第十二讲形位公差的选择
认识形位公差
应用
在机械制造中，平行度常 用于确保零件的平面或线 段之间的平行关系，如机 床工作台、导轨等。
测量方法
通常使用塞尺、平尺、千 分尺等工具进行测量。
垂直度
定义
垂直度是表示两平面或两条线在空间位置上是否垂直 的公差。
应用
在机械制造中，垂直度常用于确保零件的平面或线段 之间的垂直关系，如轴承座、轴颈等。
测量方法
通常使用直角尺、百分表等工具进行测量。
倾斜度
定义
倾斜度是表示两平面或线 段在空间位置上是否具有 特定角度的公差。
应用
在机械制造中，倾斜度常 用于表示零件的表面或线 段之间的角度关系，如斜 齿轮、螺旋桨等。
测量方法
通常使用角度尺、测角仪 等工具进行测量。
同轴度
1 2
定义
同轴度是表示两个轴线在空间位置上是否同轴的 公差。
测量环境的影响、测量人员的技术 水平等。
B
C
D
扩展不确定度
根据总不确定度和置信水平计算扩展不确 定度。
不确定度合成
将各不确定度分量按照一定的规则合成得 到总不确定度。
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在评定形位误差时，应选取统一的基准要 素作为评定基准，以确保评定结果的准确 性和一致性。
测得值原则
在评定形位误差时，应采用实际测量得到 的值进行评定，不应采用理论计算值或近 似值。
形位误差的测量不确定度评定
不确定度分量计算
根据不确定度来源分析，计算各不确定度 分量的数值。
A 不确定度来源分析
对测量过程中可能引入不确定度的 因素进行分析，如测量设备的精度、
应用
在机械制造中，同轴度常用于确保旋转零件的轴 线对中，如轴承、电机转子等。
机械设计中形位公差的确定及选择
机械设计中形位公差的确定及选择摘要：在进行机械设计时，如何保证机械产品零件的精度，是设计人员必须要考虑的问题。
形位公差是控制机械产品零件几何精度技术的条件。
正确选择形位公差项目和合理确定其公差等级及公差值，能保证零件的使用要求，提高经济效果。
文章就机械设计过程中如何合理选用形位公差进行了一些探讨。
关键词：机械设计；形状公差；位置公差；标注公差；选择；控制在机械与仪器仪表设计及制造工艺的设计中，公差配合与技术测量与设计、制造及质量控制等方面密切相关，其精度的要求是靠尺寸公差、形状公差、位置公差来保证的，是优化产品质量的可靠保障。
在现代工业飞速发展、产品换代频繁的新形势下，其重要性尤为明显。
如何合理并正确地确定被测要素的形状位置公差公差值，是一项十分慎重的工作。
1 形位公差和位置公差的关系及选择经过加工的机械零件表面，不但会有尺寸偏差，而且会有形状和相对位置的误差，这些误差会影响零件的互换性。
为此，国家标准规定了形状和位置的允许变动量。
位置公差是关联实际要素的方向或位置对基准所允许的变动全量，形状公差是单一实际要素的形状所允许的变动全量，位置公差的公差带包容整个被测要素，因此，在很多情况下，位置公差是能够控制形状误差的。
如在定位公差中，同轴度可以控制轴线的形状误差，对称度和位置度可以控制平面度误差。
又如在跳动公差中，端面全跳动可以控制平面度误差，径向跳动可以控制圆度误差，径向全跳动可以控制圆度、直线度，圆柱度误差。
所以.在确定形状公差和位置公差过程中，一旦位置公差给定后，当作用上已能够控制相应的形状误差，且能满足使用要求时，就不必再提形状公差的要求了。
2 形位公差值的确定正确选择形位公差项目和合理确定其公差等级及公差值，能保证零件的使用要求，提高经济效果。
确定形位公差值的方法，有类比法和计算法两种。
常用的是类比法。
计算法一般很少使用.只有在高精度要求的场合才用。
在零件加工中，由于受到机床精度的限制，故在己加工完成的零件上，所有要素都存在形位误差，但不是所有要素都要在图纸上规定形位公差。
零件设计中形位公差的正确选用
要求前提下 ， 应优先选用端面全跳动以代替垂直度 ， 标注
