机械制图第六章零件的技术要求课件

二、极限与配合的概念及标注一、表面微观结构的概念及标注§6-5零件图的技术要求三、形状和位置公差的概念及标注二、极限与配合的概念及标注一、表面微观结构的概念及标注§6-1一、表面微观结构的概念及标注（一）表面微观结构要求（GB/T131—2006）

1.表面微观结构的概念

2.轮廓算术平均偏差Ra3.不同加工方法可能达到的表面结构要求（二）表面结构参数的选用（三）表面结构要求的标注方法

1.表面结构代（符）号（1）表面结构符号的画法（2）表面结构符号的意义及说明（3）表面结构代号的注写及意义

2.表面结构符号、代号的标注方法

（1)标注原则（2）表面结构要求的简化注法一、表面微观结构的概念及标注21、表面微观结构的概念

零件在加工制造过程中，由于机床和刀具的振动，材料的不均匀等因素的影响，其表面总会形成微观不平特征。这种微观几何特征会严重影响零件的耐磨性、抗腐蚀性、密封性、抗疲劳等能力，在零件图或产品技术文档中必须对其提出要求。无论是机械加工的零件表面，或者是用铸、锻等方法获得的零件表面，总会存在着具有较小间距和峰谷的微观几何形状误差。这种较小间距和峰谷的微观几何形状特征称为表面微观结构。零件的表面微观结构对该零件的工作性能有重大影响。1、表面微观结构的概念零件在加工制造过程中，由于机床3表面微观结构（GB/T131—2006）

划分零件表面轮廓的基础是波长（即尺度），每一种轮廓都定义于一定的波长范围内，并被称为该轮廓的传输带，用截至短波长值和截至长波长值表示。表面微观结构（GB/T131—2006）划分零件表面轮廓的4表面微观结构的界定

如下图所示，完工零件的截面轮廓形状是复杂的，一般包括表面粗糙度,表面波纹度和形状误差，三者通常按波距来划分：波距小于1mm的属于表面粗糙度轮廓；波距在1～10mm的属于表面波纹度；波距大于10mm的属于形状误差。表面微观结构的界定5表面微观结构对零件工作性能的影响：

a）影响零件运动表面的耐磨损性

表面越粗糙，则磨擦系数就越大，两个相对运动的表面峰顶间的实际有效接触面积就越小，使单位面积上的压力增大，零件运动表面磨损加快。

b）影响配合性质的稳定性和机器的工作精度

对间隙配合来说，表面粗糙则易磨损，使配合表面间的实际间隙逐渐增大；对过盈配合而言，表面粗糙会减小配合表面间的实际有效过盈，降低联结强度，从而降低机器的工作精度。

c）影响零件的强度

零件表面越粗糙，则对应力集中越敏感，特别是在交变应力的作用下，在零件的沟槽或圆角处，其影响更大，零件往往因此失效。d）影响零件的抗腐蚀性

表面越粗糙，则越容易在该表面上积聚腐蚀性物质，且通过该表面的微观凹谷向其表层渗透，使腐蚀加剧。e）影响零件的密封性表面微观结构对零件工作性能的影响：6实际轮廓是平面与实际表面垂直相交所得的

按照所取截面方向的不同，又可分为横向实际轮廓和纵向实际轮廓。在评定或测量表面粗糙度时，除非特别指明，通常是指横向实际轮廓，即与加工纹理方向垂直的截面上的轮廓。

实际轮廓是平面与实际表面垂直相交所得的按照所取截面方7术语及定义（1）中线：具有几何轮廓形状，并划分轮廓的基准线。（2）取样长度：用于判断被评定轮廓的不规则特征的方向的长度。（3）评定长度：用于判别被评定轮廓的轴上的长度，它包含一个或几个取样长度。国家标准规定，表示零件表面微观几何特征的表面结构参数有三种，分别为R参数、W参数和P参数。其中：（4）R参数：从粗糙度轮廓计算所得参数。（5）W参数：从波纹轮廓上计算所得参数。（6）P参数：从原始表面轮廓上计算所得参数。（7）表面粗糙度轮廓的算术平均偏差Ra：在取样长度内轮廓高度Z(x)绝对值的算术平均值。（8）表面粗糙度轮廓的最大高度Rz：即在一个取样长度内最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之间的差值。术语及定义8表面轮廓RaL=取样长度OX–基准线2.轮廓算术平均偏差Ra表面轮廓RaL=取样长度OX–基准线2.轮廓算术平均偏9或近似为：轮廓算术平均偏差Ra是指在取样长度内，被测轮廓上各点到基准线的距离的绝对值的算术平均值，用公式表示为：或近似为：轮廓算术平均偏差Ra是指10

Rz微观不平度十点高度：在取样长度内最大的轮廓峰高的平均值与五个最大的轮廓谷深的平均值之和。式中：ypi——第i个最大的轮廓峰高。

yvi——第i个最大的轮廓谷深。Rz微观不平度十点高度：在取样长度内最大的轮廓峰高的平均值113.不同加工方法可能达到的表面结构要求3.不同加工方法可能达到的表面结构要求12机械制图第六章零件的技术要求课件13表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量14

