形位公差详解

会计学1形位公差详解形位公差详解“GD&T”全称为“GlobalDimensioningandTolerancing-全球的尺寸和公差的规定”。标准中包含有尺寸标注方法（属我国技术制图标准）与几何公差（属我国形状和位置公差标准）两大部分。其中尺寸标注仅是一种表达方式，无技术含量，且与我国的GB标准基本相同，故本次不作介绍。下面仅对“形状和位置（几何）公差”部分，作一简要的、基础的讲述。GM的GD&T新标准（97起）和我国的形位公差标准都等效采用了国际标准（ISO），所以绝大多数的内容是相同的。由于我国的形位公差标准体系分类、名词术语容易理解并便于自学，且国内供应商也较熟悉，故下面根据自己多年的实践，基本上按我国GB标准的名词术语来解释GM的GD&T标准。当某些名词术语及内容上两国的标准有所区别时，GM的GD&T新、旧标准不同之处，会特别加以说明。第1页/共98页两国的有关标准：两国的有关标准：两国的有关标准：两国的有关标准：中国中国中国中国 GB/T1182-96GB/T1182-96形状和位置公差形状和位置公差形状和位置公差形状和位置公差通则、定义、符号和图样表示法通则、定义、符号和图样表示法通则、定义、符号和图样表示法通则、定义、符号和图样表示法 GB/T1331903GB/T1331903几何公差几何公差几何公差几何公差位置度公差注法位置度公差注法位置度公差注法位置度公差注法 GB/T16671-96GB/T16671-96形状和位置公差形状和位置公差形状和位置公差形状和位置公差最大实体要求、最小实体要求和最大实体要求、最小实体要求和最大实体要求、最小实体要求和最大实体要求、最小实体要求和可逆要求可逆要求可逆要求可逆要求 GB/T16892-97GB/T16892-97形状和位置公差形状和位置公差形状和位置公差形状和位置公差非刚性零件注法非刚性零件注法非刚性零件注法非刚性零件注法 GB/T1778002GB/T1778002几何公差几何公差几何公差几何公差位置度公差注法位置度公差注法位置度公差注法位置度公差注法 美国美国美国美国 ASMEY14.5M-82(ASMEY14.5M-82(旧旧旧旧)DimensioningandTolerancingDimensioningandTolerancing ASMEY14.5M-94(ASMEY14.5M-94(新新新新)DimensioningandTolerancingDimensioningandTolerancing4 4通用通用通用通用 A-91-89(A-91-89(旧旧旧旧)DimensioningandTolerancingDimensioningandTolerancing GlobalDimensioningandTolerancingAddendum97/01/04GlobalDimensioningandTolerancingAddendum97/01/04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：ISO1101-83、ISO5459-81、ISO8015-85、ISO2692-88、ISO10579-92、ISO10579-93等。第2页/共98页 由于加工过程中工件在机床上的定位误差、刀具与工件的由于加工过程中工件在机床上的定位误差、刀具与工件的由于加工过程中工件在机床上的定位误差、刀具与工件的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。应力的释放等原因，完工工件会产生各种形状和位置误差。应力的释放等原因，完工工件会产生各种形状和位置误差。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。第3页/共98页一一一一要素要素要素要素 FeatureFeature 1 1 定义定义定义定义 要素是指零件上的特征部分要素是指零件上的特征部分要素是指零件上的特征部分要素是指零件上的特征部分点、线、面点、线、面点、线、面点、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。任何零件不论其复杂程度如何，它都是由许多要素组成的。任何零件不论其复杂程度如何，它都是由许多要素组成的。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。第4页/共98页22类型类型类型类型2.12.1按结构特征分：按结构特征分：按结构特征分：按结构特征分：轮廓轮廓轮廓轮廓(实有实有实有实有)要素要素要素要素 IntegralFeatureIntegralFeature表面表面表面表面上的点、线或面。上的点、线或面。上的点、线或面。上的点、线或面。中心中心中心中心(导出导出导出导出)要素要素要素要素 DerivedFeatureDerivedFeature由一个或由一个或由一个或由一个或几几几几个轮廓要个轮廓要个轮廓要个轮廓要素得到的中心点素得到的中心点素得到的中心点素得到的中心点(圆心或球心圆心或球心圆心或球心圆心或球心)、中心线、中心线、中心线、中心线(轴线轴线轴线轴线)或中心面。或中心面。或中心面。或中心面。2.22.2按所处的地位分：按所处的地位分：按所处的地位分：按所处的地位分：被测要素被测要素被测要素被测要素 FeaturesofapartFeaturesofapart图样上给出了图样上给出了图样上给出了图样上给出了形位公差要形位公差要形位公差要形位公差要求求求求的要素，为测量的对象。的要素，为测量的对象。的要素，为测量的对象。的要素，为测量的对象。