对于刚性较差 的零件（ 如细长轴 、 薄壁件等 ） 或具有
时一般不再标注垂直度与平 面度 ， 除非有更高要求 ， 即垂 某种结构特点 的要素（ 如跨距较远的孔 、 ）因工艺性不 轴 ， 直度 、 平面度公差要求 比端面全跳动公差值小时 ， 则将其 好 ， 加工精度会受到影响 ， 因此要根据情况选取较大的公 标注出来。
形位公差值的确定原则是在满 足零件使用要求的前
提 下选 取 最 经 济 的公 差值 。确定 的方 法 有类 比法 和计 算 法 。通 常 用 类 比法 确定 公 差值 ， 即根 据 现有 经 验 和资 料 ， 比分 析确 定 公 差值 。采用 类 比法确 定 公差 值 时 应 注意 以
下 问题 。 ２ ． 形状 公 差 与位 置公 差 和尺 寸公 差 的 关 系
于加 工 后 所 产 生
从使用要求和结构特点看 ，必须 明确限制轴线的偏 参照经过生产验证 的同类产品类似零件 的要求 ，通过对
确定 同一要素 的各种不同公差时 ，应注意它们之间
如 同一 平 面 的平 面度 公 差 值应 小 于 有超出公差要求。 如图 １ 所示 ， 一薄壁同轴 的协调 ， 一般应符合如下关系 ： 形 ＜ 向 定 ＜ 寸 Ｔ 状 定 ＜ 位 尺 面的平行度公差值 ； 圆柱形零件的形状公差值 （ 轴线的直 线度除外 ） 小于其尺寸公差值 ； 圆度 、 圆柱度的公差值小 公差值小于其相应的距离公差值。
１４ 位 置度 与直 线度 、 ． 垂直 度 、 行度 平
差值 。
形位公差的关系及合理设计与选择
形位公差的关系及合理设计与选择[摘要] 形状位置公差的设计与选择是零件尺寸精度设计的重要组成部分，但由于形位公差项目多，且个项目之间的关系错中复杂，容易混淆和设计出错，本文就易混淆形状位置公差的设计与选择做一探讨研究。
[关键词] 形位公差设计与选择在机械设计中，合理地选择形位公差，是保证零件使用要求，提高产品经济效益的重要方面，但实际生产中往往见到一些图纸上形位公差选择不合理，直接影响产品的性能与制造成本，这类问题主要是设计者对形位公差的关系不够明确，对有些形位公差项目认识不清所造成。
本文就几种易混的形位公差关系及合理选择作如下论述，仅供参考。
由于位置公差是关联实际要素的方向或位置对基准所允许的变动全量，而形状公差是单一实际要素的形状所允许的变动全量，位置公差的公差带包容整个被测要素。
因此，在很多情况下，位置公差是能够控制形状误差的。
如在形位公差中，同轴度可以控制轴线的形状误差;对称度和位置度可以控制平面度误差;径向跳动可以控制圆度误差;径向全跳动可以控制圆度、直线度、圆柱度误差，所以在确定形位公差时，一旦位置公差给定，能控制相应的形状误差，且能满足使用要求时，就不必再提形状公差的要求。
一、圆柱度与圆度、直线度圆度公差控制回转体垂直于轴线正截面内的形状误差;素线直线度公差控制圆柱体轴线方向截面内的形状误差;圆柱度公差控制任一正截面和轴线方向截面的形状误差。
因此，圆柱度公差完全能控制圆度和素线直线度公差。
当回转体给定了圆柱度公差后，一般就不必再给出圆度或素线直线度公差要求。
当然，从检测的角度来考虑，圆柱度的检测比圆度与直线度困难。
所以，对于一般精度的圆柱体零件，还是用圆度与直线度来控制为好。
二、圆柱体素线直线度与轴线直线度圆柱体素线直线度公差控制圆柱面上素线的形状误差;轴线直线度公差控制圆柱体轴线的形状误差，尽管两者控制的被测要素不同，但它们之间是有联系的，即当圆柱体轴线存在直线度误差时，一定存在素线直线度误差，且素线直线度误差大于轴线直线度误差。
形位公差的标注及公差原则
形位公差的标注及公差原则形位公差是指用于表达零件形状和位置相对关系的一种公差，常用于机械制造领域中。
在进行形位公差标注时，需要遵循一定的公差原则。
1.标注应清晰、准确、简洁。
标注应该尽量简洁明了，以便于技术人员的理解和使用。
