形位公差应用知识整理

2020年2月学习心得
形位公差标注注意点
经过切削加工的零件，不仅会产生尺寸误差，还会产生形状和位置误差。

设计时常会对一些形状和位置误差有严格要求的地方，给出一个能满足性能要求的允许变动范围，即形状和位置公差。

这种表示形状和位置要求的公差，国家标准规定采用公差框格标注形式，即用带箭头的指引线将公差框格与有关被测要素相连。

合理的标注形位公差将直接关系到产品的质量，是保证零件使用要求，提高产品经济效果的重要方面。

下面就形位公差标注中常出现的问题提出来与大家共同探讨。

1 被测要素或基准的指向问题
被测要素或基准要素到底是中心要素还是轮廓要素要区分清楚，不能混淆。

如图1（a）所示，跳动公差或圆度公差只适用于表面而不适用于轴线，故公差框格中的箭头应避开尺寸线指向零件表面，而同轴度肯定是对圆柱的轴线而言，所以被测要素应对齐尺寸线。

被测要素的基准应是轴线而不是表面，故基准符号应与尺寸线对齐。

另外，几项用于同一被测要素的形位公差项目不能误用一条指引线，正确的标注如图1（b）所示。

2 新旧国家标准中形位公差的标注问题
新的形位公差标准已经取消了被测要素直接指向中心线，基准要素直接标注在中心线上的注法，也取消了将基准要素直接与形位公差框格相连的情况，如图2所示的三种情况在制图中已不再使用。

3 圆锥体的形位公差标注问题
圆锥体上的形位公差标注要注意标注指引线与圆锥体素线是否垂直的问题，如图3所示，直线度、圆跳动箭头的方向应垂直于圆锥体素线，而圆度箭头的方向应与圆锥体的轴线垂直。

4 形位公差取值的合理性及协调性问题
4.1 各种公差的关系
（1）形状公差与尺寸公差
某些形状公差可以控制在尺寸公差之内，如某轴的尺寸要求为，即表示轴径允许在59.97～60mm之间变动，其圆度误差也就自然的控制在R max－R min的两个同心圆之间了。

所以当形状误差可由尺寸公差控制时，就不必再给出形状公差要求。

只有在给定的尺寸控制范围内，形状精度尚不能满足设计要求时，才可给出形状公差。

当然，并非所有的形状误差都可由尺寸公差控制。

如某轴的标注，这表示圆柱面应遵循包容原则，即在检测时，要求把形状误差控制在尺寸公差之内，且实际要素的任何一点均不得超出直径为最大实体尺寸时的理想圆柱面，此时的圆度误差为零。

但在生产实践中，对轴径一般采用两点法测量，对圆柱轴线的直线度、圆柱度是控制不了的。

这种只想靠提高尺寸精度来控制形状误差的做法，既不经济，也不可能有。

只有当设计要求的确需要，而实际检验又可保证的情况下，才可规定这种设计要求。

（2）位置公差与尺寸公差
图4（a）所示，Φ35H7 同时给出了定位尺寸公差和平行度公差，定位尺寸50±0.03 已经表明孔的轴线应在定位公差0.06范围内变动。

而给出的平行度公差则是0.1，即要求Φ35H7 的实际轴线可以在距离为0.1mm 且平行于基准A的两平行平面间变动，这显然是矛盾的。

图4（b）中两个的孔位于同一轴线上，因标了定位尺寸50±0.05，可不标同轴度误差，即可在高度方向上控制其同轴度和平行度误差，况且同轴度检测也不方便，若需进一步控制两孔的位置要求，应使位置公差小于定位尺寸公差。

（3）形状公差与位置公差
同一要素上的位置公差可以控制相应的形状公差，注了位置公差后，一般不必再注形状公差。

若注形状公差，则形状公差要小于位置公差。

如图5 所示，对上平面虽然已注了平行度公差，但对该面的平面度有更高的要求，所以该标注是合理的。

（4）综合公差与单项公差
形位公差中，有很多项目具有综合控制作用。

如表1 所示。

同一表面上若注了综合公差，一般不必再注单项公差。

但也不能因为某些公差具有综合控制能力而只注综合公差，如果单项形位公差已能满足零件功能要求，一般应采用单项形位公差，这样比较直观且经济合理，但须注意单项值应小于综合值。

4.2 公差带的形状选择问题
形位公差值前有Φ，表示公差带形状为一圆或圆柱，有无Φ影响到检测工件时的方位。

如图6（a）所示公差值前无Φ，表示该轴线仅需在上下方向（Y方向）的直线度误差不超过0.1，公差带的形状为相距0.1 的两平行直线，图6 （b）的公差值前有Φ，表示该轴线在垂直于轴线的任意方位的直线度误差都不能超过Φ0.1，其公差带的形状是一直径为Φ0.1的圆柱体，两者虽无标注上的错误，但从检验的角度来说，图6（a）是行不通的，因圆轴在检测时，检验方位一般是没有要求的，故我们一般采用图6（b）的标注。

形位公差值前是否带Φ的项目见表2所示。