幾何公差形位公差國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)少了兩個(gè)圖

1、幾何公差（形位公差）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)少了兩個(gè)圖武漢市標(biāo)準(zhǔn)化研究院 朱綏東摘要：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO1101:2004上雖增加了輪廓度方向公差，但標(biāo)準(zhǔn)上找不到線/面輪廓度方向公差的兩個(gè)圖例。這一問(wèn)題我在2006年GB/T1182征求意見(jiàn)的會(huì)議上提出了，并補(bǔ)上了兩個(gè)圖例，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)上沒(méi)有，我們國(guó)家應(yīng)該補(bǔ)上，但最終未被采納。而標(biāo)準(zhǔn)中缺兩個(gè)圖，明顯是個(gè)失誤總得要解決呀！我想我提出的圖例可能有問(wèn)題，今公布，希望大家能提出更好的方法。本文根據(jù)不同的產(chǎn)品要求，補(bǔ)上不同的圖例，供設(shè)計(jì)者參考。本文曾得到華中科技大學(xué)劉曉軍盧文龍教授的指導(dǎo)。關(guān)鍵詞：方向公差線輪廓度、方向公差面輪廓度、兩端點(diǎn)連線、法線1 如何理解標(biāo)準(zhǔn)中的圖73在I

2、SO1101：2004的表1中規(guī)定，方向公差線輪廓度參見(jiàn)條款是18.6條，而位置公差線輪廓度也是參見(jiàn)條款是18.6條，該條文對(duì)應(yīng)的是圖73（圖1）。圖73既是線輪廓度的方向公差，又是線輪廓度的位置公差，這是一圖兩用，這可以嗎！并且這個(gè)現(xiàn)象也存在于面輪廓度圖77中。 圖1 （標(biāo)準(zhǔn)中圖73） 這明顯是標(biāo)準(zhǔn)出了問(wèn)題，無(wú)法執(zhí)行。但只要深入理解圖73，圖是能畫(huà)出的，輪廓度方向公差與位置公差是標(biāo)準(zhǔn)中新增的，圖73（圖1）究竟是方向公差？還是位置公差？這是本文首先要討論的問(wèn)題。標(biāo)準(zhǔn)又規(guī)定兩者共用一個(gè)幾何特征符號(hào)，這就使兩種公差在標(biāo)注上無(wú)任何差異，讓設(shè)計(jì)者很難標(biāo)注。2. 尋找區(qū)分方向與位置公差的標(biāo)注方法如何分

3、辯輪廓度方向公差還是位置公差，可以借鑒線與平面是怎樣區(qū)分它倆的。查閱IS1101:2004第33至37頁(yè)中六個(gè)線與面位置公差圖例，被測(cè)與基準(zhǔn)間全部用理論正確尺寸連接，第20至30頁(yè)中十六個(gè)線與面方向公差圖例，被測(cè)與基準(zhǔn)間末用理論正確尺寸。這意味著基準(zhǔn)與被測(cè)間的距離標(biāo)注理論正確尺寸的為位置公差，不標(biāo)注的為方向公差。圖73基準(zhǔn)與被測(cè)間是理論正確尺寸，因此它是位置公差，但它的方向公差怎樣畫(huà)呢？為了更好地掌握標(biāo)注輪廓度方向公差的方法，現(xiàn)對(duì)比它倆的公差帶。圖2 圖3圖2是面對(duì)基準(zhǔn)面平行度公差，圖3是面對(duì)基準(zhǔn)面位置度公差。它倆左邊是圖例，右邊是公差帶，該圖除了幾何公差帶外，還有尺寸公差帶。 圖3的位置公差

4、的尺寸公差被理論正確尺寸替代，被測(cè)面的位置被指定，且間距僅僅只有上下0.01/2的空間，不能上下平移。圖2的被測(cè)面也是受到0.01兩平行面的幾何公差的控制，但此0.01的幾何公差帶還可在平行于基準(zhǔn)面的方向，在正負(fù)0.5的尺寸公差帶內(nèi)平移。此活動(dòng)空間是位置公差的100倍。（這一數(shù)值由尺寸公差與幾何公差比值而得）一般情況下，尺寸公差總大于幾何公差，所以在幾何公差相同的條件下，位置公差比方向公差要求高，加工難度大。所以這是兩種不同的幾何公差要求?？偨Y(jié)以上，“當(dāng)被測(cè)是曲線或曲面時(shí)，在一般情況下，無(wú)基準(zhǔn)的為輪廓度形狀公差，有基準(zhǔn)而基準(zhǔn)與被測(cè)間由理論正確尺寸連接的為輪廓度位置公差，不是由理論正確尺寸連接的

