基本尺寸和公差基礎培訓演示

（優(yōu)選）基本尺寸和公差基礎培訓當前第1頁\共有87頁\編于星期日\21點培訓目的讀懂PATAC和GM的產品工程圖（初級班）了解用來定義形位公差的術語和符號（初級班）了解、選擇和使用恰當的基準（初級班、提高班）了解、選擇和使用恰當的形位公差（初級班、提高班）定義和計算公差帶（提高班）充分理解經常使用的面輪廓度和位置度（初級班）理解復合公差（提高班）繪制符合PATAC要求的圖紙（提高班）當前第2頁\共有87頁\編于星期日\21點內容正態(tài)分布 NormalDistributionPATAC的GD&T標準及背景

GD&T的主要概念基準 Datum公差 Tolerance面輪廓度 SurfaceProfile位置度 Position一些原則最大實體 MMC獨立原則 RFSPATAC產品圖紙講述練習考試當前第3頁\共有87頁\編于星期日\21點要求與說明參加培訓的學員應已熟悉生產或產品工程圖

GD&T已廣泛具體地應用在工程設計中，鼓勵學員帶著問題來討論該培訓適合產品工程師、檢具工程師、制造工程師等經驗共享我們對國標不是特別有經驗，但由于ASME和GB的GD&T內容基本近似，也可以共同討論當前第4頁\共有87頁\編于星期日\21點正態(tài)分布:NormalDistributionSigma %is“O.K.” 缺陷(PPM)

Cpk+/-3 99.73 2700 1+/-4 99.9937 63 1.33+/-5 99.999943 .57 1.67+/-6 99.9999998 .002 2261123345645當前第5頁\共有87頁\編于星期日\21點正態(tài)分布NormalDistribution均值方差標準差Cp(對稱公差帶）Cpk均值漂移meanshiftUDL:UpperDesignLimit,上限LDL:LowerDesignLimit,下限過程能力指數過程能力指數，反映過程的集中性。當前第6頁\共有87頁\編于星期日\21點練習正態(tài)分布的統計圖繪制方法SPC？當前第7頁\共有87頁\編于星期日\21點小結正態(tài)分布是汽車零部件公差分布普遍遵循的分布規(guī)律產品設計中的公差定義遵循正態(tài)分布產品設計中應用的一維，三維偏差分析假定公差遵循正態(tài)分布均值漂移有可能零件在公差范圍內，但與其它零件的匹配卻不好當前第8頁\共有87頁\編于星期日\21點GD&T的背景

GD&T

是GlobalDimensioningandTolerancing的縮寫，即“全球尺寸和公差”。標準中包含有尺寸標注方法（屬我國技術制圖標準）和幾何公差（屬我國形狀和位置公差標準）兩大部分。尺寸標注僅是一種表達方式，PATAC使用了GM北美的圖紙規(guī)范，將有專題的具體介紹。本次培訓將重點地對“形狀和位置（幾何）公差”部分進行基礎性講述。目前，GM標準和我國的形位公差標準都等效采用了國際ISO標準,所以絕大多數的內容是相同的。當前第9頁\共有87頁\編于星期日\21點PATACGD&T標準-標準

ASMEY14.5M-1982ASMEY14.5M-1994GD&TAddendum-2001GD&TAddendum-2004-策略：PATAC與GM北美一致當前第10頁\共有87頁\編于星期日\21點GD&T中的定義Definitions尺寸Dimension

帶有測量單位的數值，用以規(guī)定一個零件的尺寸和/或形位特性和/或要素的位置要素Feature

指零件上的特征，如：點、線、面、孔、槽、突起等,形位公差研究的對象。公差Tolerance

允許一個尺寸變化的總量，是最大極限和最小極限尺寸之間的差值 對稱公差、單邊公差、不對稱公差形位公差GeometricTolerance

與一個零件的個別特征有關的公差，如：形狀、輪廓、定向、定位、跳動當前第11頁\共有87頁\編于星期日\21點要素的分類按存在的狀態(tài)分： 實際要素、理想要素按結構的形式分： 輪廓要素、中心（導出）要素按所處的地位分： 被測要素、基準要素按與尺寸的關系分： 尺寸要素、非尺寸要素按結構性能分： 單一要素、關聯要素當前第12頁\共有87頁\編于星期日\21點要素按存在的狀態(tài)分：

