线轮廓度和面轮廓度公差特性的研究

　　形位公差是机械零件重要的技术指标之一。不同的形位误差对于零件的性能会产生不同的影响。由于零件结构形状的多样性，国家标准规定了14项形位公差。在这些形位公差项目中，所要控制的对象是构成零件几何形状特征的点、线、面，这些点、线、面可以是轮廓要素，也可以是中心要素。在14项形位公差中，有些项目仅用于控制轮廓要素的误差，如线、面轮廓度、圆度、平面度等公差项目;有些项目仅用于控制中心要素的误差，如同轴(心)度、对称度公差等;而有些公差项目既可用于控制轮廓要素的误差，也可用于控制中心要素的误差，如直线度、平行度、位置度公差等。形位公差带比较复杂，由形状、大小、位置、方向四要素决定。对于同一被测要素，形位公差项目不同，公差带可能不同;而对相同的公差项目，被测要素形状不同或者控制误差的要求不同时，公差带亦可能不同。同时，不同的形位公差项目对于同一被测要素的形位误差有相似或相同的控制效果。

　　线轮廓度和面轮廓度是两种比较特殊的形位公差项目。其他12项形位公差，可以泾渭分明地归类为形状公差(四项)和位置公差(八项)，而线、面轮廓度公差，却同时具备形状公差和位置公差的特征。GB 1182—1980《形状和位置公差 代号及其注法》把线、面轮廓度归类为形状公差。GB/T 1182—1996《形状和位置公差 通则、定义、符号和图样表示法》则把线、面轮廓度公差分为无基准和有基准两种情况。对于线轮廓度公差和面轮廓度公差，当被测要素与基准无关时，它们是形状公差，即它们只控制单一被测要素的形状误差，如图1所示线轮廓度公差，要求被测要素位于距离为给定值的两等距曲线之间。而对基准有要求时，它们属于位置公差，它们要控制的是关联被测要素相对于基准的位置误差，如图2所示线轮廓度公差，要求被测要素位于距离为给定公差值的两等距曲线之间，而其理想要素的位置相对于基准由理论正确尺寸确定。

　　1 线轮廓度和面轮廓度公差的特点

　　GB/T 1182—1996对线(面)轮廓度的公差带定义为：公差带是包络一系列直径为公差值的圆(球)的包络线(面)之间的区域。诸圆(球)的圆(球)心应位于具有理论正确几何形状的线(面)上。对于无基准要求的线、面轮廓度公差来讲，它们属于形状公差，对其公差带分析，可以看出两者的公差带与其他四项形状公差的不同之处。一般来讲，形状公差带的方向随实际被测要素而定，形状误差要按最小条件来评定，公差带的位置是浮动的。而线、面轮廓度的公差带是相对于其理论正确几何形状确定的，它们的理论正确几何形状一般由理论正确尺寸决定，并且公差带的位置是固定的。对于有基准要求的线、面轮廓度公差来讲，公差带的形状由其理论正确几何形状决定，公差带的位置相对于基准由理论正确尺寸确定。线、面轮廓度公差的另一特点在于其公差带形状的多样性。一般情况下，对被测要素提出一定的形位公差要求，其公差带形状是一定的，要么是平行形式的，如两平行平面或两平行直线，要么是回转封闭的形式，如圆、同心圆或圆柱面、同轴圆柱面等。一般情况下，线(面)轮廓度公差的公差带形状是两等距曲线(两等距曲面)。当被测要素是连续且封闭的轮廓时，它们的公差带是比较独特的，如图3所示，其公差带由等距曲线和平行直线组合构成。线、面轮廓度公差还可以有其他形状的公差带。