互换性与技术测量-几何公差

互换性与技术测量几何公差一、几何要素概念

1、构成机械零件几何形状的点、线、面统称几何要素，简称要素2、实际几何要素相对于理想几何要素的的偏离，即几何要素误差3、组成要素（轮廓要素）：构成零件外形的点、线、面

4、导出要素（中心要素）：由一个或几个组成要素对称中心得到的中心点（球心）、中心线（轴线）、或中心平面（对称中心平面）5、提取要素（测得要素）：根据规定的方法，测量所得的实际要素几何公差第一节概述几何公差零件几何要素1-球面2-圆锥面3-圆柱面4-二平行平面5-平面6-棱线7-中心平面8-素线9-轴线10-球心12345678910二、几何公差

1、零件的误差：包括尺寸偏差、形状的误差（宏观几何形状误差、波度、表面粗糙度）、位置误差2、几何公差对零件的影响

互换性

使用性能

对精密、高速、重载、高温、高压下工作的机器影响突出几何公差三、几何公差项目及符号几何公差三、几何公差项目及符号—附加符号几何公差四、几何公差国家标准

1、GB/T1182-2008《产品几何技术规范（GPS）几何公差形状、方向和跳动公差标注》

GPS--Geometricalproductspecifications

2、GB/T1184-1996《形状与位置公差未注公差值》

3、GB/T16671-2009《产品几何技术规范（GPS）几何公差最大实体要求、最小实体要求和可逆要求》4、GB/T4249-2009《产品几何技术规范（GPS）公差原则》5、GB/T13319-2003《产品几何量技术规范（GPS）几何公差位置度公差注法》6、GB/T1958-2004）《产品几何量技术规范（GPS）形状和位置度公差检测规定》几何公差一、公差框格标准中规定几何公差采用公差代号标注

公差代号用框格表示，形状公差两格，位置公差3-5格

第一格：表示几何特征符号

第二格：表示公差数值及有关符号

第三格以后：按顺序表示基准符号几何公差第二节几何公差的标注几何公差几何公差代号的标注表示基准要素被测要求指引线几何特征符号公差框格基准代号字母公差值其它有关符号基准符号二、被测要素的标注方法

1、被测要素用带箭头的指引线与公差框格相连2、组成要素：箭头指向该要素的轮廓线或其延长线，但要错开尺寸线3、导出要素：箭头对准尺寸线，指引箭头可兼作尺寸线的一箭头几何公差几何公差轮廓面或轮廓线的标注a）轮廓面的标注b）轮廓线的标注几何公差面的标注几何公差中心要素的标注三、基准要素的标注方法

1、基准要素用基准符号表示，由带方框的大写字母用细实线与一黑或白三角相连组成2、组成要素：基准符号放在该要素的轮廓线或其延长线，但要错开尺寸线3、导出要素：基准符号对准尺寸线4、公共基准：用横线隔开的两个大写字母，且标注在第三格5、三基面体系：大写字母按顺序填写第三至第五格几何公差几何公差基准要素的标注几何公差基准要素为轮廓线或轮廓面的标注几何公差基本要素为轴线、中心平面或中心点的标注四、简化标注法

1、同一要素多项工程要求：叠放，用同一根指引线2、成组要素：只标注一个要素，在框格上方标明要素数量3、多个同类要素上同一项要求：可只用一个框格，在一条指引线上引出多个带箭头指引线指向各要素上几何公差几何公差成组要素的标注8×φ25H7几何公差共面要求的两种简化标注方法AAAa)b)几何公差几何公差代号的标注示例a)轴件b)孔件a)b)φ20A1-1250110Φ50+00.1ABC几何公差带是指用来限制被测提取要素变动的区域，包括形状、方向、位置和大小一、形状公差形状公差是指单一提取要素形状的允许变动量，是限制一条线或一个面上发生的误差

形状公差不涉及基准

公差带的方向和位置可随提取要素的方位在公差带内变动几何公差第三节几何公差带

国标对平面、回转面和曲面制定了六项指标

平面：平面度和给定平面内的直线度

圆柱面：圆柱度和横截面及轴截面的素线直线度

圆锥面：横截面上的圆度及轴截面的直线度

球面：圆度

平面曲线或空间曲线：线轮廓度和面轮廓度几何公差（一）、直线度与平面度

1、直线度

限制实际直线对理想直线变动量的指标

根据被测要素的使用要求，直线度公差带有给定平面内的、给定方向的和任意方向的几何公差几何公差2、平面度

限制实际平面对理想直线变动量的指标

直线度与平面度应用说明：

直线度与平面度的区别：平面度控制平面的形状误差，直线度可控制直线、平面圆柱面及圆锥面的形状误差；平面度要求，同时也控制了直线度误差

对于狭长的零件，可用直线度控制，对于宽大平面，可用平面度控制几何公差几何公差（二）、圆度与圆柱度

1、圆度

限制实际圆对拟合圆变动量的指标

是对具有圆柱面（包括圆锥面、球面的零件在一正截面内的圆形轮廓要求几何公差几何公差（二）、圆度与圆柱度2、圆柱度限制实际圆柱对拟合圆柱面变动量的指标圆柱度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，是圆柱体各项形状误差的综合指标