1．在满足功用的前提下，尽量选用较大的表面粗糙度参数值，以降低生产成本。

2．在同一零件上，工作表面的粗糙度参数值应小于非工作表面的粗糙度参数值。

3．受循环载荷的表面及容易引起应力集中的表面（如圆角、沟槽），表面粗糙度参数值要小。

4．配合性质相同时，零件尺寸小的比尺寸大的表面粗糙度参数值要小；同一公差等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度参数值要小。

5．运动速度高、单位压力大的摩擦表面比运动速度低、单位压力小的摩擦表面的粗糙度参数值小。

6．一般地说，尺寸和表面形状要求精确程度高的表面，粗糙度参数值小。（二）表面结构参数的选用1．在满足功用的前提下，尽量选用较大的表面粗糙度参数152HH60°60°（1）表面结构符号的画法H=1.4h，h为字高。线宽d=0.1h，一般用细实线即可。2HH60°60°（1）表面结构符号的画法H=1.4h，h为16基本符号及扩展符号（2）表面结构符号的意义及说明

基本符号及扩展符号（2）表面结构符号的意义及说明17（2）表面结构符号的意义及说明

符号意义及说明完整图形符号，在上述三个符号的长边上均可加一横线，用于标注有关参数和说明。工件轮廓各表面图形符号，在上述三个符号上均可加一小圆，表示所有表面具有相同的表面结构要求，标注在图样中工件的封闭轮廓线上。

a——注写表面结构的单一要求，包括参数代号和极限值，必要时注写传输带或取样长度等。例如：0.025-0.8/Rz6.3（传输带标注）,-0.8/Rz6.3（取样长度标注）。传输带或取样长度后应有一个斜线“/”。之后是参数代号，空一格之后注写极限值。

b——注写表面结构的第二个要求。

c——注写加工方法、表面处理、涂层或其它加工工艺要求等，如车、磨、镀等。

d——注写表面纹理和方向符号。

e——注写加工余量。（2）表面结构符号的意义及说明符号意义及说明完整图形18（3)表面结构代号的注写1表示采用去除材料的方法获得的表面，单向上限值（默认），默认传输带，R轮廓，粗糙度算术平均偏差极限值3.2μm，评定长度为5个取样长度（默认），“16%规则”；表面纹理没有要求。传输带和取样长度：传输带是指两个滤波器的截止波长值之间的波长范围。长波滤波器的截止波长值就是取样长度。2表示采用不去除材料的方法获得的表面，单向上限值（默认），粗糙度最大极限高度极限值为6.3μm，“最大规则”，其余参数采用默认设置。6表示采用去除材料的方法获得的表面，双向极限值，上限值为Rz0.8，下限值为Ra0.2，极限值都是“16%规则”。7表示用磨削加工获得的表面，两个单向上限值。（1）Ra1.6（2）-2.5/Rzmax6.3（3)表面结构代号的注写1表示采用去除材料的方法获得的19当允许实测值中，超过规定值的个数少于总数的16%时，应在图中标注上限值和下限值。如单向上限值标注为：当所有实测值不允许超过规定值时，应在图样上标注最大值或最小值。如粗糙度最大极限高度极限值标注为：当允许实测值中，超过规定值的个数少于总202．表面结构符号、代号的标注方法（1）标注原则根据GB/T4458.4规定，表面结构符号、代号的标注位置与方向总的原则是，使表面结构的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致，即：注写在水平线上时，代号、符号的尖端应向下；注写在竖直线上时，代号、符号的尖端应向右；注写在倾斜线上时，代号、符号的尖端应向下倾斜。而表面结构参数的注写要求与尺寸数字的注写要求一致。表面结构符号的尖端必须指向零件的被加工表面。2．表面结构符号、代号的标注方法（1）标注原则表面结构符号的21用带黑点或箭头的指引线引出标注

用带黑点或箭头的指引线引出标注22标注在特征尺寸的尺寸线上

标注在特征尺寸的尺寸线上23直接标注在延长线上或用带箭头的指引线引出标注

直接标注在延长线上或用带箭头的指引线引出标注24带有横线的表面粗糙度符号的注法。带有横线的表面粗糙度符号的注法。25（2)表面结构要求的简化注法A有相同表面结构要求的简化注法如果工件的全部或多数表面有相同的表面结构要求，则其表面结构要求可统一标注在图样标题栏附近。此时（除全部表面有相同要求的情况）表面结构要求的代号后面应有：在圆括号内给出无任何其它标注的基本符号，表示“除此之外”。在圆括号内给出不同的表面结构要求，除了括号里面的其它表面。（2)表面结构要求的简化注法A有相同表面结构要求的简化注法26B多数表面有共同要求的注法

用带字母的完整符号的简化注法可用带字母的完整符号，以等式的形式，在图形或标题栏附近，对有相同表面结构要求的表面进行简化标注。

B多数表面有共同要求的注法27只用表面结构符号的简化注法只用表面结构符号的简化注法28二、极限与配合的概念及标注（一）极限与配合的概念1．零件的互换性2．极限的有关术语3．配合的有关术语（二）极限与配合的选用（三）极限与配合的标注1．在装配图中的标注方法2．在零件图中的标注方法二、极限与配合的概念及标注291．零件的互换性1．零件的互换性30

