通用GDT培训资料课件

GD&T(形位公差形位公差)简介简介 PATACPATAC “GD&TGD&T”全称为全称为“Global Dimensioning and Global Dimensioning and Tolerancing-Tolerancing-全球的尺寸和公差的规定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。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，且与我国的国的GBGB标准基本相同，故本次不作介绍。下面仅对标准基本相同，故本次不作介绍。下面仅对“形状和位置形状和位置（几何）公差（几何）公差”部分，作一简要的、基础的讲述。部分，作一简要的、基础的讲述。GMGM的的GD&TGD&T新标准（新标准（9797起）和我国的形位公差标准都起）和我国的形位公差标准都等效等效采用采用了了国际标准国际标准（ISOISO），），所以绝大多数的内容是相同的。由于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，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，基本上按我国我国GBGB标准的名词术语来解释标准的名词术语来解释 GM GM 的的GD&T GD&T 标准。当某些名词标准。当某些名词术语及内容上两国的标准有所区别时，术语及内容上两国的标准有所区别时，GM GM 的的 GD&T GD&T 新、旧标准新、旧标准不同之处，会特别加以说明。不同之处，会特别加以说明。两国的有关标准：两国的有关标准：中国中国 GB/T 1182-96 GB/T 1182-96 形状和位置公差形状和位置公差 通则、定义、符号和图样表通则、定义、符号和图样表示法示法 GB/T 4249-96 GB/T 4249-96 公差原则公差原则 GB/T 16671-96 GB/T 16671-96 形状和位置公差形状和位置公差 最大实体要求、最小实体要最大实体要求、最小实体要求和求和 可逆要求可逆要求 GB/T 16892-97 GB/T 16892-97 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 GB/T 17780 GB/T 17780 02 02 几何公差几何公差 位置度公差注法位置度公差注法 美国美国 ASME Y14.5M-82(ASME Y14.5M-82(旧旧)Dimensioning and TolerancingDimensioning and Tolerancing ASME Y14.5M-94(ASME Y14.5M-94(新新)Dimensioning and TolerancingDimensioning and Tolerancing4 4通用通用 A-91-89(A-91-89(旧旧)Dimensioning and Tolerancing Dimensioning and Tolerancing Global Dimensioning and Tolerancing Addendum Global Dimensioning and Tolerancing Addendum 97/01/04 97/01/04注：注：97/0197/01版本为通用版本为通用/福特福特/克莱斯勒一起发布，克莱斯勒一起发布，0404版本为通用单独发布。版本为通用单独发布。相应的国际标准有：相应的国际标准有：ISO 1101-83ISO 1101-83、ISO 5459-81ISO 5459-81、ISO 8015-85 ISO 8015-85、ISO 2692-88 ISO 2692-88、ISO 10579-92 ISO 10579-92、ISO 10579-93ISO 10579-93等。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产生不同程度的影响。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因此机械类零件的几何精度，除了必须规定适当的尺寸尺寸公差公差和和表面粗糙度表面粗糙度要求以外，还须对零件规定合理的要求以外，还须对零件规定合理的形状和形状和位置公差位置公差。一一要素要素 Feature Feature 1 1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 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。轴线轴线球心球心素线素线圆锥面圆锥面圆柱面圆柱面球面球面圆台面圆台面图图 1 1 形位公差形位公差研究对象研究对象就是就是要素要素，即，即点、线、面点、线、面。2 2 类型类型2.2.1 1 按存在的状态分：按存在的状态分：实际要素实际要素 Real Feature Real Feature 零件加工后零件加工后实际存在实际存在的要素的要素(存在误差存在误差)。实际要素是按规定方法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。的实际要素的近似替代要素（测得实际要素）来体现的。理想要素理想要素 Ideal FeatureIdeal Feature 理论正确理论正确的要素的要素(无误差无误差)。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实线(可见可见)或虚线或虚线(不可见不可见)表示；理想中心要素用点划线表示。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。