形位公差
形位公差
形位公差一般也叫幾何公差，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。機械加工后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1969年公布形位公差標準,1978年推薦了形位公差檢測原理和方法。中國於1980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。
加工后的零件會有尺寸公差，因而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就存在差異，這種形狀上的差異就是形狀公差，而相互位置的差異就是位置公差，這些差異統稱為形位公差(Geometric tolerances)。
形位公差包括形狀公差與位置公差，而位置公差又包括定向公差和定位公差，具體包括的內容及公差表示符號如下圖所示：
形位公差表示方法
1、直線度 符號為一短橫線（－），是限制實際直線對理想直線變動量的一項指標。它是針對直線發生不直而提出的要求。
2、平面度 符號為一平行四邊形，是限制實際平面對理想平面變動量的一項指標。它是針對平面發生不平而提出的要求。
3、圓度 符號為一圓（○），是限制實際圓對理想圓變動量的一項指標。它是對具有圓柱面（包括圓錐面、球面）的零件，在一正截面（與軸線垂直的面）內的圓形輪廓要求。
4、圓柱度 符號為兩斜線中間夾一圓（/○/），是限制實際圓柱面對理想圓柱面變動量的一項指標。它控制了圓柱體橫截面和軸截面內的各項形狀誤差，如圓度、素線直線度、軸線直線度等。圓柱度是圓柱體各項形狀誤差的綜合指標。
5、線輪廓度 符號為一上凸的曲線（⌒），是限制實際曲線對理想曲線變動量的一項指標。它是對非圓曲線的形狀精度要求。
6、面輪廓度 符號為上面為一半圓下面加一橫，是限制實際曲面對理想曲面變動量的一項指標，它是對曲面的形狀精度要求。
定向公差
1、平行度（∥）用來控制零件上被測要素（平面或直線）相對於基準要素（平面或直線）的方向偏離0°的要求，即要求被測要素對基準等距。
2、垂直度（⊥）用來控制零件上被測要素（平面或直線）相對於基準要素（平面或直線）的方向偏離90°的要求，即要求被測要素對基準成90°。
3、傾斜度（∠）用來控制零件上被測要素（平面或直線）相對於基準要素（平面或直線）的方向偏離某一給定角度（0°～90°）的程度，即要求被測要素對基準成一定角度（除90°外）。
定位公差
1、同軸度（◎）用來控制理論上應該同軸的被測軸線與基準軸線的不同軸程度。
2、對稱度 符號是中間一橫長的三條橫線，一般用來控制理論上要求共面的被測要素（中心平面、中心線或軸線）與基準要素（中心平面、中心線或軸線）的不重合程度。
3、位置度 符號是帶互相垂直的兩直線的圓，用來控制被測實際要素相對於其理想位置的變動量，其理想位置由基準和理論正確尺寸確定。
跳動公差
1、圓跳動 符號為一帶箭頭的斜線，圓跳動是被測實際要素繞基準軸線作無軸向移動、迴轉一周中，由位置固定的指示器在給定方向上測得的最大與最小讀數之差。
2、全跳動 符號為兩帶箭頭的斜線，全跳動是被測實際要素繞基準軸線作無軸向移動的連續迴轉，同時指示器沿理想素線連續移動，由指示器在給定方向上測得的最大與最小讀數之差。
形狀誤差
指零件上的點、線、面等幾何要素在加工時可能產生的幾何形狀上的誤差。
如：加工一根圓柱時，軸的各斷面直徑可能大小不同、或軸的斷面可能不圓、或軸線可能不直、或平面可能翹曲不平等。
位置誤差
指零件上的結構要素在加工時可能產生的相對位置上的誤差。
如：階梯軸的各迴轉軸線可能有偏移等。
目前有一種高效測量各種形位誤差的測量方法，就是可以直接利用數據採集儀連接各種指示表，如百分表等，數據採集儀會自動讀取測量數據並進行數據分析，無需人工測量跟數據分析，可以大大提高機械測量效率。
測量儀器：偏擺儀、百分表（或其他指示表）、數據採集儀
測量原理：數據採集儀可從百分表中實時讀取數據，並進行形位誤差的計算與分析，各種形位誤差計算公式已嵌入我們的數據採集儀軟體中，完全不需要人工去計算繁瑣的數據，可以大大提高測量的準確率。
測量示意圖：
數據採集儀連接百分表測量形位誤差的方法
1）以較低的成本提高測量效率：與類似產品比較，其成本非常低，測量效率有較大的提高；
2）提高測量的準確性：傳統方式採用測量人員的目視觀看的方法容易導致錯誤的測量結果；
3）數據可追溯：保存數據記錄，並可進行追溯與分析，傳統模式由於無實時的記錄，可追溯性較差分析；
形位公差
形狀公差用形狀公差帶表達。形狀公差帶包括公差帶形狀、方向、位置和大小等四要素。形狀公差項目有：直線度、平面度、圓度、圓柱度、線輪廓度、面輪廓度等6項。（註：此圖中第一項直線度公差值前要加上Φ，以表明公差帶的形狀是一個圓柱面，參考GB/T17852-1999）
通俗點就是，和形狀有關的要素。
合併圖冊
定向公差是指關聯實際要素對基準在方向上允許的變動全量。這類公差包括平行度、垂直度、傾斜度3項。
跳動公差是以特定的檢測方式為依據而給定的公差項目。跳動公差可分為圓跳動與全跳動。
