機械制圖基礎(chǔ)知識十分重要，學(xué)習(xí)機械制圖時，機械制圖基礎(chǔ)知識為必學(xué)之處。對于機械制圖基礎(chǔ)知識，大家需有持之以恒的態(tài)度。本文將對機械制圖基礎(chǔ)知識的公差與表面粗糙度加以講解。若你想學(xué)習(xí)更多機械制圖基礎(chǔ)知識，可翻閱小編往期系列文章。

尺寸公差， 形位公差、表面粗糙度三項標(biāo)準(zhǔn)， 都是屬于互換性的重大基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)， 也是評定產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。這些標(biāo)準(zhǔn)的貫徹實施. 涉及到設(shè)計、制造、檢驗全過程， 特別是設(shè)計過程因為設(shè)計對公差項目及公差值的選用直接影響到生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質(zhì)量。

設(shè)計中在圖樣上標(biāo)注各項要求是非常關(guān)鍵的一環(huán)， 它是每個設(shè)計員在設(shè)計過程中的一項技術(shù)性極強的重要基礎(chǔ)性工作，要搞好此項工作除必須熟悉掌握各項標(biāo)準(zhǔn)要求外.還要熟悉了解它們之間的密切關(guān)系， 并要具有一定的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗。

要合理標(biāo)注各項公差值， 首先就要了解和充分考慮各項公差值的相互關(guān)系。

一、形位公差的分類

形狀公差——直線度、平面度、圓度、圓柱度

形狀或位置公差——線輪廓度、面輪廓度

定向位置公差——平行度、垂直度、傾斜度

定位位置公差——同軸度、對稱度、位置度

跳動——徑向、斜向、端面圓跳動，徑向、端面全跳動

二、尺寸公差和形位公差關(guān)系的公差原則

公差原則就是對尺寸公差與形位公差相互可否轉(zhuǎn)化的規(guī)定。尺寸公差與形位公差彼此不允許轉(zhuǎn)化時，則為獨立原則;而允許轉(zhuǎn)化時，則為相關(guān)原則。相關(guān)原則具體可分為包容要求、最大實體要求、最小實體要求及可逆要求。具體標(biāo)準(zhǔn)為見GB/T 4249和GB/T 16671。

1、獨立原則

獨立原則是圖樣上給定的形位公差和尺寸公差相互獨立，彼此無關(guān)，形位公差和尺寸公差應(yīng)分別滿足要求的一種公差原則。當(dāng)形狀公差和尺寸公差遵守獨立原則時，在圖樣上應(yīng)分別標(biāo)注尺寸公差和形位公差的數(shù)值。此外不作任何附加的標(biāo)記。

獨立原則常使用在機械零件的一些非配合表面，設(shè)計要求這些表面具有獨特的功能，以便保證機器零件的使用要求。

2、包容要求

在圖樣上，單一要素的尺寸極限偏差或公差帶代號之后注有符號 時，則表明該單一要素采用包容要求。

包容要求是指實際要素應(yīng)遵守最大實體邊界，即要素的體外作用尺寸不得超越其最大實體邊界，且局部實際尺寸不得超越其最小實體尺寸。

上圖檢驗時，實際圓柱面只要能通過直徑等于最大實體邊界尺寸Ф20mm的全形量規(guī)，且用兩點測得的局部總實際尺寸大于或等于Ф19.97mm時，該零件則判為合格。

體尺寸而減小時，則允許的形位誤差f就可以相應(yīng)增大，其最大增加量等于尺寸公差0.03mm，這表明尺寸公差可轉(zhuǎn)化為形位公差。

由此可見，包容要求是將實際尺寸和形位誤差同時控制在尺寸公差范圍內(nèi)的一種公差要求。

3、最大實體要求及其可逆要求

在圖樣上，形位公差框格內(nèi)的公差值或基準(zhǔn)字母后標(biāo)注符號

時，分別表示被測要素和基準(zhǔn)要素采用最大實體要求。若在被測要素的形位公差值后的符號

后標(biāo)注

時，則表示可逆要求用于最大實體要求。

(1)最大實體要求應(yīng)用于被測要素

最大實體要求應(yīng)用于被測要素時，被測要素的形位公差值是在該要素處于最大實體狀時給定的。當(dāng)被測要素的實際輪廓偏離其最大實體狀態(tài)，即局部實際尺寸偏離最大實體尺寸時，形位誤差值可超出在最大實體狀態(tài)下給出的形位公差值，其最大的超出量等于被測要素的尺寸公差;同時，其局部實際尺寸不得超越其最大實體和最小實體尺寸。