5、為輪廓度方向公差?！睉{借這一幾何公差中三種公差基本分辯方法，我們只要對(duì)圖73稍加改動(dòng)就可標(biāo)注出符合標(biāo)準(zhǔn)的輪廓度方向公差了在ISO1101:1983標(biāo)準(zhǔn)中輪廓度分為無(wú)基準(zhǔn)和有基準(zhǔn)兩種。但標(biāo)準(zhǔn)中只畫(huà)出無(wú)基準(zhǔn)的輪廓度圖例。ISO1101:2004可能考慮到，既然直線平面都有形狀、方向、位置公差，那么曲線曲面也應(yīng)該有形狀、方向、位置公差，于是在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了這三種輪廓度。但圖只畫(huà)出兩個(gè)。這是失誤的原因。3 三個(gè)輪廓度方向公差圖例（圖4圖5圖6）圖4 圖5 圖6圖4 圖5 圖6是標(biāo)準(zhǔn)中圖73稍作修改而得的線輪廓度方向公差，在正視圖上由4個(gè)尺寸控制著曲面，它們是R80、125、50、20（毫米），其中R80

6、不會(huì)變，余下三個(gè)按照設(shè)計(jì)要求不同選兩個(gè)，另一個(gè)尺寸算出，為參考尺寸，用括弧的數(shù)值（例19.94）。參考尺寸可標(biāo)可不標(biāo)。圖4圖5圖6是輪廓度方向公差三種標(biāo)注：其中圖4的標(biāo)注較常見(jiàn)，它控制曲線與基準(zhǔn)的距離及曲線長(zhǎng)度；圖5控制曲線兩端點(diǎn)與基準(zhǔn)距離與方向，以及曲線長(zhǎng)度；圖6是既要控制曲線兩端點(diǎn)距離與方向，又要控制曲面與基準(zhǔn)的距離，此時(shí)不能保證曲面的長(zhǎng)度。以上是用不同的三個(gè)尺寸畫(huà)出三個(gè)圖，如果將弧高30尺寸也來(lái)控制曲面，那我們還可畫(huà)出尺寸為R80、30、50及R80、30、20兩個(gè)輪廓度方向公差的圖例。 4 測(cè)試方向的統(tǒng)一 這三個(gè)輪廓度方向公差的圖是畫(huà)了，但圖再好，如因人不同，理解不同，測(cè)得誤差不一，是

7、不行的。初看圖4好像沒(méi)有方向誤差，因?yàn)榍€與平面之間不存平行關(guān)系，這里必須找一個(gè)方向。這一方向是這樣確定的（圖7）：用一個(gè)平行基準(zhǔn)A的面剖切曲面，得到一曲線，再在剖切面上作一平行于基準(zhǔn)B的直線與曲線相切，經(jīng)過(guò)切點(diǎn)向該直線作一垂線，垂線應(yīng)在剖切面上，該垂線就是控制方向的依據(jù)。初看好像由這垂線不會(huì)對(duì)確定方向發(fā)生作用，因?yàn)檫@條線在曲線上很容易得到。其實(shí)不是，這垂線是用來(lái)控制包絡(luò)線圓心的，要求圓心在測(cè)試評(píng)定過(guò)程的任何時(shí)候都必須在垂線上（此垂線也是法線，此方法稱“法線”法），（圖7）。圖7 圖8 圖8是圖4公差帶圖，圖中有尺寸公差帶和幾何公差帶，兩包絡(luò)線是幾何公差帶。法線與包絡(luò)線相交部分必須在尺寸公差帶

8、內(nèi)，圖上看出，有一部分包絡(luò)線不在尺寸公差帶內(nèi)，這是允許的。包絡(luò)線的圓心必須在法線上上下移動(dòng)，以體現(xiàn)是法線控制方向。如圓心離開(kāi)法線，測(cè)得的只是形狀誤差，不包含方向誤差。此“法線”法也適用于圖5圖6。用法線法對(duì)圖4圖5圖6測(cè)得方向誤差，（其中包含形狀誤差），但對(duì)圖5圖6還要加上曲線兩端點(diǎn)的方向誤差，即兩端點(diǎn)的高低差，（相對(duì)于基準(zhǔn)B）。圖6中，如果20與50的尺寸公差不同，那么圖8中的尺寸公差應(yīng)標(biāo)那一個(gè)呢？因它倆控制對(duì)象不同，相比之下，采用50的那個(gè)公差為好。圖9 圖10 初看圖9圖10分別是線及面的輪廓度方向公差，其實(shí)圖9是輪廓度形狀公差。因?yàn)閳D9中的曲線與基準(zhǔn)A不存平行關(guān)系。曲線在截面上，截面平行基準(zhǔn)A，被測(cè)與基準(zhǔn)間平行度誤差永遠(yuǎn)是零。如將基準(zhǔn)A取消，這與標(biāo)準(zhǔn)圖71相同，該圖截面默認(rèn)平行投影面。 所以是否是輪廓度方向公差，要看基準(zhǔn)是否控制被測(cè)的方向。有