基准要素基准要素基准要素基准要素 DatumFeatureDatumFeature零件上用来零件上用来零件上用来零件上用来建立基准建立基准建立基准建立基准并实际并实际并实际并实际起起起起基准作用的基准作用的基准作用的基准作用的实际要素（如一条边、一个表面或一个孔）实际要素（如一条边、一个表面或一个孔）实际要素（如一条边、一个表面或一个孔）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。基准要素基准第5页/共98页2.32.3按存在的状态分：按存在的状态分：按存在的状态分：按存在的状态分：实际要素实际要素实际要素实际要素 RealFeatureRealFeature零件加工后零件加工后零件加工后零件加工后实际存在实际存在实际存在实际存在的要素的要素的要素的要素(存在误差存在误差存在误差存在误差)。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）来体现的。理想要素IdealFeature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。第6页/共98页2.52.5按按按按与与与与尺寸尺寸尺寸尺寸关系关系关系关系分：分：分：分：尺寸要素尺寸要素尺寸要素尺寸要素 FeatureofSizeFeatureofSize由一定大小的由一定大小的由一定大小的由一定大小的线性尺寸线性尺寸线性尺寸线性尺寸或角度或角度或角度或角度尺寸尺寸尺寸尺寸 确定确定确定确定的几何形状。的几何形状。的几何形状。的几何形状。2.4按结构性能分：单一要素IndividualFeature具有形状公差要求的要素。关联要素RelatedFeature与其它要素具有功能关系的要素。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。尺寸要素可以是圆柱形、球形、两平行对应面、圆锥形或楔形。非尺寸要素 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。第7页/共98页二二二二符号符号符号符号 SymbolSymbol图2 1)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)GMA-91旧标准公差特征项目的符号略有不同，见图3。2.1公差特征项目的符号(GM新标准)第8页/共98页1.线轮廓度可带基准成为位置公差；2.此分类见ANSIT14.5M-82，但是不强调。GMA-91标准的公差特征项目符号图3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。第9页/共98页2.2附加符号(GM新标准)图 41)相对GMA-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。我国标准还有：E包容原则、50理论正确尺寸等。理论正确尺寸BasicDimensions：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。第10页/共98页3.13.1形位形位形位形位公差框格公差框格公差框格公差框格 FeatureControlFramesFeatureControlFrames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 5 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第11页/共98页3.23.2被测要素的标注被测要素的标注被测要素的标注被测要素的标注(两国标准不同两国标准不同两国标准不同两国标准不同)3.2.13.2.1中国中国中国中国GBGB标准标准标准标准形位形位形位形位公差框格通过用公差框格通过用公差框格通过用公差框格通过用带箭头的指引线带箭头的指引线带箭头的指引线带箭头的指引线与要素与要素与要素与要素相连。相连。相连。相连。a)a)a)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（但必须与尺寸线长线上（但必须与尺寸线长线上（但必须与尺寸线长线上（但必须与尺寸线明显地分开明显地分开明显地分开明显地分开）。见图）。见图）。见图）。见图6-6-左。左。左。左。b)b)b)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对齐对齐对齐。见图。见图。见图。见图66右。右。右。右。当当当当尺寸线箭头由外向内标注时，则箭头合一。尺寸线箭头由外向内标注时，则箭头合一。尺寸线箭头由外向内标注时，则箭头合一。尺寸线箭头由外向内标注时，则箭头合一。图6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。第12页/共98页3.2.23.2.2 GMGM标准标准标准标准（有（有（有（有四种四种四种四种,且可无且可无且可无且可无带箭头的指引线带箭头的指引线带箭头的指引线带箭头的指引线）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7bdcaab)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；第13页/共98页3.2.33.2.3几个特殊标注几个特殊标注几个特殊标注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8标注（GM标准与我国GB标准相同）；图8全长上直线度公差0.4。每25内直线度公差0.1。