位置公差

定义

位置公差是几何公差中的一个类别，用来限定关联实际要素相对基准在方向或位置上允许出现的变动范围^[1]。实际要素只要落在相应的位置公差带之内即为合格；位置公差带即限定关联实际要素变动范围的区域^[1]。

在传统的形位公差体系中，形状公差用于约束单一要素，位置公差针对与基准相关联的要素，并进一步区分为定向、定位与跳动三类^[2]。定向类包括平行度、垂直度、倾斜度；定位类包括位置度、同轴度、对称度；跳动类包括圆跳动与全跳动^[4]。

按现行国家标准 GB/T 1182—2018 的划分，几何公差分为形状、方向、位置和跳动四类，共含 14 种几何特征符号，其中位置公差包含位置度、同轴度与对称度^[3]。在这一体系下，平行度、垂直度、倾斜度归入方向公差，不再列入位置公差^[3]。

原理

位置公差带有确定的形状、大小、方向和位置，其形状取决于被测要素的类型与标注方式，常见形式有圆柱形、球形以及两平行平面之间的区域等^[5]。例如，点的位置度公差带是直径等于公差值的球内区域，线的位置度公差带可以是圆柱面内的区域，面的位置度公差带则是两平行平面之间的区域^[5]。

图样上一般用公差框格标注位置公差，框格从左到右依次为几何特征符号、公差值和基准字母，必要时在公差值前加注直径符号等^[3]。以孔的位置度为例，若框格给出直径 0.02 mm 的位置度并注明基准 A、B，则表示该孔轴线应位于直径为 0.02 mm 的圆柱形公差带内，公差带的位置由理论正确尺寸和基准 A、B 共同确定^[3]。

位置公差带具有综合控制的职能，除位置偏差外还能约束被测要素的方向偏差和形状偏差^[1]。因此，对同一要素给出位置公差后，通常不再单独给出方向公差与形状公差；若功能上另有要求而需要标注，其公差值应小于位置公差值^[1]。

位置公差需与尺寸公差配合使用，二者的关系由公差原则规定。在采用最大实体要求的场合，当孔或轴的实际尺寸偏离最大实体状态时，允许把这部分偏离量补偿到位置公差值之中，从而更真实地反映零件的可装配性^[6]。

flowchart TD

A[几何公差] --> B[形状公差]

A --> C[方向公差]

A --> D[位置公差]

A --> E[跳动公差]

C --> C1[平行度]

C --> C2[垂直度]

C --> C3[倾斜度]

D --> D1[位置度]

D --> D2[同轴度]

D --> D3[对称度]

E --> E1[圆跳动]

E --> E2[全跳动]

发展历程

我国形状和位置公差的国家标准最早在 1974 年和 1975 年发布，即 GB 1182—1974、GB 1183—1975 与 GB 1184—1975 三项标准^[7]。1980 年，这三项标准修订为 GB 1182—1980《形状和位置公差 代号及其注法》等版本^[7]。

1996 年 12 月 18 日发布的 GB/T 1182—1996《形状和位置公差 通则、定义、符号和图样表示法》于 1997 年 7 月 1 日实施，替代了 1980 年的旧版标准^[8]。该版标准采用国际标准 ISO 1101，实现了我国形位公差标准与国际标准的初步接轨^[3]。

2008 年 2 月 28 日，GB/T 1182—2008 发布，并于同年 8 月 1 日起实施，该标准等同采用 ISO 1101，标准名称中开始使用“几何公差”^[9]。

2018 年 9 月 17 日，GB/T 1182—2018 发布，2019 年 4 月 1 日起实施，全部代替 GB/T 1182—2008，修改采用 ISO 1101:2017，由全国产品几何技术规范标准化技术委员会归口^[10]。该版标准在术语体系中采用“几何公差”的表述，并与产品几何技术规范（GPS）体系进一步接轨^[3]。

应用

位置公差用于控制孔、轴、平面等要素之间的相互位置精度，使零件满足装配、运动与密封等功能要求，在机械制造与装配领域应用广泛^[3]。其中位置度是应用最频繁的项目之一，常见于安装孔、定位孔、销孔等孔组的图样标注^[6]。

位置公差的检测手段包括三坐标测量机、影像测量仪等通用设备，也包括位置度专用检具^[5]。三坐标测量机通过测头对被测要素与基准要素采点，建立工件坐标系后把实际位置与理论正确位置比较，按规定的评定算法算出位置度误差并与图样公差带对比，据此判定零件是否合格^[6]。

对螺孔、过盈配合孔等需要保证装配的场合，可以采用延伸公差带以满足装配要求^[5]。螺栓孔的位置度检测在汽车、航空航天等领域均有应用^[5]。

局限

位置公差的评定离不开基准，公差带的位置由基准与理论正确尺寸共同确定，因此测量结果受基准建立与模拟方式的影响^[6]。三坐标测量机可以借助软件处理各种基准条件与最大实体要求条件，而塞规、位置度检具等专用量具难以全面覆盖这些复杂情况^[6]。

在特定标注条件下，专用检具与三坐标测量机可能得出不同结论。例如基准要素未采用最大实体要求时，简单的圆销检具会因孔径变化而产生摆动，需要改用锥度销等结构才能把孔心固定在同一位置；基准顺序不同，也会改变工件坐标系的建立方式^[11]。

对于轴颈、密封面等以旋转工作状态为主要功能的表面，工程上通常优先选用圆跳动或全跳动公差；同轴度等位置公差主要用于只需限定轴线相对位置关系的场合^[3]。

参见

• 形位公差 —— 位置公差所属的上位概念，与形状公差等共同构成形位公差体系。

• 位置度 —— 位置公差中最常用的项目，限定被测要素相对理论正确位置的变动量。

• 同轴度 —— 位置公差项目之一，控制被测轴线与基准轴线的重合程度。

• 对称度 —— 位置公差项目之一，控制被测中心要素相对基准中心平面的对称程度。

• 基准 —— 确定被测要素方向或位置的依据，也是评定位置公差的前提。

• 三坐标测量机 —— 评价位置度等位置公差常用的通用测量设备。