圆度与圆柱度公差值只是指两圆柱面的半径差，未限定圆柱面半径及圆心位置，因此公差带不受直径大小和位置的约束，可以浮动几何公差几何公差如有附加条件，可在公差框格下加注附加符号，如NC，表示不允许圆柱面中部向材料外凸起（三）、线轮廓度和面轮廓度

线轮廓度既是形状公差，又是方向公差，还是位置公差1、线轮廓度限制实际曲线对拟合曲线变动量的指标，是对非圆曲线的形状精度要求几何公差几何公差几何公差线轮廓度a)无基准的轮廓度标注示例b)无基准的线轮廓度公差带c)有基准的线轮廓度标注示例d)有基准的线轮廓度公差带1—基准平面A2—基准平面B3—平行于基准平面A的平面2、面轮廓度限制实际曲面对拟合曲面变动量的指标，是对曲面的形状精度要求轮廓度应用说明：

线轮廓度是控制轮廓线形状和位置的公差项目，公差带为两条等距轮廓线之间的区域，控制一个平面轮廓线上素线的形状要求

面轮廓度是控制轮廓面形状和位置的公差项目，公差带为两个等距轮廓面之间的区域，控制一个空间的轮廓面

可用线轮廓度来控制曲面形状，解决面轮廓度的问题

几何公差几何公差a)无基准的面轮廓度标注示例b)无基准的面轮廓度公差带c)有基准的面轮廓度标注示例d)有基准的面轮廓度公差带面轮廓度二、定向公差位置公差：限制两个或以上要素在方向和位置关系上的误差，按照要求的几何关系分为定向、定位和跳动三类公差

位置公差的被测要素均是关联要素，对基准有功能要求，必须标出基准

基准是用来确定被测关联要素的方向或（和）位置的根据关联要素不同的功能要求，基准分为单一基准、公共基准和三基面体系几何公差定向公差：被测关联要素在理论正确方向上允许的误差，理论正确方向由基准确定

定向公差的方向是固定的，由基准确定，位置可在尺寸公差范围内浮动

针对直线（或轴线）、平面（或中心平面）制定了三项指标：

当要求被测要素对基准等距时，定做平面度

当要求被测要素对基准成90°时，定做垂直度当要求被测要素对基准成一定角度时，定做倾斜度

定向公差中，被测要素和基准均可为线或面，所以可以分为线对线、线对面、面对线、面对面四种形式

几何公差

1、平行度

用来控制被测要素相对于基准要素方向偏离0°的程度

如果被测面整体表面符合要求，仅偶然出现一两个超差的凸点或凹点，这些特殊的点是否作为平行度误差，可根据零件的使用要求来确定几何公差几何公差几何公差几何公差平行度测量几何公差面对线的平行度a)标注示例b)公差带a)b)1几何公差线对线的平行度之三a)标注示例b)公差带a)b)

2、垂直度

用来控制被测要素（平面或直线）相对于基准要素（平面或直线）方向偏离90°的程度

3、倾斜度

用来控制被测要素（平面或直线）相对于基准要素（平面或直线）方向偏离一定角度的程度几何公差几何公差几何公差几何公差线对线的垂直度a)标注示例b)公差带a)b)几何公差面对面的倾斜度a)标注示例b)公差带0.08a)b)方向公差应用说明：

方向公差是控制被测要素对基准的方向角，同时也控制了形状误差

由于合格零件允许在尺寸公差内变动，所以方向公差允许在一定范围（尺寸公差带）内浮动几何公差三、定位公差定位公差：被测关联要素相对基准在位置上允许变动全量

定位公差相对于基准的位置是固定的，定位公差带既控制被测要素的位置误差，又控制被测要素的方向和形状误差

定位公差分为同轴度、对称度和位置度三种几何公差

1、同轴度

控制轴类零件被测要素对基准轴线的同轴误差

几何公差几何公差薄板零件的同心度a)同心度公差带b)标注示例

2、对称度

控制被测要素的中心平面（或轴线）对基准中心平面（或轴线）的共面性误差几何公差几何公差面对面的对称度a)标注示例b)公差带0.050.050.1b)a)

3、位置度

控制被测要素（点、线、面）的的实际位置对其理论正确位置的变动量理论正确位置由基准及理论正确尺寸确定理论正确尺寸：设计时对被测要素的理想要求，所以不带公差，用方框表示，以示与未注公差的尺寸相区别

根据零件的功能要求，位置度分为给定一个方向、给定两个方向和任意方向三种

位置度通常用于控制具有孔组的零件各孔轴线的位置误差几何公差几何公差几何公差几何公差孔的位置度φ0.1a)标注示例b)公差带几何公差点的位置度a)标注示例b)公差带1位置度应用说明：