實際要素是按規(guī)定方法,由在實際要素上測量有限個點得到的實際要素的近似替代要素（測得實際要素）來體現的。理想要素

IdealFeature

—理論正確的要素(無誤差)。

在技術制圖中我們畫出的要素為理想要素。理想輪廓要素用實線(可見)或虛線(不可見)表示；理想中心要素用點劃線表示。

每個實際要素由于測量方法不同，可以有若干個替代要素。

測量誤差越小，測得實際要素越接近實際要素。實際要素RealFeature—零件加工后實際存在的要素(存在誤差)。當前第13頁\共有87頁\編于星期日\21點要素按結構特征分：中心(導出)要素DerivedFeature—由一個或幾個輪廓(組成)

要素得到的中心點(圓心或球心)、中心線(軸線)或中心面。素線圓錐面圓柱面球面圓臺面輪廓要素軸線球心中心要素輪廓(實有)要素IntegralFeature—表面上的點、線或面。當前第14頁\共有87頁\編于星期日\21點要素按所處的地位分：

被測要素在圖樣上一般通過帶箭頭的指引線與形位公差框格相連；基準要素在圖樣上用基準符號表示?；鶞室亍倩鶞蔄0.1A

2.50.2

被測要素基準要素被測要素

Featuresofapart—圖樣上給出了形位公差要求的要素，為測量的對象?；鶞室?/p>

DatumFeature—零件上用來建立基準并實際起基準作用的實際要素（如一條邊、一個表面或一個孔）。當前第15頁\共有87頁\編于星期日\21點要素按與尺寸關系分：尺寸要素可以是圓柱形、球形或兩平行對應面等。非尺寸要素(本人定義)—沒有大小尺寸的幾何形狀。非尺寸要素可以是表面、素線。上述要素的名稱將在后面經常出現，須注意的是一個要素在不同的場合，它的名稱會有不同的稱呼。表面素線圓柱形球形兩平行對應面尺寸要素

FeatureofSize—由一定大小的線性尺寸或角度尺寸確定的幾何形狀。當前第16頁\共有87頁\編于星期日\21點單一要素

IndividualFeature

—具有形狀公差要求的要素。

2.50.2

0.02

功能關系是指要素間某種確定的方向和位置關系，如垂直、平行、同軸、對稱等。也即具有位置公差要求的要素。關聯要素

RelatedFeature—與其它要素具有功能關系的要素。

A0.1A

關聯要素單一要素要素按結構性能分：

當前第17頁\共有87頁\編于星期日\21點形位公差GD&T符號和縮略語 SymbolsandAbbreviations基準 Datum公差框格 FeatureControlFrame基本規(guī)則 BasicRules

形位公差 GeometricTolerance當前第18頁\共有87頁\編于星期日\21點TypeofTolerance公差類型Characteristic特性andSymbol符號Form形狀Straightness直線度Flatness平面度Circularity(Roundness)圓度ProfileofaLine線輪廓度ProfileofaSurface面輪廓度

Angularity 傾斜度Perpendicularity垂直度Parallelism平行度Position位置度Concentricity同軸度Symmetry 對稱度CircularRunout*圓跳動TotalRunout*全跳動Cylindricity圓柱度Profile輪廓Orientation定向Location定位Runout跳動ForIndividualFeatures單一要素ForIndividualFeaturesorRelatedFeatures單一要素或關聯要素ForRelatedFeatures關聯要素公差符號

