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1、GD&T 基础培训 YFV，2005/08 培训目的培训目的 了解GD&T图纸的作用和基本构成 了解用来定义形位公差的术语和符号 了解基准的涵义 理解独立原则与最大实体原则 1.读懂一般的GD&T图纸 2.绘制基本的GD&T图纸 充分理解经常使用的面轮廓度和位置度 了解基准选择的原则 内 容内 容 GD&T及背景 GD&T 的主要概念 基准Datum 公差Tolerance 面轮廓度Surface Profile 位置度Position 一些原则 最大实体MMC 独立原则RFS 产品图纸讲述 练习 GD&T 的背景的背景 GD&T 是Geometric Dimensioning and Tol
2、erancing的缩写，即“形状与 位置公差”。 标准中包含有尺寸标注方法（属我国技术制图标准）和几何公差 （属我国形状和位置公差标准）两大部分。 本次培训将重点地对“形状和位置（几何）公差”部分进行基础性讲 述。 目前，GM标准和我国的形位公差标准都等效采用了国际ISO标准,所 以绝大多数的内容是相同的。 GD&T图纸的意义 1.设计思路（定位方式与DTS要求）的表达。 2.检具设计的依据。 3.零件重要特征的粗略定义。 GD&T中的名词定义中的名词定义 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 Feat
3、ure 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 Geometric Tolerance 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 形位公差形位公差 GD&T的构成的构成 公差符号和缩略语 Symbols and Abbreviations 基准 Datum 公差框格 Feature Control Frame 基本规则 Basic Rules 形位公差 Geometric Tolerance 0.5 M ABM
4、公差框格公差框格Feature Control Frame 无基准要求的形状公差，公差框格仅有前两项；有基准要求无基准要求的形状公差，公差框格仅有前两项；有基准要求 的位置公差，公差框格包含三项，为三格至五格。的位置公差，公差框格包含三项，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）。置（逆时针转）。 公差值及修正符号公差值及修正符号 基准要素的字母及修正符号基准要素的字母及修正符号(可选可选) 公差特征符号公差特征符号 通常的公差框格为 Type of Tolerance 公差类型 Character
5、istic 特性 and Symbol 符号 Form 形状 Straightness 直线度 Flatness 平面度 Circularity (Roundness) 圆度 Profile of a Line 线轮廓度 Profile of a Surface 面轮廓度 Angularity倾斜度 Perpendicularity 垂直度 Parallelism 平行度 Position 位置度 Concentricity 同轴度 Symmetry对称度 Circular Runout * 圆跳动 Total Runout * 全跳动 Cylindricity 圆柱度 Profile 轮廓
6、Orientation 定向 Location 定位 Runout 跳动 For Individual Features 单一要素 For Individual Features or Related Features 单一要素或关联要素 For Related Features 关联要素 公差符号公差符号 Symbols 修正符号修正符号 Modifier Symbols Unilateral Modifier 单边公差带 Projected Tolerance Zone 延伸公差带 Free State Condition 自由状态 Default 缺省Regardless of Feat
7、ure Size(RFS) 独立原则 Least Material Condition(LMC) 最小实体原则 Maximum Material Condition(MMC) 最大实体原则 SymbolTerm M L U P F S 不详讲 其它符号其它符号 Other Symbols 理论精确值，公差随其它相关尺寸公差变化 没有公差，该值仅供参考 (25) R CR SR Diameter 直径 Spherical Diameter 球径 Controlled Radius 控制半径 Radius 半径 Reference 参考尺寸Spherical Radius 球半径 Square 正
8、方形 Between 范围 ARC Length 弧长 All Around 全周 Places or By 10处 10X Basic Dimension 基本尺寸25 S 100 小结 与 练习小结 与 练习 0.5 M ABM C 形位特征符号 （位置度） 直径符号 形位公差值 基准特征符号 实体状态符号 （最大实体） 第一基准 第二基准 用于基准的实体状态符号 （最大实体） 基准基准 Datum 概念区分概念区分 基准基准 Datum 与被测要素有关且用来定义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。 基准基准要素要素 Datum Fe
