1、,GD &T(形位公差)简介,近年来，为遵循与国际标准接轨的原则，我国制、修订了一些形位公差国家标准。即：,GB/T 1182-1996 形状和位置公差 通则、定义、符号和图样表示法等效采用ISO 1101：1996代替 GB 1182-80和GB 1183-80。,GB/T 1184-1996 形状和位置公差 未注公差值等效采用 ISO 2768：1989代替 GB 1184-80。,GB/T 4249-1996 公差原则等效采用ISO 8015：1985代替 GB 4249-84。,GB/T 16671-1996 形状和位置公差 最大实体要求、最小实体要求和可逆要求等效采用ISO 2692
2、：1996。,GB/T 16892-1997 形状和位置公差 非刚性零件注法等效采用ISO 10579：1993。,GB/T 17851-1999 形状和位置公差 基准和基准体系等效采用ISO 5459：1981。,GB/T 18780.1-2002 产品几何量技术规范（GPS）几何要素 1部分：基本术语和定义等效采用ISO 14660-1 ： 1999。,GB/T 13319-2003 产品几何量技术规范（GPS）几何公差 位置度公差注法等效采用ISO 5458： 1998代替 GB/T 13319-1991 。,GB/T 1958-2004 产品几何量技术规范（GPS）形状和位置公差 检测
3、规定代替 GB 1958-1980。,目前，我国已形成了比较完整的形状和位置公差标准体系。,GB/T 17773-1999 形状和位置公差 延伸公差带及其表示法等效采用ISO 10578：1992。,GB/T 17852-1999 形状和位置公差 轮廓的尺寸和公差注法等效采用ISO 1660：1982。,ASA Y14.5 - 1957ANSI Y14.5 - 1966 ANSI Y14.5 - 1973ANSI Y14.5M - 1982 ASME Y14.5M - 1994,美国,通用汽车（GM）,A-91-2001前版本，为通用/福特/克莱斯勒三大汽车公司共同会签发布，2004版本为通用
4、单独发布。,A-91 - 1989 A-91 - 1997A-91 - 2001A-91 - 2004,要素 Feature,1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。,形位公差研究对象就是要素，即点、线、面。,2 类型2.1 按存在的状态分：实际要素 Real Feature 零件加工后实际存在的要素(存在误差)。,理想要素 Ideal Feature 理论正确的要素(无误差)。,2.2 按结构特征分：轮廓(实有)要素 Integral Feature 表面上的点、线或面。,中心(导出)要素 Derived Feature 由一个或几
5、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。,2.3 按所处的地位分：被测要素 Features of a part 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 Datum Feature 零件上用来建立基准并实际起基准作用的实际要素（如一条边、一个表面或一个孔）。,2.4 按结构性能分：单一要素 Individual Feature 具有形状公差要求的要素。,关联要素 Related Feature 与其它要素具有功能关系的要素。,2.5 按与尺寸关系分：尺寸要素 Feature of Size 由一定大小的线性尺寸或角度尺寸 确定的几何形状。,非尺寸
6、要素(本人定义) 没有大小尺寸的几何形状。,二 符号 Symbol,2.1 公差特征项目的符号,2.2 附加符号,T,E,包容要求,ENVELOPE REQUIREMENT,2.3 我国特有符号,我国GB标准有四个特有符号，表示对被测要素的形状要求。,3.1 形位公差框格 Feature Control Frames,无基准要求的形状公差，公差框格仅两格；有基准要求的位置公差，公差框格为三格至五格。,形位公差框格在图样上一般为水平放置，必要时也可垂直放置（逆时针转）。,三 标注 Mark,3.2 被测要素的标注3.2.1 中国GB标准 形位公差框格通过用带箭头的指引线与要素相连。a)被测要素是
7、轮廓要素时，箭头置于要素的轮廓线或轮廓线的延长线上（但必须与尺寸线明显地分开）。见下图 - 左。 b)被测要素是中心要素时，带箭头的指引线应与尺寸线的延长线对齐。见下图 右。当尺寸线箭头由外向内标注时，则箭头合一。,带箭头的指引线可从框格任一方向引出，但不可同时从两端引出。,3.3 基准要素的标注3.3.1 符号(GM标准规定字母I、O和Q不用，我国GB标准还要多) GM新标准(ISO) GM A-91 标准 我国GB标准,3.3.2 与基准要素的连接（GM 新标准与我国GB 标准相同） a) 基准要素是轮廓要素时，符号置于基准要素的轮廓线或轮廓线 的延长线上(但必须与尺寸线明显地分开)。,A
