形位公差加工後的零件不僅有尺寸誤差，構成零件幾何特徵的點、線、面的實際形狀或相互位置與理想幾何體規定的形狀和相互位置還不可避免地存在差異，這種形狀上的差異就是形狀誤差，而相互位置的差異就是位置誤差，統稱為形位誤差。
xingwei gongcha
形位公差
tolerance of form and position
包括形狀公差和位置公差。任何零件都是由點、線、面構成的，這些點、線、面稱為要素。機械加工後零件的實際要素相對於理想要素總有誤差，包括形狀誤差和位置誤差。
這類誤差影響機械產品的功能，設計時應規定相應的公差並按規定的標準符號標註在圖樣上。20世紀50年代前後，工業化國家就有形位公差標準。國際標準化組織(iso)於2023年公布形位公差標準,2023年推薦了形位公差檢測原理和方法。
中國於2023年頒布形狀和位置公差標準，其中包括檢測規定。
形狀公差和位置公差簡稱為形位公差
(1）形狀公差：構成零件的幾何特徵的點，線，面要素之間的實際形狀相對與理想形狀的允許變動量。給出形狀公差要求的要素稱為被測要素。
(2）位置公差：零件上的點，線，面要素的實際位置相對與理想位置的允變動量。用來確定被測要素位置的要素稱為基準要素。
形位公差的研究物件是零件的幾何要素,它是構成零件幾何特徵的點,線,面的統稱.其分類及含義如下:
(1) 理想要素和實際要素
具有幾何學意義的要素稱為理想要素.零件上實際存在的要素稱為實際要素,通常都以測得要素代替實際要素.
(2) 被測要素和基準要素
在零件設計圖樣上給出了形狀或(和)位置公差的要素稱為被測要素.用來確定被測要素的方向或(和)位置的要素,稱為基準要素.
(3) 單一要素和關聯要素
給出了形狀公差的要素稱為單一要素.給出了位置公差的要素稱為關聯要素.
(4) 輪廓要素和中心要素
由乙個或幾個表面形成的要素,稱為輪廓要素.對稱輪廓要素的中心點,中心線,中心面或迴轉表面的軸線,稱為中心要素
形狀公差有直線度,平面度,圓度和圓柱度.其含義和標註如下:
1) 直線度
2) 平面度
平面度公差帶只有一種,即由兩個平行平面組成的區域,該區域的寬度即為要求的公差值.
3) 圓度
在圓度公差的標註中,箭頭方向應垂直於軸線或指向圓心.
4) 圓柱度
形位公差的標註應注意以下問題:
(1) 形位公差內容用框格表示,框格內容自左向右第一格總是形位公差專案符號,第二格為公差數值,第三格以後為基準,即使指引線從框格右端引出也是這樣.
(2) 被測要素為中心要素時,箭頭必須和有關的尺寸線對齊.只有當被測要素為單段的軸線或各要素的公共軸線,公共中心平面時,箭頭可直接指在軸線或中心線,這樣標註很簡便,但一定要注意該公共軸線中沒有包含非被測要素的軸段在內.
(3) 被測要素為輪廓要素時,箭頭指向一般均垂直於該要素.但對圓度公差,箭頭方向必須垂直於軸線.
(4) 當公差帶為圓或圓柱體時,在公差數值前需加註符號"φ",其公差值為圓或圓柱體的直徑.這種情況在被測要素為軸線時才有.同軸度的公差帶總是一圓柱體,所以公差值前總是加上符號"φ";軸線對平面的垂直度,軸線的位置度一般也是採用圓柱體公差帶,需在公差值前也加上符號"φ".
(5) 對一些附加要求,常在公差數值後加註相應的符號,如(+)符號說明被測要素只許呈腰鼓形外凸,(-)說明被測要素只許呈鞍形內凹,(＞)說明誤差只許按符號的小端方向逐漸減小.如形位公差要求遵守最大實體要求時,則需加符號○m.在框格的上,下方可用文字作附加的說明.
