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4-1. 几何公差. 由形状公差、方向公差、位置公差和跳动公差组成。. 是针对构成零件几何特征的点、线、面的几何形状和相互位置的误差所规定的公差。. 3.1 概述.
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4-1 几何公差 由形状公差、方向公差、位置公差和跳动公差组成。 是针对构成零件几何特征的点、线、面的几何形状和相互位置的误差所规定的公差。
3.1 概述 目前推荐使用的标准有：GB/T 1182-2008《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 1958-2004《产品几何技术规范（GPS） 检测规定》，GB/T 13319-2003《产品几何技术规范（GPS）位置公差标注》GB/T 1182-2008《产品几何技术规范（GPS） 最大实体要求、最小实体要求和可逆要求》等。
3.1.1几何公差的研究对象 几何公差的研究对象是零件的几何要素（简称为“要素”），即构成零件几何特征的点、线、面。 “点”是指线的交点、圆心、球心等； “线”是指零件的棱边、素线、轴线或中心线等； “面”是指零件中心平面或各种形状的轮廓面（包括内外表面、圆柱面、圆锥面、球面）。
1.按存在的状态分为： • 实际要素:零件上实际存在的要素,通常都以测得要素来代替 • 理想要素:是指没有任何误差的几何要素。 它是按设计要求，由图样给定的点、线、面的理想状态，在生产中是不可能得到的。 2.按结构特征分为： （1）组成要素 是指构成零件的外形，即人们能直接感觉到的点、线、面，如图中的a、b、c、d、e等。 组成要素还分为提取组成要素和拟合组成要素。
（2）导出要素 导出要素是指由组成要素导出的要素，如中心点、中心面或回转表面的轴线。 标准规定：“轴线”、“中心平面”用于表述理想形状的中心要素；“中心线”、“中心面”用于表述非理想形状的中心要素。 ①提取导出要素是由一个或几个提取组成要素得到的中心点、中心线或中心面，图3.1中的g、h 、f等； ②拟合导出要素是指由一个或几个拟合组成要素导出的中心点、轴线或中心平面。
3.按所处地位分为： （1）基准要素 是指用来确定理想被测要素的方向或（和）位置的要素。 （2）被测要素 在图样中给出了几何公差要求的要素，是检测的对象。
4.按功能关系分为： （1）单一要素 是指仅对要素本身给出形状公差要求的要素。 （2）关联要素 关联要素是指对基准要素有功能要求而给出方向、位置和跳动公差要求的要素。
3.1.2几何公差的特征及其符号 GB/T1182-2008规定了14中形状和位置公差的特征项目。
3.1.3 几何公差的标注 1.公差框格及填写的内容 一般公差框格在图样上应水平放置，若有必要，也允许竖直放置。 形状公差一般为2格；方向和位置公差一般为3-5格。 从左往右顺序填写：公差特征项目符号、几何公差值（单位mm）和有关符号、基准字母及有关符号。 对于竖直放置的公差框格，由下往上填写上述相关内容。
2．指引线 公差框格用指引线与被测要素联系起来，指引线由细实线和箭头构成。 它从公差框格的一端引出，并保持与公差框格端线垂直，引向被测要素时允许弯折，但不得多于两次。 指引线的箭头应指向公差带的宽度方向或径向。
3.基准代号 基准代号由基准符号、方框、连线和大写字母组成。 字母标注在基准方格内，与一个涂黑（或空白）的三角形相连以表示基准。 无论基准符号的方向如何，字母都应水平书写。
（1）单一基准 单一基准是指由一个要素建立的基准。 其名称用大写英文字母A，B，C，…表示，为不致引起误解，字母E、F、I、J、M、Q、O、P、L、R不得采用。 （2）组合基准 由两个或两个以上的要素建立的一个独立基准，也称为公共基准，如由基准A和基准B组成的共同基准，在公差框格内可标注为A-B。 （3）三基面体系 由三个相互垂直的平面构成的基准体系。 通常第一基准选取最重要的表面，其余依次为第二基准和第三基准。而不一定按A，B，C，…字母的顺序排列。 基准的多少取决于对被测要素的功能要求。