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。测量误差越小，测得实际要素越接近实际要素。2.2.2 2 按结构特征分：按结构特征分：轮廓轮廓(实有实有)要素要素 Integral Feature Integral Feature 表面表面上的点、线或上的点、线或面。面。中心中心(导出导出)要素要素 Derived Feature Derived Feature 由一个或几个轮廓由一个或几个轮廓(组成组成)要素得到的要素得到的中心中心点点(圆心或球心圆心或球心)、中心中心线线(轴线轴线)或或中心中心面。面。素线素线圆锥面圆锥面圆柱面圆柱面球面球面圆台面圆台面轮廓要素轮廓要素轴线轴线球心球心中心要素中心要素图图 2 22.3 2.3 按所处的地位分：按所处的地位分：被测要素被测要素 Features of a part Features of a part 图样上给出了图样上给出了形位公差形位公差要求要求的要素，为测量的对象。的要素，为测量的对象。基准要素基准要素 Datum Feature Datum Feature 零件上用来零件上用来建立基准建立基准并实际起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）。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。相连；基准要素在图样上用基准符号表示。基准要素基准要素 基准基准A0.1A 2.5 0.2被测要素被测要素基准要素基准要素图图 3 32.4 2.4 按结构性能分：按结构性能分：单一要素单一要素 Individual FeatureIndividual Feature 具有具有形状形状公差要求的要素。公差要求的要素。2.5 0.20.02 功能关系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。行、同轴、对称等。也即具有位置公差要求的要素。关联要素关联要素 Related Feature Related Feature 与其它要素具有与其它要素具有功能关系功能关系的要素。的要素。A0.1A 关联要素关联要素单一要素单一要素图图 4 42.5 2.5 按与尺寸关系分：按与尺寸关系分：尺寸要素尺寸要素 Feature of Size Feature of Size 由一定大小的由一定大小的线性尺寸线性尺寸或角度或角度尺尺寸寸 确定确定的几何形状。的几何形状。尺寸要素可以是尺寸要素可以是圆柱形圆柱形、球形球形或或两平行对应面两平行对应面等。见图等。见图5 5。非尺寸要素非尺寸要素(本人定义本人定义)没有大小尺寸的几何形状。没有大小尺寸的几何形状。非尺寸要素可以是非尺寸要素可以是表面表面、素线素线。见图。见图6 6。上述要素的名称将在后面经常出现，须注意的是上述要素的名称将在后面经常出现，须注意的是一个一个要素在要素在不不同同的的场合场合，它的名称会有，它的名称会有不同不同的的称呼称呼。表面表面素线素线圆柱圆柱形形球球形形两平行两平行对应面对应面图图 5 5图图 6 6二二 符号符号 SymbolSymbol图图 7 7 1)1)GMGM新标准新标准公差特征项目的公差特征项目的符号与符号与 ASMEASME标准标准（美）、美）、ISO ISO 标标准和我国准和我国 GB GB 标标准准完全完全相同。相同。2)2)GM GM A-91 A-91 旧标准公差旧标准公差特征项目的符号特征项目的符号略有略有不同不同，见图，见图8 8。2.1 2.1 公差特征项目的符号公差特征项目的符号(GMGM新标准新标准)1.1.线轮廓度可带基准成为位置公差；线轮廓度可带基准成为位置公差；2.2.此分类见此分类见ANSI T14.5M-82ANSI T14.5M-82，但是不强调。但是不强调。GM A-91GM A-91标准的公差特征项目符号标准的公差特征项目符号 图图 8 8 与新标准与新标准主要区别：主要区别：1)1)无同无同轴度和对称度；轴度和对称度；2)2)将将面轮廓度放置面轮廓度放置于位置公差中，于位置公差中，必须带基准；必须带基准；3)3)跳动跳动箭头为空心箭箭头为空心箭头。头。2.2 2.2 附加符号附加符号(GMGM新标准新标准)图图 9 91)相对相对GMA-91标标准，准，取消取消了符号了符号S（独独立原则立原则RFS），），增加增加T正切平面、正切平面、ST统计公统计公差、差、CR受控半径。受控半径。2)ST统计公差，统计公差，GM目前目前不应用不应用。我国标准还有：我国标准还有：E包容原则、包容原则、50理论正理论正确尺寸等。确尺寸等。理论正确尺寸理论正确尺寸Basic DimensionsBasic Dimensions ：不：不标注公差的带框尺寸。标注公差的带框尺寸。它可以是理论正确线性它可以是理论正确线性尺寸和理论正确角度尺尺寸和理论正确角度尺寸。寸。3.1 3.1 形位公差框格形位公差框格 Feature Control FramesFeature Control Frames公差值及附加符号公差值及附加符号基准要素的字母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公差特征项目的符号图图 1010 无基准要求的形状公差，公差框格仅两格；有基准要求的位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。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）。三三 标注标注 MarkMark3.2 3.2 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)3.2.1 3.2.1 中国中国GBGB标准标准 形位公差框格通过用形位公差框格通过用带箭头的指引线带箭头的指引线与要素与要素相连。