定位公差是關聯實際要素對基準在位置上允許的變動全量。這類公差包括同軸度、對稱度、位置度3項。
零件的形位公差共14項，其中形狀公差6個，位置公差8個，列於下表。
| 直線度 | 直線度是表示零件上的直線要素實際形狀保持理想直線的狀況。也就是通常所說的平直程度。 直線度公差是實際線對理想直線所允許的最大變動量。也就是在圖樣上所給定的，用以限制實際線加工誤差所允許的變動範圍。 | |
| 平面度 | 平面度是表示零件的平面要素實際形狀，保持理想平面的狀況。也就是通常所說的平整程度。 平面度公差是實際表面對平面所允許的最大變動量。也就是在圖樣上給定的，用以限制實際表面加工誤差所允許的變動範圍。 | |
| 圓度 | 圓度是表示零件上圓的要素實際形狀，與其中心保持等距的情況。即通常所說的圓整程度。 圓度公差是在同一截面上，實際圓對理想圓所允許的最大變動量。也就是圖樣上給定的，用以限制實際圓的加工誤差所允許的變動範圍。 | |
| 圓柱度 | 圓柱度是表示零件上圓柱面外形輪廓上的各點，對其軸線保持等距狀況。 圓柱度公差是實際圓柱面對理想圓柱面所允許的最大變動量。也就是圖樣上給定的，用以限制實際圓柱面加工誤差所允許的變動範圍。 | |
| 線輪廓度 | 線輪廓度是表示在零件的給定平面上，任意形狀的曲線，保持其理想形狀的狀況。 線輪廓度公差是指非圓曲線的實際輪廓線的允許變動量。也就是圖樣上給定的，用以限制實際曲線加工誤差所允許的變動範圍。 | |
| 面輪廓度 | 面輪廓度是表示零件上的任意形狀的曲面，保持其理想形狀的狀況。 面輪廓度公差是指非圓曲面的實際輪廓線，對理想輪廓面的允許變動量。也就是圖樣上給定的，用以限制實際曲面加工誤差的變動範圍。 |
| 平行度 | 平行度是表示零件上被測實際要素相對於基準保持等距離的狀況。也就是通常所說的保持平行的程度。 平行度公差是：被測要素的實際方向，與基準相平行的理想方向之間所允許的最大變動量。也就是圖樣上所給出的，用以限制被測實際要素偏離平行方向所允許的變動範圍。 | |
| 垂直度 | 垂直度是表示零件上被測要素相對於基準要素，保持正確的90°夾角狀況。也就是通常所說的兩要素之間保持正交的程度。 垂直度公差是：被測要素的實際方向，對於基準相垂直的理想方向之間，所允許的最大變動量。也就是圖樣上給出的，用以限制被測實際要素偏離垂直方向，所允許的最大變動範圍。 | |
| 傾斜度 | 傾斜度是表示零件上兩要素相對方向保持任意給定角度的正確狀況。 傾斜度公差是：被測要素的實際方向，對於基準成任意給定角度的理想方向之間所允許的最大變動量。 |
| 對稱度 | 對稱度是表示零件上兩對稱中心要素保持在同一中心平面內的狀態。 對稱度公差是：實際要素的對稱中心面（或中心線、軸線）對理想對稱平面所允許的變動量。該理想對稱平面是指與基準對稱平面（或中心線、軸線）共同的理想平面。 | |
| 同軸度 | 同軸度是表示零件上被測軸線相對於基準軸線，保持在同一直線上的狀況。也就是通常所說的共軸程度。 同軸度公差是：被測實際軸線相對於基準軸線所允許的變動量。也就是圖樣上給出的，用以限制被測實際軸線偏離由基準軸線所確定的理想位置所允許的變動範圍。 | |
| 位置度 | 位置度是表示零件上的點、線、面等要素，相對其理想位置的準確狀況。 位置度公差是：被測要素的實際位置相對於理想位置所允許的最大變動量。 | |
| 圓跳動 | 圓跳動是表示零件上的迴轉表面在限定的測量面內，相對於基準軸線保持固定位置的狀況。 圓跳動公差是：被測實際要素繞基準軸線，無軸向移動地旋轉一整圈時，在限定的測量範圍內，所允許的最大變動量。 | |
| 全跳動 | 全跳動是指零件繞基準軸線作連續旋轉時，沿整個被測表面上的跳動量。 全跳動公差是：被測實際要素繞基準軸線連續的旋轉，同時指示器沿其理想輪廓相對移動時，所允許的最大跳動量。 |
(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項目符號，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.（新標準中箭頭指向軸線或中心線的標法已廢止）
(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.
形位公差標註舉例
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。
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。
4. 影響零件本身及配合件壽命。
零件的形位公差圖標
GB/T 1184—1996《形狀和位置公差 未注公差值》。
GB/T 4249—2009《產品幾何技術規範（GPS）公差原則》。
GB/T 16671—2009《形狀和位置公差 最大實體要求、最小實體要求和可逆要求》。
GB/T 13319—2003《形狀和位置公差 位置度公差》。
基本信息
- 中文名
- 形位公差
- 外文名
- Geometric tolerances
- 分類
- 形狀公差和位置公差
- 影響
- 影響機械產品的功能