形位公差的概念

    零件加工过程中，不仅会产生尺寸误差，也会出现形状和相对位置的误差，如加工轴时可能会出现轴线弯曲或一头粗、一头细的现象或者表面弯曲等，这种现象属于零件形状误差。如图9.2.1-1所示，图中右端为圆柱可能的形状，当然是放大了的。为了保证圆柱工作质量，除了注出直径的尺寸公差（）外，还需要标注圆柱轴线的形状公差，这个代号表示圆柱实际轴线直线度误差，必须控制在直径0.006mm的圆柱面内。形状误差定义为零件上的实际几何要素的形状与理想形状之间的误差。

    在如图9.2.1-2所示，箱体上两个圆孔是安装锥齿轮轴的圆孔，如果两圆孔轴线歪斜太大，就会影响到圆锥齿轮的啮合传动。为了保证正常的啮合，应该使两圆孔轴线在空间保持一定的垂直位置，所以要注上位置公差垂直度要求。图中说明一个孔的轴线，必须位于距离为0.05mm，且垂直于另一个孔的轴线。位置误差定义为零件上各几何要素之间的实际相对位置与理想相对位置之间的误差。

    由于形状和位置公差的误差过大，会影响机器的工作性能，因此对精度要求高的零件，除了应保证尺寸精度外，还应控制其形状和位置公差。形状和位置公差简称形位公差，是指零件的实际形状和实际位置对理想形状和理想位置所允许的最大变动量。  

形位公差代号及意义

    图样中形位公差必须用代号标注，GB/T1182―1996规定了代号的含义，以及标注形状和位置公差的组成。

    形状公差代号包括：形状公差的各项目的符号，如图9.2.1，形状公差框格分为两格，第一格为形状公差的项目符号，第二格为公差数值；指引线为带箭头的细实线；形状公差值和其他有关符号。

位置公差代号包括：位置公差的各项目的符号，如图9.2.1，位置公差框格分为三格，第一格为形状公差的项目符号，第二格为公差数值，第三格为基准名称；指引线为带箭头的细实线；位置公差值和其他有关符号，以及基准代号等。

    形位公差框格中，不仅要表达形位公差的特征项目、基准代号和其他符号，还要正确给出公差带的大小、形状等内容。

形位公差标注

一、形位公差框格

    形位公差框格由两个框格或多个格框组成，框格中的主要内容从左到右按以下次序填写：公差特征项目符号；公差值及有关附加符号；基准符号及有关附加符号。如图9.2.3-1所示，两个框格是形状公差，三个框格是位置公差，三个以上的框格是有多个基准。

    框格的高度应是框格内所书写字体高度的两倍。框格的宽度应是：第一格等于框格的高度；第二格应与标注内容的长度相适应；第三格以后各格须与有关字母的宽度相适应。

二、被测要素的标注

    被测要素是指图样上给出了形位公差要求的要素，它是被检测的对象。被测要素的箭头指引线将形位公差框格与被测要素相连，有以下两类方式标注形式：

1、被测要素为轮廓要素的标注

    轮廓要素是指构成零件外形能直接为人们所感觉到的点、线、面等要素。当公差仅涉及到轮廓线或表面时，将指引线箭头置于被测要素的轮廓线或轮廓线的延长线上，但必须与尺寸线明显地错开，即不得与尺寸线重合，如图9.2.3-2所示，图中指引线箭头位置是圆柱的轮廓线。

2、被测要素为中心要素的标注

    中心要素是指由轮廓要素导出的一种要素，如球心、轴线、对称中心线、对称中心面等。当公差涉及轴线、中心平面时，则带箭头的指引线应与尺寸线的延长线重合，如图9.2.3-3所示，有时指引线的箭头可以代替尺寸线箭头，因为尺寸箭头在尺寸线外侧。

三、基准要素的标注

    基准要素是指用来确定被测要素方向或位置的要素。在图样上一般用基准符号标出。

1、基准代号

    相对于被测要素的基准用基准代号表示。基准代号有直径为工程字高的，细实线的圆圈，长度约等于圆圈直径的，粗实线的基准符号；细实线的连线将圆圈和基准符号连起来；基准字母是大写字母，如动画9.2.3所示。基准符号应靠近基准要素的可见轮廓线或轮廓线的延长线（相距约为1mm）。连线方向指向是圆圈的圆心。为不致引起误解，基准字母E、I、J、M、O、P、L、R、F因有其他含义，不用作基准字母。

2、轮廓要素作为基准时的标注

    当所选基准为轮廓要素时，基准代号的连线不得与尺寸线对齐，应错开一定距离。如图9.2.3-4所示，A基准在轮廓线旁边，B基准在轮廓线的延长线上，基准符号与尺寸无关。

3、中心要素作为基准时的标注

    当中心要素作为基准时，基准代号的连线应与相应基准要素的尺寸线对齐。如图9.2.3-5所示，基准符号与尺寸对齐，和尺寸的中心要素有关。

四、形位公差标注示例

    图9.2.3-6所示是活塞杆，从图中可以看到，有四处形位公差，左上方球面SR750是轮廓要素，对B基准是16f7的轴线的径向圆跳动公差为0.03mm；第二处16f7圆柱面的圆柱度公差为0.005mm，被测要素是轮廓要素；第三个螺纹M8×1的轴线对16f7的轴线的同轴度公差为0.1mm，被测要素和基准要素都是中心要素；右下方活塞杆最右端面对16f7的轴线的端面圆跳动公差为0.01mm。

形位公差标注中数值及有关符号的说明

一、局部限制的标注方法

    如图9.2.4-1所示，有这样的情况：

    在公差框格栏中是分母，0.02/100，在该要素上任一局部长度100mm的直线度误差值不得大于0.02mm。

    直线在全局和局部都提出要求，在被测要素的全长上的直线度误差值不得大于0.1；同时，0.05/100表示在该要素上任一局部长度100mm上的直线度误差值不得大于0.05mm。

    仅对部分而不是对整个被测要素有公差要求时的标注形式。图中的粗点划线有尺寸限定范围。

二、多个箭头

    用同一形位公差框格标注多个被测要素，如图9.2.4-2所示，有三个箭头，被测要素有三处。

三、一个测量要素的多个测量项目的标注

    如图9.2.4-3所示，圆柱面的同时测量直线度和圆度，仅用一个箭头连接两个形位公差的框格。

四、公差数值后附加符号

    形位公差中公差框格内的数值有附加符号时，如表9.2.4所示。