相连。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）。见图）。见图11-11-左。左。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对齐对齐。见图。见图1111 右。当尺寸线箭头由外向内标注时，则箭头合一。右。当尺寸线箭头由外向内标注时，则箭头合一。图图 1111 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。出。3.2.23.2.2GMGM标准（有四种标准（有四种,且可无且可无带箭头的指引线带箭头的指引线）a a)形位公形位公差框格放于要素的差框格放于要素的尺寸或与说明下面；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，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，GMGM标准的标准的标注方法与我国标注方法与我国GBGB标准相同。它在这些公差特征项目中有专门说明。标准相同。它在这些公差特征项目中有专门说明。图图 1212bdcaa b b)形位公形位公差框格用带箭头的差框格用带箭头的指引线与要素相连；指引线与要素相连；d d)把形位公把形位公差框格侧面或端面差框格侧面或端面与尺寸要素的尺寸与尺寸要素的尺寸线的延长线相连。线的延长线相连。c c)把形位把形位公差框格侧面或端公差框格侧面或端面与要素的延长线面与要素的延长线相连；相连；3.2.3 3.2.3 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。除非另有要求，其公差适用于整个被测要素。a)a)对对实实际际被被测测要要素素的的形形状状公公差差在在全全长长上上和和给给定定长长度度内内分分别别有有要要求求时，应按图时，应按图13 13 标注（标注（GM GM 标准与我国标准与我国GB GB 标准标准相同相同）；图图 1313全长上全长上直线度直线度公差公差0.4。每每25内内直线直线度度公差公差0.1。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不是整个轮廓不是整个轮廓时，应标注时，应标注出出 其其范围范围。见图。见图9 9标注（仅标注（仅GMGM标准）标准）。图图 1414c)c)轮廓度中若表示的轮廓度中若表示的公差要求公差要求适用于适用于整个轮廓整个轮廓。则在指引线转角处加。则在指引线转角处加 一一小圆小圆（全周符号）。见图（全周符号）。见图1 15 5（GM GM 新标准与我国新标准与我国GB GB 标准标准相同相同）。）。图图 1 15 5 GMGM标准标准也可不加也可不加圆，而在圆，而在框格下标框格下标注注 ALL ALL AROUNDAROUND来来表示。表示。图例在面图例在面轮廓度公轮廓度公差带介绍差带介绍中。中。GM GM标准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，在注规定，在后面介绍后面介绍面轮廓度公差时再讲述。面轮廓度公差时再讲述。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）一般情况下，以一般情况下，以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。如用大径轴线标注径轴线标注“MAJOR DIAMAJOR DIA”（MDMD）；）；用小径轴线标注用小径轴线标注“MINOR DIAMINOR DIA”（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，如用节径轴线标注注“PITCH DIAPITCH DIA”（PDPD）；）；用大径轴线标注用大径轴线标注“MAJOR DIAMAJOR DIA”（MDMD），），用用小径轴线标注小径轴线标注“MINOR DIAMINOR DIA”（LDLD）。）。GBGB标准规定了在公差带内进一步限制被测要素标准规定了在公差带内进一步限制被测要素形状形状的四个符号。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（）图图 1 16 6e)e)我国我国GBGB标准标准独有独有的四个符号（图的四个符号（图1 16 6）3.3 3.3 基准要素的标注基准要素的标注3.3.1 3.3.1 符号符号(GMGM标准规定字母标准规定字母I I、O O和和Q Q不用，我国不用，我国GBGB标准还要多标准还要多)GMGM新标准新标准(ISO)GMISO)GM A-91 A-91 标准标准 我国我国GBGB标准标准 3.3.2 3.3.2 与基准要素的连接（与基准要素的连接（GM GM 新标准与我国新标准与我国GB GB 标准标准相同相同）a)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 的延长线上的延长线上(但必须与尺寸线但必须与尺寸线明显地分开明显地分开)。见图。见图1 17 7。图图 1 17 7A AA AA Ab)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，符号中的连线应与尺寸线对齐与尺寸线对齐。图图 1 18 83.3.33.3.3 GM A-91 GM A-91 标准基准符号的标注与形位公差框格标注一样，标准基准符号的标注与形位公差框格标注一样，不不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有有“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。