几何公差简介

第13章机械图样中的技术要求

机械图样中除了有图形和尺寸外，还必须有说明产品制造时应达到的一些技术要求，如表面结构、极限与配合、几何公差、材料的热处理、材料的要求和说明、特殊加工要求、检验和试验说明等。本章将简述图样中的表面结构、极限与配合、几何公差等技术要求。

【本章重点】

∙表面结构的概念

∙表面结构的标注

∙极限与配合的基本概念

∙极限与配合的标注

∙几何公差的基本概念

∙几何公差的标注

13.1 表面结构

表面结构是表面粗糙度、表面波纹度、表面缺陷和表面几何形状的总称。

13.1.1 表面结构的形成

表面结构的特性一般不是孤立存在，多数表面是由于粗糙度、波纹度及形状误差综合影响产生的结果，如图13-1所示

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第13章 机械图样中的技术要求

图13-1 表面结构特性

1. 表面粗糙度的形成

表面粗糙度主要是由采用的加工方法形成的。如切削过程中，工件加工表面留下的刀痕，以及切削撕裂时的材料塑性变形等原因形成。

2. 表面波纹度的形成

表面波纹度由机床或工件的绕曲、振动、颤动、形成材料应变的各种原因，以及一些外部原因等因素形成。

3. 表面几何形状的形成

表面几何形状一般由机器或工件的绕曲或导轨误差引起。

提示：下面以表面粗糙度为主要评定指标，讲述表面结构具体标注使用方法。

13.1.2 表面粗糙度

1. 表面粗糙度的概念

表面粗糙度是指加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。也就是物体的加工表面经过加工后遗留的痕迹，在微小的区间内形成的高低不平程度。在放大镜下显示的情况，如图13-2所示。

图13-2 表面微观结构

表面结构

2. 表面粗糙度的主要评定参数

零件表面粗糙度的评定参数有轮廓算术平均偏差（Ra ）、轮廊最大高度（Rz ）等参数，使用时优先选用轮廓算术平均偏差（Ra ）参数。

(1) 轮廓算术平均偏差（Ra ）的概念及数值 在取样长度lr 内，沿测量方向的轮廓上，各点到基准线的距离Zi 的绝对值的算术平均值，称为轮廓算术平均偏差。如图13-3所示。

图13-3 轮廓算术平均偏差Ra

公式表示为： ⎰=lr

dx x Z lr Ra 0

|)(|1

或： ∑=≈n

i i Z n Ra 1

||1

轮廓算术平均偏差（Ra ）的数值，一般可从如表13-1所示中选取。

表13-1 Ra 的数值（µm ）

(2) 轮廓最大高度（Rz ）的概念及数值

在取样长度lr 内，最大轮廓峰高Zp 与最大轮廓谷深Zv 之和，称为轮廊最大高度。如图13-4所示。

第13章 机械图样中的技术要求

图13-4 轮廓最大高度Rz

公式表示为： Zv Zp Rz +=

轮廓最大高度（Rz ）的数值，一般可从如表13-2所示中选取。

表13-2 Rz 的数值（µm ）

13.1.3 表面结构的图形代号

在技术产品文件中，对表面结构的要求可用几种不同的图形符号表示。每种符号都有特定含义，如表13-3所示。图形符号一般应附加对表面结构的补充要求，补充要求其形式有数字、图形符号和文本。在特殊情况下，图形符号可以在技术图样中单独使用，以表达特殊意义。

1. 基本图形符号

表面结构的基本图形符号如表13-3所示。

表13-3 图形符号

表面结构

说明：在图样某个视图上构成封闭轮廓的各表面有相同的表面结构要求时，图形符号标注在图样中工件的封闭轮廓线上，如图13-5所示，图中除前后表面外，其他封闭轮廓的六个表面有共同要求。如果该标注会引起歧义时，各表面应分别标注。

图13-5 封闭轮廓表面结构标注

3.图形符号的画法

技术图样中图形符号的画法如图13-6所示。

图13-6 图形符号的画法

4.图形符号的尺寸

技术图样中图形符号和附加标注的尺寸如表13-5所示，其中图形符号的水平线长度取决于其上下所注写的内容长度。图形符号中书写的数字和大写字母等文本的高度h，应与图样

第13章 机械图样中的技术要求

注：H 2取决于标注内容

5. 表面结构代号

图形符号中加注对表面结构的补充要求后，可称为表面结构代号。表面结构补充要求包括：表面结构参数代号、数值、传输带/取样长度。

说明：传输带是评定表面结构时的波长范围。此内容后续课程将专门讲述。

(1) 在完整代号中，对表面结构的单一要求应注写在指定位置，如图13-7所示，

图13-7 表面结构代号补充要求的注写位置

(2) 表面结构代号注写的内容如表13-6所示。

表13-6 表面结构代号注写的内容

提示：在a 和b 位置注写三个或更多表面结构要求时，图形符号应在垂直方向扩大，以留出足够的空间。扩

大图形符号时，a 和b 的位置随之上移，如图13-7所示。

13.1.4 表面结构的标注方法

13.1.4.1

基本规则

13.2）的同一视图上。

表面结构

13.1.4.2 表面结构符号、代号的标注位置与方向

(1) 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，如图13-8所示。

图13-8 表面结构要求的注写方向

(2) 表面结构要求可标注在轮廓线上，其符号应从材料外指向并接触表面。必要时，表

面结构符号也可以用带箭头或黑点的指引线引出标注，如图13-9、图13-20所示。

图13-9 表面结构要求在轮廓线上的标注

（a ） 图13-10 用指引线标注表面结构要求

(3) 表面结构代号的标注位置和方向应按如图13-11