Symbols當前第19頁\共有87頁\編于星期日\21點修正符號ModifierSymbolsTermSymbolMaximumMaterialCondition(MMC)最大實體原則LeastMaterialCondition(LMC)最小實體原則RegardlessofFeatureSize(RFS)獨立原則Default缺省FreeStateCondition自由狀態(tài)ProjectedToleranceZone延伸公差帶UnilateralModifier單邊公差帶MLUPFS提高班提高班不詳講當前第20頁\共有87頁\編于星期日\21點其它符號OtherSymbols理論精確值，公差隨其它相關尺寸公差變化沒有公差，該值僅供參考(25)RCRSRDiameter直徑SphericalDiameter球徑ControlledRadius控制半徑Radius半徑Reference參考尺寸SphericalRadius球半徑Square正方形Between范圍ARCLength弧長AllAround全周PlacesorBy10處10XBasicDimension基本尺寸25?S?100當前第21頁\共有87頁\編于星期日\21點基準Datum基準Datum—與被測要素有關且用來定義其幾何位置關系的一個幾何理想要素(如軸線、直線、平面等)，可由零件上的一個或多個要素構成。基準要素DatumFeature

—在加工和檢測過程中用來建立基準并與基準要素相接觸，且具有足夠精度的實際表面。基準要素的符號－GM標準規(guī)定字母I、O和Q不用模擬基準要素零件1零件2基準要素(一個底面)

在建立基準的過程中會排除基準要素本身的形狀誤差?基準特征DatumFeature基準目標DatumTarget10A1基準面積A點基準目標線基準目標面基準目標當前第22頁\共有87頁\編于星期日\21點基準體系DatumReferenceFrame實際上，是對6個自由度的約束。三個相互垂直的理想(基準)平面構成的空間直角坐標系，想象6個自由度當前第23頁\共有87頁\編于星期日\21點板類零件基準體系

用三個基準框格標注基準F

-第三基準平面約束了一個自由度?；鶞蔈-第二基準平面約束了二個自由度，根據夾具設計原理：基準D-第一基準平面約束了三個自由度，當前第24頁\共有87頁\編于星期日\21點盤類零件基準體系

雖然，還余下一個自由度，由于該零件對于基準軸線M無定向要求，即該零件加工四個孔時，可隨意將零件放置于夾具中，而不影響其加工要求。用二個基準框格標注根據夾具設計原理：基準K-第一基準平面約束了三個自由度，基準M-第二基準平面和第三基準平面相交構成的基準軸線,約束了二個自由度。當前第25頁\共有87頁\編于星期日\21點基準目標DatumTarget點基準目標線基準目標面基準目標基準目標的位置必須用理論正確尺寸表示。面目標還應標注其表面的大小尺寸。PATAC圖紙上，通常給出了車身坐標xyz當前第26頁\共有87頁\編于星期日\21點基準后有、無附加符號又表示了不同的設計要求。詳見公差原則。強調4孔軸線與A軸線平行強調4孔軸線與B平面垂直基準體系中基準的順序前后表示不同的設計要求基準的順序當前第27頁\共有87頁\編于星期日\21點該符號用于表示幾何公差或參考基準在自由狀態(tài)或不約束狀態(tài)下。自由狀態(tài)F當用于基準時，圖紙上經常用“freestate”,“Rest”,“Assist”標明，表示在不約束情況下的公差。當前第28頁\共有87頁\編于星期日\21點該符號用于表示幾何公差或參考基準在自由狀態(tài)或不約束狀態(tài)下。自由狀態(tài)FreeStateConditionF這符號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釋放后的變形。所以，只有非剛性零件才應用此符號。當零件處于約束狀態(tài)時（注），右側圓柱面的徑向圓跳動不得大于2mm零件處于自由狀態(tài)時，左側圓柱面的圓度誤差不得大于2.5mmNOTE1(約束條件)：基準平面A是固定面(用64個M6X1的螺栓以9-15Nm的扭矩固定)，基準B由其相應規(guī)定的尺寸邊界約束當前第29頁\共有87頁\編于星期日\21點練習當前第30頁\共有87頁\編于星期日\21點練習當前第31頁\共有87頁\編于星期日\21點局部基準sub-Datum討論：局部基準的檢測當前第32頁\共有87頁\編于星期日\21點公差框格FeatureControlFrame無基準要求的形狀公差，公差框格僅有前兩項；有基準要求的位置公差，公差框格包含三項，為三格至五格。形位公差框格在圖樣上一般為水平放置，必要時也可垂直放置（逆時針轉）。公差值及修正符號基準要素的字母及修正符號(可選)

