寸法公差と形状公差と表面粗さの関係

2019-11-09

寸法公差、幾何公差、表面粗さの関係

サイズ、形状、表面粗さの数値関係から、設計時にXNUMXつの数値関係を調整する必要があることを理解するのは難しいことではありません。パターンに公差値がマークされている場合、同じ表面の粗さ値は形状公差値よりも小さくする必要があります。形状公差値は、その位置公差値よりも小さくする必要があります。位置差は、その寸法公差値よりも小さくする必要があります。そうしないと、製造に支障をきたします。ただし、設計作業で最も重要なのは、寸法公差と表面粗さの関係、およびさまざまなマッチング精度と表面粗さの関係をどのように処理するかです。

寸法公差、幾何公差、表面粗さの関係

一般に、次の関係によって決定されます。

1.形状公差が寸法公差の60％（中程度の相対的な幾何学的精度）の場合、Ra≤0.05IT;
2.形状公差が寸法公差の40％（相対的な幾何学的精度が高い）の場合、Ra≤0.025IT。
3.形状公差が寸法公差の25％（相対的な幾何学的精度が高い）の場合、Ra≤0.012IT。
4.形状公差が寸法公差の25％未満（超高相対幾何精度）の場合、Ra≤0.15Tf（形状公差値）。

最も単純な基準値：寸法公差は粗さの3〜4倍であり、これが最も経済的です。

1）形状公差と寸法公差の数値関係

寸法公差精度を決定するとき、形状公差は、約５０％の寸法公差値の形状公差値に対応する適切な値を有する。形状公差値としての計測器業界の約50％の寸法公差値。重工業20％の寸法公差値が形状公差値として使用されます。これを見ることができます。寸法公差精度が高いほど、寸法公差比に対する形状公差は小さくなります。寸法および形状公差の要件を設計するとき、特別な場合を除いて、寸法精度が決定されるとき、70％の寸法公差値が一般に形状公差値として使用されます。これは、製造と品質の確保の両方に役立ちます。

2）形状公差と位置公差の数値関係

形状公差と位置公差の間にも関係があります。エラーの発生原因から、機械の振動、工具の振動、主軸の振れなどにより形状エラーが発生します。位置誤差は、機械ガイドレールの非平行、工具のクランプが平行または非垂直でない、クランプ力が作用するなどによるものです。したがって、許容範囲の定義から、位置誤差は形状です。テストする表面のエラー。平行度誤差に平坦度誤差が含まれている場合、位置誤差は形状誤差よりもはるかに大きくなります。したがって、一般的なケースでは、それ以上の要件が与えられていない場合、位置公差が与えられ、形状公差は与えられなくなります。特別な要件がある場合は、形状と位置の公差要件を同時にマークできますが、ラベルの形状公差値は、マークされた位置公差値よりも小さくする必要があります。そうしないと、製造時に設計要件に従って部品を製造できません。

3）形状公差と表面粗さの関係

数値や測定に関しては、形状誤差と表面粗さの間に直接的な関係はありませんが、特定の処理条件下では、1つの間に特定の比例関係があります。実験的研究によると、表面粗さは一般的な精度で形状公差を説明します。 5 / 1〜4 / XNUMX。形状公差を確保するためには、対応する表面粗さ高さパラメータの最大許容値を適切に制限する必要があることがわかります。

形状公差の選択

1）幾何公差項目の選択

統合制御プロジェクトの機能を十分に活用して、図面に記載されている幾何公差項目および対応する幾何誤差検出項目を削減する必要があります。

機能要件を満たすことを前提として、簡単な測定のプロジェクトを選択する必要があります。たとえば、同軸公差は、多くの場合、ラジアル円振れ公差またはラジアル円振れ公差に置き換えられます。ただし、半径方向の円の振れは、同軸度誤差と円筒面形状誤差の組み合わせであることに注意してください。したがって、交換する場合は、与えられたジッタ許容値を同軸許容値よりわずかに大きくする必要があります。そうしないと、厳しすぎます。

2）公差原理の選択

測定された要素の機能要件に従って、公差の機能を十分に活用し、公差原理を採用することの実現可能性と経済性を採用する必要があります。

独立性の原理は、寸法精度と位置の精度および位置の精度に使用されます。モーションの精度、シーリング、および許容誤差を確保するために、要件を個別に満たす必要があります。そうでない場合、XNUMXつの間に接続はありません。