(1）基本尺寸（2）实际尺寸（3）极限尺寸（4）极限偏差（5）尺寸公差（6）公差带和公差带图公差带表示公差大小和相对于零线位置的一个区域。为了便于分析，一般将尺寸公差与基本尺寸的关系，按放大比例画成简图，称为公差带图。（7）公差等级确定尺寸精确程度的等级。国家标准将公差等级分为20级：IT01、IT0、ITl～IT18。“IT”表示标准公差，公差等级的代号用阿拉伯数字表示。从IT01至IT18等级依次降低。（8）标准公差用以确定公差带大小的任一公差。国家标准把≦500毫米的基本尺寸范围分成13段，按不同的公差等级列出了各段基本尺寸的公差值。（9）基本偏差用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。一般是指靠近零线的那个偏差。(1）基本尺寸（2）实际尺寸（3）极31（1）基本尺寸：是设计确定的尺寸。根据使用要求，一般通过强度和刚度计算或由机械结构等方面的考虑经化整后来给定基本尺寸，并应尽量采用标准尺寸，如考虑轴与轴承的配合。孔和轴的基本尺寸代号分别为D、d。（2）实际尺寸：是通过测量得到的尺寸。由于存在测量误差，而且测量位置不同所得测量值不同，故真值虽客观存在但测量不出来。即实际尺寸具有不确定性，只能用一个近似真值的测量值代替真值，作为实际尺寸。孔和轴的实际尺寸代号分别为Da、da。

（3）极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值为极限尺寸，两个界限值中较大的一个称为最大极限尺寸，较小的一个称为最小极限尺寸，轴和孔的最大最小极限分别表示为：Dmax﹑dmax和Dmin﹑dmin，（1）基本尺寸：是设计确定的尺寸。根据使用要求，一般通过强度32（4）尺寸偏差（简称偏差）：指某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差（可为正值、负值、0）。偏差值除零外，前面必须加正、负号。

a）实际偏差=实际尺寸—基本尺寸，孔用Ea表示,轴用ea表示。b）极限偏差=极限尺寸—基本尺寸孔极限上偏差ES=Dmax—D孔极限下偏差EI=Dmin—D

轴极限上偏差es=dmax—d轴极限下偏差ei=dmin—d（4）尺寸偏差（简称偏差）：指某一尺寸减去基本尺寸所得的代数33(5)尺寸公差（简称公差）

:允许尺寸的变化量尺寸公差=|最大极限尺寸—最小极限尺寸|=|上偏差-下偏差|

孔和轴的公差分别用“Th”和

“Ts”表示。

注意：公差值无正负含义。它表示尺寸变动范围的大小。不应出现“+”“-”号。精度要求越高，给定的尺寸公差越小，则制造加工愈困难。由于加工误差不可避免，故T≠0（T永远＞0）(5)尺寸公差（简称公差）:允许尺寸的变化量34基本尺寸孔孔的最大极限尺寸公差孔的最小极限尺寸下偏差EI轴上偏差es下偏差ei零线轴的最大极限尺寸轴的最小极限尺寸公差上偏差=最大极限尺寸－基本尺寸下偏差=最小极限尺寸－基本尺寸尺寸公差=最大极限尺寸－最小极限尺寸

=上偏差－下偏差上偏差ES基本尺寸孔孔的最大极限尺寸公差孔的最小极限尺寸下偏差EI轴上35公差与偏差的比较：a)偏差可以为正值﹑负值或零，而公差一定是正值；b)极限偏差用于限制实际偏差，而公差用于限制误差；c)对于单个零件，只能测出尺寸“实际偏差”，而对于数量足够多的一批零件，才能确定尺寸误差；d)偏差取决于加工机床的调整（如车削时进刀的位置），不反映加工难易，而公差表示制造精度，反映加工难易程度。e)极限偏差主要反映公差带位置，影响配合松紧程度，而公差反映公差带大小，影响配合精度。公差与偏差的比较：36(6)公差带图为了能更直观的分析说明基本尺寸、偏差和公差三者之间的关系，提出了公差带图。公差带图由零线（包括“+”“-”符号）、基本尺寸(包括表示基本尺寸的箭头)、孔和轴的尺寸公差带以及上下偏差组成

a）零线：在公差带图中，确定极限偏差的一条基准线（即0偏差线）称为零线。通常表示基本尺寸线。位于零线上方为正偏差，位于零线下方为负偏差。

b）尺寸公差带（公差带）在公差带图中，由上、下偏差线段所限定的一个区域叫做尺寸公差带。

构成公差带的两要素：公差带的大小和公差带的位置。公差带的位置由基本偏差决定，公差带的大小（指公差带的纵向距离）由标准公差决定。(6)公差带图37在公差带图中，上、下偏差的距离应成比例，公差带方框的左右长度根据需要任意确定。在公差带图中，上、下偏差的距离应成比例，公差带方框的38注意：a)对光滑圆柱形来讲，公差带所控制的是直径的尺寸，而不是半径的尺寸。b)公差带横向宽度没有实际意义，一般取横向宽度大于纵向宽度。c)上、下偏差书写必须带正、负号（零可以不写）。d)基本尺寸和上下偏差的量纲可省略不写，基本尺寸的量纲默认为mm，上、下偏差的量纲默认为μm。注意：39（9）基本偏差：用于确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差称基本偏差。标准规定：一般以靠近零线的那个极限偏差作为基本偏差。注意：对跨在零线上的（对称分布）ES（es）或EI（ei）均可作为基本偏差。（9）基本偏差：40基本偏差系列孔轴基本偏差系列孔轴4150H8公差等级基本偏差基本尺寸孔公差代号孔公差带代号的表示50H8公差等级基本偏差基本尺寸孔公差代号孔公差带代号的表4250f7轴公差带代号的表示轴公差代号公差等级基本偏差基本尺寸50f7轴公差带代号的表示轴公差代号公差等级基本偏差基本尺43（a）间隙配合孔的公差带完全在轴的公差带之上。（b）过盈配合孔的公差带完全在轴的公差带之下。（c）过渡配合孔和轴的公差带相互交叠。（2）基孔制配合和基轴制配合