9、ature 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。 基准基准目标目标 Datum Target 考虑到制造上的误差，仅选用基准要素的部 分表面（点、线或区域面）作基准参考。 三者之间关 系？ 基准要素的理想形状称为基准。 基准目标是基准要素的一部 分。 模拟基准要素模拟基准要素 零件零件1 零件零件2 基准要素基准要素(一个底面一个底面) 在建立基准的过程中会排除基准要素本身的形状误差在建立基准的过程中会排除基准要素本身的形状误差 基准要素的符号 基准要素的符号 为了避免混淆，字母I、O和Q一般不用 基准特征基准特征 Datum Feature 基准目标
10、基准目标 Datum Target 10 A1 基准面积 A 点基准目标 线基准目标 面基准目标 基准 Datum 基准体系基准体系 Datum Reference Frame 实际上，是对6个自由度的约束。 三个相互垂直的理想(基准)平面构成的空间直角坐标系，想象6个自由度 板类零件基准体系板类零件基准体系 用用 三三 个个 基基 准准 框框 格格 标标 注注 基准基准F - 第三基第三基 准平面约束了准平面约束了一一 个自由度。个自由度。 基准基准E - 第二基第二基 准平面约束了准平面约束了二二 个自由度，个自由度， 根据夹具设计原理：根据夹具设计原理： 基准基准D - 第一基第一基 准
11、平面约束了准平面约束了三三 个自由度，个自由度， 盘类零件基准体系盘类零件基准体系 虽然，还余下虽然，还余下一个自由度一个自由度，由于该零件对于，由于该零件对于 基准轴线基准轴线 M 无定向无定向要求，即该零件加工四个孔要求，即该零件加工四个孔 时，可时，可随意随意将零件放置于夹具中，而不影响将零件放置于夹具中，而不影响其其加加 工要求。工要求。 用用 二二 个个 基基 准准 框框 格格 标标 注注 根据夹具设计根据夹具设计 原理：原理： 基准基准K- 第第 一基准平面一基准平面 约束了约束了三三个个 自由度，自由度， 基准基准M -第第 二基准平面二基准平面 和第三基准和第三基准 平面相交构
12、平面相交构 成的基准成的基准轴轴 线线,约束了约束了二二 个自由度。个自由度。 基准目标基准目标 Datum Target 点基准目标线基准目标面基准目标 基准基准目目标的标的位置位置必必须须用用理论理论正正确尺寸确尺寸表示表示。面面目目标还标还应应标注标注其表其表 面面的的大小大小尺寸尺寸。 通常给出车身坐标xyz 基准基准后有后有、 无无附附加符号加符号 又表示了又表示了不不 同同的的设计设计要要 求。求。详见详见公公 差差原则原则。 强调强调4孔轴线孔轴线 与与A轴线平轴线平行行 强调强调4孔轴线孔轴线 与与B平平面面垂直垂直 基准体系中基准的基准体系中基准的顺序顺序前前后后表示表示不同
13、不同的设计要求的设计要求 基准的基准的顺序顺序 练习练习 练习练习 局部局部基准基准 sub-Datum 基准的基准的选择选择 Datum Selection 考虑功能Function 基准应该考虑选择在零件装配的配合面上 被选做基准特征的基准应该最小化装配偏差 零件的基准应该能够代表实际零件的某些特征关系 考虑基准的可重复性Repeatability 基准特征自身必须在制造过程中保持尺寸稳定 基准特征必须具有可重复性，不会因装配等而变化 基准平面应该对各种偏差不敏感 考虑基准的一致性Coordinated 建立的基准参考体系应该在零件的制造、检测和装配过程中共用且一致 零件的冲压过程中的基准
14、、零件检具基准、工装基准和子系统检具的基准 特征必须一致 基准一致性的优点？ 讨论 最终被选最终被选定的基准定的基准是综合考虑以上因是综合考虑以上因素的结素的结果果 一个零件一个零件可能可能有有多种多种定位定位方式方式 举例举例 一一些规些规定定 及及 公差原公差原则则 Rules 最大实体原则MMC 独立原则RFS 最小实体原则LMC (车身、外饰、内饰不曾用到） 包容原则Envelope Principle 在仅规定尺寸公差时，单一要素的尺寸极限规定其几何形状及允许 的尺寸变化范围。 在规定位置公差时，在公差框格内必须根据适用情况，相对于单一 公差、基准或两者规定RFS、MMC或LMC。
15、对其它形位公差，相对于单一公差、基准或两者，RFS适用于无实 体状态符号加以规定之处，即默认状态为RFS。在需要MMC之处，必 须在公差框格中加以规定。 最大实最大实体体 MMC & 最最小小实实体体 LMC 最大实体状态最大实体状态(MMC) 实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之 内，并具有实实体体最大最大(即材料最多)时的状态。 最大实体尺寸最大实体尺寸(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 孔最小 外表面(轴) d MM = 最大极限尺寸d max 轴最大 孔: 15+/- 0.5, MMC= LMC 轴: 15+/- 0.
