第1章 概论

1.1 几何公差与几何误差

零件的几何公差，即形状和位置公差，是对零件上各要素的形状及其相互间的方向或位置精度所给出的重要技术要求，是机械产品的静态和动态几何精度的重要组成部分。它对机器、仪器、工夹具及刃具等各种机械产品的功能，如工作精度、连接强度、密封性、运动平稳性、耐磨性及使用寿命、噪声等，都产生较大的影响，尤其是对在高速、高温、高压、重载条件下工作的精密机械和仪表，有着更加重要的意义。

在零件的生产过程中，由于机床-夹具-刀具-工件所构成的工艺系统会出现受力变形、热变化、振动及磨损等情况，在影响之下被加工零件的几何要素不可避免地会产生几何误差。例如，在车削圆柱表面时，刀具运动方向与工件旋转轴线不平行，会使加工表面呈圆锥形或双曲面形；在车削以顶尖支承的细长轴时，径向切削力使加工表面呈鼓形；在车削由自定心卡盘夹紧的环形工件的内孔时，会因夹紧力使工件变形而形成棱圆形；钻头移动方向与机床工作台面不垂直时，会产生孔轴线对定位基面的垂直度误差等。

几何误差的存在会使零件的使用功能受到影响。例如，在光滑工件的间隙配合中，形状误差使间隙分布不均匀，加速局部磨损，导致零件的工作寿命降低；在过盈配合中，形状误差则造成各处过盈量不一致而影响连接强度。对有结合要求的表面，几何误差的存在不仅影响结合的密封性，还会因实际接触面积减小而降低承载能力；对各种箱盖与箱体、法兰盘等零件，各螺孔之间的位置误差将引起装配困难；检验平台的工作表面的形状误差会影响其工作精度；车床主轴的两支承轴颈若存在几何误差，将直接影响主轴的回转精度等。

因此，对零件的几何要素规定适当的几何公差是十分重要的。

按图样规定的几何公差，选择适当的工艺方法加工制成的零件，还需要采用相应合理的检测方法，检查其各几何要素的几何误差是否满足图样规定的要求，以评定其形状和位置的合理性。因此，几何误差的检测和评定也是保证产品质量的一项重要工作。