(a）基孔制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构成各种配合的一种制度称为基孔制。（b）基轴制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构成各种配合的一种制度称为基轴制。（a）间隙配合孔的公差带完全在轴的公差带之上。44三类配合最小间隙最大间隙最大间隙最小间隙等于零最小过盈最大过盈最大过盈最大间隙最大过盈最大间隙最大过盈最大间隙最大过盈最小过盈等于零（a）间隙配合孔的公差带完全在轴的公差带之上（b）过盈配合孔的公差带完全在轴的公差带之下（c）过渡配合孔和轴的公差带相互交叠三类配合最小间隙最大间隙最大间隙最小间隙等于零最小过盈最大过45

间隙配合主要用于孔﹑轴的活动连接。间隙的作用在于存储润滑油，补偿温度变化引起的热变形，补偿弹性变形以及制造与安装误差等，间隙的大小影响孔、轴间相对运动的活动程度。

过盈配合应用于孔﹑轴之间的相对连接，不允许两者之间的相互运动。装配时要加压力才能使轴进入孔中，也可使孔的温度升高，或使轴的温度降低，利用热胀冷缩进行装配。此配合不需紧固键，依靠结合时的变形及可实现紧固连接，并能承受一定的推力和圆周扭矩。

过渡配合主要用于孔﹑轴之间的定位连接。标准中规定的过渡配合的间隙或过盈绝对值较小，可以保证结合零件有很好的对中性和同轴度，并便于装卸。间隙配合主要用于孔﹑轴的活动连接。间隙46基准制

对孔与轴公差带之间的相互位置关系，规定了两种基准制：基孔制和基轴制。

基孔制：基孔制中的孔称为基准孔，用H表示，基准孔以下偏差为基本偏差，且数值为零。其公差带位置在零线上侧。

a---h间隙es=Xmin

j---n过渡

p---zc过盈

基轴制：基轴制中的轴称为基准轴，用h表示，基准轴的上偏差为基本偏差，且数值等于零，公差带位置在零线下侧。

A---H间隙EI=Xmin

J----N过渡

P---ZC过盈

基准制47间隙配合过渡配合过盈配合过渡配合或过盈配合（b）基轴制两种基准制间隙配合过渡配合过渡配合或过盈配合过盈配合（a）基孔制间隙配合过渡配合过盈配合过渡配合（b）基轴制两种基准制间隙配48机械制图第六章零件的技术要求课件49基轴制常用、优先配合表基轴制常用、优先配合表50

根据基本偏差代号确定配合种类根据基本偏差代号确定配合种类51（二）极限与配合的选用（二）极限与配合的选用52公差与配合的标注：a)基本尺寸b)公差等级是指确定尺寸精度的等级。国家标准设置了20个公差等级。

IT01.IT0.IT1.IT2.IT3.…IT18

高←公差等级→低

小←公差数值→大

难←加工程度→易

c)基本偏差代号：共28个。（26个字母去5填7）

它决定了公差带相对于零线的位置。

①轴:a-h:es绝对值渐小；j-zc:ei绝对值渐大。

②孔:A-H:EI绝对值渐小；J-ZC:ES绝对值渐大。

③另一偏差取决于标准公差的大小。公差与配合的标注：53配合的代号由两个相互结合的孔和轴的公差带的代号组成，用分数形式表示，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。1．在装配图中的标注方法配合的代号由两个相互结合的孔和轴的公差带的代号组成，542．在零件图中的标注方法（1）标注公差带的代号（2）标注偏差数值（3）标注公差带代号和偏差数值2．在零件图中的标注方法55零件图大批量生产，只注偏差代号这种注法和采用专用量具检验零件统一起来，以适应大批量生产的需要。因此，不需标注偏差数值。

（1）标注公差带的代号零件图这种注法和采用专用量具检验零件统一起来，56(b)零件图单件、小批量生产，只注偏差数值

上偏差注在基本尺寸的右上方，下偏差注在基本尺寸的右下方，偏差的数字应比基本尺寸数字小一号，并使下偏差与基本尺寸在同一底线上。如果上偏差或下偏差数值为零时，可简写为“0”，另一偏差仍标在原来的位置上。如果上、下偏差的数值相同时，则在基本尺寸之后标注“±”符号，再填写一个偏差数值。这时，数值的字体高度与基本尺寸字体的高度相同。这种注法主要用于小量或单件生产，以便加工和检验时减少辅助时间。标注偏差数值(b)零件图上偏差注在基本尺寸的右上方，下57(b)零件图产量不定，应注出偏差数值和偏差代号(3)标注公差带代号和偏差数值(b)零件图(3)标注公差带代号和偏差数值58三形状和位置公差的概念及标注