第14页/共98页b)b)轮廓度中若表示的公差要求适用范围轮廓度中若表示的公差要求适用范围轮廓度中若表示的公差要求适用范围轮廓度中若表示的公差要求适用范围不是整个轮廓不是整个轮廓不是整个轮廓不是整个轮廓时，应标注出时，应标注出时，应标注出时，应标注出 其其其其范围范围范围范围。见图。见图。见图。见图9 9标注标注标注标注（仅（仅（仅（仅GMGM标准）标准）标准）标准）。图9第15页/共98页c)c)轮廓度中若表示的轮廓度中若表示的轮廓度中若表示的轮廓度中若表示的公差要求公差要求公差要求公差要求适用于适用于适用于适用于整个轮廓整个轮廓整个轮廓整个轮廓。则在指引线转角处加。则在指引线转角处加。则在指引线转角处加。则在指引线转角处加 一一一一小圆小圆小圆小圆（全周符号）。见图（全周符号）。见图（全周符号）。见图（全周符号）。见图1010（GMGM新标准与我国新标准与我国新标准与我国新标准与我国GBGB标准标准标准标准相同相同相同相同）。）。）。）。图10GM标准也可不加圆，而在框格下标注ALLAROUND来表示。图例在面轮廓度公差带介绍中。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。第16页/共98页d)d)螺纹、齿轮和花键（两国标准一样）螺纹、齿轮和花键（两国标准一样）螺纹、齿轮和花键（两国标准一样）螺纹、齿轮和花键（两国标准一样）一般情况下，以一般情况下，以一般情况下，以一般情况下，以螺纹中径螺纹中径螺纹中径螺纹中径轴线作为被测要素或基准要素。如用大轴线作为被测要素或基准要素。如用大轴线作为被测要素或基准要素。如用大轴线作为被测要素或基准要素。如用大径轴线标注径轴线标注径轴线标注径轴线标注“MAJORDIA”MAJORDIA”（MDMD）；）；）；）；用小径轴线标注用小径轴线标注用小径轴线标注用小径轴线标注“MINORDIA”MINORDIA”（LDLD）。）。）。）。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“PITCHDIA”PITCHDIA”（PDPD）；）；）；）；用大径轴线标注用大径轴线标注用大径轴线标注用大径轴线标注“MAJORDIA”MAJORDIA”（MDMD），），），），用用用用小径轴线标注小径轴线标注小径轴线标注小径轴线标注“MINORDIA”MINORDIA”（LDLD）。）。）。）。GB标准规定了在公差带内进一步限制被测要素形状的四个符号。含义含义符号符号只许中间向材料内凹下只许中间向材料内凹下（）只许中间向材料外凸起只许中间向材料外凸起（）只许从左至右减小只许从左至右减小（）只许从右至左减小只许从右至左减小（）图11e)我国GB标准独有的四个符号（图11）第17页/共98页3.33.3基准要素的标注基准要素的标注基准要素的标注基准要素的标注3.3.13.3.1符号符号符号符号(GMGM标准标准标准标准规定规定规定规定字母字母字母字母I I、OO和和和和QQ不用，我国不用，我国不用，我国不用，我国GBGB标准还要多标准还要多标准还要多标准还要多)GMGM新标准新标准新标准新标准(ISO)GMISO)GM A-91A-91标准标准标准标准我国我国我国我国GBGB标准标准标准标准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12。图12AAA第18页/共98页b)b)b)b)基准要素是中心要素时，符号中的连线应基准要素是中心要素时，符号中的连线应基准要素是中心要素时，符号中的连线应基准要素是中心要素时，符号中的连线应与尺寸线对齐与尺寸线对齐与尺寸线对齐与尺寸线对齐。图13第19页/共98页3.3.33.3.3GMA-91GMA-91标准基准符号的标注与标准基准符号的标注与标准基准符号的标注与标准基准符号的标注与形位形位形位形位公差框格标注一样，公差框格标注一样，公差框格标注一样，公差框格标注一样，不不不不明确明确明确明确定义轮廓要素和中心要素。因此定义轮廓要素和中心要素。因此定义轮廓要素和中心要素。因此定义轮廓要素和中心要素。因此GMGM图样的右上角或左上角专门图样的右上角或左上角专门图样的右上角或左上角专门图样的右上角或左上角专门有有有有“基准说明表基准说明表基准说明表基准说明表”对基准要素进行描述。对基准要素进行描述。对基准要素进行描述。对基准要素进行描述。图14a)b)c)d)2020-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)符号与非尺寸要素直接相连；-A-d)符号与非尺寸要素的延长线相连；第20页/共98页四四四四基准基准基准基准 DatumDatum4.1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15 在建立基准的过程中会排除基准要素本身的形状误差。第21页/共98页图16 模拟基准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。第22页/共98页4.24.2 类型类型类型类型单一基准单一基准单一基准单一基准一个基准要素做一个基准要素做一个基准要素做一个基准要素做一个一个一个一个基准；基准；基准；基准；AA-B组合(公共)基准二个或二个以上基准要素做一个基准；典型的例子为公共轴线做基准。图17ABA-B第23页/共98页 基准体系基准体系基准体系基准体系 DatumReferenceFrameDatumReferenceFrame三个三个三个三个互相垂直互相垂直互相垂直互相垂直的的的的理想理想理想理想 (基准基准基准基准)平面平面平面平面构成的空间构成的空间构成的空间构成的空间直角坐标系直角坐标系直角坐标系直角坐标系。见图。见图。见图。见图1818。图18第24页/共98页A.A.