图图 1 19 9a a)b b)c c)d d)20 20 20 20 -A-A-A-a)符号放于尺寸要素的尺寸、符号放于尺寸要素的尺寸、形位形位公差框格或尺寸和公差框格或尺寸和形位形位公差框下公差框下 面；面；-A-b)符号用带箭头的指引线与非尺寸要素相连；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；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；符号与非尺寸要素的延长线相连；四四 基准基准 DatumDatum4.14.1定义定义 基准基准 与被测要素有关且用来与被测要素有关且用来定其几何位置关系的一个定其几何位置关系的一个几何理几何理想要素想要素(如轴线、直线、平面等如轴线、直线、平面等)，可由零件上的一个或多个要素构成。，可由零件上的一个或多个要素构成。模拟模拟基准基准要素要素 在加工和检测过程中在加工和检测过程中用来建立基准并与基准要用来建立基准并与基准要素相接触，且具有素相接触，且具有足够精度足够精度的的实际表面实际表面。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)图图 2020 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。图图 2121 模拟基准模拟基准要素是基准的要素是基准的实际体现实际体现。在加工和在加工和检测过程中，检测过程中，往往用往往用测量平测量平台表面、检具台表面、检具定位表面或心定位表面或心轴轴等足够精度等足够精度的实际表面来的实际表面来作为作为模拟基准模拟基准要素要素。4.24.2类型类型单一基准单一基准 一个要素做一个要素做一个一个基准；基准；AA-B组合组合(公共公共)基准基准 二个或二个以上要素做二个或二个以上要素做一个一个基准；基准；典型的例子为公共轴线做基准。典型的例子为公共轴线做基准。图图22ABA-B基准体系基准体系 由二个或三个独立的基准构成的组合；由二个或三个独立的基准构成的组合；三基面体系三基面体系 Datum Reference Frame Datum Reference Frame 三个三个相互垂直相互垂直的的理想理想(基准基准)平面平面构成的空间构成的空间直角坐标系直角坐标系。见图。见图2323。图图 2323A.A.板类零件基准体系板类零件基准体系 图图 2424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-第一基第一基准平面约束了准平面约束了三三个自由度，个自由度，B.B.盘类零件基准体系盘类零件基准体系图图 2 25 5 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 M 无定向无定向要求，即该零件加工四个孔时，要求，即该零件加工四个孔时，可可随意随意将零件放置于夹具中，而不影响其加工要将零件放置于夹具中，而不影响其加工要求。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平面相交构成的基准轴成的基准轴线线,约束了约束了二二个自由度。个自由度。在图在图2 26 6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V V有方有方向要求向要求。而从定位原理。而从定位原理上讲基准上讲基准 U U、V V 已构成已构成了基准体系。了基准体系。基准基准W W是一个是一个辅辅助助基准平面（不属于基准基准平面（不属于基准体系）。体系）。图图 2 26 6 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)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。在实际工作中，大量接触到的基准体系原理为在实际工作中，大量接触到的基准体系原理为一面二销一面二销。见图见图2 27 7。上面是从基准体系的原理来论述基准框格的表示数量，在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，实际使用中，只需能满足零件的功能要求，无需强调无需强调基准框格基准框格的数量多少。的数量多少。图图 2 27 7图图 2 29 9图图 2 28 8 基基准准目目标标 Datum Datum Target Target 用用于于体体现现某某个个基基准准而而在在零零件件上上指指定定的的 点、线或局部表面。分别简称为点、线或局部表面。分别简称为点目标、线目标点目标、线目标和和面目标面目标。图图 3030 1.1.点目标可用带球头的圆柱销体现；点目标可用带球头的圆柱销体现；2.2.线目标可用圆柱销素线体现；线目标可用圆柱销素线体现；3.3.面面目目标标可可为为圆圆柱柱销销端端面面，也也可可为为方方形块端形块端 面或不规则形状块的端面体现。面或不规则形状块的端面体现。基基准准目目标标的的位位置置必必须须用用理理论论正正确确尺尺寸寸表表示示。面面目目标标还还应应标标注注其其表表面的面的大小大小尺寸。尺寸。图图 26 26图图 3131二个点目标二个点目标和和一个线目标一个线目标示例示例(图图31)31)：构成基准构成基准 。A 用基准目标来体现基准，能提高基准的定位精度。用基准目标来体现基准，能提高基准的定位精度。4.3 4.3 顺序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表示了表示了不同的设计要求不同的设计要求 。