產(chǎn)品幾何技術規(guī)范GPS講義之四by俠之生

1、第四章 幾何公差基準和基準體系v一、術語和定義v二、基準和基準體系的標注v三、基準的建立v四、基準的選擇及應用v五、小結第二頁，共36頁。一、術語和定義v1.1 基準 datumvGB 1183-1980的定義：基準要素是用來確定被測要素方向和/或位置的要素。理想的基準要素簡稱基準。vGB 17851-1999（等效采用ISO 5459：1981）的定義：基準是與被測要素有關，且用來確定其幾何位置關系的一個理想幾何要素（如軸線、直線、平面等），可由零件上的一個或多個要素構成。第三頁，共36頁。vISO/DIS 5459.2：2002的定義：基準是用來定義公差帶的位置和/或方向、或用來定義實體狀

2、態(tài)的位置和/或方向（當有相關要求時，如最大實體要求）的一個（組）方位要素。v不同的基準定義是從不同側面對基準含義的詮釋，各有特點，ISO/DIS 5459.2：2002的定義顯得更加完整和準確。v它進一步明確了基準的另一個作用是確定實體狀態(tài)的方向和位置；引入了“方位要素”，即能確定要素方向和/或位置的點、直線、平面或螺旋線類要素。第四頁，共36頁。v1.2 基準要素 datum featurev零件上用來建立基準并實際起基準作用的實際（組成）要素（如：一條邊、一個表面或一個孔）。v由于實際基準要素一定存在加工誤差，因此應對其規(guī)定適當?shù)膸缀喂睢GB 1183-1980將圖樣上和零件上指定作為

3、基準的要素均稱為基準要素，基準要素有理想的和非理想的之分，應用時應注意區(qū)分。第五頁，共36頁。v基準要素指零件加工后形成的實際要素，或者說是存在于實際零件上的非理想要素；v基準要素是構成零件的組成要素，不是導出要素。例如設計上指定一個孔的軸線為基準，基準為導出要素，而基準要素是實際的孔表面，而不是孔的實際中心線。v基準是通過非理想的基準要素建立起來的，方法為模擬或擬合。v在概念上要嚴格區(qū)分基準和基準要素，例如： 基準平面基準表面第六頁，共36頁。v1.3 模擬基準要素 simulated datum featurev模擬基準要素是在加工和檢測過程中用來建立基準并與實際基準要素相接觸，且具有足夠

4、精度的實際表面（如一個平板、一個支撐或一根心棒）。v模擬基準要素實際上是建立基準的手段，是基準的替代，是基準的體現(xiàn)。雖然有一定誤差，但由于它具有足夠高的精度，足以滿足工件的評定要求。模擬基準要素帶來的測量誤差可計入測量不確定度。第七頁，共36頁。v1.4 基準體系 datum systemv基準體系是用來確定被測要素幾何位置關系的、由兩個或三個基準構成的組合。v通常采用由三個互相垂直的平面組成的三基面體系（空間直角坐標系）。第八頁，共36頁。v1.5 基準目標 datum targetv基準目標是零件上與加工或檢驗設備相接觸的點、線或局部區(qū)域，用來體現(xiàn)滿足功能要求的基準。v對于尺寸較大的零件，

5、有時需要以幾何誤差較大或未加工表面作為基準。如果以該整個表面作為基準，會在加工或檢測中因多次定位產(chǎn)生較大誤差，降低定位的重復精度，此時可以使用基準目標。第九頁，共36頁。二、基準和基準體系的標注v用來建立基準的要素通過一個位于基準符號內(nèi)的大寫字母來表示。 一個字母名義上指明一個表面或一個尺寸要素。 建議不要用字母I, O, Q 和X。 如果一個大的圖用完了字母表中的字母，或有益對圖的理解，也可連續(xù)重復用同樣的字母。例如：BB，CCC等。第十頁，共36頁。v當基準由單一要素表示時，該基準應在公差框格的第三格中用相應的單個大寫的拉丁字母標出。v當公共基準由兩個或多個要素表示時，應在公差框格的第三格