8、,A,A,b) 基准要素是中心要素时，符号中的连线应与尺寸线对齐。,四 基准 Datum,4.1定义 基准 与被测要素有关且用来定其几何位置关系的一个几何理想要素(如轴线、直线、平面等)，可由零件上的一个或多个要素构成。,模拟基准要素 在加工和检测过程中用来建立基准并与基准要素相接触，且具有足够精度的实际表面。,零件1,零件2,基准要素(一个底面),在建立基准的过程中会排除基准要素表面本身的形状误差。,详见GB/T 17851,模拟基准要素是基准的实际体现。,4.2类型单一基准 一个要素做一个基准；,组合(公共)基准 二个或二个以上要素做一个基准；,基准体系 由二个或三个独立的基准构成的组合；
9、,基准目标 Datum Target 用于体现某个基准而在零件上指定的 点、线或局部表面。分别简称为点目标、线目标和面目标。,或,点目标、线目标,面目标,或, 20,板类零件三基面体系,盘类零件三基面体系,虽然，还余下一个自由度，由于该零件对于基准轴线 M 无定向要求，即该零件加工四个孔时，可随意将零件放置于夹具中，而不影响其加工要求。,在图45中可发现该盘类零件的基准框格采用了三格，这是因为该零件对基准轴线V有方向要求。而从定位原理上讲基准 U、V 已构成了基准体系。 基准W是一个辅助基准平面（不属于基准体系）。,五 公差带,5.1定义 公差带 实际被测要素允许变动的区域。 它体现了对被测要
10、素的设计要求，也是加工和检验的根据。,5.2特征 （大小、形状、方向、位置）,5.2.1 大小 Size,公差带的大小均以公差带的宽度或直径表示，即图样上形位公差框格内给出的公差值。公差值均以毫米为单位。,若公差值为公差带的宽度，则在公差值的数字前不加注符号。,若公差带为圆、圆柱或球，则在公差值的数字前加注或S表示其圆、圆柱或球的直径。,不同的公差特征项目一般具有不同形状的公差带。其中有些项目只有唯一形状的公差带；有些项目根据不同的设计要求具有数种形状的公差带。,5.2.2 形状 Form 公差带形状主要有：,两平行直线、 两平行平面、 两同心圆、 两同轴圆柱、 两等距曲线、 两等距曲面、 一
11、个圆柱、 一个球。,详见GB/T 1182,5.2.3 方向和位置 Orientation & Location 公差带的方向和位置可以是固定的，也可以是浮动的。如被测要素相对于基准的方向和位置关系是用理论正确尺寸标注的，则公差带方向和位置是固定的，否则就是浮动的。,2 x 8 0.05, 0.5 M A,50 0.2,对于形状公差因无基准而言，所以其公差带的方向和位置肯定 是浮动的。 公差带的浮动不是无限的，它受该方向的尺寸公差控制。,2 x 8 0.05, 0.5 M A,50,A,六 几个新符号,6.1 正切平面 T 这符号放置于形位公差框格中公差值的后面。表示该公差值为与表面最高点相切
12、的平面(正切平面)之要求。,0.1 T A,正切平面,2.50.2,0.1,6.2 自由状态条件 F 这符号放置于形位公差框格中公差值的后面。描述零件在制造中造成的力释放后的变形。所以，只有非刚性零件才应用此符号。 下图的设计要求是当零件处于自由状态时，左侧圆柱面的圆度误差不得大于2.5mm；当零件处于约束状态时（注），右侧圆柱面的径向圆跳动不得大于2mm。,详见GB/T 16892,6.3 延伸公差带 P 当图61左示螺纹连接时，按常规方法标注，将出现干涉现象。延伸公差带就是为了解决此问题而产生的一种特殊标注方法。它的原理是把螺纹部分的公差带延伸至实体外。,详见GB/T 17773,延伸公差
13、带的标注方法,公差原则(线性尺寸公差与形位公差之间关系),7.1 问题的提出, 20 h6,0- 0.013,+ 0.021 0, 20 H7,要求这一对零件的最小间隙为0、最大间隙为0.034。,但当孔和轴尺寸处处都加工到 20 时，由于存在形状误差，则装配时的最小间隙将不可能为0。这就产生了线性尺寸公差与形位公差之间的关系问题。,设计人员绘制图上面的孔、轴配合之目的是:,7.2 有关术语 为了明确线性尺寸公差与形位公差之间关系，对尺寸术语将作 进一步论述与定义。 7.2.1 局部实际尺寸 在实际要素的任意正截面上，两对应点之间 测得的距离。,7.2.2 作用尺寸 A 体外作用尺寸 在被测要
14、素的给定长度上，与实际内表面(孔)体外相接的最大理想面(轴) ，或与实际外表面(轴)体外相接的最小理想面(孔)的直径或宽度。,B 体内作用尺寸 在被测要素的给定长度上，与实际内表面(孔) 体内相接的最小理想面(轴) ，或与实际外表面(轴)体内相接的最大理想面(孔)的直径或宽度。,7.2.3 最大实体状态(MMC)和最大实体尺寸(MMS)A 最大实体状态(MMC) 实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内，并具有实体最大(即材料最多)时的状态。B 最大实体尺寸(MMS) 实际要素在最大实体状态下的极限尺寸。 内表面(孔) D MM = 最小极限尺寸D min； 外表面(轴) d MM = 最大极