见图。见图3232。图图 3232 基准后有基准后有、无附加符号无附加符号又表示了不又表示了不同的设计要同的设计要求。详见公求。详见公 差原则。差原则。强调强调4孔轴线孔轴线与与A轴线平行轴线平行强调强调4孔轴线孔轴线与与B平面垂直平面垂直 五五 公差带公差带 Tolerance ZoneTolerance Zone 5.15.1定义定义 公差带公差带 实际被测要素实际被测要素允许变动的区域允许变动的区域。它它体体现现了了对对被被测测要要素素的的设设计计要要求求，也也是是加加工工和和检检验验的的根根据。据。5.25.2四大特征四大特征 形状、大小、方向、位置形状、大小、方向、位置 A A 形状形状 FormForm 公差带形状公差带形状主要主要有：两平行直线、两同心圆、两等距有：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、一个曲线、两平行平面、两同轴圆柱、两等距曲面、一个圆柱、一个球。球。不同的公差特征项目一般具有不同形状的公差带。其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。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。当实际被测要素的误差在公差带内合格，超出则不合格。直线度直线度图图 34 34 两组相互垂直的两平行平两组相互垂直的两平行平面面图图 33 33 两平行平面两平行平面 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。直线。给一个方向给一个方向给二个方向给二个方向直线度（轴线）直线度（轴线）图图 3 35 5 一个圆一个圆柱柱图图 3 36 6 两平行平两平行平面面 平面度平面度任任意意方方向向 圆度圆度图图 3 37 7 两同心两同心圆圆 圆柱度圆柱度图图 3 38 8 两同轴圆两同轴圆柱柱 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。法。线轮廓度线轮廓度图图 3 39 9 两等距曲线两等距曲线 采用线轮廓度首采用线轮廓度首先必须将其理想轮先必须将其理想轮廓线标注出来，因廓线标注出来，因为公差带形状与之为公差带形状与之有关。有关。理想线轮理想线轮廓到底面位置由尺廓到底面位置由尺寸公差控制，则线寸公差控制，则线轮廓度公差带将可轮廓度公差带将可在尺寸公差带内上在尺寸公差带内上下平动及摆动。下平动及摆动。当线轮廓度当线轮廓度带基准成为位置公带基准成为位置公差时，则公差带将差时，则公差带将与基准有方向或与基准有方向或/和位置要求。和位置要求。图图 40 40 两等距曲面两等距曲面 GM GM标标准对周边准对周边要求的要求的两两种种标注形标注形式。式。采用采用面轮廓度面轮廓度首先必须首先必须将其理想将其理想轮廓面标轮廓面标注出来，注出来，因为公差因为公差带形状与带形状与之有关。之有关。本面本面轮廓度带轮廓度带基准属位基准属位置公差。置公差。面轮廓度面轮廓度公差带与公差带与基准基准 A有垂直要有垂直要求。求。面轮廓度面轮廓度图图 4141 我国我国GBGB标标准面轮廓公差带准面轮廓公差带为对称于理想轮为对称于理想轮廓面一种廓面一种(图图a)a)。GM-04GM-04标准标准用符号用符号 U U 表示表示公差带不对称于公差带不对称于理想轮廓的分布理想轮廓的分布。0.6 U 0.6 U 0.60.6GMGM标准标准面轮廓度的标注面轮廓度的标注0.6 U 00.6 U 00.6 U 0.20.6 U 0.2U后为要素后为要素体外的尺寸。体外的尺寸。GM A-91GM A-91对面轮廓度标注的特殊规定。当位置、方向、形状要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。求不同时，可如下图标注。A AB BC CA AB BC CZ Z3.03.01.61.60.90.9定位定位定向定向形状形状Z Z1.6可在位置公差带中上下可在位置公差带中上下平移平移X XX XX XX XX X0.9可在方向公差带中可在方向公差带中平动、转动平动、转动用自身基准来表示其用自身基准来表示其形状公差形状公差要求要求 GMGM新标准对轮廓度标注有一些专门的新的规定。新标准对轮廓度标注有一些专门的新的规定。图图 423.0+1.5-1.50对称于理想轮毂（对称于理想轮毂（0 0位）位）复合轮廓度（复合轮廓度（美国美国ASMEASME新标准）新标准）图图 4343图图 4444在在0.5公差内公差内只能上下平动只能上下平动可在可在0.50.5公差内公差内平动和平动和摆动摆动我我国国GBGB标标准准尙尙无无此此标标注注形形式式轮廓度（轮廓度（GMGM新标准）新标准）A AB BC C2.52.50.50.5A AB BC C2.52.50.50.5A A对基准对基准A A、B B和和C C的位置和方向要求的位置和方向要求对形状要求对形状要求对基准对基准A A、B B和和C C的位置要求的位置要求对基准对基准A A 的方向和形状要求的方向和形状要求A AB BC C2.52.50.50.5复合轮廓度复合轮廓度1 1）2 2）ABC2.50.5A对基准对基准B B和和C C的位置、方向和形状要求的位置、方向和形状要求对基准对基准A A 的位置、方向和形状要求的位置、方向和形状要求独立轮廓度独立轮廓度ABC2.50.5ABC对基准对基准A A、B B和和C C位置位置要求要求对基准对基准A A、B B和和C C形状和方向形状和方向要求要求对基准对基准A A、B B和和C C位置位置要求要求对基准对基准A A、B B和和C C形状和方向形状和方向要求要求A AB BC C2.52.50.50.5A AB B基准基准B B是表面是表面基准基准B B是轴线是轴线3 3）4 4）A AB BC C2.52.50.50.5A AB B对基准对基准C C的位置、方向和形状要求的位置、方向和形状要求对基准对基准A A、B B 的位置、方向和形状要求的位置、方向和形状要求A AB BC C2.52.50.50.5A AB BC C对基准对基准A A、B B和和C C 的位置、方向和形状的位置、方向和形状要求要求错误标注，上格不起作用错误标注，上格不起作用实例实例 下格的下格的0.10.1公差带在垂直公差带在垂直A(A(方向约束方向约束)的前提下、可在上格的前提下、可在上格0.80.8的公的公差带中上下、左右差带中上下、左右平动及摆动平动及摆动。