板类零件基准体系板类零件基准体系板类零件基准体系板类零件基准体系 图19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，第25页/共98页B.盘类零件基准体系图20 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。第26页/共98页 在图在图在图在图2121中可发现该中可发现该中可发现该中可发现该盘类零件的基准框格采盘类零件的基准框格采盘类零件的基准框格采盘类零件的基准框格采用了三格，这是因为该用了三格，这是因为该用了三格，这是因为该用了三格，这是因为该零件对基准轴线零件对基准轴线零件对基准轴线零件对基准轴线V V有方有方有方有方向要求向要求向要求向要求。而从定位原理。而从定位原理。而从定位原理。而从定位原理上讲基准上讲基准上讲基准上讲基准 U U、VV已构成已构成已构成已构成了基准体系。了基准体系。了基准体系。了基准体系。基准基准基准基准WW是一个是一个是一个是一个辅助辅助辅助辅助基准平面（不属于基准基准平面（不属于基准基准平面（不属于基准基准平面（不属于基准体系体系体系体系）。图21第27页/共98页 由上可知：基准体系由上可知：基准体系由上可知：基准体系由上可知：基准体系(又称三基面体系又称三基面体系又称三基面体系又称三基面体系)不是一定要用三个基不是一定要用三个基不是一定要用三个基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基准体准框格来表示的。对于板类零件，用三个基准框格来表示基准体准框格来表示的。对于板类零件，用三个基准框格来表示基准体准框格来表示的。对于板类零件，用三个基准框格来表示基准体系；对于盘类零件，只要用二个基准框格，就已经表示基准体系系；对于盘类零件，只要用二个基准框格，就已经表示基准体系系；对于盘类零件，只要用二个基准框格，就已经表示基准体系系；对于盘类零件，只要用二个基准框格，就已经表示基准体系了。了。了。了。在实际工作中，大量接触到的基准体系原理为一面二销。见图22。上面是从基准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22第28页/共98页图24图23 基准目标DatumTarget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。图251.点目标可用带球头的圆柱销体现；2.线目标可用圆柱销素线体现；3.面目标可为圆柱销端面，也可为方形块端 面或不规则形状块的端面体现。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。第29页/共98页图26图26二个点目标和一个线目标示例(图26)：构成基准 。A用基准目标来体现基准，能提高基准的定位精度。第30页/共98页4.34.3顺序顺序顺序顺序基准体系中基准的顺序基准体系中基准的顺序基准体系中基准的顺序基准体系中基准的顺序前后前后前后前后表示了表示了表示了表示了不同的设计要求不同的设计要求不同的设计要求不同的设计要求。见图。见图。见图。见图2727。图27基准后有、无附加符号又表示了不同的设计要求。详见公差原则。强调4孔轴线与A轴线平行强调4孔轴线与B平面垂直第31页/共98页 五公差带ToleranceZone5.1定义 公差带 实际被测要素允许变动的区域。它体现了对被测要素的设计要求，也是加工和检验的根据。5.2 四大特征形状、大小、方向、位置 A形状Form公差带形状主要有：两平行直线、两同心圆、两等距曲线、两平行平面、两同轴圆柱、两等距曲面、一个圆柱、一个球。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。当实际被测要素的误差在公差带内合格，超出则不合格。第32页/共98页 直线度直线度直线度直线度图29两组相互垂直的两平行平面图28两平行平面若系给定平面上线的直线度（如刻度线），则公差带为两平行直线。给一个方向给二个方向第33页/共98页直线度（轴线）直线度（轴线）直线度（轴线）直线度（轴线）图30一个圆柱图31两平行平面平面度任意方向第34页/共98页 圆度图32两同心圆第35页/共98页 圆柱度圆柱度圆柱度圆柱度图33两同轴圆柱从理论上分析，圆柱度即控制了正截面方向的形状误差，又控制了纵截面方向的形状误差。但目前还难以找到与此相配的测量方法。第36页/共98页线轮廓度线轮廓度线轮廓度线轮廓度图34两等距曲线采用线轮廓度首先必须将其理想轮廓线标注出来，因为公差带形状与之有关。理想线轮廓到底面位置由尺寸公差控制，则线轮廓度公差带将可在尺寸公差带内上下平动及摆动。当线轮廓度带基准成为位置公差时，则公差带将与基准有方向或/和位置要求。第37页/共98页图35两等距曲面GM标准对周边要求的两种标注形式。采用面轮廓度首先必须将其理想轮廓面标注出来，因为公差带形状与之有关。本面轮廓度带基准属位置公差。面轮廓度公差带与基准A有垂直要求。面轮廓度面轮廓度面轮廓度面轮廓度第38页/共98页图36我国GB标准面轮廓公差带为对称于理想轮廓面一种(图a)。GM-04标准用符号U表示公差带不对称于理想轮廓的分布。0.6U0.6GMGM标准标准标准标准面轮廓度的标注面轮廓度的标注面轮廓度的标注面轮廓度的标注0.6U00.6U0.2U后为要素体外的尺寸。第39页/共98页GMA-91GMA-91对面轮廓度标注的特殊规定。当位置、方向、形状要求对面轮廓度标注的特殊规定。当位置、方向、形状要求对面轮廓度标注的特殊规定。当位置、方向、形状要求对面轮廓度标注的特殊规定。当位置、方向、形状要求不同时，可如下图标注。不同时，可如下图标注。不同时，可如下图标注。不同时，可如下图标注。