标注的内容应该尽可能地覆盖全部的形位公差要求，同时避免出现重复或冗余的标注。
2.具有优先原则。
形位公差的标注应当按照优先级的原则进行，即先标注定位公差，再标注尺寸公差。
这样有利于确保零件在组装和使用中的相对位置关系，同时保证尺寸公差的可接受范围内。
3.采用统一的标准。
形位公差的标注应当采用统一的标准，以确保各个工作环节的一致性和标准化。
常用的标准有ISO、GB等，选择合适的标注标准有助于降低误差和提高工作效率。
4.标注应符合设计要求。
形位公差的标注应当符合设计要求，保证零件的功能和性能要求得到满足。
标注时应考虑到零件的实际用途和功能，避免标注过多或过少的公差要求。
6.标注应遵循通用的规则。
形位公差的标注应当遵循通用的标注规则，以便于各个环节的交流和理解。
标注时应注意统一标注符号、标注位置和标注方式，确保标注的清晰明了和一致性。
形位公差的标注和公差原则对于机械制造领域中的工程师和技术人员来说，具有非常重要的意义。
标注的准确性和清晰性直接影响到零件的质量和性能，同时也对于工艺的控制和生产的效率有着重要的影响。
因此，在进行形位公差标注时，需要认真遵循上述的原则，以确保标注的准确性和可理解性。
形位公差的选择与应用
２基准部位的选择
在评定 位置 误差时 ，无论是定 向误 差、定位误差 ，还是跳动 都涉 也可 以比 ７ 级高 １ 到２ 级 ，或者更 高。例如 ：机床 主轴轴 径与铜套之 及到一个重 要的关键性 因素 ，那就是 基准要素 ，所谓基准 ，它 是理想 间的配合 为 １ 级 ，可 是形状公差 的等 级确给定 为 ３ 级 ，对 于同轴度 、 基准要素 的简称 ，其主要作用就是为了确定基本的被测要素的。所以 径 向跳动等 圆柱表面的位置误 差 ， 要 考虑零件 的结 构工艺性 。例如对 所 以加工 出来 的精度低 ，选用 时 对于基准 的选择应该尤 为注意 ， 注意的内容主要包括以下几个方面： １ ） 于细长 的零 件 ，由于基准工艺性 差 ， 从零 件设计的角度来看 ，基准 的确定 应该和零件的基本结 构特 点 以及 可适应降低精度 ， 对 于平行度、垂直度等项 目， 应考虑到直线对直线 、 各要 素的协调关系紧密联 系在 一起。如图 １ 为我矿索道下破碎 机二轴 直线对平面 ，平面对直线要 比平面对 平面难 以加工 ，所以选用时可适 零件 图 ，图中 ，１ 处与 ２ 外分别与滚动轴 承 Ｅ ４ ２ ６ ２ ０ 相配合 ，所以基准 Ａ ｈ ｏ ｌ ０ ０（ 即图示 １ 处）作为 ２ 处同轴度要 求的定位 基准。
３ ８
柬工紊 术
工 业 技 术
形 位公差 的选择 与应用
赵军艳 （ 阳煤集团三矿机电工 区，山西 阳泉 ０ ４ ５ ０ ０ ０）
【 摘 要 】分析 了零件 在加 工过程 中产生误差的原 因及如何控 制误 差的大小；以及在机械合理使 用 中，形位公差所 充当的重要 角 色以及其 存在 的重要作 用。基 准的选择及形位公 差等级 ，公差值 的确 定原 则。 【 关键 词】形位公 差；基 准；公 差等 级；公 差值
机械设计中形位公差的重要性及选择
机械设计中形位公差的重要性及选择形位公差和尺寸公差、表面粗糙度一样都是评定产品质量的重要技术指标。
形位公差对机器、仪表等各种产品的性能―工作精度、连接强度、密封性、运动平稳性、耐磨性、噪声等都有一定影响。
对于在高速、高温、重载条件下工作的精密机器与仪器提出合理的形位公差要求就更为重要。
形位公差在机械设计中起着举足轻重的作用，作为一名优秀的机械设计师必须能够灵活运用形位公差在自己的设计中，以此来提高产品的性价比，满足企业现代化生产的要求。
1、形位公差标准简介我国最新的国家标准是GB/T1182-2008《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》，等同采用ISO1101：2004《产品几何技术规范（GPS）几何公差形状、方向、位臂和跳动公差标注》（英文版）。