3.1.4几何公差的标注方法 1.被测要素的标注 （1）被测要素为组成要素时，指示箭头应指在被测表面的可见轮廓线上，也可指在轮廓线的延长线上，且必须与尺寸线明显地错开，如图3.9（a）和（b）所示。 （2）如果对视图中的一个面提出几何公差要求时，可在该面上用一小黑点引出参考线，公差框格的指引线箭头则指在参考线上，如图3.9（c）所示。
3.1.4几何公差的标注方法 （3）当被测要素为导出要素如中心点、圆心、轴线、中心线、中心平面时，指引线的箭头应对准尺寸线，即与尺寸线的延长线相重合。如果指引线的箭头与尺寸线的箭头方向一致时，可合并为一个，如图3.10所示。 （4）当被测要素是圆锥体轴线时，指引线箭头应与圆锥体的大端或小端的尺寸线对齐。必要时也可在圆锥体上任一部位增加一个空白尺寸线与指引箭头对齐，如图3.10（a）所示。
2.基准要素的标注 （1）当基准要素是边线、表面等轮廓线或轮廓面时，基准代号中的三角形放置在要素的轮廓线（面）或其延长线上，并且基准三角形放置处必须与尺寸线明显错开，如图3.11（a）和（b）所示。 （2）当受到图形限制，基准三角形必须标注在某个面上时，可在此面上画出小黑点，由该轮廓面引出线，基准三角形的底边放置于该表面引出线的水平线上，如图3.11（c）中的环形表面。
（3）当基准是由尺寸要素确定的轴线、中心平面或中心点时，基准三角形连线应与该要素的尺寸线对齐，如图3.12（a）所示。（3）当基准是由尺寸要素确定的轴线、中心平面或中心点时，基准三角形连线应与该要素的尺寸线对齐，如图3.12（a）所示。 基准三角形可代替基准要素尺寸的一个尺寸箭头，如图3.12（b）所示。
（4）当基准要素为圆锥轴线时，基准符号的细实线应位于圆锥直径尺寸线的延长线上，如图3.13（a）所示。（4）当基准要素为圆锥轴线时，基准符号的细实线应位于圆锥直径尺寸线的延长线上，如图3.13（a）所示。 若圆锥采用角度标注时，则基准符号的基准三角形应放置在圆锥的角度尺寸界线上，且基准符号的细实线正对该圆锥的角度尺寸线，如图3.13（b）所示。
（5）对于由两个同类要素构成而作为一个基准使用的公共基准轴线、公共基准中心平面等公共基准，应对这两个同类要素分别标注基准符号（采用两个不同的基准字母），并在被测要素公差框格的第三格或其后某格中填写用短横线隔开的这两个字母，如图3.14所示。（5）对于由两个同类要素构成而作为一个基准使用的公共基准轴线、公共基准中心平面等公共基准，应对这两个同类要素分别标注基准符号（采用两个不同的基准字母），并在被测要素公差框格的第三格或其后某格中填写用短横线隔开的这两个字母，如图3.14所示。
3.公差值的标注 （1）公差值是表示公差带的宽度或直径，是控制误差量的指标。公差值的大小是几何公差精度高低的直接体现。 （2）公差值标注在公差框格的从左数第2格中。 如果公差值是指公差带宽度，则只标注公差值t； 如果公差值是指公差带直径，即表示其公差带为圆形、圆柱形或球形，则标注Φt、或SΦt。
4.特殊规定 GB/T 1182-2008对下述方面作了专门的规定。 （1）部分长度上的公差值标注 图3.15中表示：被测要素每200mm的长度上，直线度公差值为0.05mm，即在被测要素整个范围内的任意200mm长度上均应满足此要求，属于局部限制。 如果在部分长度内控制几何公差的同时，还需控制整个范围内的几何公差值，表示方法如图3.16的上一公差框格标注所示。 此时，两个要求应同时满足，属于进一步限制。
（2）公共公差带的标注 当两个或两个以上的要素，同时受一个公差带控制，以保证这些要素共面或共线，可用一个公差框格表示，但需在框格内公差值的后面加注公共公差带的符号CZ，如图3.17所示。 若没有“共面”、“共线”的说明，则只表明使用同一数值、形状的公差带，不能实现共面控制。
（3）螺纹、花键、齿轮的标注 标准规定：如果被测要素和基准要素是中径轴线，则不需另加说明； 如果是大径轴线，则应在公差框格下加注大径代号“MD”，小径代号为“LD”。 对于齿轮和花键轴线、节径轴线用“PD”表示；大径（外齿轮为齿顶圆直径，内齿轮为齿根圆直径）用“MD”表示；小径（外齿轮为齿根圆直径，内齿轮为齿顶圆直径）用“LD”表示。