公差特征符號PATAC圖紙上，通常的公差框格為當前第33頁\共有87頁\編于星期日\21點公差框格類型TypesofFeatureControlFrame組合公差框格（提高班講）3.0ABCAB1.0ABCAB1.03.0復合公差框格AB1.0C組合基準要素ABA-BPATAC圖紙上，組合基準是同一控制方向的基準聯立當前第34頁\共有87頁\編于星期日\21點小結與練習0.5MP20ABMC形位特征符號（位置度）直徑符號形位公差值基準特征符號實體狀態(tài)符號（最大實體）延伸公差帶符號延伸公差帶值第一基準第二基準用于基準的實體狀態(tài)符號（最大實體）當前第35頁\共有87頁\編于星期日\21點一些規(guī)定及公差原則Rules最大實體原則 MMC獨立原則 RFS最小實體原則 LMC(車身、外飾、內飾不曾用到）包容原則 EnvelopePrinciple在僅規(guī)定尺寸公差時，單一要素的尺寸極限規(guī)定其幾何形狀及允許的尺寸變化范圍。在規(guī)定位置公差時，在公差框格內必須根據適用情況，相對于單一公差、基準或兩者規(guī)定RFS、MMC或LMC。對其它形位公差，相對于單一公差、基準或兩者，RFS適用于無實體狀態(tài)符號加以規(guī)定之處，即默認狀態(tài)為RFS。在需要MMC之處，必須在公差框格中加以規(guī)定。當前第36頁\共有87頁\編于星期日\21點說明螺紋、齒輪和花鍵

一般情況下，以螺紋中徑軸線作為被測要素或基準要素。如用大徑軸線標注“MAJORDIA”（MD）；用小徑軸線標注“MINORDIA”（LD）。

齒輪和花鍵軸線作為被測要素或基準要素時，如用節(jié)徑軸線標注“PITCHDIA”（PD）；用大徑軸線標注“MAJORDIA”（MD），用小徑軸線標注“MINORDIA”（LD）。當前第37頁\共有87頁\編于星期日\21點公差原則Rules(線性尺寸公差與形位公差之間關系)問題的提出

20

h6

0-0.013

+0.021

020

H7

要求這一對零件的最小間隙為0、最大間隙為0.034。

但當孔和軸尺寸處處都加工到20時，由于存在形狀誤差，則裝配時的最小間隙將不可能為0。這就產生了線性尺寸公差與形位公差之間的關系問題。定義孔、軸配合的目的是:當前第38頁\共有87頁\編于星期日\21點最大實體MMC&最小實體LMC最大實體狀態(tài)(MMC)—實際要素在給定長度上處處位于尺寸極限之內， 并具有實體最大(即材料最多)時的狀態(tài)。最大實體尺寸(MMS)—實際要素在最大實體狀態(tài)下的極限尺寸。

內表面(孔)DMM=最小極限尺寸Dmin 孔最小

外表面(軸)dMM=最大極限尺寸dmax 軸最大孔:?15+/-0.5,MMC=LMC＝軸:?15+/-0.5,MMC=LMC＝?14.5?15.5最小實體狀態(tài)(LMC)—實際要素在給定長度上處處位于尺寸極限之內， 并具有實體最小(即材料最少)時的狀態(tài)。最小實體尺寸(LMS)—實際要素在最小實體狀態(tài)下的極限尺寸。

