分为三种 : 间隙配合、过盈配合、过渡配合 。

孔和轴在配合时具有间隙，孔的公差带在轴的公差带之上的配合。

3. 配合

间隙配合

图 9-9 各种配合的公差带位置a) 间隙配合

孔和轴在配合时具有过盈，孔的公差带在轴的公差带之下的配合。

过盈配合

图 9-9 各种配合的公差带位置

b) 过盈配合

孔和轴在配合时，既可能具有间隙，也可能出现过盈，孔和轴的公差带互相交叠的配合。

过渡配合

图 9-10 各种配合的公差带位置c) 过渡配合

配合制是指同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度。国家标准中对配合规定了两种基准制度，分别是基孔制和基轴制。一般情况下，优先采用基孔制。

4. 配合制

基准孔的基本偏差代号为 H

基孔制配合 基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成的各种配合。

间隙配合

过 渡配 合

过渡 或过盈配

合过 盈配

合

图 9-11 基孔制配合

基轴制配合 基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成的各种配合。

间 隙 配 合

过 渡配 合

过渡或 过盈配合

过 盈 配 合

基准轴的基本偏差代号为 h 。

图 9-12 基轴制配合

标注公差带代号

公差尺寸的标注

5. 公差与配合的标注

将公差带的代号标注在基本尺寸的右边。

图 9-13 零件图上的尺寸公差标注

将上、下偏差分别标注在基本尺寸的右上边和右下边。

标注极限偏差

同时标注出公差带代号和上、下偏差数值 。

混合标注

图 9-14 零件图上的尺寸公差标注

装配图中配合代号的标注 ：

基本尺寸 —————————————孔的基本偏差代号、公差等级轴的基本偏差代号、公差等级

分子中的基本偏差代号为 H ，则孔为基准孔，为基孔制配合 。

图 9-15 装配图上的尺寸公差标注

1. 基本概念

形状和位置公差（简称形位公差）是指零件的实际形状和位置对理想形状和位置的允许变动量。

9.3 形状和位置公差

图 9-16 形位公差概念

2. 形位公差的代号及标注方法(1) 形位公差特征项目符号

公 差 特征项目 符 号 有无基准要求

直线度

平面度

圆 度

圆柱度

形

状

形状

形状或 位置 轮

廓

线轮廓度

面轮廓度

无

无

无

无

有或无

有或无

表 9-7 形位公差特征项目及符号

公 差 特征项目 符 号 有无基准要求

平行度

垂直度

倾斜度

位置度

位

置

定向

定位 同轴度

对称度

有

有

有

有或无

有

有

圆跳动

全跳动

跳动

有

有

表 9-7 形位公差特征项目及符号 （续表）

0.05 A

指引线

2h形位公差的符号

公差带的形状

基准代号的字母形位公差的数值

尺寸数字高为 h ，形位公差符号线宽为粗实线宽度 d

5~10mm

2h

≈2d

基准代号

(2) 形位公差框格

图 9-17 形位公差代号与基准代号

(3) 被测量要素的标注

当被测量要素为轮廓线或表面时，箭头应该指向要素的轮廓线或轮廓线的延长线上，但是必须与尺寸线明显分开。

图 9-18 被测量要素的标注方法

当被测量要素为轴线、中心平面或由带尺寸的要素确定点时，箭头的指引线应与尺寸线的延长线重合。

图 9-19 被测量要素的标注方法

(4) 基准要素的标注

当基准要素是轮廓线或表面时，应该在要素的外轮廓上或它的延长线上标注，但应该与尺寸线明显分开。

基准要素的绘制

图 9-20 基准要素的标注方法

【例 6-7】根据下图所示的轴套零件，识读图中所标注的形位公差的含义。

图 9-21 轴套零件的形位公差标注

125 圆孔的轴线对85 圆孔轴线的同轴度公差是 0.05mm 。

孔对由与基准 C 同轴，直径尺寸 210确定并均匀分布的理想位置的位置度公差是 0.125mm 。

图 9-22 轴套零件的形位公差标注

安装板右端面对 160 圆柱面轴线的垂直度公差是 0.03mm 。

厚度为 20 的安装板左端面对 150圆柱面轴线的垂直度公差是 0.03mm 。 — 本 章 完 —