形位公差带方向

形位公差带方向

摘要：形位公差是工程图样中一项重要的技术要求，掌握公差带方向是全面掌握形位公差的重要因素之一。本文就形位公差带的方向作了一定分析，指出公差带的方向应与正确评定被测要素误差的方向一致，公差带的方向应为公差带放置方向，本文就部分形位公差带方向进行分析。

关键词：形位公差；公差带方向；基准要素

形位公差带的形状、大小、方向和位置四要素中，公差带的方向相对来说没有公差带的其余三要素(形状、大小和位置)那么明确。就公差带的方向所指而言，就有：①公差带的宽度方向或直径；②公差带的延伸方向；③公差带的放置方向。延伸方向和宽度方向(或直径)相互垂直，不相矛盾。但就通俗易懂而言，延伸方向更易理解。延伸方向和放置方向就平直区域(如空间两平行平面、四棱柱、圆柱以及平面上的两平行直线等)来讲是相同的；但就曲线，曲面构成的区域而言，放置方向的说法就更准确。因此，本文认为公差带最为合理的方向应该是公差带的放置方向(下文公差带的方向均指公差带的放置方向)。公差带的方向究竟怎样?如何确定?于桂杰等同志的《浅折形位公差带的方向》一文对形位公差方向初探中曾指出“形位公差项目中，象直线度、平面度等，由于是对单一要素的形状提出的要求，因此其公差带的方向具有不确定性，没有讨论意义，因此一般认为没有方向。果真形状公差的公差带就没有方向? 马剑英同志的<<也谈形位公差带的方向>>一文中认为；“框格标注法指引线箭头所指方向应代表形位公差带的方向。”公差带的方向是否一定与指引线箭头所指方向垂直?本文就这些问题与上述诸作者商榷。

从标准对公差带的定义及形位公差含义分析

GBl183-80<<形状和位置公差术语及定义>>，第9条规定“形状和位置公差带：限制实际要素变动的区域。”要控制实际要素，自然要分析实际要素可能出现的误差的情况，从而加以限制。实际要素可分成单一实际要素(仅对其本身给出形状公差要求的要素)和关联实际要素(对其它要素有功能关系的要素)两类。对于只给出形状公差的单一要素，从形状公差的含义可知仅为限制其实际要素形状的变动，对其方向没有加以限制。也即单一实际要素在空间的方向是不确定的，随被测单一实际要素的具体情况而定，因此限制实际要素变动的公差带的方向也应随其具体情况而定。而该具体情况可由正确评定形状误差的准则“最小条件”来唯一地确定。评定形状误差的方向一经确定，则限制其变动的公差带方向也应随之确定。如图，图为该直线度误差的评定。图中只有满足最小条件的

方向才是该母线直线度误差的评定方向(形位误差的评定此处不作详细讨论)。因此限制单一实际要素变动的公差带方向自然应跟此方向一致。即对于单一要素，公差带的方向应为符合最小条件的方向。如果认为形状公差的公差带没有方向、且不加以讨论势必引起对公差带的概念上的混乱，给零件误差评定、合格性判断带来不便甚至错误。

对于与其它要素有功能关系的关联要素来说，关联实际要素在空间相对于基准(理想基准要素)有确定的方向要求。如图2所示，a图代号标注表示被测关联要素对基准(平面)有垂直性要求。因此限制关联实际要素变动的公差带方向也应与此保持相同的确定方向。如图b成90~C的方向。由于正确评定位置误差的方向与图纸标注所要求的方向一致，因此也可以说公差带的方向与正确评定位置误差的方

向一致，即对于关联要素公差带的方向应与基准保持一定的几何关系。

从代号标注法中箭头指向来分析GBIl82—8O第15条对被测要素的标注方法规定：“⋯⋯指引线的箭头应指向公差带的宽度方向或直径。”是否公差带的方向一定与箭头指向垂直?应该指出，此时箭头指向是对被测要素的标注方法而规定的。图纸上零件各要素是作为理想情况画出的，箭头指向给出了误差控利方向的要求。如图2．a图两箭头指向说明在相互垂直的两个方向对轴线误差有控制要求，但轴线对基准真正的方向要求则是垂直性要求。垂直性要求并不是由箭头指向所能确定。所以箭头指向不能作为确定公差带方向的唯一依据。如果实际要素正好处于理想状态，则公差带的方向垂直于箭头指向。。由于被测实际要素不可能处于理想状态，其方向有时不能确定(如单一要素)，有时与基准实际要素有关(如关联要素)，此时认为公差带的方向与箭头指引线方向垂直(或由箭头指引线确定)就显欠妥。如图3．a图为平面对基准轴线的平行度公差标注，若实际基准轴线如b图所示，此时平行度公差带的方向应平行于基准轴线(理想基准轴线)，而不垂直于箭头指向。因此公差带的方向不能笼统讲与箭头指引线垂直(或公差带的方向由箭头指向确定)，而应与形位误差的正确评定方向一致。

结论

形位公差带的方向有必要且必须进行讨论，它是全面掌握形位公差的重要因素之一。

形位公差带方向是以形位公差框格标注的指引线箭头表示。一个指引线箭头, 表示给定一个公差带方向; 对同一被测要素、同一特征项目, 用两个框格标注的两个指引线箭头, 则分别表示给定两个公差带方向。

公差带方向的“内方向”特性中, 该方向是相对公差带内某理想要素为基准保持垂直, 其指向为公差带宽度的方向。公差带内作为基准的理想要素可以是公差带的中心要素, 也可以是公差带的轮廓要素( 这取决于公差带形状) 。所以, 从这个概念上说, 公差带的方向应与公差带标注框格内基准符号所表示的相对公差带外的测量基准无直接关系。此外, 宽度方向中, 方向与宽度相联系, 宽度又与公差带形状有关。所以, 公差带方向与公差带形状相关。公差带宽度方向的“宽度”是广义名词, 在形位公差带及其定义、示图和解释中, 对具体不同形状的形位公差带, 其“宽度”具体表示的名称有: 距离、半径差或直径。

形状和位置公差带的方向应与正确评定被测要素误差的方向一致。对于形状公差的公差带，正确放置的方向应是符合最小条件的方向。若被测要素为空间x；y、z三坐标的某一方向内给定形状公差，则其公差带应在该方向内符合最小条件。对于圆度公差由于其公差带形状的两同心圆之间的区域(圆环)，且在零件的横截面内，可以认为在该截面内无方向性。对于位置公差，其公差带的方向由被测要素与基准(理想基准)之间保持一定的几何关系(平行)、垂直、倾斜)来确定。对于径向圆跳动，公差带为处于垂直基准轴线的平面内圆心在基准轴线上的