该标准对形位公差的标注及应用进行了规范性的要求。
检测标准是GB/T1958-2004《产品几何技术规范（GPS）形状和位置公差检测规定》。
形状、方向、位置和跳动公差一般统称为形位公差。
2、形位公差形成原因及原理从设计图样到零件的形成，必须经过加工的过程、无论设备的精度和操作工人的技术水平多么高，要使加工的零件达到理想的形状和完全准确的位置，仍然是不可能的，零件的实际形状和位置与理想形状和位置总是存在一定的偏离量，该偏离量就是该零件的形状和位置误差，即形位公差。
形位公差包括要素、公差带和基准（形状公差没有基准，位置公差一般都有基准）三部分。
要素由点、线、面组成，形位公差就是对这些要素在形状和其相互间方向或位置的精度要求。
限制实际要素的变动范围是公差带，公差带之间的间距便是公差值，设计时确定公差值后，其零件的被测实际要素则必须在规定的公差带里。
凡是要确定两个（或多个）要素的方向、位置关系时，都要涉及到基准，当基准确定后，被测要素的要求也就确定下来了。
3、形位公差的选择原则选择形位公差应充分保证零件的品质要求，尽可能方便生产，同时获得最佳经济效益。
形位公差的选择
图1-பைடு நூலகம்18 轴
图1-119 印刷机或印染机的滚筒
7
2 （1）方向公差可以综合控制被测要素的方向精度和 形状精度，故当某被测要素已给出方向公差后，若 对形状精度无进一步要求，则不再另行给出形状公 差。如图1-120所示，对孔的轴线给出了垂直度公差， 因对其直线度无进一步要求，故不必再给出直线度 公差而直接由垂直度公差控制。但是若对被测要素 的形状精度有特殊的要求，则要给出方向公差和形 状公差，并且形状公差要求应比已给出的方向公差 要求高，即形状公差值小于方向公差值，如图1-121 所示。
2
1.1 形位公差几何特征项目的选择 1 选择形位公差几何特征项目的选用原则是,在保证零件形位精度要求的 前提下，应用的形位公差几何特征项目尽可能少，同时也要考虑检测的 方便性。一般可以从零件的几何特征、零件的使用要求和检测的方便性 3个方面考虑。 1
形状公差几何特征项目主要是按被测要素的几何形状特征制定的。因此， 被测要素的几何特征是选择单一要素形状公差几何特征项目的基本依据。 例如，控制平面的形状误差应选择平面度公差；控制导轨导向面的形状 误差应选择直线度公差；控制圆柱面的形状误差应选择圆度或圆柱度公 差等。 位置公差几何特征项目主要是按被测要素间几何方位关系制定的，所以 关联要素的公差项目应以它与基准间的几何方位关系为基本依据。例如， 对线（轴线）、面可规定方向公差和位置公差；对点只能规定位置度公 差；只有回转体零件才能规定同轴度公差、跳动公差等。
公差配合与测量技术
形位精度的设计对保证轴类零件的旋转精度、保证 结合件的连接强度和密封性、保证齿轮传动零件的 承载均匀性等都有很重要的影响，直接关系到产品 的质量、使用性能及加工经济性。因此，在进行形 位精度设计时，必须综合产品的功能要求、结构特 点以及制造使用条件等多方面的因素，正确合理地 选择形位公差几何特征项目、基准和形位公差数值。 形位精度的设计包括形位公差几何特征项目的选择、 公差原则的选择和形位公差值（或等级）的选择3 个方面。
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五、未注形位公差
为了简化图样，对一般机床加工能保证的形位精度，
不必在图样上注出形位公差。