圖a所示軸線的直線度公差采用最大實體要求。當(dāng)該軸處于最大實體狀態(tài)時，其軸線的直線度公差為0.01mm圖b;當(dāng)軸的實際尺寸偏離最大實體狀態(tài)時，其軸線允許的直線度誤差f可相應(yīng)地增大，其相應(yīng)的關(guān)系見圖c給出的公差帶圖。

檢驗時，軸的實際圓柱輪廓都通過按最大實體實效邊界尺寸Ф20.01mm制成的位置量規(guī)。且用兩點法測量局部實際尺寸在最大與最大小實體尺寸內(nèi)，則可判為合格。

從公差帶動態(tài)圖可見，隨著實際尺寸偏離最大實體狀態(tài)Ф20mm而減小時，其允許的直線度誤差f值允許相應(yīng)增大，但最大增加量不超過尺寸公差，從而實現(xiàn)了尺寸公差向形位公差的轉(zhuǎn)化。

(2)可逆要求用于最大實體要求

可逆要求用于最大實體要求時，被測要素的實際輪廓應(yīng)遵守其最大實體實效邊界。當(dāng)實際尺寸偏離最大實體尺寸時，允許其形位誤差超出給定的形位公差值;當(dāng)形位誤差小于在最大實體狀態(tài)下給定的形位差值時，也允許實際尺寸超出最大實體尺寸，但最大可能允許的超出量對前者為尺寸公差，對后者為給定的形位公差。

上圖a，為采用可逆要求用于最大實體要求的圖例，當(dāng)軸的實際尺寸偏離了最大實體狀態(tài)到最小實體狀態(tài)時，其軸線的直線度誤差允許達到最大值，即等于直線度公差值0.1mm與軸的尺寸公差0.3mm之和，為Ф0.4mm(圖c);當(dāng)該軸的直線度誤差值小于圖樣上給定的公差值0.1mm，為Ф0.03mm，允許其實際尺寸大于最大實體尺寸而達到Ф20.07mm。

當(dāng)直線度誤差為零時，其實際尺寸可以達到最大值，即等于其最大實體實效邊界尺寸Ф20.1mm，從而實現(xiàn)了形位公差轉(zhuǎn)化為尺寸公差的可逆要求。圖c為上述關(guān)系的公差帶動態(tài)圖。

檢驗時，軸的實際輪廓通過按最大實體實效邊界尺寸Ф20.1mm設(shè)計的綜合位置量規(guī);同時用兩點法測得實際尺寸大于其最小實體尺寸19.7mm時，則該零件判為合格。

(3)最大實體要求應(yīng)用于基準(zhǔn)要素

最大實體要求應(yīng)用于基準(zhǔn)要素時，基準(zhǔn)應(yīng)遵守相應(yīng)的邊界。即其體外作用尺寸偏離其相應(yīng)的邊界尺寸時，則允許基準(zhǔn)要素在一定范圍內(nèi)浮動。其浮動范圍等于基準(zhǔn)要素的體外作用尺寸與相應(yīng)的邊界尺寸之差。顯然，基準(zhǔn)要素偏離到最小實體狀態(tài)時，其浮動范圍達到最大。

下圖a所示為外圓軸線對外圓軸線的同軸度公差。被測要素與基準(zhǔn)要素同時采用最大實體要求。當(dāng)被測要素處于最大實體狀態(tài)時，其軸線對基準(zhǔn)A的同軸度公差為Ф0.04mm，如圖b所示。