ABCABCZ3.01.60.9定位定向形状Z1.6可在位置公差带中上下平移XXXXX0.9可在方向公差带中平动、转动用自身基准来表示其形状公差要求GM新标准对轮廓度标注有一些专门的新的规定。图373.0+1.5-1.50对称于理想轮毂（0位）第40页/共98页复合轮廓度（复合轮廓度（复合轮廓度（复合轮廓度（美国美国美国美国ASMEASME新标准）新标准）新标准）新标准）图38图39在尺寸公差内只能上下平动可在尺寸公差内平动和摆动我国GB标准尙无此标注形式。第41页/共98页轮廓度（轮廓度（轮廓度（轮廓度（GMGM新标准）新标准）新标准）新标准）ABC2.50.5ABC2.50.5A对基准A、B和C的位置和方向要求对形状要求对基准A、B和C的位置要求对基准A的方向和形状要求ABC2.50.5复合轮廓度1）2）ABC2.50.5A对基准B和C的位置、方向和形状要求对基准A的位置、方向和形状要求独立轮廓度第42页/共98页ABC2.50.5ABC对基准A、B和C位置要求对基准A、B和C形状和方向要求对基准A、B和C位置要求对基准A、B和C形状和方向要求ABC2.50.5AB基准B是表面基准B是轴线3）4）ABC2.50.5AB对基准C的位置、方向和形状要求对基准A、B的位置、方向和形状要求ABC2.50.5ABC对基准A、B和C的位置、方向和形状要求错误标注，上格不起作用第43页/共98页图40两平行平面 对于垂直度，被测要素可能是线或面；基准要素也可能是线或面。因此存在：v面对面垂直度（图40）；v面对线垂直度；v线对面垂直度；v线对线垂直度。垂直度、平行度、倾斜度属于定向公差。其被测要素为关联要素。垂直度垂直度垂直度垂直度第44页/共98页线对线垂直度图41两平行平面图42两平行平面面对线垂直度面对线垂直度面对线垂直度面对线垂直度第45页/共98页轴线对面垂直度图43两平行直线图44一个圆柱线对面垂直度线对面垂直度线对面垂直度线对面垂直度给定平面上线任意方向第46页/共98页 对于平行度，被测要素可能是线或面；基准要素也可能是线或面。因此存在：v面对面平行度（图45）；v面对线平行度；v线对面平行度；v线对线平行度。图45两平行平面平行度的公差带与垂直度的公差带一样，可为两平行平面、两平行直线、一个圆柱，不再一一介绍。平行度平行度平行度平行度第47页/共98页图46一个圆柱线对线平行度线对线平行度线对线平行度线对线平行度任意方向第48页/共98页 对于倾斜度，被测要素可能是线或面；基准要素也可能是线或面。因此存在：v面对面倾斜度（图47）；v面对线倾斜度；v线对面倾斜度；v线对线倾斜度。图47两平行平面倾斜度的公差带与垂直度的公差带一样，可为两平行平面、两平行直线、一个圆柱，不再一一介绍。采用倾斜度首先必须将其理想角度标注出来，因为公差带方向与之有关。倾斜度倾斜度倾斜度倾斜度 第49页/共98页 这两项目符号在ASME标准中有，但在GMA-91标准中却无。GM新标准虽将这两项目符号放入，但仍明确不推荐使用。造成此情况的原因本人认为：GM的图样主要是车身和内饰类零部件，金切件少。图样上又不标注零部件的形状尺寸而要求按数模，这样其形状尺寸都是理论正确尺寸。为图样上大量，并扩大采用面轮廓度和位置度了创造条件。面轮廓度和位置度这两项目的综合控制能力极强。GM就用位置度替代了同轴度和对称度。我国GB标准将同轴度推荐用于轴线对轴线的位置要求，其公差带为一个圆柱；将对称度推荐用于中心平面对中心平面的位置要求，其公差带为两平行平面。当同轴度用于点对点的位置要求（给定平面）时，即演变为俗称的同心度，其公差带为一个圆。同轴度和对称度同轴度和对称度同轴度和对称度同轴度和对称度第50页/共98页 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，因此位置度有点的位置度、线的位置度、面的位置度。而位置度用的最多的是孔组的位置度。点的位置度图48一个球 位置度位置度位置度位置度S0.6第51页/共98页轴线的位置度轴线的位置度轴线的位置度轴线的位置度(任意方向任意方向任意方向任意方向)图49一个圆柱我国GB标准将此类图样一般用同轴度标注。右图是用量规来描述零件的检测。0.4第52页/共98页面的位置度面的位置度面的位置度面的位置度图50两平行平面我国GB标准将此类图样一般用对称度标注。第53页/共98页孔孔孔孔(要素要素要素要素)组的位置度组的位置度组的位置度组的位置度 a)a)盘类件盘类件盘类件盘类件 孔组的位置度由两种位置要求组成。一个是孔组的位置度由两种位置要求组成。一个是孔组的位置度由两种位置要求组成。一个是孔组的位置度由两种位置要求组成。一个是各孔各孔各孔各孔(要素要素要素要素)之间的位置之间的位置之间的位置之间的位置要要要要求；一个是求；一个是求；一个是求；一个是孔组孔组孔组孔组(整组要素整组要素整组要素整组要素)的定位的定位的定位的定位要求。要求。要求。要求。图51一组圆柱 当两种位置相同时。合一个框格标注；当两种位置不相同时，分上下两格分别标注。称为复合位置度。见图53。第54页/共98页b)b)板类件板类件板类件板类件图52一组矩形vv一般位置度一般位置度一般位置度一般位置度(给二个相互垂直的方向）给二个相互垂直的方向）给二个相互垂直的方向）给二个相互垂直的方向）第55页/共98页图53一组圆柱孔组的定位要求各孔之间的位置要求vv 复合位置度复合位置度复合位置度复合位置度第56页/共98页说明说明说明说明检查孔组定位要求的量规检查各检查各检查各检查各孔孔孔孔之间位之间位之间位之间位置置置置要求要求要求要求的量的量的量的量规规规规各孔之间位置要求的公差带孔组定位要求的公差带图54第57页/共98页 圆跳动圆跳动圆跳动圆跳动圆跳动是一种测量方法，本无公差带而言。