16、5, MMC= LMC 14.5 15.5 最小实体状态最小实体状态(LMC) 实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内， 并具有实实体体最最小小(即材料最少)时的状态。 最小实体尺寸最小实体尺寸(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。 15.5 14.5 练习练习 实效实效状状态态 Virtual Condition 实效状态实效状态 实际要素处于最大实体状态，同时形位误差等于给出 的形位公差值时的一种状态。 尺寸公差和形位公差的组合效应，是一个常值。 多对应检具的尺寸。 实效
17、尺寸实效尺寸实效状态下的作用尺寸 内表面内表面(孔孔)D MV = 最小极限尺寸最小极限尺寸D min -中心要素的形位公差值中心要素的形位公差值 t； 外表面外表面(轴轴)d MV = 最大极限尺寸最大极限尺寸d max + 中心要素的形位公差值中心要素的形位公差值 t 。 t t MMS MMS 孔孔 轴轴MMVC MMVC 练习练习 如果是孔，则实效为？ 6.1- 2=4.1 6.2+2=8.2如果是轴，则实效为？ 最大实最大实体原体原则则MMC 作用与功能： 1.满足装配互换的要求。 2.减小检具制造成本。 表示方 法： 在公差值后或基准符号后加 M 0.5 M ABM 最大实最大实体
18、原体原则则MMC 涵 义： 1.图样上标注的形位公差值是被测要素处于最大实体 状态时给出的公差值。 2.被测要素的实际轮廓不得超出实效边界，且实际尺 寸不得超出极限尺寸。 3.当被测要素的实际轮廓偏离最大实体状态时，允许 此时的偏离量补偿给形位公差。 包容原包容原则则 RFS 包容原则 包容原则 是最大实体原则MMC的一种特殊形式, 最大实体原则应用中形位公差为0时，即为包容原则。 0 M ABM EXAMPLE: 独立独立原原则则 RFS 独立原则 独立原则 与要素尺寸无关 ，Regardless of Feature Size 即图纸给定的尺寸要求与形状、位置要求相互独立，应分 别满足要求
19、，两者无关。 独立原则在图样的形位公差框格中没有任何关于公差原则 的附加符号。 采用独立原则要素的形位误差值，测量时需用通用量仪通用量仪测出具 体数值，以判断其合格与否。 20 0.5 0 - 0. 5 0.5 20 19. 75 19. 5 轴线直线度公差轴线直线度公差完完工工尺寸尺寸 RFS主要应用在Rib、Clip、Taper Pin的配合上。 Example 独立独立原原则则 RFS n0.08 m Datum axis B A A Simulated datum C is parallel planes at maximum separation perpendicular to D
20、atum plane A. Center plane aligned with datum axis B. Simulated datum feature B is the largest inscribed cylinder perpendicular to datum plane A. Datum plane A j0.15mA B C 60 b jn 0.3m A B 3X n 9.05 8.95 Part B C Part Example 最大实最大实体体 原原则则 MMC 0.15 mA B m A C 60 bn0.08mA B 3Xn 9.05 8.95 jn 0.3mA BmC
21、m Part Datum axis B Simulated datum C is the virtual condition width perpendicular to datum plane A. Center plane is aligned with datum axis B. Simulated datum feature B is the virtual condition cylinder perpendicular to datum plane A. Part Datum plane A 60.5 200.1 j 公差公差带带 Tolerance Zone 当实际被测当实际被测
22、要素的误差在公差要素的误差在公差带内合带内合格，格，超出则超出则不不合合格。格。 公差公差带带 实际被测要素允许变动的区域。 它体现了对被测要素的设计要求，也是加工和检验的根据。 公差 Tolerance 偏差 Variation 直线直线度度 Straightness 若系给若系给定平定平面面上线的直线度（上线的直线度（如刻如刻度线），度线），则则公差公差带带为为两两平平行行 直线。直线。 给给一个一个方方向向 给二给二个个方方向向 形状公差 Form 直线直线度度 Straightness 练习练习I 公差带形状为公差带形状为？ 任任 意意 方方 向向 一个一个圆柱圆柱 形状公差 Form
