一文搞懂几何公差纯干货！

　　今天，咱们要聊的话题是“几何公差”。这东西，听起来似乎很简单，可它在产品设计、制造和质量控制中非常重要，却时常让人摸不着头脑！别担心，本文将以通俗易懂的语言，给你献上几何公差的干货解析，记得收藏，以备不时之需！

　　让我们首先瞥一眼这张简单的图：图中的标注各自代表了什么含义呢？你都能轻松看懂吗？

　　尺寸公差管控的是各部分的长度。 而几何公差管控的则是形状、平行度、倾斜度、位置、跳动等。

　　为什么需要标注几何公差呢？举个例子，设计者在订购某板状部件时，通过尺寸公差进行了如下标示。

　　究其原因，就是没有在图纸上标注平行性。相应的责任不在于加工业者，在于设计者的公差标示。

　　用几何公差标注同一部件的图纸，可得到如下所示的设计图。该图在尺寸信息的基础上，追加了“平行度”、“平面度”等几何公差信息。这样一来，就能避免因单纯标注尺寸公差而导致的问题。

　　差标注同一部件的图纸，可得到如下所示的设计图。该图在尺寸信息的基础上，追加了“平行度”、“平面度”等几何公差信息。这样一来，就能避免因单纯标注尺寸公差而导致的问题。

　　综上所述，几何公差的优点，就是能够正确、高效地传达无法通过尺寸公差来体现的设计者意图。

　　尺寸公差与几何公差管控的公差不同。尺寸公差管控的是长度，几何公差管控的则是形状及位置关系。

　　因此，尺寸公差和几何公差并无优劣之分，结合使用这两种公差，可实现高效的公差标示。

　　此外，尺寸公差及几何公差分别以不同测量设备及检测方法测量。例如，尺寸公差会使用游标卡尺、千分尺等测量2点间距离，此时，下图中的尺寸公差全部合格。

　　但是，几何公差会利用真圆度测 量仪、三坐标测量仪检测真圆度及中心轴的位置，根据指定的公差范围，可能会被判定为不合格。 换言之，根据尺寸公差会被判定为合格，根据几何公差则不合格。

　　因此我们可以认为，尺寸公差管控与几何公差管控基本上不存在相关性。这种思考方式就是“独立原则”。

　　除去特别指定相关性的情形，图纸中标示的各要求事项，例如尺寸公差及几何公差，与其他一切尺寸、公差或特性不存在任何关联性，独立发挥作用。

　　如上所述，独立原则是ISO明文规定的国际标准。但是，在美国等国家，部分企业可能会遵循不适用独立原则的ASME（美国机械工程师协会）准则。因此，在与境外企业开展贸易时，建议务必提前通过协商等途径，明确规格要求。

　　几何公差在图纸上通过符号进行指定。目前，几何公差的符号共有16种，并根据管控的公差进行分类。

　　几何公差的符号如下所示。所谓“适用要素”的“独立要素”，就是不关联基准（无需标示基准）的要素。“基准”是为了决定姿态、位置、跳动而设定的理论理想要素。而“关联要素”则是与基准存在关联的要素，用于指定姿态、位置、跳动公差。

　　用“理论正确尺寸（TED：Theoretically Exact Dimension）”标示几何公差（位置度、轮廓度、倾斜度）的思考方式。TED会用方框（□）围起理论正确尺寸，将与该位置相关的公差填入形体控制框。

　　进行如下图所示的位置指定时，尺寸公差标示的基准尺寸和公差均会成为尺寸公差的总和（累积公差），无法指定正确位置。而利用TED进行标示时，因其不附带公差，不会引发累积公差的问题。

　　在指定公差带时，真位置度理论会在公差值的中心，正确标示需要用TED管控的位置。

　　要素为点时，公差带就是以该点为中心的圆形（a）或球形；要素为直线时，则公差带为以该直线个别正确离开公差值一半的平行二平面（b），或以该直线为中心的圆柱公差带（c）。