图图 4 45 5 下格的下格的0.20.2公差带在垂直公差带在垂直A(A(方向约束方向约束)、定向、定向B(B(垂直或平行垂直或平行)的前的前提下，可在上格提下，可在上格0.80.8的公差带中上下、左右的公差带中上下、左右平动平动。实例实例图图 4 46 6图图 4 47 7 两平行平面两平行平面 对于垂直度，被测要素可对于垂直度，被测要素可能是线或面；基准要素也可能能是线或面；基准要素也可能是线或面。因此存在：是线或面。因此存在：面对面垂直度面对面垂直度（图（图4 47 7）；）；面对线垂直度；面对线垂直度；线对面垂直度；线对面垂直度；线对线垂直度。线对线垂直度。垂直度、平行度、倾斜度垂直度、平行度、倾斜度属于属于定向定向公差。其被测要素为公差。其被测要素为关联要素。关联要素。垂直度垂直度线对线垂直度线对线垂直度图图4 48 8 两平行平面两平行平面图图 49 49 两平行平两平行平面面面对线垂直度面对线垂直度轴线对面垂直度轴线对面垂直度图图 50 50 两平行直线两平行直线图图 51 51 一个圆柱一个圆柱线对面垂直度线对面垂直度给给定定平平面面上上线线任任意意方方向向52可编辑 对于平行度，被测要素可对于平行度，被测要素可能是线或面；基准要素也可能能是线或面；基准要素也可能是线或面。因此存在：是线或面。因此存在：面对面平行度面对面平行度（图（图4 45 5）；）；面对线平行度；面对线平行度；线对面平行度；线对面平行度；线对线平行度。线对线平行度。图图 52 52 两平行平两平行平面面平行度的公差带与垂直度的公平行度的公差带与垂直度的公差带一样，可为差带一样，可为两平行平面、两两平行平面、两平行直线、一个圆柱，不再一一平行直线、一个圆柱，不再一一介绍。介绍。平行度平行度图图 53 53 一个圆一个圆柱柱线对线平行度线对线平行度任任意意方方向向 对于倾斜度，被测要素可对于倾斜度，被测要素可能是线或面；基准要素也可能能是线或面；基准要素也可能是线或面。因此存在：是线或面。因此存在：面对面倾斜度面对面倾斜度（图（图5454）；）；面对线倾斜度；面对线倾斜度；线对面倾斜度；线对面倾斜度；线对线倾斜度。线对线倾斜度。图图 54 54 两平行平面两平行平面 倾斜度的公差带与垂直度倾斜度的公差带与垂直度的公差带一样，可为的公差带一样，可为两平行平两平行平面、两平行直线、一个圆柱，不面、两平行直线、一个圆柱，不再一一介绍。再一一介绍。采用采用倾斜度首倾斜度首先必须将先必须将其理想角其理想角度标注出度标注出来，因为来，因为公差带方公差带方向与之有向与之有关。关。倾斜度倾斜度 这两项目符号在这两项目符号在ASMEASME标准中有，但在标准中有，但在GM A-91GM A-91标准中却无。标准中却无。GM GM 新标准虽将这两项目符号放入，但仍明确新标准虽将这两项目符号放入，但仍明确不推荐使用不推荐使用。造成此情况的原因本人认为：造成此情况的原因本人认为：GMGM的图样主要是车身和内饰类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模，这样其形状尺寸都是理论正确尺寸理论正确尺寸。为图样上大量，并扩大采。为图样上大量，并扩大采用面轮廓度和位置度了创造条件。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。面轮廓度和位置度这两项目的综合控制能力极强。GMGM就用位就用位置度替代了同轴度和对称度。置度替代了同轴度和对称度。我我国国GB GB 标标准准将将同同轴轴度度推推荐荐用用于于轴轴线线对对轴轴线线的的位位置置要要求求，其其公公差带为差带为一个圆柱；一个圆柱；将对称度推荐用于将对称度推荐用于中心平面对中心平面中心平面对中心平面的位置要的位置要求，其公差带为求，其公差带为两平行平面。当两平行平面。当同轴度用于点对点的位置要求（给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，其公差带为定平面）时，即演变为俗称的同心度，其公差带为一个圆。一个圆。同轴度和对称度同轴度和对称度 位置度公差描述的是被测要素位置度公差描述的是被测要素实际位置实际位置对对理想位置理想位置允许的变允许的变动区域，因此位置度有点的位置度、线的位置度、面的位置度。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而位置度用的最多的是孔组孔组的位置度。的位置度。点的位置度点的位置度图图 55 55 一个球一个球 位置度位置度S S 0.60.6轴线的位置度轴线的位置度(任意方向任意方向)图图 56 56 一个圆柱一个圆柱 我国我国 GB GB 标准将此类图样一般用同轴度标注。标准将此类图样一般用同轴度标注。右图是用右图是用量规量规来描述零件的检测。来描述零件的检测。0.40.4面的位置度面的位置度图图 5 57 7 两平行平两平行平面面 我国我国 GB GB 标准将此类图样一般用对称度标注。标准将此类图样一般用对称度标注。孔孔(要素要素)组的位置度组的位置度 a)a)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。