6、中用被短劃線分開的兩個或多個字母標出。第十一頁，共36頁。v由兩個或三個要素建立基準體系時，其基準代號字母應按各基準的優(yōu)先順序在公差框格的第三格到第五格中依次標出。v當在三基面體系中需要采用基準目標時，應遵守如下規(guī)定：第一基準：3個基準目標第二基準：2個基準目標第三基準：1個基準目標第十二頁，共36頁。三、基準的建立v由非理想的基準要素建立基準有兩種方法，即模擬法和擬合法。v3.1 以一個組成要素做基準（如直線或平面）v模擬法中，模擬基準要素與實際基準要素相接觸，且它們之間的最大距離為最小。若基準要素與模擬基準成不穩(wěn)定的接觸狀態(tài)，應在兩表面之間放置適當?shù)闹С?。輪廓線作基準用兩個支承，輪廓面作基

7、準用三個支承。第十三頁，共36頁。v模擬法：v擬合法中，擬合基準要素是實際基準要素的體外擬合要素，由數(shù)字化測量器具實現(xiàn)。第十四頁，共36頁。v3.2 以一個導出要素做基準（如圓柱面軸線）v模擬法中，基準是模擬基準軸（如心棒）體現(xiàn)的最大內(nèi)切擬合圓柱面的軸線，此時圓柱面在任何方向的可能擺動量相等。第十五頁，共36頁。v擬合法中，擬合基準要素是實際基準要素（實際孔）的體外擬合導出要素（軸線），也由數(shù)字化測量器具實現(xiàn)。第十六頁，共36頁。v3.3 以公共導出要素做基準v模擬法中，模擬基準是同軸的兩個模擬基準軸體現(xiàn)的最小外接圓柱面的公共軸線。v擬合法中，擬合基準是兩基準要素的體外擬合要素的公共導出要素（

8、公共軸線）。v其他各種基準可以用類似方法建立。第十七頁，共36頁。第十八頁，共36頁。v3.4 基準體系的建立v限制幾何要素位置變動的公差帶通常為一空間區(qū)域。確定該區(qū)域的方向和位置時，單一基準常常是不夠的，往往要求兩個或三個基準，參與定位的多個基準構成基準體系。v三基面體系是指由三個相互垂直的基準平面組成的基準體系，它的三個平面是確定零件上各要素幾何關系的起點。v應該根據(jù)零件的功能要求來確定各基準的先后順序。第十九頁，共36頁。v零件在三基面體系中的定位原則1）以三個平面為基準第一基準要素與第一基準平面的位置關系應符合最小條件，通常是三點接觸，第二基準要素與第二基準平面通常是兩點接觸，第三基準

9、要素與第三基準平面通常是一點接觸。符合六點定位原理。第二十頁，共36頁。2）以垂直于一個平面的一個圓柱面的軸線做基準第二十一頁，共36頁。3）角向定位基準的建立第二十二頁，共36頁。第二十三頁，共36頁。3.5 基準建立示例序號基準基準要素基準的建立模擬法擬合法1基準：點一個球的球心第二十四頁，共36頁。序號基準基準要素基準的建立模擬法擬合法2基準：點一個圓的圓心第二十五頁，共36頁。序號基準基準要素基準的建立模擬法擬合法3基準：點一個圓的圓心第二十六頁，共36頁。序號基準基準要素基準的建立模擬法擬合法4基準：線孔的軸線第二十七頁，共36頁。序號基準基準要素基準的建立模擬法擬合法5基準：線軸的

10、軸線第二十八頁，共36頁。序號基準基準要素基準的建立模擬法擬合法6基準：平面零件的表面第二十九頁，共36頁。序號基準基準要素基準的建立模擬法擬合法7基準：中心面一個零件上的兩個表面的中心平面第三十頁，共36頁。v基準要素由零件的裝配使用要求和功能要求決定。v基準的數(shù)量根據(jù)要素間幾何關系的需要來確定。v基準順序對零件的裝配質量和使用效果有著直接的影響，第一基準定位精度最高，第二基準其次，第三基準最低。四、基準的選擇及應用第三十一頁，共36頁。第三十二頁，共36頁。第三十三頁，共36頁。v合理標注的示例第三十四頁，共36頁。五、小結綜上所述，可以歸納出下列選擇基準的原則：v首先要反映設計意圖、設計要求。在滿足使用要求的前提下，基準的選擇的選擇應盡量方便工藝和檢驗，力求使設計基準、加工基準和測量基準統(tǒng)一起來。v應選擇對確定幾何關系最有意義的