方向和位置公差带

方向和位置公差带包括方向公差（平行度、垂直度和倾斜度）和位置公差（同心度、同轴度、对称度和位置度）及跳动公差，它表示被测要素的实际位置对理想位置所允许的变动全量，而理想位置由基准确定。

1.基准

基准是确定要素之间方向或位置关系的依据。图样上所指的基准应具有理想形状，包括基准点、基准线、基准面等形式。根据被测要素定位的需要，基准可分为单一基准、公共基准和三基面体系三种情况。

1）单一基准

由一个基准要素建立的基准称为单一基准。

2）公共基准

由两个或两个以上的同类基准要素所建立的一个独立基准称为公共基准或组合基准，如图4-18所示。

图4-18　同轴度
（a）图样标注；（b）公共基准轴线
S—实际被测轴线；Z—圆柱形公差带

3）三基面体系

当单一基准或公共基准无法对被测要素提供完整的定位时，就需要多个基准，有必要引入基准体系。规定三个相互垂直的基准平面构成的基准体系称为三基面体系，如图4-19所示，在该体系中，每个平面都称为基准平面，每两个平面的交线称为基准轴线，基准轴线的交点称为基准点。定位被测要素时，可以从三基面体系中选择适当的基准面和基准轴线。三基面体系中的三个基准平面，按功能要求分别称为第一、第二、第三基准平面（基准的顺序）。第二基准平面B垂直于第一基准平面A；第三基准平面C垂直于A，且垂直于B。

图4-19　三基面体系

由于加工后零件的实际基准要素不可避免存在形状误差，不宜直接作为基准，故在加工和测量过程中，常以形状足够精确的表面来模拟体现，例如，基准平面可用精度较高的工作台表面来模拟体现；轴的基准轴线和孔的基准轴线可分别用V形块和芯轴来体现。

2.方向公差带

方向公差是关联实际被测要素对具有确定方向的理想被测要素的允许变动量，理想被测要素的方向由基准及理论正确尺寸确定。定向公差带是关联实际被测要素允许变动的区域，它一般具有确定的方向，而位置往往是浮动的。

平行度、垂直度和倾斜度公差的被测要素和基准要素各有平面和直线之分，因此，它们的公差各有被测平面相对于基准平面（面对面）、被测直线相对于基准平面（线对面）、被测平面相对于基准直线（面对线）和被测直线相对于基准直线（线对线）等四种形式。平行度、垂直度和倾斜度公差带分别相对于基准保持平行、垂直和倾斜的理论正确角度关系，它们分别如图4-20（a）、（b）、（c）所示。

图4-20　定向公差带示例
（a）平行度公差带；（b）垂直度公差带；（c）倾斜度公差带
A—基准；t—定向公差值；Z—定向公差带；S—实际被测要素；f—形状误差值

典型平行度、垂直度和倾斜度公差带的定义和标注示例见表4-4。

从平行度、垂直度和倾斜度公差可以看出，方向公差不仅限制了被测要素相对基准的定向误差，而且综合限制了被测要素的形状误差。因此，规定了方向公差的被测要素，一般不再规定形状公差，只有需进一步限制形状公差时，才提出更严格的形状公差要求。

表4-4　典型平行度、垂直度和倾斜度公差带的定义和标注示例

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3.位置公差带

位置公差是关联实际被测要素对具有确定位置的理想被测要素的允许变动量，理想被测要素的位置由基准及理论正确尺寸或角度确定。位置公差带是关联实际被测要素允许变动的区域，它一般具有确定的位置。

同轴度公差用于限制被测轴线对基准轴线的变动。同心度公差是限制被测圆心相对于基准圆心的变动。对称度公差用于限制被测中心要素（中心平面或中心线、轴线）对基准中心要素（中心平面或中心线、轴线）的变动。位置度公差用于限制被测点、线、面的实际位置对其理想位置的变动，其理想位置由基准及理论正确尺寸或角度确定。

典型同轴度、对称度和位置度公差带的定义和标注示例见表4-5。

表4-5　典型同轴度、对称度和位置度公差带的定义和标注示例

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位置公差综合限制了被测要素位置、方向和形状误差。因此，对被测要素规定了位置公差后，无特殊要求时一般无须再规定形状公差和方向公差。仅在对其定向精度和（或）形状精度有进一步要求时，才另行给出方向公差或（和）形状公差，而方向公差值必须小于位置公差值，形状公差值必须小于方向公差值。如图4-21所示，对被测平面同时给出0.03mm平行度公差和0.01mm平面度公差。

图4-21　对被测要素同时给出平行度和平面度公差

4.跳动公差带

跳动公差是基于特定的测量方法而定义的具有综合性质的位置公差，用于控制回转体（圆柱或圆锥）表面的实际轮廓相对于基准轴线的位置误差，包括圆跳动和全跳动公差。

根据允许变动的方向，圆跳动可以分为径向圆跳动、端面圆跳动和斜向圆跳动三种。

全跳动公差根据测量方向不同可分为径向全跳动和端面全跳动。

典型跳动公差带的定义和标注示例见表4-6。

表4-6　典型跳动公差带的定义和标注示例

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