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1、产品几何技术规范（GPS）国家标准应用产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生第四章 几何公差基准和基准体系v一、术语和定义v二、基准和基准体系的标注v三、基准的建立v四、基准的选择及应用v五、小结产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生一、术语和定义v1.1 基准 datumvGB 1183-1980的定义：基准要素是用来确定被测要素方向和/或位置的要素。理想的基准要素简称基准。vGB 17851-1999（等效采用ISO 5459：1981）的定义：基准是与被测要素有关，且用来确定其几何位置关系的一个理想几何要素（如轴线、直线、平面等），可由零件上的一个或多个要素构成。产品几何技术规范GP
2、S讲义之四by侠之生vISO/DIS 5459.2：2002的定义：基准是用来定义公差带的位置和/或方向、或用来定义实体状态的位置和/或方向（当有相关要求时，如最大实体要求）的一个（组）方位要素。v不同的基准定义是从不同侧面对基准含义的诠释，各有特点，ISO/DIS 5459.2：2002的定义显得更加完整和准确。v它进一步明确了基准的另一个作用是确定实体状态的方向和位置；引入了“方位要素”，即能确定要素方向和/或位置的点、直线、平面或螺旋线类要素。产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生v1.2 基准要素 datum featurev零件上用来建立基准并实际起基准作用的实际（组成）要素（如：
3、一条边、一个表面或一个孔）。v由于实际基准要素一定存在加工误差，因此应对其规定适当的几何公差。vGB 1183-1980将图样上和零件上指定作为基准的要素均称为基准要素，基准要素有理想的和非理想的之分，应用时应注意区分。产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生v基准要素指零件加工后形成的实际要素，或者说是存在于实际零件上的非理想要素；v基准要素是构成零件的组成要素，不是导出要素。例如设计上指定一个孔的轴线为基准，基准为导出要素，而基准要素是实际的孔表面，而不是孔的实际中心线。v基准是通过非理想的基准要素建立起来的，方法为模拟或拟合。v在概念上要严格区分基准和基准要素，例如： 基准平面基准表面产
4、品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生v1.3 模拟基准要素 simulated datum featurev模拟基准要素是在加工和检测过程中用来建立基准并与实际基准要素相接触，且具有足够精度的实际表面（如一个平板、一个支撑或一根心棒）。v模拟基准要素实际上是建立基准的手段，是基准的替代，是基准的体现。虽然有一定误差，但由于它具有足够高的精度，足以满足工件的评定要求。模拟基准要素带来的测量误差可计入测量不确定度。产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生v1.4 基准体系 datum systemv基准体系是用来确定被测要素几何位置关系的、由两个或三个基准构成的组合。v通常采用由三个互相垂直的平
5、面组成的三基面体系（空间直角坐标系）。产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生v1.5 基准目标 datum targetv基准目标是零件上与加工或检验设备相接触的点、线或局部区域，用来体现满足功能要求的基准。v对于尺寸较大的零件，有时需要以几何误差较大或未加工表面作为基准。如果以该整个表面作为基准，会在加工或检测中因多次定位产生较大误差，降低定位的重复精度，此时可以使用基准目标。产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生二、基准和基准体系的标注v用来建立基准的要素通过一个位于基准符号内的大写字母来表示。 一个字母名义上指明一个表面或一个尺寸要素。 建议不要用字母I, O, Q 和X。 如果一个
6、大的图用完了字母表中的字母，或有益对图的理解，也可连续重复用同样的字母。例如：BB，CCC等。产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生v当基准由单一要素表示时，该基准应在公差框格的第三格中用相应的单个大写的拉丁字母标出。v当公共基准由两个或多个要素表示时，应在公差框格的第三格中用被短划线分开的两个或多个字母标出。产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生v由两个或三个要素建立基准体系时，其基准代号字母应按各基准的优先顺序在公差框格的第三格到第五格中依次标出。v当在三基面体系中需要采用基准目标时，应遵守如下规定：第一基准：3个基准目标第二基准：2个基准目标第三基准：1个基准目标产品几何技术规范GP
