GD&T形位公差培训教材-D

GD&TIntroduction几何尺寸和公差GD&Tisaninternationallanguagethatisusedonengineeringdrawingstoaccuratelydescribeapart.GD&T是用来在图纸上精确描述零件的国际语言。GD&Tisaprecisemathematicallanguagethatcanbeusedtodescribethesize,form,orientationandlocationofpartfeatures.GD&T是精确的数学语言，用来描述零件形体的尺寸、形状、方向和位置。GD&Tisadesignphilosophy(functionaldimensioning)onhowtodesignanddimensionparts.GD&T是关于设计和标注零件的一种设计原理。（基于功能的尺寸标注）WhatisGD&T?GD&Tisamethodforpreciselydefiningthegeometryofmechanicalparts.Itintroducestoolswhichallowmechanicaldesigners,fabricators,andinspectorstoeffectivelycommunicatecomplexgeometricaldescriptionswhicharenototherwiseabletobedescribedinadefinedlanguage.GD&T是精确定义机械部件几何特性的方法。其为机械设计人员、生产人员、检验人员提供了有效沟通复杂几何特性的途径，这是现有的其他语言不能做到的。WhatisGD&T?dimension:anumericalvalue(s)ormathematicalexpressioninappropriateunitsofmeasureusedtodefinetheform,size,orientationorlocation,ofapartorfeature.尺寸：用适当的测量单位来描述零件或形体形状、尺寸、方向或位置的数值或数学表达。tolerance:thetotalamountthatfeaturesofthepartarepermittedtovaryfromthespecifieddimension.Thetolerancesisthedifferencebetweenthemaximumandtheminimumlimits.公差：零件的形体允许超出规定尺寸的量。公差处于最大和最小值之间。GD&T中的定义Definitions•尺寸Dimension带有测量单位的数值，用以规定一个零件的尺寸和/或形位特性和/或要素的位置•要素Feature指零件上的特征，如：点、线、面、孔、槽、突起等,形位公差研究的对象。•公差Tolerance允许一个尺寸变化的总量，是最大极限和最小极限尺寸之间的差值对称公差、单边公差、不对称公差•形位公差GeometricTolerance与一个零件的个别特征有关的公差，如：形状、轮廓、定向、定位、跳动AFrenchmathematician,philosopherandscientistdevelopedCartesianCoordinateSystem.ReneDescartes1596-1650HistoryandBackground历史背景“Neveracceptanythingfortruewhichyoudonotclearlyknowtobesuch.”Thisideamayhavebeenthestartingpointforthedevelopmentofmodernscience.Thatideaofexaminingeverythinginrelationtowhatshouldbe“exactandperfect”ledtoDescartes’developmentoftheCartesianCoordinateSystem–acoordinateplanetomakeiteasiertodescribethepositionofobjects.EliWhitney,istheinventorofthecottonginandapioneerintheuseofmassproductionmethods.Around1798,hewonacontracttosupplymusketstotheUnitedStatesgovernment.Thefirearmsmanufacturewerebasedontheconceptofinterchangeableparts.Hemadeapresentationtocongressbybuilding10gunsandassemblinganddisassemblingthemclaimingthesameexactpartsandmechanisms.EliWhitney1765-1825HistoryandBackground历史背景MilStd81950’sMilStd8AMilStd8BMilStd8C-1963ASA-Y14.5-1957USASIY14.5-1966ANSIY14.5-1973ANSIY14.5M-1982ASMEY14.5M-1994ASMEY14.5-2009HistoryofDimensioningandTolerancingStandardsintheUSA两国的有关标准：中国GB/T1182-2008产品几何技术规范-几何公差形状、方向、位置、跳动公差标注GB/T4249-1996公差原则GB/T13319-2003几何公差位置度公差注法GB/T16671-1996形状和位置公差最大实体要求、最小实体要求和可逆要求GB/T16892-1997形状和位置公差非刚性零件注法……美国ASMEY14.5M-94(旧)DimensioningandTolerancingASMEY14.5M-09(新)DimensioningandTolerancing通用A-91-89(旧)DimensioningandTolerancingGlobalDimensioningandTolerancingAddendum–97/01/04注：97/01版本为通用/福特/克莱斯勒一起发布，04版本为通用单独发布。