图样上给出的零件都是没有误差的理想几何体，但是，由于加工中机床、夹具、刀具、和工件所组成的工艺系统本身存在各种误差，以及加工过程中存在受力变形、振动、磨损等各种干扰，致使加工后的零件的实际形状和相互位置，与理想几何体的规定形状和线、面相互位置存在差异。

这种形状上的差异就是形状误差。而相互位置的差异就是位置误差。

统称为形位误差。

对零件进行形位误差的控制就是对要素的形状和位置进行控制。一般在研究形状公差时，涉及的对象有线和面两类要素；研究位置公差时，涉及的对象有点、线和面三类要素。三形状和位置公差的概念及标注59形位公差的分类、特征项目及代号：形位公差的分类、特征项目及代号：60形位公差的代号代号的高度为2h，h为字高。形位公差的代号代号的高度为2h，h为字高。61

框格应水平布置，内容按从左到右的顺序填写，第一格绘成正方形，其它格绘成正方形或上、下边较长而左、右边较短的矩形。框格高度等于两倍字高。被测要素为单一要素采用两格框格标注。被测要素为关联要素的框格有三格、四格和五格等几种形式。从第三格起填写基准的字母，框格应水平布置，内容按从左到62

被测要素为轮廓要素时，指引线的箭头应与尺寸线明显错开(大于3mm)，表示方法有：指引线的箭头置于要素的轮廓线上或轮廓线的延长线上；当指引线的箭头指向实际表面时，箭头可置于带点的参考线上，该点指在实际表面上。被测要素为轮廓要素时，指引线的箭头应与63被测要素为中心要素时，指引线的箭头应与尺寸线对齐：被测要素为中心要素时，指引线的箭头应64

基准字母用英文大写字母表示。为不致引起误解，国家标准规定基准字母禁用下列9个字母：E、I、J、M、O、P、L、R、F。基准字母一般不许与图样中任何向视图的字母相同。基准要素为中心要素时，基准符号的连线与尺寸线对齐基准字母用英文大写字母表示。65

基准要素为轮廓要素时，基准符号的连线与尺寸线应明显错开，粗的短横线应靠近基准要素的轮廓线或它的延长线上。基准要素为轮廓要素时，基准符66形位公差的标注形位公差的标注67二、极限与配合的概念及标注一、表面微观结构的概念及标注§6-5零件图的技术要求三、形状和位置公差的概念及标注二、极限与配合的概念及标注一、表面微观结构的概念及标注§6-68一、表面微观结构的概念及标注（一）表面微观结构要求（GB/T131—2006）

1.表面微观结构的概念

2.轮廓算术平均偏差Ra3.不同加工方法可能达到的表面结构要求（二）表面结构参数的选用（三）表面结构要求的标注方法

1.表面结构代（符）号（1）表面结构符号的画法（2）表面结构符号的意义及说明（3）表面结构代号的注写及意义

2.表面结构符号、代号的标注方法

（1)标注原则（2）表面结构要求的简化注法一、表面微观结构的概念及标注691、表面微观结构的概念

零件在加工制造过程中，由于机床和刀具的振动，材料的不均匀等因素的影响，其表面总会形成微观不平特征。这种微观几何特征会严重影响零件的耐磨性、抗腐蚀性、密封性、抗疲劳等能力，在零件图或产品技术文档中必须对其提出要求。无论是机械加工的零件表面，或者是用铸、锻等方法获得的零件表面，总会存在着具有较小间距和峰谷的微观几何形状误差。这种较小间距和峰谷的微观几何形状特征称为表面微观结构。零件的表面微观结构对该零件的工作性能有重大影响。1、表面微观结构的概念零件在加工制造过程中，由于机床70表面微观结构（GB/T131—2006）

划分零件表面轮廓的基础是波长（即尺度），每一种轮廓都定义于一定的波长范围内，并被称为该轮廓的传输带，用截至短波长值和截至长波长值表示。表面微观结构（GB/T131—2006）划分零件表面轮廓的71表面微观结构的界定

如下图所示，完工零件的截面轮廓形状是复杂的，一般包括表面粗糙度,表面波纹度和形状误差，三者通常按波距来划分：波距小于1mm的属于表面粗糙度轮廓；波距在1～10mm的属于表面波纹度；波距大于10mm的属于形状误差。表面微观结构的界定72表面微观结构对零件工作性能的影响：

a）影响零件运动表面的耐磨损性

表面越粗糙，则磨擦系数就越大，两个相对运动的表面峰顶间的实际有效接触面积就越小，使单位面积上的压力增大，零件运动表面磨损加快。

b）影响配合性质的稳定性和机器的工作精度

对间隙配合来说，表面粗糙则易磨损，使配合表面间的实际间隙逐渐增大；对过盈配合而言，表面粗糙会减小配合表面间的实际有效过盈，降低联结强度，从而降低机器的工作精度。

c）影响零件的强度

零件表面越粗糙，则对应力集中越敏感，特别是在交变应力的作用下，在零件的沟槽或圆角处，其影响更大，零件往往因此失效。d）影响零件的抗腐蚀性

表面越粗糙，则越容易在该表面上积聚腐蚀性物质，且通过该表面的微观凹谷向其表层渗透，使腐蚀加剧。e）影响零件的密封性表面微观结构对零件工作性能的影响：73实际轮廓是平面与实际表面垂直相交所得的