7、S讲义之四by侠之生三、基准的建立v由非理想的基准要素建立基准有两种方法，即模拟法和拟合法。v3.1 以一个组成要素做基准（如直线或平面）v模拟法中，模拟基准要素与实际基准要素相接触，且它们之间的最大距离为最小。若基准要素与模拟基准成不稳定的接触状态，应在两表面之间放置适当的支承。轮廓线作基准用两个支承，轮廓面作基准用三个支承。产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生v模拟法：v拟合法中，拟合基准要素是实际基准要素的体外拟合要素，由数字化测量器具实现。产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生v3.2 以一个导出要素做基准（如圆柱面轴线）v模拟法中，基准是模拟基准轴（如心棒）体现的最大内切拟合圆
8、柱面的轴线，此时圆柱面在任何方向的可能摆动量相等。产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生v拟合法中，拟合基准要素是实际基准要素（实际孔）的体外拟合导出要素（轴线），也由数字化测量器具实现。产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生v3.3 以公共导出要素做基准v模拟法中，模拟基准是同轴的两个模拟基准轴体现的最小外接圆柱面的公共轴线。v拟合法中，拟合基准是两基准要素的体外拟合要素的公共导出要素（公共轴线）。v其他各种基准可以用类似方法建立。产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生v3.4 基准体系的建立v限制几何要素位置变动的公差带通常为一空间区域。确定该
9、区域的方向和位置时，单一基准常常是不够的，往往要求两个或三个基准，参与定位的多个基准构成基准体系。v三基面体系是指由三个相互垂直的基准平面组成的基准体系，它的三个平面是确定零件上各要素几何关系的起点。v应该根据零件的功能要求来确定各基准的先后顺序。产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生v零件在三基面体系中的定位原则1）以三个平面为基准第一基准要素与第一基准平面的位置关系应符合最小条件，通常是三点接触，第二基准要素与第二基准平面通常是两点接触，第三基准要素与第三基准平面通常是一点接触。符合六点定位原理。产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生2）以垂直于一个平面的一个圆柱面的轴线做基准产品几何
10、技术规范GPS讲义之四by侠之生3）角向定位基准的建立产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生3.5 基准建立示例序号基准基准要素基准的建立模拟法拟合法1基准：点一个球的球心产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生序号基准基准要素基准的建立模拟法拟合法2基准：点一个圆的圆心产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生序号基准基准要素基准的建立模拟法拟合法3基准：点一个圆的圆心产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生序号基准基准要素基准的建立模拟法拟合法4基准：线孔的轴线产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生序号基准基准要素基准的建立模拟法拟合法5基准：线轴
11、的轴线产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生序号基准基准要素基准的建立模拟法拟合法6基准：平面零件的表面产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生序号基准基准要素基准的建立模拟法拟合法7基准：中心面一个零件上的两个表面的中心平面产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生v基准要素由零件的装配使用要求和功能要求决定。v基准的数量根据要素间几何关系的需要来确定。v基准顺序对零件的装配质量和使用效果有着直接的影响，第一基准定位精度最高，第二基准其次，第三基准最低。四、基准的选择及应用产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生
12、v合理标注的示例产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生五、小结综上所述，可以归纳出下列选择基准的原则：v首先要反映设计意图、设计要求。在满足使用要求的前提下，基准的选择的选择应尽量方便工艺和检验，力求使设计基准、加工基准和测量基准统一起来。v应选择对确定几何关系最有意义的表面或要素作基准。基准要素，特别是第一基准要素应有足够的面积、足够的长度，以保证定位平稳、准确。产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生v相配零件应按装配关系选择和建立同一基准体系。v选择的基准要素应该便于加工和检验时直接装夹定位，或适于设计专用夹具。v基准部位应有足够的刚度，不致在夹紧力的作用下产生影响精度的变形。产品几何技术规范GPS讲义之四by侠之生