一个是各孔各孔(要素要素)之间的位置之间的位置要要求；一个是求；一个是孔组孔组(整组要素整组要素)的定位的定位要求。要求。图图 5 58 8 一组圆柱一组圆柱 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。称为两格分别标注。称为复合位置度复合位置度。见图。见图5353。b)b)板类件板类件图图 5 59 9 一组矩形一组矩形v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）图图 60 60 一组圆柱一组圆柱孔孔组组的的定定位位要要求求各各孔孔之之间间的的位位置置要要求求v 复合位置度复合位置度说明说明检查孔组检查孔组定位要求定位要求的量规的量规 检查各孔检查各孔之间位置之间位置要求要求的量的量规规各孔之间各孔之间位置要求位置要求的公差带的公差带孔组定位孔组定位要求的公要求的公差带差带图图 6161 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。为了标准内容的一的一致性人为的定义了公差带。致性人为的定义了公差带。径向圆跳动径向圆跳动为两同心圆、为两同心圆、端面圆跳动端面圆跳动为为两两个圆（测量圆柱面上）个圆（测量圆柱面上）。GBGB标准还有标准还有斜斜向圆跳动向圆跳动为两同个圆为两同个圆（测量测量圆锥面上）圆锥面上）。图图 6262 全跳动全跳动图图 6363 全跳动是一种测量方法，无公差带而言。为了标准内容的全跳动是一种测量方法，无公差带而言。为了标准内容的一一致性人为的定义了公差带。致性人为的定义了公差带。端面全跳动端面全跳动为两为两平行平面平行平面、径向全跳动径向全跳动为为两两同轴圆柱同轴圆柱、斜斜向全跳动（向全跳动（GBGB标准无）标准无）为两同轴圆锥。为两同轴圆锥。B B 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若公差带为圆、圆柱或球，则在公差值的数字前加注 或或S S，表示其圆、圆柱或球的直径。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。差框格内给出的公差值。t tS S t t 公差值均以毫米为单位。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。注符号。t tC C 方向和位置方向和位置 Orientation&LocationOrientation&Location 公差带的方向和位置可以是公差带的方向和位置可以是固定固定的，也可以是的，也可以是浮动浮动的。如的。如被测被测要素相对于基准的方向和位置关系是用要素相对于基准的方向和位置关系是用理论正确尺寸理论正确尺寸标注的，则公标注的，则公差带方向和位置是固定的，否则就是浮动的。见图差带方向和位置是固定的，否则就是浮动的。见图6464。2 x 2 x 8 8 0.050.05 0.5 M 0.5 M A A 50 50 0.2 0.2 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。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。公差带的浮动不是无限的，它受该方向的尺寸公差控制。2 x 2 x 8 8 0.050.05 0.5 M 0.5 M A A 图图 6464 5050A A A A 六六 几个新符号几个新符号 6.1 6.1 正切平面正切平面 T T 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相切的平面相切的平面(正切平面正切平面)之之要求要求。见图。见图6565。图图 65650.1 T 0.1 T A A 正切平面正切平面 有有T之误差之误差无无T之误差之误差 2.52.5 0.20.2 0.10.1 1)图图中中框框格格内内标标有有T时时，该该零零件件表表面面合合格格，没没标标T时时，该该零件表面将零件表面将不合格不合格。2)上平面的最高点与最低点必须在尺寸公差范围内。上平面的最高点与最低点必须在尺寸公差范围内。A 6.2 6.2 受控半径受控半径 CR CR GMGM新新标标准准规规定定在在图图样样上上对对带带公公差差的的半半径径有有两两种种标标注注形形式式：R R 或或 CRCR。其其要要求求见见图图6666。在在GM GM A-91A-91标标准准中中虽虽然然仅仅一一种种标标注注形形式式R R，但但其其要要求求相相当当于于新新标标准准中中的的CRCR。因因此此可可以以认认为为，新新标标准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。增加了一种不须严格控制形状的带公差的半径表示方法。图图 66666.3 6.3 自由状态条件自由状态条件 F F 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。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。图图6 67 7的的设设计计要要求求是是当当零零件件处处于于自自由由状状态态时时，左左侧侧圆圆柱柱面面的的圆度圆度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约束状态约束状态时（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2 2mmmm。图图 6 67 7注注(约束条件约束条件)：基准平面基准平面A是固是固定面定面(用用64个个M6X1的螺栓以的螺栓以9-15Nm的扭矩的扭矩固定固定)，基准基准B由其相应由其相应规定的尺寸边界规定的尺寸边界约束。