形位公差相互關(guān)系和取代應(yīng)用

徐勤軍 李宏波

摘要：論述了形位公差各項(xiàng)之間的關(guān)系、單項(xiàng)公差和綜合公差之間的關(guān)系及取代應(yīng)用方法。

關(guān)鍵詞：形位公差；取代應(yīng)用

1、引言

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《形狀和位置公差》包括形狀公差——直線度、平面度、圓度、圓柱度、線輪廓度、面輪廓度；定向位置公差——平行度、垂直度、傾斜度；定位位置公差——同軸度、對(duì)稱度、位置度；跳動(dòng)——徑向、斜向、端面圓跳動(dòng)，徑向、端面全跳動(dòng)。這些項(xiàng)目雖然概念不同，但卻有密切聯(lián)系，有些項(xiàng)目比較相似或受其他項(xiàng)目控制，有些是單項(xiàng)公差，有些屬于綜合公差，在一定的條件下可以互相取代應(yīng)用。有時(shí)由于技術(shù)人員對(duì)它的理解不同，造成應(yīng)用上的混亂，給零件的制造和檢測(cè)帶來(lái)困難，因此，有必要深刻了解形狀和位置公差之間的關(guān)系，熟練掌握它們的各種取代用法，這樣，在標(biāo)注零件的形位公差時(shí)，在滿足要求的情況下做到最簡(jiǎn)潔、最明確、最實(shí)用，加工最經(jīng)濟(jì)，檢測(cè)最方便。

2、形狀公差相互取代

2.1.圓柱度、直線度、圓度

圓柱度是限制實(shí)際圓柱面對(duì)理想圓柱面變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。它的公差帶是以公差值t為半徑差的兩個(gè)同軸圓柱面之間的區(qū)域。它控制了圓柱體橫剖面和軸剖面內(nèi)的各項(xiàng)形狀公差，諸如圓度、軸線直線度，素線直線度等。應(yīng)用時(shí)，一般標(biāo)注了圓柱度就沒(méi)有必要再標(biāo)注圓度，直線度。如果一定要單獨(dú)標(biāo)注圓度、直線度，則其公差值必須小于圓柱度公差值以表示設(shè)計(jì)上對(duì)徑向或軸向形狀公差提出進(jìn)一步要求。

一般圓柱度誤差用圓度儀或三坐標(biāo)測(cè)量裝置檢測(cè)，如果沒(méi)有這些裝置，建議不要使用圓柱度，可分別用圓度和圓柱面素線的平行度來(lái)代替使用。

用圓度和平行度來(lái)代替圓柱度時(shí)，應(yīng)根據(jù)圓柱體的長(zhǎng)徑比確定圓度公差值與平行度公差值。

1）當(dāng)圓柱體長(zhǎng)度大于其直徑時(shí)，素線平行度公差值必須相應(yīng)大于其圓度公差值（見(jiàn)圖1a）。

2）當(dāng)圓柱體長(zhǎng)度等于其直徑時(shí)，素線平行度公差值與其圓度公差值也應(yīng)相等（見(jiàn)圖1b）。

3）當(dāng)圓柱體長(zhǎng)度小于其直徑時(shí)，素線平行度公差值必須相應(yīng)小于其圓度公差值（見(jiàn)圖1c）。

2.2.圓度、線輪廓度

圓度是限制實(shí)際圓對(duì)理想圓變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)，其公差帶是以公差值t為半徑差的兩同心圓之間的區(qū)域。

線輪廓度是限制實(shí)際曲線對(duì)理想曲線變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)，其公差帶是包絡(luò)一系列直徑為公差t的圓的兩包絡(luò)線之間的區(qū)域，諸圓圓心應(yīng)位于理想輪廓線上。從線輪廓度公差帶可見(jiàn)，線輪廓度不僅要求它的輪廓形狀正確，還有一定的尺寸要求，即它的理想形狀與尺寸有關(guān)，類似于尺寸偏差。而圓度則不然，它只限制兩同心圓的半徑之差，至于兩同心圓的直徑大小沒(méi)有要求，兩同心圓的位置不確定。所以，標(biāo)注了線輪廓度可以得到類似于采用包容原則的效果。

3、位置公差與形狀公差

零件被測(cè)要素的實(shí)際位置、方向總是和它的實(shí)際形狀緊密聯(lián)系在一起的。所以關(guān)聯(lián)要素的理想邊界控制了要素的實(shí)際位置和方向，也必然控制了該要素的形狀誤差。為了操作方便起見(jiàn)，不論用綜合量規(guī)檢驗(yàn)還是用指示式量?jī)x測(cè)量，一般都直接在被測(cè)量要素的輪廓表面進(jìn)行。所以位置誤差是實(shí)際位置和實(shí)際形狀所產(chǎn)生的綜合效果，即測(cè)得的位置誤差中包含了形狀誤差。所以通常同一要素給出的形狀公差值應(yīng)小于位置公差值（見(jiàn)圖2）。

4、定向位置公差與定位位置公差相互取代

定向公差與定位公差的關(guān)系如同位置公差與形狀公差關(guān)系一樣，通常定位公差可以控制定向要求，因?yàn)楸粶y(cè)實(shí)際要素在定位公差帶內(nèi)不僅其位置公差變化（平移）受到控制，同時(shí)方向變化（角位移）亦受到控制。

4.1.同軸度、平行度

如圖3中兩孔軸線同軸度公差完全可以控制兩軸線的平行度要求，因其控制了被測(cè)軸線對(duì)基準(zhǔn)的平移、傾斜或彎曲，所以不必再標(biāo)注兩孔軸線平行度。

4.2.位置度與垂直度

位置度是一項(xiàng)綜合公差。如圖4所示，兩孔軸線的直線度及兩孔軸線對(duì)基準(zhǔn)面的垂直度可由位置度綜合控制，沒(méi)有必要再重復(fù)標(biāo)注。

4.3.定位公差（位置度、同軸度、對(duì)稱度）

所有定位公差的項(xiàng)目可由位置度來(lái)取代標(biāo)注（見(jiàn)圖5）。

5、結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了形位公差相互關(guān)系和取代應(yīng)用，形狀公差、定向位置公差與定位位置公差之間可以相互取代，有利于產(chǎn)品研發(fā)，給生產(chǎn)制造帶來(lái)方便。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊黎明，黃凱，李恩至，陳士賢編 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 1986

[2]汪愷.新編形位公差標(biāo)準(zhǔn)講解 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社（北京）1997，97-98