23、 直线直线度度 Straightness 练习练习II 实效尺寸实效尺寸 整体要求 分段要求 平面度平面度 Flatness 公差带形状为公差带形状为? 形状公差 Form 两个平两个平行行平面平面 圆圆度度 Roundness 公差带形状为公差带形状为两个两个同心圆同心圆 形状公差 Form 圆柱圆柱度度 Cylindricity 公差带形状为公差带形状为两个两个同轴圆柱同轴圆柱 从理论从理论上上分析分析，圆柱圆柱度即度即控制了控制了正正截面方截面方向的形状误差，向的形状误差，又控又控 制了纵截面方制了纵截面方向的形状误差。向的形状误差。但目前但目前还还难以找到与此相配难以找到与此相配的的测
24、量方测量方 法法。 形状公差 Form 线轮廓线轮廓度度 Line Profile 公差带形状为公差带形状为两个两个等距曲线等距曲线 轮廓公差 Profile 采采用线用线轮廓轮廓度度 首先首先必必须须将将其理想其理想 轮廓轮廓线标注线标注出来出来， 因因为公差为公差带带形状形状与与 之有关之有关。 理想理想线线轮廓到轮廓到 底面底面位置由位置由尺寸尺寸公公 差差控制控制，则则线线轮廓轮廓 度公差度公差带带将可在将可在尺尺 寸寸公差公差带内带内上下平上下平 动动及及摆动摆动。 当当线线轮廓轮廓度度带带 基准基准成成为位置公差为位置公差 时，时，则则公差公差带带将将与与 基准基准有方有方向向或或
25、/和和 位置要求。位置要求。 面面轮廓轮廓度度 Surface Profile 公差带形状为公差带形状为两个两个等距曲等距曲面面 轮廓公差 Profile 周边周边 要求的要求的两两 种种标注形标注形 式式。 采采用用 面轮廓面轮廓度度 首先首先必必须须 将将其理想其理想 轮廓面轮廓面标标 注注出来出来， 因因为公差为公差 带带形状形状与与 之有关之有关。 本本面面 轮廓轮廓度度带带 基准基准属属位位 置公差。置公差。 面轮廓面轮廓度度 公差公差带与带与 基准基准 A 有有垂直要垂直要 求。求。 不对称不对称公差公差带带 U ？ 不对称不对称公差公差带带 U 面面轮廓轮廓度度 Surface
26、Profile练习练习 轮廓公差 Profile 不对称面轮廓度 公差 虚线：该表面的 另一侧 面面轮廓轮廓度度 Surface Profile练习练习 轮廓公差 Profile 对于任何100mm的长度， 面轮廓度不超过1mm. 面面轮廓轮廓度度 Surface Profile练习练习 轮廓公差 Profile 此处的轮廓要求是? 在25X25的区域内面轮 廓不允许超过0.05mm 垂直垂直度度 Perpendicularity 公差带形状为公差带形状为两个平两个平行行平面平面 定向公差 Orientation 定定向向公差其被测要素为关联要素。公差其被测要素为关联要素。 面面对对面面垂直垂
27、直度度 面面对线垂直对线垂直度度 垂直垂直度度 Perpendicularity 公差带形状为公差带形状为两个平两个平行行平面平面 定向公差 Orientation 线对线对面面垂直垂直度度 给给 定定 平平 面面 上上 线线 线对线垂直线对线垂直度度 垂直垂直度度 Perpendicularity 公差带形状为公差带形状为一个一个圆柱圆柱 定向公差 Orientation 任任 意意 方方 向向 轴线对轴线对面面垂直垂直度度 平平行行度度 Parallelism 公差带形状为公差带形状为两个平两个平行行平面平面 定向公差 Orientation 公差带形状为公差带形状为一个一个圆柱圆柱 任任
28、 意意 方方 向向 倾斜倾斜度度 Angularity 公差带形状为公差带形状为两个平两个平行行平面平面 定向公差 Orientation 采采用用 倾斜倾斜度度首首 先先必必须须将将 其理想角其理想角 度标注度标注出出 来来，因因为为 公差公差带方带方 向向与之有与之有 关关。 位置度公差位置度公差描述的是被测要素实际位置对理想位置允许的变动区域。 位置度有点的位置度、线的位置度、面的位置度。 位置度位置度 Position Tolerance 10.5+/- 0.5 10.5+/- 0.5 8.5+/- 0.1 Rectangular Tolerance Zone 8.5+/- 0.1 1
29、0.5 10.5 A B C A 1.4A B C M +/- 0.5 +/- 0.5 1.4 点的位置度点的位置度 公差带为：一个球公差带为：一个球 S 0.6 位置度位置度 Position Tolerance 位置度位置度 Position Tolerance 公差带为：一个圆柱公差带为：一个圆柱 右右图图是是用用量量规规来来描述描述零件的零件的检检测测。 0.4 轴线轴线的位置度的位置度(任意方向任意方向) 面的位置度面的位置度 公差带为：两平行平面公差带为：两平行平面 位置度位置度 Position Tolerance 孔孔(要素要素)组的位置度组的位置度 公差带为：一组圆柱公差带为