图未样注上形没位有公具差体的注要明素形一位般公不差需值要的作要通素过，性其检形查位，精但度 应要按作下首列检规和定 抽执 检行 ，：并以上述规定为仲裁依据。当零件要素 的形位误差值超出未注公差值时，如果不影响零件功能， 3456则. 不未1应注2..拒圆平同线未对收柱行轴、注未。度 面圆注公 的 轮度直差 公 廓线由值差度度圆等值，、度于可倾等平、尺以斜于面直寸和度直度线公附，径、度差表位公垂和值置4差直-素或度4值度中线 直 和，、规平 线 全但对定行 度 跳不称的度 和 动能度圆的 平大和跳注 面 公于圆动出 度 差径跳的公 未 值向 动圆差注未均各跳或公注应规动未差公由定值注差各了。公中值要差 的 相H素、控 较 等的K制 大 。注、。者出L三。或个未公注差线等性级尺。寸采公用差规或定角的度未公注差公控差制。 值时，应在标题栏或技术要求中注出公差等级代号及标
第十二讲形位公差的选择
主讲：蔡霞 2007.4.12 西安航空技术高等专科学校
一、形位公差项目的选用
1. 根据零件的几何特征选择公差项目。
零件加工误差出现的形式，与零件几何特征有密切 联系。
举例：圆柱形零件、平面零件、凸轮类零件、，阶梯轴、 孔、键槽等。
一、形位公差项目的选用
2. 根据零件的功能要求选择公差项目。 形位误差对零件的功能有不同的影响，一般只对零
从加工、检测的要求。考虑，尽可能选择在夹具、检 具中定位的要素作为设计基准，以保证加工精度，减小 测量误差，简化夹具与检具的设计。
三、公差原则的选用
选择公差原则时，应根据被测要素的功能要求，充分 发挥公差的职能和选择该种公差原则的可行性、经济性。
四、形位公差值的选用
当形位公差的未注公差不能满足零件的功能要求时， 必须要在图样上单独标注形位公差项目及其公差值。
四、形位公差值的选用
形位公差值
形位公差值选用的原则是，在满足零件功能要求的前 提下，应该尽可能选用较低的公差等级，并考虑加工的 经济性、结构及刚性等具体问题。
形位公差值决定了形位公差带的宽度或直径，是控制 零件制造精度的直接指标。应合理确定形位公差值，以保 证产品功能，提高产品质量，降低制造成本。
应该尽量减少图样的形位公差项目，充分发挥综合 控制项目的功能。
一、形位公差项目的选用
4. 充分考虑检测的方便性
检测方法是否简便，将直接影响零件的生产效率和 成本，所以，在满足功能要求的前提下，尽量选择检测 方便的形位公差项目。
一、形位公差项目的选用
5.确定形位公差项目还应参照有关专业标准的规定。
准代号，如“GB／T 1184-H”。
例如:与滚动轴承相配合孔、轴的形位公差项目，在 滚动轴承标准中已有规定；单键、花键、齿轮等标准对 有关形位公差也都有相应要求和规定。
二、基准要素的选用
基准是设计、加工、装配与检验零件被测要素的方向 和位置的参考对象。因此，合理选择基准才能保证零件 的功能要求和工艺性及经济性。
选择时应遵守基准统一原则，使设计、工艺、装配和 检验基准一致。
四、形位公差值的选用
形位公差值的确定方法 1.计算法 2.类比法
四、形位公差值的选用
形位公差值的确定方法 按类比法确定形位公差值时，应考虑以下几个方面：
1) 形位公差各项目数值大小关系。
2) 在满足功能要求的前提下，考虑加工的难易程度、测量 条件等，应适当降低1～2级。
3) 确定与标准件相配合的零件形位公差值，不但要考虑形 位公差国家标准的规定，还应遵守有关的国家标准的规定。
件功能有显著影响的误差项目才规定合理的形位公差。 选择公差项目应考虑以下几个主要方面：
1）保证零件的工作精度 2）保证联接强度和密封性 3）减少磨损，延长零件使用寿命
一、形位公差项目的选用
3. 根据形位公差的控制功能选择形位公差项目
各项形位公差的控制功能各不相同，有单一控制项 目，也有综合控制项目,选择时应充分考虑它们之间的关 系。
形位公差值的Leabharlann 定应在满足零件使用要求的前提下选 取最经济的公差值。
四、形位公差值的选用
形位公差等级
1）圆度、圆柱度公差等级分为0级，l、2、…、12级（共 13级），其中0级最高。 2）其余各项形位公差都分为l～12级。
3）位置度公差没有划分公差等级，它的公差通过计算确 定。经化整按附表选择公差值。