按照所取截面方向的不同，又可分为横向实际轮廓和纵向实际轮廓。在评定或测量表面粗糙度时，除非特别指明，通常是指横向实际轮廓，即与加工纹理方向垂直的截面上的轮廓。

实际轮廓是平面与实际表面垂直相交所得的按照所取截面方74术语及定义（1）中线：具有几何轮廓形状，并划分轮廓的基准线。（2）取样长度：用于判断被评定轮廓的不规则特征的方向的长度。（3）评定长度：用于判别被评定轮廓的轴上的长度，它包含一个或几个取样长度。国家标准规定，表示零件表面微观几何特征的表面结构参数有三种，分别为R参数、W参数和P参数。其中：（4）R参数：从粗糙度轮廓计算所得参数。（5）W参数：从波纹轮廓上计算所得参数。（6）P参数：从原始表面轮廓上计算所得参数。（7）表面粗糙度轮廓的算术平均偏差Ra：在取样长度内轮廓高度Z(x)绝对值的算术平均值。（8）表面粗糙度轮廓的最大高度Rz：即在一个取样长度内最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之间的差值。术语及定义75表面轮廓RaL=取样长度OX–基准线2.轮廓算术平均偏差Ra表面轮廓RaL=取样长度OX–基准线2.轮廓算术平均偏76或近似为：轮廓算术平均偏差Ra是指在取样长度内，被测轮廓上各点到基准线的距离的绝对值的算术平均值，用公式表示为：或近似为：轮廓算术平均偏差Ra是指77

Rz微观不平度十点高度：在取样长度内最大的轮廓峰高的平均值与五个最大的轮廓谷深的平均值之和。式中：ypi——第i个最大的轮廓峰高。

yvi——第i个最大的轮廓谷深。Rz微观不平度十点高度：在取样长度内最大的轮廓峰高的平均值783.不同加工方法可能达到的表面结构要求3.不同加工方法可能达到的表面结构要求79机械制图第六章零件的技术要求课件80表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量81

1．在满足功用的前提下，尽量选用较大的表面粗糙度参数值，以降低生产成本。

2．在同一零件上，工作表面的粗糙度参数值应小于非工作表面的粗糙度参数值。

3．受循环载荷的表面及容易引起应力集中的表面（如圆角、沟槽），表面粗糙度参数值要小。

4．配合性质相同时，零件尺寸小的比尺寸大的表面粗糙度参数值要小；同一公差等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度参数值要小。

5．运动速度高、单位压力大的摩擦表面比运动速度低、单位压力小的摩擦表面的粗糙度参数值小。

6．一般地说，尺寸和表面形状要求精确程度高的表面，粗糙度参数值小。（二）表面结构参数的选用1．在满足功用的前提下，尽量选用较大的表面粗糙度参数822HH60°60°（1）表面结构符号的画法H=1.4h，h为字高。线宽d=0.1h，一般用细实线即可。2HH60°60°（1）表面结构符号的画法H=1.4h，h为83基本符号及扩展符号（2）表面结构符号的意义及说明

基本符号及扩展符号（2）表面结构符号的意义及说明84（2）表面结构符号的意义及说明

符号意义及说明完整图形符号，在上述三个符号的长边上均可加一横线，用于标注有关参数和说明。工件轮廓各表面图形符号，在上述三个符号上均可加一小圆，表示所有表面具有相同的表面结构要求，标注在图样中工件的封闭轮廓线上。

a——注写表面结构的单一要求，包括参数代号和极限值，必要时注写传输带或取样长度等。例如：0.025-0.8/Rz6.3（传输带标注）,-0.8/Rz6.3（取样长度标注）。传输带或取样长度后应有一个斜线“/”。之后是参数代号，空一格之后注写极限值。

b——注写表面结构的第二个要求。

c——注写加工方法、表面处理、涂层或其它加工工艺要求等，如车、磨、镀等。

d——注写表面纹理和方向符号。

e——注写加工余量。（2）表面结构符号的意义及说明符号意义及说明完整图形85（3)表面结构代号的注写1表示采用去除材料的方法获得的表面，单向上限值（默认），默认传输带，R轮廓，粗糙度算术平均偏差极限值3.2μm，评定长度为5个取样长度（默认），“16%规则”；表面纹理没有要求。传输带和取样长度：传输带是指两个滤波器的截止波长值之间的波长范围。长波滤波器的截止波长值就是取样长度。2表示采用不去除材料的方法获得的表面，单向上限值（默认），粗糙度最大极限高度极限值为6.3μm，“最大规则”，其余参数采用默认设置。6表示采用去除材料的方法获得的表面，双向极限值，上限值为Rz0.8，下限值为Ra0.2，极限值都是“16%规则”。7表示用磨削加工获得的表面，两个单向上限值。（1）Ra1.6（2）-2.5/Rzmax6.3（3)表面结构代号的注写1表示采用去除材料的方法获得的86当允许实测值中，超过规定值的个数少于总数的16%时，应在图中标注上限值和下限值。如单向上限值标注为：当所有实测值不允许超过规定值时，应在图样上标注最大值或最小值。如粗糙度最大极限高度极限值标注为：当允许实测值中，超过规定值的个数少于总872．表面结构符号、代号的标注方法（1）标注原则根据GB/T4458.4规定，表面结构符号、代号的标注位置与方向总的原则是，使表面结构的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致，即：注写在水平线上时，代号、符号的尖端应向下；注写在竖直线上时，代号、符号的尖端应向右；注写在倾斜线上时，代号、符号的尖端应向下倾斜。而表面结构参数的注写要求与尺寸数字的注写要求一致。表面结构符号的尖端必须指向零件的被加工表面。2．表面结构符号、代号的标注方法（1）标注原则表面结构符号的88用带黑点或箭头的指引线引出标注