（4）全周符号的标注 如果被测要素为横截面周边的所有轮廓线或所有轮廓面的几何公差要求时，可在公差框格指引线的弯折处使用一个细实线小圆圈，如图3.19所示。 图3.19（a）是线轮廓度要求； 图3.19（b）是面轮廓度要求。
（5）理论正确尺寸的表示 对于要素的位置度、轮廓度或倾斜度，其尺寸由不带公差的理论正确位置、轮廓或角度确定，这种尺寸被称为“理论正确尺寸”。 理论正确尺寸的表示采用框格表示，而零件提取尺寸仅是由公差框格中位置度、轮廓度或倾斜度的公差限定，如图3.20所示。
3.1.5简化标注 （1）当同一要素有多项几何公差要求时，可在一条指引线的末端画出多个框格。 （2）当几个要素有同一几何公差要求时，可以只使用一个公差框格。由该框格的一端引出一条指引线，并在这条指引线上绘制几条带箭头的连线，分别与这几个被测要素相连。
（3）当结构和尺寸分别相同的几个被测要素有相同的几何公差要求时，可以只对其中一个要素绘制公差框格，并在公差框格的上方加文字说明或数字表示被测要素的个数。（3）当结构和尺寸分别相同的几个被测要素有相同的几何公差要求时，可以只对其中一个要素绘制公差框格，并在公差框格的上方加文字说明或数字表示被测要素的个数。
3.1.6几何公差带 几何公差带是用来限制实际被测要素变动的区域。 实际被测要素在公差带内可以具有任何形状和方位。只要实际被测要素能全部落在给定的公差带内，就表面该实际被测要素合格。
3.2 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。包括直线度、平面度、圆度、圆柱度。被测要素有直线、平面和圆柱面。 形状公差不涉及基准，形状公差带的方位可以浮动（用公差带判定实际被测要素是否位于它的区域内时，它的方位可以随实际被测要素的方位而变动）。 形状公差带只能控制被测要素的形状误差。
3.3 方向、位置和跳动公差 3.3.1 方向公差带的定义、标注和解释 方向公差项目包括：平行度、垂直度和倾斜度。 被测要素有直线和平面；基准要素也有直线和平面。 方向公差涉及基准，被测要素相对于基准要素必须保持图样给定的平行、垂直和倾斜所夹角度的方向关系，被测要素相对于基准的方向关系要求由理论正确角度来确定。
3.3.2 位置公差带的定义、标注和解释 位置公差项目包括：位置度、同心度、同轴度和对称度。 （1）位置度的被测要素有点、直线和平面；基准要素主要有直线和平面。位置度公差是指被测要素相对于基准要素必须保持图样给定的正确位置关系，而其位置关系应由理论正确尺寸来确定。
（2）同心度的被测要素是点，是指被测点应与基准点重合的精度要求。（2）同心度的被测要素是点，是指被测点应与基准点重合的精度要求。 （3）同轴度的被测要素主要是回转体的轴线；基准要素也是轴线。同轴度要求被测要素与基准要素的理想位置重合（定位尺寸为零），实质是回转体的被测轴线相对于基准轴线的位置度要求。 （4）对称度的被测要素主要是槽类的中心平面；基准要素也是中心平面（或轴线）。对称度要求被测要素与基准要素的理想位置重合（定位尺寸为零），实质是被测槽类的中心平面相对于基准中心平面（或轴线）的位置度要求。
3.3.3 跳动公差带的定义、标注和解释 跳动公差项目包括：圆跳动和全跳动。 （1）圆跳动的被测要素有圆柱面、圆锥面和端面；基准要素是轴线。圆跳动要求被测要素相对于基准要素回转一周，同时测头相对于基准不动。 （2）全跳动的被测要素有圆柱面和端面；基准要素是轴线。全跳动要求被测要素相对于基准要素回转多周，同时测头相对于基准移动。 跳动公差涉及基准，跳动公差带的方位（主要是位置）是固定的。跳动公差带在控制被测要素相对于基准位置误差的同时，能自然地控制被测要素相对于基准的方向误差和被测要素的形状误差。
3.4 轮廓公差 轮廓公差项目包括：线轮廓度和面轮廓度。 被测要素有曲线和曲面。 轮廓度公差有的不涉及基准，其公差带的方位可以浮动；有的涉及基准（轮廓形状借助基准才可确定）。 基准要素有直线和平面，其公差带的方位是固定的。 不涉及基准的轮廓度公差带只能控制被测要素的轮廓形状；涉及基准的轮廓度公差带在控制被测要素相对于基准方向误差或位置误差的同时，能自然地控制被测要素的轮廓形状误差。