如對被測要素數量的說明,應寫在公差框格的上方;屬於解釋性說明(包括對測量方法的要求)應寫在公差框格的下方.例如:在離軸端300mm處;在a,b範圍內等.
形位公差是為了滿足產品功能要求而對工件要素在形狀和位置方面所提出的幾何精度要求。以形位公差帶來限制被測實際要素的形狀和位置。
形位誤差對零件使用效能的影響
1．影響零件的功能要求。
2．影響零件的配合性質。
3．影響零件的互換性。
現行國家標準
gb/t 1182—1996《形狀和位置公差通則、定義、符號和圖樣表示法》。
gb/t 1184—1996《形狀和位置公差未注公差值》。
gb/t 4249—1996《公差原則》。
gb/t 16671—1996《形狀和位置公差最大實體要求、最小實體要求和可逆要求》。
gb13319—1991《形狀和位置公差位置度公差》。
表面粗糙度是指加工表面具有的較小間距和微小峰谷不平度。其兩波峰或兩波谷之間的距離（波距）很小（在1mm以下），用肉眼是難以區別的，因此它屬於微觀幾何形狀誤差。表面粗糙度越小，則表面越光滑。
表面粗糙度的大小，對機械零件的使用效能有很大的影響，主要表現在以下幾個方面：
1） 表面粗糙度影響零件的耐磨性。表面越粗糙，配合表面間的有效接觸面積越小，壓強越大，磨損就越快。
2） 表面粗糙度影響配合性質的穩定性。對間隙配合來說，表面越粗糙，就越易磨損，使工作過程中間隙逐漸增大；對過盈配合來說，由於裝配時將微觀凸峰擠平，減小了實際有效過盈，降低了聯結強度。
3） 表面粗糙度影響零件的疲勞強度。粗糙零件的表面存在較大的波谷，它們像尖角缺口和裂紋一樣，對應力集中很敏感，從而影響零件的疲勞強度。
4） 表面粗糙度影響零件的抗腐蝕性。粗糙的表面，易使腐蝕性氣體或液體通過表面的微觀凹谷滲入到金屬內層，造成表面腐蝕。
5） 表面粗糙度影響零件的密封性。粗糙的表面之間無法嚴密地貼合，氣體或液體通過接觸面間的縫隙滲漏。
6）表面粗糙度影響零件的接觸剛度。接觸剛度是零件結合面在外力作用下，抵抗接觸變形的能力。機器的剛度在很大程度上取決於各零件之間的接觸剛度。
7）影響零件的測量精度。零件被測表面和測量工具測量面的表面粗糙度都會直接影響測量的精度，尤其是在精密測量時。
此外，表面粗糙度對零件的鍍塗層、導熱性和接觸電阻、反射能力和輻射效能、液體和氣體流動的阻力、導體表面電流的流通等都會有不同程度的影響。
二、有關的評定依據基準線 1，取樣長度 l 用於判別具有表面粗糙度特徵的一段基準線長度 (見圖 4-1)。取樣長度應根據零件實際表面的形成情況及紋理特徵，選取能反映表面粗糙度特徵的那一段長度，量取取樣長度時應根據實際表面輪廓的總的走向進行。圖4-1 取樣長度和評定長度從圖4-1中可以看出，該輪廓線存在表面波紋度和形狀誤差，當選取的取樣長度不同時得到的高度值是不同的。
規定和選擇取樣長度是為了限制和減弱表面波紋度對表面粗糙度的測量結果的影響。 2.評定長度 gp 評定輪廓所必須的一段長度，它可包括乙個或幾個取樣長度。
由於零件表面各部分的表面粗糙度不一定很均勻，在乙個取樣長度上往往不能合理地反映某一表面粗糙度特徵，故需在表面上取幾個取樣長度來評定表面粗糙度，一般取 2，『=slo 3.基準線用以評定表面粗糙度引數給定的線，是表面粗糙度二維評定的基準。基準線有下列兩種 :
(1)輪廓的最小二乘中線:具有幾何輪廓形狀並劃分輪廓的基準線，在取樣長度內使輪廓線上各點的輪廓偏距的平方和為最小 (見圖4-2 ) o (2)輪廓的算術平均中線:具有幾何輪廓形狀在取樣長度內與輪廓走向一致的基準線。
在取樣長度內由該線劃分輪廓，使上下兩邊的面積相等 (見圖4-3 )。即:f，十f:
+f3+…十凡=f,}+fz』十f3『十…+只，『。 理論上最小二乘中線是惟一理想的基準線，但在實際應用中很難獲得，因此一般用輪廓的算術平均中線代替，且測量時可用一根位置近似的直線。 圖4-2 輪廓的最小二乘中線圖4-3 輪廓的算術平均中線 4 輪廓的單峰和輪廓的單谷輪廓的單峰是指兩相鄰輪廓最低點之間的輪廓部分『(見圖4-4 )。
輪廓的單谷是指兩相鄰輪廓最高點之間的輪廓部分 (見圖4-5 )。單峰與相鄰的單谷組成了乙個微觀不平度，稱單個微觀不平度。輪廓的單峰輪廓的單谷圖4-4 輪廓的單峰圖4-5 輪廓的單谷 5.