对于薄板，空的轴线很短，可看成一个点，成为点的位置度

位置度公差带都是以被测要素的理想中心位置对称配置，既公差带的位置固定，所以不仅控制了被测要素的位置误差，还控制了它的形状和方向误差

在大批量生产中，常用检具进行检测

几何公差四、跳动公差跳动公差：被测要素绕基准轴线回转时允许的最大跳动量。是以特定的检测方式为依据来设定的公差项目，仅用于回转表面

跳动公差定义明了，检测方法简单实用，有一定的综合控制功能，在生产实践中应用广泛

圆跳动分为径向、端面与斜向三项

全跳动分为径向和端面两项几何公差几何公差几何公差几何公差几何公差径向圆跳动ta)标注示例b)公差带几何公差轴向圆跳动a)标注示例b)公差带t1-基准轴线2-公差带3-测量圆柱表面几何公差径向全跳动a)标注示例b)公差带t几何公差轴向全跳动a)标注示例b)公差带b)a)t几何公差测量径向圆跳动几何公差测量轴向圆跳动几何公差测量径向全跳动几何公差测量轴向全跳动跳动公差应用说明：

圆跳动反映单个截面的的形状误差，全跳动反映整个被测面的误差，全跳动包含了圆跳动

径向全跳动公差带与圆柱度公差带形状相同，但前者的旋转轴与基准轴线同轴，后者的轴线是浮动的，径向全跳动是圆柱度误差与同轴度误差的综合反映

端面全跳动与端面对轴线的垂直度公差带是一样的，控制效果也一样几何公差确定零件的尺寸公差与几何公差之间的相互关系所遵循的原则叫公差原则一、公差原则的基本概念

1、最大实体状态（MMC)及最大实体尺寸（MMS)

材料最多的状态

即最大实体状态，此时的尺寸为最大实体尺寸2、最小实体状态（LMC)及最小实体尺寸（LMS)

材料最少的状态

即最下实体状态，此时的尺寸为最小实体尺寸几何公差第四节公差原则及几何公差选择

3、最大实体实效状态（MMVC）及最大实体实效尺寸（MMVS）

零件处于最大实体尺寸，几何误差正好等于图样规定的几何公差值时的状态，零件此时的尺寸为最大实体实效尺寸4、最小实体实效状态（LMVC）及最小实体实效尺寸（LMVS）

零件处于最小实体尺寸，几何误差正好等于图样规定的几何公差值时的状态，零件此时的尺寸为最小实体实效尺寸几何公差

5、最大实体边界（MMB），最小实体边界（LMB)

当尺寸为最大（小）实体尺寸时的理想边界6、最大实体实效边界（MMVB）,最小实体实效边界（LMVB）当尺寸为最大（小）实体实效尺寸时的理想边界几何公差二、公差原则

1、独立原则：零件的尺寸公差和几何公差的要求是独立的，应分别满足其要求

在图样上对几何公差及几何公差应分别标注，不附加任何标记

独立原则一般用于对形状和位置要求严格，而对尺寸精度要求相对较低的场合几何公差几何公差独立原则的标注示例2、包容要求：

实际轮廓要素不得超过最大实体边界，其提取局部尺寸不得超出最小实体尺寸

采用包容要求时，在其尺寸极限偏差或公差带代号后加注符号

包容仅用于形状公差，主要用于有配合要求，且其极限间隙或过盈必须严格保证的场所几何公差几何公差单一要素的包容要求b)a)c)①轴的实际轮廓不得超过最大实体边界的边界尺寸，即当轴的实际尺寸等于最大实体尺寸时，不允许轴线有直线度误差②当轴的实际尺寸偏离最大实体尺寸时，才允许轴线有直线度误差。③轴的实际尺寸应不小于最小实体尺寸几何公差3、最大实体要求：

实际轮廓要素的非理想要素不得超过最大实体实效边界，即提取要素处处不得超越最大实体实效边界

当提取要素局部尺寸偏离最大实体尺寸时，允许在几何误差值超出图样上给定的公差值的一种公差原则独立原则比最大实体原则严，如果按独立原则评定某要素的形位公差是合格的，按最大实体原则来评定肯定也是合格的采用最大实体要求时，在其尺寸极限偏差或公差带代号后加注符号最大实体要求常用于对零件配合要求不严，对可装配性要求高的场合几何公差几何公差最大实体要求用于单一要素示例b)a)c)0.01Ф20.01Ф20.01Ф19.9790.031Ф204、最小实体要求：

要求被测实际轮廓要素不得超过最小实体实效边界

当提取要素局部尺寸偏离最小实体尺寸时，允许在几何误差值超出图样上给定的公差值，

而提取局部尺寸应在最大和最小实体尺寸之间采用最小实体要求时，在其尺寸极限偏差或公差带代号后加注符号最小实体要求仅用于导出要素，目的是保证零件的最小壁厚，以保证零件的设计强度几何公差几何公差最小实体要求应用于被测要素L5、可逆要求：可逆要求为最大实体或最小实体要求的附加要求。表示尺寸公差可在几何误差值小于其给定的公差值的差值范围内增大，可逆要求是既允许尺寸公差补偿给几何公差，反过来也允许几何公差补偿给尺寸公差

可逆符号用符号表示，必须与或一起使用最大实体要