當(dāng)被測要素處于最小實體狀態(tài)時，其軸線對基準(zhǔn)A的同軸度誤差允許達到最大值，即等于圖樣給定的同軸度公差0.04mm與軸的尺寸公差0.03mm之和，為Ф0.07mm(圖c)。

當(dāng)基準(zhǔn)軸的實際輪廓處于最大實體邊界，即其體外作用尺寸等于最大實體尺寸Ф25mm時，同軸度公差允許為圖樣上的給定值Ф0.04mm;當(dāng)基準(zhǔn)的體外用尺寸達到最小實體尺寸Ф24.95mm時，基準(zhǔn)軸線可在基準(zhǔn)尺寸公差Ф0.05mm范圍內(nèi)浮動，浮動在極值狀態(tài)下時，從而引起同軸度公差有增大基準(zhǔn)的尺寸公差值Ф0.05mm。這樣當(dāng)被測要素和基準(zhǔn)要素同時處于最小實體狀態(tài)時，同軸度誤差最大可以達到0.04+0.03+0.05=Ф0.12mm(圖5d)。

檢驗時，基準(zhǔn)要素的實際輪廓不應(yīng)超越按照相應(yīng)邊界尺寸所設(shè)計的位置量規(guī);用兩點法測量局部實際尺寸不超出其最小實體尺寸時，則可判為合格。

并不是任一項形位公差都可使用最大實體要求和可逆要求，只有當(dāng)形位差控制中心要素時才可使用。但是否使用，這要根據(jù)被測要素和基準(zhǔn)要素的使用要求決定。

檢驗時，基準(zhǔn)要素的實際輪廓不應(yīng)超越按照相應(yīng)邊界尺寸所設(shè)計的位置量規(guī);用兩點法測量局部實際尺寸不超出其最小實體尺寸時，則可判為合格。

并不是任一項形位公差都可使用最大實體要求和可逆要求，只有當(dāng)形位差控制中心要素時才可使用。但是否使用，這要根據(jù)被測要素和基準(zhǔn)要素的使用要求決定。

4、最小實體要求及其可逆要求

在圖樣上形位公差框格內(nèi)的公差值或基準(zhǔn)字母后標(biāo)注符號

時，則分別表示被測要素或基準(zhǔn)要素采用最小實體要求;

若在被測要素的形位公差值后的符號

后標(biāo)注

時，則表示可逆要求用于最小實體要求。

(1)最小實體要求應(yīng)用于被測要求

最小實體要求用于被測要素時，則被測要素的實際輪廓在給定的長度上處處不得超出其最小實體實效邊界，其局部實際尺寸不得超出其最大實體尺寸和最小實體尺寸。

最小實體要求應(yīng)用于被測要素時，被測要素的形位公差值是在該要素處于最小實體狀態(tài)時給出的。當(dāng)被測要素的實際輪廓偏離其小實體狀態(tài)，即其實際尺寸偏離其最小實體尺寸時，形位誤差值可超出在最小實體狀態(tài)下給出的形位公差值，這時被測要素的體內(nèi)作用尺寸不應(yīng)超出其最小實體實效邊界尺寸。(如下圖)

(2)可逆要求用于最小實體要求

可逆要求用于最小實體要求時，被測要素的實際輪廓在給定的長度上處處不得超出其最小實體實效邊界，其局部實際尺寸不得超出最大實體尺寸。在此條件下，不僅被測要素的實際尺寸偏離最小實體尺寸時，允許形位誤差超出在最小實體狀態(tài)下給出的形位公差值;且當(dāng)其形位誤差小于給出的形位公差值時，也允許實際尺寸超出最小實體尺寸。

最小實體要求及其可逆要求，只有當(dāng)形位公差用以控制關(guān)聯(lián)中心要素時才可使用，但要否使用，還要根據(jù)該要素的具體使用性能要求決定。

最大(最小)實體要求及其可逆要求當(dāng)給出的形位公差值為零時稱為零形位公差。

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