輪廓峰和輪廓谷輪廓峰是指在取樣長度內輪廓與中線相交，連線兩相鄰交點向外的輪廓部分 (見圖4-6 ) o輪廓峰就是輪廓在中線以_匕的部分。輪廓谷是指在取樣長度內，輪廓與中線相交，連線兩相鄰交點向內的輪廓部分 (見圖4-7 ) <,輪廓谷就是輪廓在中線以下的部分，輪廓峰與輪廓谷就組成了在取樣長度這一段內的輪廓微觀不平度。
表面粗糙度的實際應用：
表面粗糙度對零件使用情況有很大影響。一般說來，表面粗糙度數值小，會提高配合質量，減少磨損，延長零件使用壽命，但零件的加工費用會增加。因此，要正確、合理地選用表面粗糙度數值。
在設計零件時，表面粗糙度數值的選擇，是根據零件在機器中的作用決定的。總的原則是：
在保證滿足技術要求的前提下，選用較大的表面粗糙度數值。具體選擇時，可以參考下述原則：
（1）工作表面比非工作表面的粗糙度數值小。
（2）摩擦表面比不摩擦表面的粗糙度數值小。摩擦表面的摩擦速度愈高，所受的單位壓力愈大，則應愈高；滾動磨擦表面比滑動磨擦表面要求粗糙度數值小。
（3）對間隙配合，配合間隙愈小，粗糙度數值應愈小；對過盈配合，為保證連線強度的牢固可靠，
載荷愈大，要求粗糙度數值愈小。一般情況間隙配合比過盈醞合粗糙度數值要小。
（4）配合表面的粗糙度應與其尺寸精度要求相當。配合性質相同時，零件尺寸愈小，則應粗糙度數值愈小；同一精度等級，小尺寸比大尺寸要粗糙度數值小，軸比孔要粗糙度數值小（特別是it8～it5的精度）。
（5）受週期性載荷的表面及可能會發生應力集中的內圓角、凹稽處粗糙度數值應較小。
配合公差配合公差（fit tolerance）是指組成配合的孔、軸公差之和。它是允許間隙或過盈的變動量。
孔和軸的公差帶大小和公差帶位置組成了配合公差。 孔和軸配合公差的大小表示孔和軸的配合精度。 孔和軸配合公差帶的大小和位置表示孔和軸的配合精度和配合性質。
配合公差的大小＝公差帶的大小；配合公差帶大小和位置＝配合性質。
[編輯本段]配合公差的等級與公差帶
公差等級的選擇
與軸承配合的軸或軸承座孔的公差等級與軸承精度有關。與p0級精度軸承配合的軸，其公差等級一般為it6，軸承座孔一般為it7。對旋轉精度和運轉的平穩性有較高要求的場合(如電動機等)，應選擇軸為it5，軸承座孔為it6。
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