约束。6.4 6.4 延伸公差带延伸公差带 P P 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，将出现干涉干涉现现象。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（图（图6 68 8右）。右）。图图 6 68 8干干涉涉 图图 6 69 9GMGM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6 69 9）框框外外标标延延伸伸尺尺寸寸及及符符号号框框内内P P后后标标延延伸伸尺尺寸寸我国我国GBGB标准标注延伸公差带的方法（图标准标注延伸公差带的方法（图7070）0.5 P 0.5 P A A 4 x 4 x 8 H7 8 H7 40 40 P PA A 100100 图图 7070 P 出出现在两在两处。一。一处在公差在公差值后、一后、一处在在延伸尺寸后。延伸尺寸后。七七公差原则公差原则(线性尺寸公差与形位公差之间关系线性尺寸公差与形位公差之间关系)7.17.1 问题的提出问题的提出 20 20 h6h6 0 0-0.013-0.013 +0.0210.021 0 0 20 20 H7H7 要要求求这这一一对对零零件件的的最最小小间间隙隙为为0 0、最最大大间间隙隙为为0.0340.034。图图 7272图图 7171 但但当当孔孔和和轴轴尺尺寸寸处处处处都都加加工工到到 20 20 时时，由由于于存存在在形形状状误误差差，则则装装配配时时的的最最小小间间隙隙将将不不可可能能为为0 0。这这就就产产生生了了线线性性尺寸公差与形位公差之间的尺寸公差与形位公差之间的关系问题关系问题。设计人员绘制图设计人员绘制图7171、7272孔、轴配合之目的是孔、轴配合之目的是:7.2 7.2 有关术语有关术语 为为了了明明确确线线性性尺尺寸寸公公差差与与形形位位公公差差之之间间关关系系，对对尺尺寸术语将作寸术语将作 进一步论述与定义进一步论述与定义。7.2.1 7.2.1 局部实际尺寸局部实际尺寸 在实际要素的在实际要素的任意正截面任意正截面上，上，两两对应点对应点之间之间 测得的距离。测得的距离。A1A2A3 特点特点：一个合格零件有无数个。：一个合格零件有无数个。图图 73737.2.2 7.2.2 作用尺寸作用尺寸 A A 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(孔孔)体外相接体外相接的最大理想面的最大理想面(轴轴)，或与实际外表面，或与实际外表面(轴轴)体外相接的最小体外相接的最小理想面理想面(孔孔)的直径或宽度。的直径或宽度。体外作用尺寸体外作用尺寸 图图 7474 特点特点：一个合格零件只有一个，但一批合格零件仍有无数个。：一个合格零件只有一个，但一批合格零件仍有无数个。孔孔 轴轴B B 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(孔孔)体内相接体内相接的最小理想面的最小理想面(轴轴)，或与实际外表面，或与实际外表面(轴轴)体内相接的最大体内相接的最大理想面理想面(孔孔)的直径或宽度。的直径或宽度。特点特点：一个合格零件只有一个，但一批合格零件仍有无数个。：一个合格零件只有一个，但一批合格零件仍有无数个。孔孔 轴轴 体内作用尺寸体内作用尺寸 图图 75757.2.3 7.2.3 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(MMS)MMS)A A 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，并具有实体最大之内，并具有实体最大(即材料最多即材料最多)时的状态。时的状态。B B 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。内表面内表面(孔孔)D D MMMM=最小极限尺寸最小极限尺寸D D minmin；外表面外表面(轴轴)d d MM MM =最大极限尺寸最大极限尺寸d d maxmax。特点特点：一批合格零件只有一个：一批合格零件只有一个(唯一唯一)。但未考虑。但未考虑形状误差形状误差。7.2.4 7.2.4 最小实体状态最小实体状态(LMC)LMC)和最小实体尺寸和最小实体尺寸(LMS)LMS)A A 最小实体状态最小实体状态(LMC)LMC)实际要素在给定长度上处处位于尺寸极实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内，并具有实体最小限之内，并具有实体最小(即材料最少即材料最少)时的状态。时的状态。B B 最小实体尺寸最小实体尺寸(LMS)LMS)实际要素在最小实体状态下的极限尺寸。实际要素在最小实体状态下的极限尺寸。内表面内表面(孔孔)D D LMLM =最大极限尺寸最大极限尺寸D D maxmax；外表面外表面(轴轴)d d LM LM =最小极限尺寸最小极限尺寸d d minmin。4 4 特点特点：一批合格零件只有一个：一批合格零件只有一个(唯一唯一)。但未考虑。但未考虑形状误差形状误差。7.2.5 7.2.5 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(MMVS)MMVS)A A 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综合极限状态。综合极限状态。图图 7676 t t t t B B 最最大大实实体体实实效效尺尺寸寸(MMVS)MMVS)最最大大实实体体实实效效状状态态(