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1、GD &T(形位公差)简解 两国的有关标准：中国 GB/T 1182 - 96 形状和位置公差 通则、定义、符号和图样 表示法 GB/T 4249 - 96 公差原则GB/T 13319 - 03 几何公差 位置度公差注法 GB/T 16671 - 96 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/T 16892 - 97 形状和位置公差 非刚性零件注法 美国 ASME Y14.5M-82(旧) Dimensioning and TolerancingASME Y14.5M-94(新) Dimensioning and Tolerancing通用 A-91- 89 (旧) D
2、imensioning and Tolerancing Global Dimensioning and Tolerancing Addendum 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：ISO 1101-83、ISO 5459-81、 ISO 8015-85、 ISO 2692-88、 ISO 10579-92、ISO 10579-93等。由于加工过程中工件在机床上的定位误差、刀具与工件的相对运动不正确、夹紧力和切削力引起的工件变形、工件的内应力的释放等原因，完工工件会产生各种形状和位置误差。各种形状和位置误差都将会对零件
3、的装配和使用性能产生不同程度的影响。因此机械类零件的几何精度，除了必须规定适当的尺寸公差和表面粗糙度要求以外，还须对零件规定合理的形状和位置公差。由于时间关系，本简解重点是如何读懂图上的形位公差。一要素 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。 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。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) 。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）
4、来体现的。 理想要素 Ideal Feature 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 Integral Feature 表面上的点、线或面 。中心(导出)要素 Derived Feature 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
5、 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）。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A0.1 A 2.5 0.2 被测要素基准要素图 32.4 按结构性能分： 单一要素 Individual Feature 具有形状公差要求的要素。2.5 0.2 0.02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 Re
6、lated Feature 与其它要素具有功能关系的要素。A0.1 A 关联要素单一要素图 42.5 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。 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 5二 符号 Symbol图 61) 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) GM
7、A-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ANSI T14.5M-82，但是不强调。GM A-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GM A-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
8、正确尺寸Basic Dimensions ：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。3.1 形位公差框格 Feature Control Frames公差值及附加符号基准要素的字母及附加符号 公差特征项目的符号图 9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 Mark3.2 被测要素的标注(两国标准不同)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
9、必须与尺寸线明显地分开）。见图10 - 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。见图10 右。当尺寸线箭头由外向内标注时，则箭头合一 。图 10素线直线 度轴线直线 度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。3.2.2 GM标准（有四种,且可无带箭头的指引线）a) 形位公差框 格放于要素的尺寸 或与说明下面；当某些公差特征项目的符号可同时应用于轮廓及中心要素时，GM标准 的标注方法与我国GB标准相同。它在这些公差特征项目中有专门说明。 图 11bdcaab) 形位公差框 格用带箭头的指引 线与要素相连；d) 把形位公差 框格侧面或端面与 尺
10、寸要素的尺寸线 的延长线相连。 c) 把形位公差 框格侧面或端面与 要素的延长线相连 ；3.2.3 几个特殊标注除非另有要求，其公差适用于整个被测要素。a)对实际被测要素的形状公差在全长上和给定长度内分别有要求 时，应按图12 标注（GM 标准与我国GB 标准相同） ；图 12全长上直线度 公差0.4。任25内直线 度公差0.1。b) 轮廓度中若表示的公差要求适用范围不是整个轮廓时， 应标注出其范围。见图9标注（仅GM标准） 。图 13c) 轮廓度中若表示的公差要求适用于整个轮廓。则在指引线转角 处加一小圆（全周符号）。见图14（GM 新标准与我国GB 标准相 同）。图 14GM标 准也可不
11、加圆，而 在框格下 标注 ALL AROUND 来表示。 图例见面 轮廓度公 差带的介 绍。GM标准将面轮廓度定义为位置公差，使用又广，故有些特殊的标 注规定，在后面介绍面轮廓度公差时再讲述。d) 螺纹、齿轮和花键（GM 新标准与我国GB 标准相同）一般情况下，以螺纹中径轴线作为被测要素或基准要素。如用大 径轴线标注“MAJOR DIA”（MD）；用小径轴线标注“MINOR DIA” （LD）。齿轮和花键轴线作为被测要素或基准要素时，如用节径轴线标注 “PITCH DIA”（PD）；用大径轴线标注“MAJOR DIA” （MD） ，用 小径轴线标注“MINOR DIA”（LD）。3.3 基准要
12、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)。见图15。图 15AAAb) 基准要素是中心要素时，符号中的连线应与尺寸线对齐。 图 16图 17a)b)c)d) 20 20 - A - A - A -a) 符号放于尺寸要素的尺寸、形位公差框格或尺寸和形位公差框下面；- A -b) 符号用带箭头的指引线与非尺寸要素相连；- A -c) 符号与非尺
13、寸要素直接相连；- A -d) 符号与非尺寸要素的延长线相连； 3.3.3 GM A-91 标准基准符号的标注与形位公差框格标注一样，不 明确定义轮廓要素和中心要素。因此GM图样的右上角或左上角专门 有“基准说明表”对基准要素进行描述。四 基准 Datum4.1 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。模拟基准要素零件1零件2基准要素(一个底面)图 18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。图 19模拟基准
14、 要素是基准的 实际体现。在加工和 检测过程中， 往往用测量平 台表面、检具 定位表面或心 轴等足够精度 的实际表面来 作为模拟基准 要素。4.2 类型单一基准 一个要素做一个基准； AA-B组合(公共)基准 二个或二个以上要素做一个基准；典型的例子为公共轴线做基准。图 20ABA-B基准体系 由二个或三个独立的基准构成的组合；三基面体系 Datum Reference Frame 三个相互垂直 的理想(基准)平面构成的空间直角坐标系。见图21。图 21A. 板类零件三基面体系 图 22用 三 个 基 准 框 格 标 注 基准F - 第三基 准平面约束了一 个自由度。 基准E - 第二基 准平
15、面约束了二 个自由度，根据夹具设计原理： 基准D - 第一基 准平面约束了三 个自由度，B. 盘类零件三基面体系图 23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。用 二 个 基 准 框 格 标 注根据夹具设计 原理： 基准K- 第 一基准平面 约束了三个 自由度， 基准M - 第 二基准平面 和第三基准 平面相交构 成的基准轴 线,约束了二 个自由度。在图21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）。图 24由上可知：三基面体系不是一定要用三个基准框格来表示的。 对于板类零件，用三个基准框格来表示三基面体系；对于盘类零 件，只要用二个基准框格，就已经表示三基面体系了。在实际工作中，大量接触到的三基面体系原理为一面二销 见图25。上面是从三基面体系的原理来论述基准框格的表示数量， 在实际使用中，只需能满足零件的功能要求，无需强调基准框 格的数量多少。图 25图 27图 26 基准目标 Datum Target 用于
