几何公差简介

对于机械行业来说严谨是加工的前提。在零件的加工或制造过程中，产品设计图样上给出的零件都是没有误差的理想几何体。而由于工件、刀具和机床的变形；相对运动关系的不准确；各种频率的振动、定位不准确以及各种力和热等因素，不仅会使工件产生尺寸误差，还会使几何要素的实际形状和位置相对理想形状和位置产生差异（包括宏观几何形状误差、波度和表面粗糙度）和位置误差。其中宏观几何形状误差就是形状和位置误差（简称形位误差）。

形位误差对于工件的使用往往会产生不利影响。几何要素的形位误差不仅影响该工件的互换性，而且也影响整个机械产品的质量和寿命。为了满足零件的使用性能，保证工件的互换性和制造的经济性，必须对工件的形位误差予以必要合理的限制，即规定形状和位置公差，即几何公差。

1.几何公差的标准

我国已经将几何公差标准化，并且颁布了一系列国家标准，参考如下：

GB/T 1182—2008《形状和位置公差通则、定义、符号和图样表示法》；

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 公差原则》；

GB/T 1958—2004《产品几何量技术规范 形状和位置公差检测规定》；

GB/T 13319—2003《产品几何量技术规范 位置度公差注法》；

GB/T 16671—2009《形状和位置公差最大实体要求、最小实体要求和逆转要求》。

几何公差特征项目及符号如表5-1所示。

表5-1 几何公差特征项目及符号

零件的形状特征各不相同，但均可将其分解成若干个基本的几何体。基本几何体都是由点、线、面组合而成的，在零件图中点、线、面称为几何要素。几何公差就是这些几何要素。图5-1所示的零件可以看成是由球体、截锥体、圆柱体和棱锥这些基本几何体组合而成的。构成零件的几何要素由点（如球心、锥顶）、线（如素线、轴线、棱线）、面（如球面、圆锥面、圆柱面、台阶面、棱锥面）等组成。

图5-1

2.几何公差的分类(www.xing528.com)

为了便于研究几何公差和形位误差，可以从不同的角度对零件几何要素进行分类。

（1）按结构特征分类

1）轮廓要素。轮廓要素是指构成零件外轮廓并能直接为人们所感觉到的点、线、面等要素。图5-1所示零件上的球面、圆锥面、平面、素线、圆锥顶点等都属于轮廓要素。

2）中心要素。中心要素是指对称轮廓中心的点、线或面。图5-1所示零件上的轴线、球心等都属于中心要素。中心要素不能为人们直接感觉，它随着轮廓要素的存在而客观存在。

（2）按存在的状态分类

1）理想要素。理想要素是指具有几何意义的要素。理想要素没有形位误差，是绝对正确的几何要素。

2）实际要素。实际要素是指零件上实际存在的要素。由于存在测量误差，所以完全符合定义的实际要素是测量不到的。生产中常用测得的要素来替代，它并非要素的真实情况。

（3）按检测关系分类

1）被测要素。被测要素是指零件设计图样上给出形状公差或位置公差要求的要素，是检测的对象。

2）基准要素。基准要素是指用来确定被测要素的方向或位置的要素。理想的基准要素被称为基准。

（4）按功能关系分类

1）单一要素。单一要素是指仅对其要素本身提出形状公差要求的被测要素。

2）关联要素。关联要素指对其他要素有功能要求而给出位置公差的被测要素。

3.几何公差的代号

国家标准（GB/T 1182—2008）规定了14项几何公差。无基准要求的线、面轮廓公差为形状公差，有基准要求的线、面轮廓公差为位置公差。