30、：一组圆柱 当两种位置相同时。合一个框格标注；当两种位置不相同时，分上下当两种位置相同时。合一个框格标注；当两种位置不相同时，分上下 两格分别标注。称为复合位置度。两格分别标注。称为复合位置度。 位置度位置度 Position Tolerance a) 盘类件盘类件 孔组孔组的位置度由两的位置度由两种种位置要求位置要求组组成。一个成。一个是是各孔各孔(要素要素)之间之间的位置的位置要要 求；一个求；一个是是孔组孔组(整组整组要素要素)的定位的定位要求。要求。 孔孔(要素要素)组的位置度组的位置度 Actual Size 实际尺寸 MMC 18.0 18.1 18.2 18.3 LMC 18.4
31、 Cylindrical Tolerance Zone 圆柱体公差带 0.08 0.18 0.28 0.38 0.48 0.48 0.38 0.28 0.18 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 40.0 20.0 - T- 20.0 40.0 - R- 3.7 - S- S R T 18.0- 18.4 See Below 位置度位置度 Position Tolerance- - - - 练习练习 位置度位置度 Position Tolerance 公差公差带带为： 一为： 一组矩组矩形形 b)板类件板类件 一一般般位置度位置度(给给二个相二个相互垂直互垂直的的方向）
32、方向） 位置度位置度 Position Tolerance 中心线偏差 You are right? 位置度位置度 Position Tolerance You are right? 位置度位置度 Position Tolerance GD&T 复合复合公差公差 GD&T 复合复合公差公差 复合复合公差 两公差 两行行共共用用一个形位特征符号一个形位特征符号 Composite two line segments, one symbol 2.5ABC AB 0.5 3.0ABC AB 1.0 位置位置 尺寸、尺寸、形状形状 或或 定定向向 位置位置 尺寸、尺寸、形状形状或或定定向向 上上层层公
33、差公差是是相相对对名义理名义理论论位置的位置的总总公差公差 下下层层公差公差是是在在上上层层公差中的公差中的浮动浮动 是是相相对下对下层层定义的定义的参参考考基准的基准的尺寸、尺寸、形形 状状或或定定向向的的进进一一步步公差公差控制控制要求要求 要求：下层基准是上层基准的一部分，并具有相同的顺序 GD&T 复合复合公差公差 多多层层多多个形位特征符号个形位特征符号 Multiple Single- Segment 2.5ABC AB 0.5 ABC AB1.0 3.0 形状形状、位置位置、定定向向 形状形状、位置位置、定定向向 相相对上对上层层基准的基准的独立独立特征要求特征要求 相相对下对下
34、层层基准的基准的独立独立特征要求特征要求 形状形状、位置位置、定定向向 形状形状、位置位置、定定向向 ABC BM2.0 1.0 正确吗? 2.5 C AB 0.5 说明：下层基准与上层基准可以不同 正正确确 GD&T 复合复合公差公差 位置 相对A的定向 1.5的圆柱， 相对ABC 0.5的圆柱， 相对A 理论位置 GD&T 复合复合公差公差 位置 相对A、B的定向 公差带为： 1.5的圆柱， 相对ABC 公差带为： 0.5的圆柱， 相对AB 理论位置 GD&T 复合复合公差公差 GD&T 复合复合公差公差 实际轴线应该在 交叉区域内 公差带为 0.8 的圆柱， 相对基准体系ABC 公差带为
35、 0.25 的圆柱， 相对基准A 实际轴线应该在交叉区域内， 相对基准A可能的最大位置偏差 问题：如何检验？检验用的销子直径是多少？ 各自独立检验。检验用的销子直径MMC 4.2mm, 4.75mm。 GD&T 复合复合公差公差 公差带为 0.8 的圆柱，相对 基准体系ABC 公差带为 0.25 的圆柱，相对 基准体系ABC 实际轴线应该在 交叉区域内 实际轴线应该在交叉区域 内，相对基准A可能的最大 位置偏差 GD&T 复合复合公差公差 GD&T 复合复合公差公差 GD&T 复合复合公差公差 ABC AB1.0 3.03.0ABC AB 1.0 Datum A Datum C Datum B 3 1 1 1 Datum A Datum C Datum B 3 1 3 1 一一样样 2.5ABC A 0.5 2.5ABC A 0.5 回顾 一一样样 3.0ABC 1.0 ABC 1.0 3.0 Question & Answer Thank you!