用带黑点或箭头的指引线引出标注89标注在特征尺寸的尺寸线上

标注在特征尺寸的尺寸线上90直接标注在延长线上或用带箭头的指引线引出标注

直接标注在延长线上或用带箭头的指引线引出标注91带有横线的表面粗糙度符号的注法。带有横线的表面粗糙度符号的注法。92（2)表面结构要求的简化注法A有相同表面结构要求的简化注法如果工件的全部或多数表面有相同的表面结构要求，则其表面结构要求可统一标注在图样标题栏附近。此时（除全部表面有相同要求的情况）表面结构要求的代号后面应有：在圆括号内给出无任何其它标注的基本符号，表示“除此之外”。在圆括号内给出不同的表面结构要求，除了括号里面的其它表面。（2)表面结构要求的简化注法A有相同表面结构要求的简化注法93B多数表面有共同要求的注法

用带字母的完整符号的简化注法可用带字母的完整符号，以等式的形式，在图形或标题栏附近，对有相同表面结构要求的表面进行简化标注。

B多数表面有共同要求的注法94只用表面结构符号的简化注法只用表面结构符号的简化注法95二、极限与配合的概念及标注（一）极限与配合的概念1．零件的互换性2．极限的有关术语3．配合的有关术语（二）极限与配合的选用（三）极限与配合的标注1．在装配图中的标注方法2．在零件图中的标注方法二、极限与配合的概念及标注961．零件的互换性1．零件的互换性97

(1）基本尺寸（2）实际尺寸（3）极限尺寸（4）极限偏差（5）尺寸公差（6）公差带和公差带图公差带表示公差大小和相对于零线位置的一个区域。为了便于分析，一般将尺寸公差与基本尺寸的关系，按放大比例画成简图，称为公差带图。（7）公差等级确定尺寸精确程度的等级。国家标准将公差等级分为20级：IT01、IT0、ITl～IT18。“IT”表示标准公差，公差等级的代号用阿拉伯数字表示。从IT01至IT18等级依次降低。（8）标准公差用以确定公差带大小的任一公差。国家标准把≦500毫米的基本尺寸范围分成13段，按不同的公差等级列出了各段基本尺寸的公差值。（9）基本偏差用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。一般是指靠近零线的那个偏差。(1）基本尺寸（2）实际尺寸（3）极98（1）基本尺寸：是设计确定的尺寸。根据使用要求，一般通过强度和刚度计算或由机械结构等方面的考虑经化整后来给定基本尺寸，并应尽量采用标准尺寸，如考虑轴与轴承的配合。孔和轴的基本尺寸代号分别为D、d。（2）实际尺寸：是通过测量得到的尺寸。由于存在测量误差，而且测量位置不同所得测量值不同，故真值虽客观存在但测量不出来。即实际尺寸具有不确定性，只能用一个近似真值的测量值代替真值，作为实际尺寸。孔和轴的实际尺寸代号分别为Da、da。

（3）极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值为极限尺寸，两个界限值中较大的一个称为最大极限尺寸，较小的一个称为最小极限尺寸，轴和孔的最大最小极限分别表示为：Dmax﹑dmax和Dmin﹑dmin，（1）基本尺寸：是设计确定的尺寸。根据使用要求，一般通过强度99（4）尺寸偏差（简称偏差）：指某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差（可为正值、负值、0）。偏差值除零外，前面必须加正、负号。

a）实际偏差=实际尺寸—基本尺寸，孔用Ea表示,轴用ea表示。b）极限偏差=极限尺寸—基本尺寸孔极限上偏差ES=Dmax—D孔极限下偏差EI=Dmin—D

轴极限上偏差es=dmax—d轴极限下偏差ei=dmin—d（4）尺寸偏差（简称偏差）：指某一尺寸减去基本尺寸所得的代数100(5)尺寸公差（简称公差）

:允许尺寸的变化量尺寸公差=|最大极限尺寸—最小极限尺寸|=|上偏差-下偏差|

孔和轴的公差分别用“Th”和

“Ts”表示。

注意：公差值无正负含义。它表示尺寸变动范围的大小。不应出现“+”“-”号。精度要求越高，给定的尺寸公差越小，则制造加工愈困难。由于加工误差不可避免，故T≠0（T永远＞0）(5)尺寸公差（简称公差）:允许尺寸的变化量101基本尺寸孔孔的最大极限尺寸公差孔的最小极限尺寸下偏差EI轴上偏差es下偏差ei零线轴的最大极限尺寸轴的最小极限尺寸公差上偏差=最大极限尺寸－基本尺寸下偏差=最小极限尺寸－基本尺寸尺寸公差=最大极限尺寸－最小极限尺寸