　　所谓基准（datum），就是在进行加工及尺寸测量时作为基准的面、线）ISO中的定义

　　ISO 5459：2011定义：位置（公差）及/或姿态（公差）的公差带，抑或是为了定义表现执行状态的理想要素，而选择的实际组成要素（1个以上）所适用的设定要素（1个以上）。

　　基准分为“基准要素”与“模拟基准要素”。还有组合2个以上的基准，指定要素的“基准体系”。

　　模拟基准要素： 在设定基准时与基准要素相接，形状极其精密的实际表面（平板、轴承、心轴等）。

　　基准体系： 为了设定带公差要素的基准，组合使用2个以上不同基准的基准组。

　　标示为基准的部件的面，并不具备完美的形状。因此，必须将拥有更精密表面的平板、尺规、心轴等作为实用基准，进行接触。

　　基准可通过下列符号（基准符号）进行标注。基准符号由镂空或涂黑的三角形标注。而代表基准的英文字母必须与图纸的方向一致。

　　此外，作为对象的区域，会因图纸中基准符号的位置而异。为了严谨传达设计意图，请注意标示基准的位置。

　　将尺寸线与基准合并在一处，标示基准要素。标示的基准要素中心，将成为基准轴或基准中心平面。

　　标示时需错开基准要素的尺寸线与基准。标示的基准要素中心，将成为基准轴或基准中心平面。

　　主要包括“（最大实体要求）”、“（最小实体要求）”、“CZ （公共公差带：Common Zone） ”等。以及其他、等。

　　将设计者需要优先设定为基准的部分指定为基准。标注多项基准时，按照从左到右、优先度从高到低的顺序进行标注。

　　通常情况下，设计者会按照优先度顺序，决定基准的字母，因此越靠前的字母优先度越高。

　　这些符号分属“形状公差”、“姿态公差”、“位置公差”、“跳动公差”，借助这些公差，可以指定所有形状。

　　“最大实体要求”在轴孔嵌合等设计中不可或缺，“最小实体要求”则是设计管道厚度等强度维持必要参数的有效手段，下面也介绍这些方式的概要。

　　所谓形状公差，就是决定目标物（部件）形状的基本几何公差。都是无需基准，可独立决定形状的几何公差。

　　指定“笔直度”的参数，标示应该呈现何等正确的笔直度。适用于直线而非平面对象，表示中心线、母线等的弯曲情况。因此，可用于设定长尺寸物体的容许翘曲等。

　　指定“表面凸凹度”，标示应该呈现何等正确的平坦面。最凸起部分与最凹陷部分必须位于上下分离2个平面之间夹住的一定距离。

　　指定“圆度”的参数。表示轴、孔、圆锥等圆形截面的圆度，标示应该呈现何等正确的圆形。

　　任意轴直角截面的外周，必须位于在同一平面上仅相隔0.1 mm的2个同心圆之间。

　　指定“圆度”与“笔直度”的参数。表示圆柱的歪曲度，标示应该呈现何等正确的圆柱形。

　　线轮廓度与面轮廓度同样被用于位置公差。在形状公差和位置公差中的形体控制框标注方法是相同的。

　　这是标示设计部件“实际曲面是否与设计理想值一致”的参数，表示轮廓线（表面切断面呈现的线要素）的歪曲度。切断指定曲面的截面线，必须位于公差带内。

　　在投影面平行的任意截面作为对象的轮廓必须在具有理论上正确轮廓的线条包络线）面轮廓度

　　标示设计部件“实际曲面（表面）等是否与设计理想值一致”的参数。面轮廓度不同于线轮廓度，以整个指定曲面为对象。

　　所谓姿态公差，就是相对于某项基准，决定相应要素应有姿态的公差。指定姿态公差之前，必须确定基准，因此姿态公差是与基准相关联的要素，即关联要素的几何公差。

　　类似于平面度，平行度中存在基准（作为基准的平面、直线条直线个平面相互平行的程度”。