为了标准内容的一致性人为的定义了公差带。径向圆跳动为两同心圆、端面圆跳动为两个圆（测量圆柱面上）。GB标准还有斜向圆跳动为两同个圆（测量圆锥面上）。图55第58页/共98页 全跳动全跳动全跳动全跳动图56全跳动是一种测量方法，无公差带而言。为了标准内容的一致性人为的定义了公差带。端面全跳动为两平行平面、径向全跳动为两同轴圆柱、斜向全跳动（GB标准无）为两同轴圆锥。第59页/共98页BB大小大小大小大小 SizeSize 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。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。tSt 公差值均以毫米为单位。若公差值为公差带的宽度（距离），则在公差值的数字前不加注符号。t第60页/共98页C 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。见图57。2x80.050.5MA500.2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。2x80.050.5MA图5750AAA第61页/共98页六六六六 几个新符号几个新符号几个新符号几个新符号 6.16.1正切平面正切平面正切平面正切平面TT 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与表面最高点与表面最高点与表面最高点相切的平面相切的平面相切的平面相切的平面(正切平面正切平面正切平面正切平面)之之之之要求要求要求要求。见图。见图。见图。见图5 58 8。图580.1TA正切平面有T之误差无T之误差2.50.20.11)图中框格内标有T时，该零件表面合格，没标T时，该零件表面将不合格。2)上平面的最高点与最低点必须在尺寸公差范围内。A第62页/共98页6.26.2受控半径受控半径受控半径受控半径CRCR GMGM新新新新标标标标准准准准规规规规定定定定在在在在图图图图样样样样上上上上对对对对带带带带公公公公差差差差的的的的半半半半径径径径有有有有两两两两种种种种标标标标注注注注形形形形式式式式：RR或或或或 CRCR。其其其其要要要要求求求求见见见见图图图图5 59 9。在在在在GMGM A-91A-91标标标标准准准准中中中中虽虽虽虽然然然然仅仅仅仅一一一一种种种种标标标标注注注注形形形形式式式式R R，但但但但其其其其要要要要求求求求相相相相当当当当于于于于新新新新标标标标准准准准中中中中的的的的CRCR。因因因因此此此此可可可可以以以以认认认认为为为为，新新新新标标标标准增加了一种不须严格控制形状的带公差的半径表示方法。准增加了一种不须严格控制形状的带公差的半径表示方法。准增加了一种不须严格控制形状的带公差的半径表示方法。准增加了一种不须严格控制形状的带公差的半径表示方法。图59第63页/共98页6.36.3自由状态条件自由状态条件自由状态条件自由状态条件FF 这符号放置于形位公差框格中公差值的这符号放置于形位公差框格中公差值的这符号放置于形位公差框格中公差值的这符号放置于形位公差框格中公差值的后面后面后面后面。描述零件在制造。描述零件在制造。描述零件在制造。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。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。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。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。图图图图6060的设计要求是当零件处于自由状态时，左侧圆柱面的圆度的设计要求是当零件处于自由状态时，左侧圆柱面的圆度的设计要求是当零件处于自由状态时，左侧圆柱面的圆度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误差不得大于误差不得大于误差不得大于2.52.5mmmm；当零件处于当零件处于当零件处于当零件处于约束状态约束状态约束状态约束状态时（注），右侧圆柱面时（注），右侧圆柱面时（注），右侧圆柱面时（注），右侧圆柱面的径向圆跳动不得大于的径向圆跳动不得大于的径向圆跳动不得大于的径向圆跳动不得大于2 2mmmm。图60注(约束条件)：基准平面A是固定面(用64个M6X1的螺栓以9-15Nm的扭矩固定)，基准B由其相应规定的尺寸边界约束。第64页/共98页 6.46.4延伸公差带延伸公差带延伸公差带延伸公差带P P当图当图当图当图6161左示螺纹连接时，按常规方法标注，将出现左示螺纹连接时，按常规方法标注，将出现左示螺纹连接时，按常规方法标注，将出现左示螺纹连接时，按常规方法标注，将出现干涉干涉干涉干涉现象。现象。现象。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原理是把螺纹部分的公差带原理是把螺纹部分的公差带原理是把螺纹部分的公差带延伸至实体外延伸至实体外延伸至实体外延伸至实体外（图（图（图（图6161右）。右）。右）。右）。图61干涉第65页/共98页图62GMGM标准标注延伸公差带的两种形式（图标准标注延伸公差带的两种形式（图标准标注延伸公差带的两种形式（图标准标注延伸公差带的两种形式（图6262）框外标延伸尺寸及符号框内P后标延伸尺寸第66页/共98页我国我国我国我国GBGB标准标准标准标准标注延伸公差带标注延伸公差带标注延伸公差带标注延伸公差带的方法的方法的方法的方法（图（图（图（图6363）0.5PA4x8H740PA100图63P出现在两处。