包含要件は、主に厳密な調整が必要なアプリケーションで使用されます。

最大のエンティティは中央要素に必要であり、通常、フィッティング要件が組み立て可能な場合（嵌合要件なし）に使用されます。

最小の物理的要件は、主に部品の強度と最小の肉厚を確保する必要がある場合に使用されます。

可逆要件は、許容範囲を最大限に活用し、測定されたコンポーネントの実際のサイズの範囲を拡大し、効率を向上させる最大（最小）エンティティ要件と組み合わされます。性能に影響を与えることなく使用できます。

ベンチマーク要素の選択

1）参照部品の選択

（1）機械内で部品が配置されているジョイント面を基準部品として選択します。例えば、ケースの底面と側面、ディスク部の軸、回転部の支持ジャーナルまたは支持穴など。
（2）基準要素は、安定した信頼性の高い位置決めを保証するために十分なサイズと剛性を備えている必要があります。たとえば、さらに離れているXNUMXつ以上の軸を共通の参照軸に結合すると、参照軸よりも安定します。
（3）比較的精密な面を持つ面を基準部として選択します。
（4）組み立て、処理、およびテストのベンチマークを可能な限り均一にします。このようにして、基準の不均一性に起因する誤差を排除することができ、治具および測定ツールの設計および製造を簡素化することができ、測定が便利である。

2）ベンチマークの数の決定

一般に、参照の数は、公差プロジェクトの方向と位置決めジオメトリの要件に基づいて決定する必要があります。ほとんどの方向公差はXNUMXつのデータムに対するものですが、位置決め公差にはXNUMXつ以上のデータムが必要です。たとえば、平行度、垂直度、および同軸度の公差項目の場合、通常、XNUMXつの平面またはXNUMXつの軸のみが参照要素として使用されます。位置公差項目については、穴システムの位置精度を決定する必要があり、XNUMXつまたはXNUMXつを使用できます。ベンチマーク要素。

3）ベンチマーク注文の手配

XNUMXつ以上の参照要素を選択すると、参照要素の順序が明確になり、許容グリッドにXNUMX次、XNUMX次、およびXNUMX次で書き込まれます。最初の参照要素がプライマリで、XNUMX番目の参照要素がXNUMX番目です。。

形状公差値の選択

一般原則：部品の機能を満たしながら、最も経済的な公差値を選択します。

◆部品の機能要件に応じて、機械加工の経済性、部品の構造と剛性を考慮して、要素の公差値は表に従って決定されます。そして、次の要因を考慮してください。

◆同じ要素によって与えられる形状公差は、位置公差値よりも小さくする必要があります。

◆円筒部品の形状公差値（軸の真直度を除く）は、寸法公差値よりも小さくする必要があります。同じ平面の場合、平面度の許容値は、参照に対する平面の平行度の許容値よりも小さくする必要があります。

◆平行度の許容値は、対応する距離の許容値よりも小さくする必要があります。

◆表面粗さと形状公差のおおよその比例関係：一般的に、表面粗さのRa値は形状公差値（20％〜25％）とみなすことができます。

◆以下の場合は、加工の難しさや主要パラメータ以外の要因の影響を考慮し、部品の機能要件に応じて、1〜2の選択を適切に減らしてください。

○軸に対する穴。
○細身大 シャフトsと穴; 大きい シャフトsと穴;
○幅の広い（長さの1/2より大きい）パーツの表面。
○対面および対面の平行度と垂直度の許容差。

形状と未充填の公差

図面を簡略化するために、一般的な工作機械の処理で形状と位置の精度を保証でき、図面に幾何公差を挿入する必要はありません。形状と未充填の公差は、GB / T1184-1996の規定に従って実行されます。一般的な内容は次のとおりです。

（1）マークのない真直度、平坦度、垂直性、対称性、および円形振れに対して、H、K、およびLのXNUMXつの許容レベルが指定されています。
（2）真円度の許容値は、直径の許容値と同じですが、放射状の円の振れの塗りつぶされていない許容値を超えることはできません。
（3）空の円筒度公差値は指定されておらず、要素の真円度公差、素線の真直度、および互いに素な線の平行度の注入または未充填公差によって制御されます。
（4）非平行公差値は、測定要素と参照要素の間の寸法公差と測定要素の形状公差（真直度または平坦度）の大きい方に等しく、XNUMXつかかります。要素の長い方がとして使用されます。基準。
（5）不適合同軸公差値は指定されていません。必要に応じて、同軸度の未充填の公差値は、円形振れの未充填の公差と等しくなります。
（6）裏打ちされていない輪郭、表面プロファイル、傾斜、および位置の公差値はすべて、各要素の注入または未充填の線形寸法公差または角度公差によって制御されます。
（7）注記のないフルバウンス許容値は指定されていません。