相应的国际标准有：ISO1101-04、ISO5459-00、ISO8015-85、ISO2692-06、ISO10579-10等。Whenpartfeaturesarecriticaltofunctionorinterchangeability.当零部件的形体对功能或者互换性有重要影响时。Whenfunctionalgaugingtechniquesaredesirable.当需要对功能进行测量时。Whendatumreferencesaredesirable.当需要有参考基准时。Whencomputerizationtechniquesaredesirable.当需要用到计算机技术时。Whenstandardinterpretationortoleranceisnotalreadyimplied.当标准和公差没有明确时。WhenShouldGD&TbeUsed什么时候用GD&TItsavesmoney.节约金钱。Providesformaximumproducibilityofparts.最大化零件的可制造性。Insuresthatdesigntolerancerequirementsarespecificallystatedandcarriedout.确保设计的公差要求得到规定和落实。Adaptsto,andassists,computerizationtechniques.适合并协助计算机技术。Ensureinterchangeabilityofmatingpartsatassembly.确保组装时的配件的互换性。Providesuniformityandconvenienceindrawing.确保图纸标准化，容易读懂。WhyShouldGD&TbeUsed为什么用GD&T一要素Feature1定义要素是指零件上的特征部分—点、线、面。任何零件不论其复杂程度如何，它都是由许多要素组成的。轴线球心素线圆锥面圆柱面球面圆台面图1形位公差研究对象就是要素，即点、线、面。•按存在的状态分：实际要素、理想要素•按结构的形式分：轮廓要素、中心（导出）要素•按所处的地位分：被测要素、基准要素•按与尺寸的关系分：尺寸要素、非尺寸要素•按结构性能分：单一要素、关联要素2类型2.1按存在的状态分：实际要素RealFeature—零件加工后实际存在的要素(存在误差)。实际要素是按规定方法,由在实际要素上测量有限个点得到的实际要素的近似替代要素（测得实际要素）来体现的。理想要素IdealFeature—理论正确的要素(无误差)。在技术制图中我们画出的要素为理想要素。理想轮廓要素用实线(可见)或虚线(不可见)表示；理想中心要素用点划线表示。每个实际要素由于测量方法不同，可以有若干个替代要素。测量误差越小，测得实际要素越接近实际要素。2.2按结构特征分：轮廓(实有)要素IntegralFeature—表面上的点、线或面。中心(导出)要素DerivedFeature—由一个或几个轮廓(组成)要素得到的中心点(圆心或球心)、中心线(轴线)或中心面。素线圆锥面圆柱面球面圆台面轮廓要素轴线球心中心要素图22.3按所处的地位分：被测要素Featuresofapart—图样上给出了形位公差要求的要素，为测量的对象。基准要素DatumFeature—零件上用来建立基准并实际起基准作用的要素（如一条边、一个表面或一个孔）。被测要素在图样上一般通过带箭头的指引线与形位公差框格相连；基准要素在图样上用基准符号表示。基准要素≠基准A0.1A2.50.2被测要素基准要素图32.4按结构性能分：单一要素IndividualFeature—具有形状公差要求的要素。2.50.20.02功能关系是指要素间某种确定的方向和位置关系，如垂直、平行、同轴、对称等。也即具有位置公差要求的要素。关联要素RelatedFeature—与其它要素具有功能关系的要素。A0.1A关联要素单一要素图42.5按与尺寸关系分：尺寸要素FeatureofSize—由一定大小的线性尺寸或角度尺寸确定的几何形状。尺寸要素可以是圆柱形、球形或两平行对应面等。非尺寸要素(本人定义)—没有大小尺寸的几何形状。非尺寸要素可以是表面、素线。上述要素的名称将在后面经常出现，须注意的是一个要素在不同的场合，它的名称会有不同的称呼。表面素线圆柱形球形两平行对应面图5形位公差GD&T•符号和缩略语SymbolsandAbbreviations•基准Datum•公差框格FeatureControlFrame•基本规则BasicRules•形位公差GeometricTolerance二符号Symbol1)GM新标准公差特征项目的符号与ASME标准（美）、ISO标准和我国GB标准完全相同。2)GMA-91旧标准公差特征项目的符号略有不同，见图7。2.1公差特征项目的符号(GM新标准)1.线轮廓度可带基准成为位置公差；2.此分类见ANSIT14.5M-09，但是不强调。GMA-91标准的公差特征项目符号图7与新标准主要区别：1)无同轴度和对称度；2)将面轮廓度放置于位置公差中，必须带基准；3)跳动箭头为空心箭头。2.2附加符号(GM新标准)图81)相对GMA-91标准，取消了符号S（独立原则RFS），增加T正切平面、ST统计公差、CR受控半径。2)ST统计公差，GM目前不应用。标准还有：50理论正确尺寸。理论正确尺寸BasicDimensions：不标注公差的带框尺寸。它可以是理论正确线性尺寸和理论正确角度尺寸。TypeofTole