一处在公差值后、一处在延伸尺寸后。第67页/共98页七公差原则(线性尺寸公差与形位公差之间关系)7.1问题的提出20h6 0-0.013+0.021 020H7要求这一对零件的最小间隙为0、最大间隙为0.034。图65图64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64、65孔、轴配合之目的是:第68页/共98页7.27.2有关术语有关术语有关术语有关术语 为为为为了了了了明明明明确确确确线线线线性性性性尺尺尺尺寸寸寸寸公公公公差差差差与与与与形形形形位位位位公公公公差差差差之之之之间间间间关关关关系系系系，对对对对尺尺尺尺寸寸寸寸术术术术语语语语将作将作将作将作 进一步论述与定义进一步论述与定义进一步论述与定义进一步论述与定义。7.2.17.2.1局部实际尺寸局部实际尺寸局部实际尺寸局部实际尺寸在实际要素的在实际要素的在实际要素的在实际要素的任意正截面任意正截面任意正截面任意正截面上，上，上，上，两对应点两对应点两对应点两对应点之间之间之间之间 测得的距离。测得的距离。测得的距离。测得的距离。A1A2A3特点：一个合格零件有无数个。图66第69页/共98页7.2.27.2.2作用尺寸作用尺寸作用尺寸作用尺寸 AA体外作用尺寸体外作用尺寸体外作用尺寸体外作用尺寸在被测要素的给定长度上，与实际内表面在被测要素的给定长度上，与实际内表面在被测要素的给定长度上，与实际内表面在被测要素的给定长度上，与实际内表面(孔孔孔孔)体外相接体外相接体外相接体外相接的最大理想面的最大理想面的最大理想面的最大理想面(轴轴轴轴)，或与实际外表面，或与实际外表面，或与实际外表面，或与实际外表面(轴轴轴轴)体外相接的最体外相接的最体外相接的最体外相接的最小小小小理想面理想面理想面理想面(孔孔孔孔)的直径或宽度。的直径或宽度。的直径或宽度。的直径或宽度。体外作用尺寸图67特点：一个合格零件只有一个，但一批合格零件仍有无数个。孔轴第70页/共98页BB体内作用尺寸体内作用尺寸体内作用尺寸体内作用尺寸在被测要素的给定长度上，与实际内表面在被测要素的给定长度上，与实际内表面在被测要素的给定长度上，与实际内表面在被测要素的给定长度上，与实际内表面(孔孔孔孔)体内相接体内相接体内相接体内相接的最小理想面的最小理想面的最小理想面的最小理想面(轴轴轴轴)，或与实际外表面，或与实际外表面，或与实际外表面，或与实际外表面(轴轴轴轴)体内相接的最大体内相接的最大体内相接的最大体内相接的最大理想面理想面理想面理想面(孔孔孔孔)的直径或宽度。的直径或宽度。的直径或宽度。的直径或宽度。特点：一个合格零件只有一个，但一批合格零件仍有无数个。孔轴体内作用尺寸图68第71页/共98页7.2.37.2.3最大实体状态最大实体状态最大实体状态最大实体状态(MMC)MMC)和最大实体尺寸和最大实体尺寸和最大实体尺寸和最大实体尺寸(MMS)MMS)AA最大实体状态最大实体状态最大实体状态最大实体状态(MMC)MMC)实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内，并具有实体最大内，并具有实体最大内，并具有实体最大内，并具有实体最大(即材料最多即材料最多即材料最多即材料最多)时的状态。时的状态。时的状态。时的状态。BB最大实体尺寸最大实体尺寸最大实体尺寸最大实体尺寸(MMS)MMS)实际要素在最大实体状态下的极限尺寸。实际要素在最大实体状态下的极限尺寸。实际要素在最大实体状态下的极限尺寸。实际要素在最大实体状态下的极限尺寸。内表面内表面内表面内表面(孔孔孔孔)DDMMMM=最小极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸DDminmin；外表面外表面外表面外表面(轴轴轴轴)ddMMMM=最大极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸ddmaxmax。特点：一批合格零件只有一个(唯一)。但未考虑形状误差。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)DLM=最大极限尺寸Dmax；外表面(轴)dLM=最小极限尺寸dmin。4特点：一批合格零件只有一个(唯一)。但未考虑形状误差。第72页/共98页7.2.57.2.5最大实体实效状态最大实体实效状态最大实体实效状态最大实体实效状态(MMVC)MMVC)和最大实体实效尺寸和最大实体实效尺寸和最大实体实效尺寸和最大实体实效尺寸(MMVS)MMVS)AA最大实体实效状态最大实体实效状态最大实体实效状态最大实体实效状态(MMVC)MMVC)在给定长度上，实际要素处于最大实在给定长度上，实际要素处于最大实在给定长度上，实际要素处于最大实在给定长度上，实际要素处于最大实体状态体状态体状态体状态(MMC)MMC)，且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的，且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的，且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的，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。综合极限状态。综合极限状态。综合极限状态。图69ttB最大实体实效尺寸(MMVS)最大实体实效状态(MMVC)下的体外作用尺寸。内表面(孔)DMV=最小极限尺寸Dmin-中心要素的形位公差值t；MMSMMS孔轴MMVSMMVS 外表面(轴)dMV=最大极限尺寸dmax+中心要素的形位公差值t。