=上偏差－下偏差上偏差ES基本尺寸孔孔的最大极限尺寸公差孔的最小极限尺寸下偏差EI轴上102公差与偏差的比较：a)偏差可以为正值﹑负值或零，而公差一定是正值；b)极限偏差用于限制实际偏差，而公差用于限制误差；c)对于单个零件，只能测出尺寸“实际偏差”，而对于数量足够多的一批零件，才能确定尺寸误差；d)偏差取决于加工机床的调整（如车削时进刀的位置），不反映加工难易，而公差表示制造精度，反映加工难易程度。e)极限偏差主要反映公差带位置，影响配合松紧程度，而公差反映公差带大小，影响配合精度。公差与偏差的比较：103(6)公差带图为了能更直观的分析说明基本尺寸、偏差和公差三者之间的关系，提出了公差带图。公差带图由零线（包括“+”“-”符号）、基本尺寸(包括表示基本尺寸的箭头)、孔和轴的尺寸公差带以及上下偏差组成

a）零线：在公差带图中，确定极限偏差的一条基准线（即0偏差线）称为零线。通常表示基本尺寸线。位于零线上方为正偏差，位于零线下方为负偏差。

b）尺寸公差带（公差带）在公差带图中，由上、下偏差线段所限定的一个区域叫做尺寸公差带。

构成公差带的两要素：公差带的大小和公差带的位置。公差带的位置由基本偏差决定，公差带的大小（指公差带的纵向距离）由标准公差决定。(6)公差带图104在公差带图中，上、下偏差的距离应成比例，公差带方框的左右长度根据需要任意确定。在公差带图中，上、下偏差的距离应成比例，公差带方框的105注意：a)对光滑圆柱形来讲，公差带所控制的是直径的尺寸，而不是半径的尺寸。b)公差带横向宽度没有实际意义，一般取横向宽度大于纵向宽度。c)上、下偏差书写必须带正、负号（零可以不写）。d)基本尺寸和上下偏差的量纲可省略不写，基本尺寸的量纲默认为mm，上、下偏差的量纲默认为μm。注意：106（9）基本偏差：用于确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差称基本偏差。标准规定：一般以靠近零线的那个极限偏差作为基本偏差。注意：对跨在零线上的（对称分布）ES（es）或EI（ei）均可作为基本偏差。（9）基本偏差：107基本偏差系列孔轴基本偏差系列孔轴10850H8公差等级基本偏差基本尺寸孔公差代号孔公差带代号的表示50H8公差等级基本偏差基本尺寸孔公差代号孔公差带代号的表10950f7轴公差带代号的表示轴公差代号公差等级基本偏差基本尺寸50f7轴公差带代号的表示轴公差代号公差等级基本偏差基本尺110（a）间隙配合孔的公差带完全在轴的公差带之上。（b）过盈配合孔的公差带完全在轴的公差带之下。（c）过渡配合孔和轴的公差带相互交叠。（2）基孔制配合和基轴制配合

(a）基孔制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构成各种配合的一种制度称为基孔制。（b）基轴制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构成各种配合的一种制度称为基轴制。（a）间隙配合孔的公差带完全在轴的公差带之上。111三类配合最小间隙最大间隙最大间隙最小间隙等于零最小过盈最大过盈最大过盈最大间隙最大过盈最大间隙最大过盈最大间隙最大过盈最小过盈等于零（a）间隙配合孔的公差带完全在轴的公差带之上（b）过盈配合孔的公差带完全在轴的公差带之下（c）过渡配合孔和轴的公差带相互交叠三类配合最小间隙最大间隙最大间隙最小间隙等于零最小过盈最大过112

间隙配合主要用于孔﹑轴的活动连接。间隙的作用在于存储润滑油，补偿温度变化引起的热变形，补偿弹性变形以及制造与安装误差等，间隙的大小影响孔、轴间相对运动的活动程度。

过盈配合应用于孔﹑轴之间的相对连接，不允许两者之间的相互运动。装配时要加压力才能使轴进入孔中，也可使孔的温度升高，或使轴的温度降低，利用热胀冷缩进行装配。此配合不需紧固键，依靠结合时的变形及可实现紧固连接，并能承受一定的推力和圆周扭矩。

过渡配合主要用于孔﹑轴之间的定位连接。标准中规定的过渡配合的间隙或过盈绝对值较小，可以保证结合零件有很好的对中性和同轴度，并便于装卸。间隙配合主要用于孔﹑轴的活动连接。间隙113基准制

对孔与轴公差带之间的相互位置关系，规定了两种基准制：基孔制和基轴制。

基孔制：基孔制中的孔称为基准孔，用H表示，基准孔以下偏差为基本偏差，且数值为零。其公差带位置在零线上侧。

a---h间隙es=Xmin

j---n过渡

p---zc过盈

基轴制：基轴制中的轴称为基准轴，用h表示，基准轴的上偏差为基本偏差，且数值等于零，公差带位置在零线下侧。

A---H间隙EI=Xmin

J----N过渡

P---ZC过盈

基准制114间隙配合过渡配合过盈配合过渡配合或过盈配合（b）基轴制两种基准制间隙配合过渡配合过渡配合或过盈配合过盈配合（a）基孔制间隙配合过渡配合过盈配合过渡配合（b）基轴制两种基准制间隙配115机械制图第六章零件的技术要求课件116基轴制常用、优先配合表基轴制常用、优先配合表117

根据基本偏差代号确定配合种类根据基本偏差代号确定配合种类118（二）极限与配合的选用（二）极限与配合的选用119公差与配合的标注：a)基本尺寸b)公差等级是指确定尺寸精度的等级。国家标准设置了20个公差等级。

IT