形位公差

机械工程术语

形位公差一般也叫几何公差，包括形状公差和位置公差，是几何误差的允许变动范围。

项目符号

形位公差包括形状公差与位置公差，而位置公差又包括定向公差和定位公差，具体包括的内容及公差表示符号如下图所示：

形状公差

1、直线度符号为一短横线（－），是限制实际直线对理想直线变动量的一项指标。它是针对直线发生不直而提出的要求。

2、平面度符号为一平行四边形，是限制实际平面对理想平面变动量的一项指标。它是针对平面发生不平而提出的要求。

3、圆度符号为一圆（○），是限制实际圆对理想圆变动量的一项指标。它是对具有圆柱面（包括圆锥面、球面）的零件，在一正截面（与轴线垂直的面）内的圆形轮廓要求。

4、圆柱度符号为两斜线中间夹一圆（/○/），是限制实际圆柱面对理想圆柱面变动量的一项指标。它控制了圆柱体横截面和轴截面内的各项形状误差，如圆度、素线直线度、轴线直线度等。圆柱度是圆柱体各项形状误差的综合指标。

5、线轮廓度符号为一上凸的曲线（⌒），是限制实际曲线对理想曲线变动量的一项指标。它是对非圆曲线的形状精度要求。

6、面轮廓度符号为上面为一半圆下面加一横，是限制实际曲面对理想曲面变动量的一项指标，它是对曲面的形状精度要求。

定向公差

1、平行度（∥）用来控制零件上被测要素（平面或直线）相对于基准要素（平面或直线）的方向偏离0°的要求，即要求被测要素对基准等距。

2、垂直度（⊥）用来控制零件上被测要素（平面或直线）相对于基准要素（平面或直线）的方向偏离90°的要求，即要求被测要素对基准成90°。

3、倾斜度（∠）用来控制零件上被测要素（平面或直线）相对于基准要素（平面或直线）的方向偏离某一给定角度（0°～90°）的程度，即要求被测要素对基准成一定角度（除90°外）。

定位公差

1、同轴度（◎）用来控制理论上应该同轴的被测轴线与基准轴线的不同轴程度。

2、对称度符号是中间一横长的三条横线，一般用来控制理论上要求共面的被测要素（中心平面、中心线或轴线）与基准要素（中心平面、中心线或轴线）的不重合程度。

3、位置度符号是带互相垂直的两直线的圆，用来控制被测实际要素相对于其理想位置的变动量，其理想位置由基准和理论正确尺寸确定。

跳动公差

1、圆跳动符号为一带箭头的斜线，圆跳动是被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动、回转一周中，由位置固定的指示器在给定方向上测得的最大与最小读数之差。

2、全跳动符号为两带箭头的斜线，全跳动是被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动的连续回转，同时指示器沿理想素线连续移动，由指示器在给定方向上测得的最大与最小读数之差。

测量方法

形状误差

指零件上的点、线、面等几何要素在加工时可能产生的几何形状上的误差。

如：加工一根圆柱时，轴的各断面直径可能大小不同、或轴的断面可能不圆、或轴线可能不直、或平面可能翘曲不平等。

位置误差

指零件上的结构要素在加工时可能产生的相对位置上的误差。

如：阶梯轴的各回转轴线可能有偏移等。

有一种高效测量各种形位误差的测量方法，就是可以直接利用数据采集仪连接各种指示表，如百分表等，数据采集仪会自动读取测量数据并进行数据分析，无需人工测量跟数据分析，可以大大提高机械测量效率。

测量仪器：偏摆仪、百分表（或其他指示表）、数据采集仪

测量原理：数据采集仪可从百分表中实时读取数据，并进行形位误差的计算与分析，各种形位误差计算公式已嵌入该公司的数据采集仪软件中，完全不需要人工去计算繁琐的数据，可以大大提高测量的准确率。

测量示意图：

优势：

（1）以较低的成本提高测量效率：与类似产品比较，其成本非常低，测量效率有较大的提高；

（2）提高测量的准确性：传统方式采用测量人员的目视观看的方法容易导致错误的测量结果；

（3）数据可追溯：保存数据记录，并可进行追溯与分析，传统模式由于无实时的记录，可追溯性较差分析；

形状公差

形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。

形状公差用形状公差带表达。形状公差带包括公差带形状、方向、位置和大小等四要素。　形状公差项目有：直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度等6项。（注：第一项直线度公差值前要加上Φ，以表明公差带的形状是一个圆柱面，参考GB/T17852-1999）

通俗点就是，和形状有关的要素。

位置公差

位置公差是指关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量。

定向公差

定向公差是指关联实际要素对基准在方向上允许的变动全量。这类公差包括平行度、垂直度、倾斜度3项。

跳动公差

跳动公差是以特定的检测方式为依据而给定的公差项目。跳动公差可分为圆跳动与全跳动。

定位公差

定位公差是关联实际要素对基准在位置上允许的变动全量。这类公差包括同轴度、对称度、位置度3项。

公差图标

零件的形位公差共14项，其中形状公差6个，位置公差8个，列于下表。

注意问题

(1) 形位公差内容用框格表示,框格内容自左向右第一格总是形位公差项目符号,第二格为公差数值,第三格以后为基准,即使指引线从框格右端引出也是这样.(2) 被测要素为中心要素时,箭头必须和有关的尺寸线对齐.只有当被测要素为单段的轴线或各要素的公共轴线,公共中心平面时,箭头可直接指在轴线或中心线,这样标注很简便,但一定要注意该公共轴线中没有包含非被测要素的轴段在内.（新标准中箭头指向轴线或中心线的标法已废止）

(3) 被测要素为轮廓要素时,箭头指向一般均垂直于该要素.但对圆度公差,箭头方向必须垂直于轴线.

(4) 当公差带为圆或圆柱体公差值为圆或圆柱体的直径.这种情况在被测要素为轴线时才有.同轴度垂直度,轴线的位置度外凸,(-)说明被测要素只许呈鞍形内凹,(＞)说明误差只许按符号的小端方向逐渐减小.如形位公差要求遵守最大实体要求时,则需加符号○M.在框格的上,下方可用文字作附加的说明.如对被测要素数量的说明,应写在公差框格的上方;属于解释性说明(包括对测量方法的要求)应写在公差框格的下方.例如:在离轴端300mm处;在a,b范围内等.

形位公差是为了满足产品功能要求而对工件要素在形状和位置方面所提出的几何精度要求。以形位公差带来限制被测实际要素的形状和位置。

使用性能

1．影响零件的功能要求。

2．影响零件的配合性质。

3．影响零件的互换性。

4. 影响零件本身及配合件寿命。

国家标准

GB/T 1182—2018《产品几何技术规范（GPS）几何公差形状、方向、位置和跳动公差标注》。

GB/T 1184—1996《形状和位置公差未注公差值》。

GB/T 4249—2009《产品几何技术规范（GPS）公差原则》。

GB/T 16671—2009《形状和位置公差最大实体要求、最小实体要求和可逆要求》。

GB/T 13319—2003《形状和位置公差位置度公差》。