特点：综合考虑了尺寸和形状，唯一。第73页/共98页7.2.67.2.6最小实体实效状态最小实体实效状态最小实体实效状态最小实体实效状态(LMVC)LMVC)和最小实体实效尺寸和最小实体实效尺寸和最小实体实效尺寸和最小实体实效尺寸(LMVS)LMVS)AA最小实体实效状态最小实体实效状态最小实体实效状态最小实体实效状态(LMVC)LMVC)在给定长度上，实际要素处于最小在给定长度上，实际要素处于最小在给定长度上，实际要素处于最小在给定长度上，实际要素处于最小实体状态实体状态实体状态实体状态(LMC)LMC)，且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值，且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值，且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值，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。时的综合极限状态。时的综合极限状态。时的综合极限状态。图70ttLMSLMSLMVSB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)DLV=最大极限尺寸Dmax+中心要素的形位公差值t；孔轴LMVS 外表面(轴)dLV=最小极限尺寸dmin-中心要素的形位公差值t。4特点：综合考虑了尺寸和形状，唯一。第74页/共98页7.2.77.2.7边界边界边界边界由设计给定的具有由设计给定的具有由设计给定的具有由设计给定的具有理想形状理想形状理想形状理想形状的的的的极限包容面极限包容面极限包容面极限包容面。AA最大最大最大最大实体边界实体边界实体边界实体边界(MMB)MMB)尺寸为最大实体尺寸尺寸为最大实体尺寸尺寸为最大实体尺寸尺寸为最大实体尺寸(MMS)MMS)的边界。的边界。的边界。的边界。BB最小最小最小最小实体边界实体边界实体边界实体边界(LMB)LMB)尺寸为最小实体尺寸尺寸为最小实体尺寸尺寸为最小实体尺寸尺寸为最小实体尺寸(LMS)LMS)的边界。的边界。的边界。的边界。CC最最最最大大大大实实实实体体体体实实实实效效效效边边边边界界界界(MMVB)MMVB)尺尺尺尺寸寸寸寸为为为为最最最最大大大大实实实实体体体体实实实实效效效效尺尺尺尺寸寸寸寸(MMVS)MMVS)的的的的边边边边界。界。界。界。DD 最最最最小小小小实实实实体体体体实实实实效效效效边边边边界界界界(LMVB)LMVB)尺尺尺尺寸寸寸寸为为为为最最最最小小小小实实实实体体体体实实实实效效效效尺尺尺尺寸寸寸寸(LMVS)LMVS)的的的的边界。边界。边界。边界。建立边界概念系便于理解，且可与量规设计相结合。GMA-91标准从通过计算量规基本尺寸的角度来描述该要求是一个相当好，而容易理解的方法。第75页/共98页7 7.3.3 独立原则独立原则独立原则独立原则 RegardlessoffeaturesizeRegardlessoffeaturesize(RFS)RFS)图样上给定的每一个尺寸和形状、位置要求均是图样上给定的每一个尺寸和形状、位置要求均是图样上给定的每一个尺寸和形状、位置要求均是图样上给定的每一个尺寸和形状、位置要求均是独立独立独立独立的，应分的，应分的，应分的，应分别满足要求，两者无关。别满足要求，两者无关。别满足要求，两者无关。别满足要求，两者无关。GM(GM(美国美国美国美国)新标准与新标准与新标准与新标准与ISOISO、我国我国我国我国GBGB标准统一，标准统一，标准统一，标准统一，将将将将独立原则作为尺独立原则作为尺独立原则作为尺独立原则作为尺寸公差和形位公差相互关系应遵循的寸公差和形位公差相互关系应遵循的寸公差和形位公差相互关系应遵循的寸公差和形位公差相互关系应遵循的基本原则基本原则基本原则基本原则。独立原则在图样的形位公差框格中独立原则在图样的形位公差框格中独立原则在图样的形位公差框格中独立原则在图样的形位公差框格中没有没有没有没有任何关于公差原则的附任何关于公差原则的附任何关于公差原则的附任何关于公差原则的附加加加加符号符号符号符号(图图图图7171)。采用独立原则要素的形位误差值，测量时需用通用量仪测出具体数值，以判断其合格与否。图71200.5 0-0.5完工尺寸完工尺寸轴线直线度公差轴线直线度公差 2019.7519.5 0.5 第76页/共98页 GMGM A-91A-91与与与与美美美美国国国国旧旧旧旧标标标标准准准准将将将将原原原原则则则则1 1 PERFECTPERFECT FORMFORM ATATMMCMMC（即下面要讲的（即下面要讲的（即下面要讲的（即下面要讲的包容要求包容要求包容要求包容要求）作为尺寸公差和形位公差相互关系的作为尺寸公差和形位公差相互关系的作为尺寸公差和形位公差相互关系的作为尺寸公差和形位公差相互关系的基基基基本原则本原则本原则本原则。规定要素执行独立原则需用。规定要素执行独立原则需用。规定要素执行独立原则需用。规定要素执行独立原则需用 SS表示，并强调在应用位置表示，并强调在应用位置表示，并强调在应用位置表示，并强调在应用位置度时，不论是被测要素还是基准要素执行独立原则度时，不论是被测要素还是基准要素执行独立原则度时，不论是被测要素还是基准要素执行独立原则度时，不论是被测要素还是基准要素执行独立原则必须标明必须标明必须标明必须标明 SS；应应应应用于其它特征符号项目时用于其它特征符号项目时用于其它特征符号项目时用于其它特征符号项目时 SS可省略（原则可省略（原则可省略（原则可省略（原则2 2）。见下图。见下图。见下图。见下图。GM(美国)新标准S符号已取消。因此