15、限尺寸d max。,7.2.4 最小实体状态(LMC)和最小实体尺寸(LMS)A 最小实体状态(LMC) 实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内，并具有实体最小(即材料最少)时的状态。B 最小实体尺寸(LMS) 实际要素在最小实体状态下的极限尺寸。 内表面(孔) D LM = 最大极限尺寸D max； 外表面(轴) d LM = 最小极限尺寸d min。,7.2.5 最大实体实效状态(MMVC)和最大实体实效尺寸(MMVS)A 最大实体实效状态(MMVC) 在给定长度上，实际要素处于最大实体状态(MMC) ，且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的综合极限状态。,B 最大实体实效尺寸(
16、MMVS) 最大实体实效状态(MMVC)下的体外作用尺寸。,内表面(孔)D MV = 最小极限尺寸D min - 中心要素的形位公差值 t；,外表面(轴)d MV = 最大极限尺寸d max + 中心要素的形位公差值 t 。,7.2.6 最小实体实效状态(LMVC)和最小实体实效尺寸(LMVS)A 最小实体实效状态(LMVC) 在给定长度上，实际要素处于最小实体状态(LMC) ，且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的综合极限状态。,B 最小实体实效尺寸(LMVS) 最小实体实效状态(LMVC)下的体内作用尺寸。,内表面(孔)D LV = 最大极限尺寸D max + 中心要素的形位公差值
17、 t；,外表面(轴) d LV = 最小极限尺寸d min - 中心要素的形位公差值 t 。,7.2.7 边界 由设计给定的具有理想形状的极限包容面。A 最大实体边界(MMB) 尺寸为最大实体尺寸(MMS)的边界。B 最小实体边界(LMB) 尺寸为最小实体尺寸(LMS)的边界。C 最大实体实效边界(MMVB) 尺寸为最大实体实效尺寸(MMVS)的边界。D 最小实体实效边界(LMVB) 尺寸为最小实体实效尺寸(LMVS)的边界。,7.3 独立原则 Regardless of feature size (RFS ) 图样上给定的每一个尺寸和形状、位置要求均是独立的，应分别满足要求，两者无关。,7.
18、4相关要求(按我国GB标准分类介绍） 尺寸公差和形位公差相互有关的公差要求。 A 包容要求 Envelope Requirement,B 最大实体要求 Maximum Material Requirement,最大实体要求应用于被测要素,最大实体要求应用于基准要素,或 0,基准要素本身采用最大实体要求,基准要素本身不采用最大实体要求,C 最小实体要求 Least Material Requirement,D 可逆要求 Reciprocity Requirement (GM标准无）,详见GB/T 4249、 GB/T 16671。,7.3.3 示例(用公差带图解释),1）独立原则（轴）,19.7
19、 - 20,- 0.3 0,尺寸,形位, 0.1,0.1,19.7,20,2）独立原则（孔）,0.1,20 - 20.3,形位,尺寸,0 +0.3,0.1,20.3,20,19.7 - 20, 0.1 M,19.7 - 20,4）最大实体要求（轴）,形位,3）包容要求（轴）,- 0.3 0 +0.1,LMS = 19.7,MMS = 20,尺寸,0.4,MMVS = MMS + t = 20 + 0.1 = 20.1,0.1, 0 M,19.7 - 20,LMS = 19.7,MMS = 20,- 0.3 - 0.2 0,尺寸,形位,0.2,19.8,0.3,5）包容要求有进一步要求（轴）,尺
20、寸,形位,0 + 0.3,LMS = 20.3,MMS = 20,0.3,6）包容要求（孔）,7）包容要求有进一步要求（孔）,尺寸,形位,0 + 0.3,0.3,LMS = 20.3,MMS = 20,8）最大实体要求（孔）,20 - 20.3,MMVS = MMS - t = 20 - 0.1 = 19.9,形位,尺寸,- 0.1 0 +0.3,LMS = 20.3,MMS = 20,0.4,0.1,0.2,20.15,+ 0.2,20 - 20.3,9）最小实体要求（孔）, 0.4 L A,A,6, 8 - 8.25,尺寸,形位,0 +0.25 +0.65,LMS = 8.25,MMS = 8,0.65,LMVS = LMS + t = 8.25 + 0.4 = 8.65,0.4,
