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1、GD&T 基础培训,PATAC，05/6,培训目的,读懂PATAC和GM的产品工程图（初级班） 了解用来定义形位公差的术语和符号 （初级班） 了解、选择和使用恰当的基准 （初级班、提高班） 了解、选择和使用恰当的形位公差（初级班、提高班） 定义和计算公差带 （提高班） 充分理解经常使用的面轮廓度和位置度 （初级班） 理解复合公差（提高班） 绘制符合PATAC要求的图纸（提高班）,内 容,正态分布 Normal Distribution PATAC的GD&T标准及背景 GD&T 的主要概念 基准 Datum 公差 Tolerance 面轮廓度 Surface Profile 位置度 Positi
2、on 一些原则 最大实体 MMC 独立原则 RFS PATAC产品图纸讲述 练习考试,要求 与 说明,参加培训的学员应已熟悉生产或产品工程图 GD&T已广泛具体地应用在工程设计中，鼓励学员带着问题来讨论 该培训适合产品工程师、检具工程师、制造工程师等 经验共享 我们对国标不是特别有经验，但由于ASME和GB的GD&T内容基本近似，也可以共同讨论,正态分布:Normal Distribution,正态分布 Normal Distribution,均值 方差 标准差 Cp(对称公差带） Cpk 均值漂移 mean shift,UDL: Upper Design Limit, 上限 LDL: Low
3、er Design Limit, 下限,过程能力指数,过程能力指数，反映过程的集中性。,练 习,正态分布的统计图绘制方法 SPC？,小结,正态分布是汽车零部件公差分布普遍遵循的分布规律 产品设计中的公差定义遵循正态分布 产品设计中应用的一维，三维偏差分析假定公差遵循正态分布 均值漂移有可能零件在公差范围内，但与其它零件的匹配却不好,GD&T 的背景,GD&T 是Global Dimensioning and Tolerancing的缩写，即“全球尺寸和公差”。 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。 尺寸标注仅是一种表达方式，PATAC使
4、用了GM北美的图纸规范，将有专题的具体介绍。 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。,PATAC GD&T 标准,- 标准 ASME Y14.5M-1982 ASME Y14.5M-1994 GD&T Addendum-2001 GD&T Addendum-2004 - 策略：PATAC与GM北美一致,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
5、，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,要素的分类,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,要素 按存在的状态分：,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
6、代要素（测得实际要素）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。,实际要素 Real Feature 零件加工后实际存在的要素(存在误差)。,要素 按结构特征分：,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。,轮廓(实有)要素 Integral Feature 表
7、面上的点、线或面。,要素 按所处的地位分：,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,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）。,要素 按与尺寸关系分：,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
8、称呼。,表面,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。,单一要素 Individual Feature 具有形状公差要求的要素。,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 Related Feature 与其它要素具有功能关系的要素。,要素 按结构性能分：,形位公差 GD&T,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
9、 Tolerance,公差符号 Symbols,修正符号 Modifier Symbols,M,L,U,P,F,提高班,提高班,不详讲,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,基准 Datum,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。 基准要素 Datum Feature 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。,基准要素的符号 GM标准规定字母I、O和Q不用,在建立基准的过程中会排除基准要素本身的形状误差
10、,点基准目标 线基准目标 面基准目标,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,用 三 个 基 准 框 格 标 注,盘类零件基准体系,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。,用 二 个 基 准 框 格 标 注,基准目标 Datum Target,点基准目标,线基准目标,面基准目标,基准目标的位置必须用理论正确尺寸表示。面目标还应标注其表面的大小尺寸。,PATAC 图纸上，通
11、常给出了车身坐标xyz,基准体系中基准的顺序前后表示不同的设计要求,基准的顺序,该符号用于表示几何公差或参考基准在自由状态或不约束状态下。,自由状态,F,当用于基准时，图纸上经常用 “free state”, “Rest”, “Assist”标明，表示在不约束情况下的公差。,该符号用于表示几何公差或参考基准在自由状态或不约束状态下。,自由状态 Free State Condition,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。,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,零件处于自由状态时，左侧圆柱
12、面的圆度误差不得大于2.5mm,NOTE1 (约束条件)： 基准平面A是固定面(用64个M6X1的螺栓以 9-15 Nm的扭矩固定)，基准B由其相应规定的尺寸边界约束,练习,练习,局部基准 sub- Datum,讨论：局部基准的检测,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 置（逆时针转）。,PATAC图纸上，通常的公差框格为,公差框格类型 Types of Feature Control Frame,组合公差框格 （提高班讲）,复合
13、公差框格,组合基准要素,PATAC图纸上，组合基准是同一控制方向的基准联立,小结 与 练习,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）,延伸公差带符号,延伸公差带值,第一基准,第二基准,用于基准的实体状态符号（最大实体）,一些规定 及 公差原则 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
14、、MMC或LMC。 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。,说明,螺纹、齿轮和花键 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）。,公差原则 Rules,(线性尺寸公差与形位公差之间关系),问题的提出
15、, 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。,定义孔、轴配合的目的是:,最大实体 MMC & 最小实体 LMC,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。 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
16、 max 轴最大,孔: 15+/-0.5, MMC= LMC 轴: 15+/-0.5, MMC= LMC,14.5,15.5,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。 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,实效状态 Virtual Condition,实效状态 尺寸公差和形位公差的组合效应，是一个常值。,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 。,最大实体状态的实效,