內表面(孔)DLM

=最大極限尺寸Dmax；

外表面(軸)dLM=最小極限尺寸dmin。?15.5?14.5練習當前第39頁\共有87頁\編于星期日\21點實效狀態(tài)VirtualCondition實效狀態(tài)－尺寸公差和形位公差的組合效應，是一個常值。

內表面(孔)DMV=最小極限尺寸Dmin

-

中心要素的形位公差值

t；

外表面(軸)dMV=最大極限尺寸dmax

+

中心要素的形位公差值

t

。最大實體狀態(tài)的實效

內表面(孔)DMV=最大極限尺寸Dmin

＋

中心要素的形位公差值

t；

外表面(軸)dMV=最小極限尺寸dmax

－

中心要素的形位公差值

t

。最小實體狀態(tài)的實效

t

tMMSMMS孔軸MMVCMMVC當前第40頁\共有87頁\編于星期日\21點練習如果是孔，則實效為:?6.1-?2=?4.1如果是軸，則實效為:?6.2+?2=?8.2當前第41頁\共有87頁\編于星期日\21點練習孔MMC=29.7實效(軸)尺寸=孔MMC–形位公差=29.7–1=28.7ActualHoleSize=29.7ActualHoleCenterToleranceZone實效GagePin＝？CBGage?1.0MABC?30.0±0.3當前第42頁\共有87頁\編于星期日\21點合成狀態(tài)ResultantCondition合成狀態(tài)－尺寸公差和形位公差的組合效應，是一個變量。

內表面(孔)DRC=實際尺寸D＋

中心要素的形位公差值

t；

外表面(軸)dRC=實際尺寸d－中心要素的形位公差值

t

。最大實體狀態(tài)的合成當前第43頁\共有87頁\編于星期日\21點舉例Example孔的實效（常值）孔的RC（變值）當前第44頁\共有87頁\編于星期日\21點練習軸的實效（常值）軸的RC（變值）?6.0±0.1當前第45頁\共有87頁\編于星期日\21點獨立原則RFS獨立原則－

與要素尺寸無關，RegardlessofFeatureSize 即圖紙給定的尺寸要求與形狀、位置要求相互獨立，應分 別滿足要求，兩者無關。 獨立原則在圖樣的形位公差框格中沒有任何關于公差原則 的附加符號。采用獨立原則要素的形位誤差值，測量時需用通用量儀測出具體數值，以判斷其合格與否。20

?0.5

0-0.5完工尺寸軸線直線度公差

2019.75……19.5

0.5

PATAC圖紙上，RFS主要應用在Rib、Clip、TaperPin的配合上。當前第46頁\共有87頁\編于星期日\21點獨立原則RFS基準軸線零件A外部要素（軸）尺寸做基準時，基準必須集中在軸線或中心平面GageRFS當前第47頁\共有87頁\編于星期日\21點獨立原則RFSDatumaxisPartGageRFS內部要素（孔）當前第48頁\共有87頁\編于星期日\21點公差Tolerancing當實際被測要素的誤差在公差帶內合格，超出則不合格。公差帶—實際被測要素允許變動的區(qū)域。

它體現了對被測要素的設計要求，也是加工和檢驗的根據。公差Tolerance偏差Variation當前第49頁\共有87頁\編于星期日\21點直線度Straightness

若系給定平面上線的直線度（如刻度線），則公差帶為兩平行直線。給一個方向給二個方向形狀公差Form當前第50頁\共有87頁\編于星期日\21點直線度Straightness練習公差帶形狀為？任意方向一個圓柱形狀公差Form當前第51頁\共有87頁\編于星期日\21點直線度Straightness(提高班）實效尺寸整體要求分段要求當前第52頁\共有87頁\編于星期日\21點直線度Straightness當前第53頁\共有87頁\編于星期日\21點平面度Flatness公差帶形狀為兩個平行平面形狀公差Form當前第54頁\共有87頁\編于星期日\21點平面度Flatness形狀公差Form此處的平面度要求是???在25X25的區(qū)域內平面度不允許超過0.05mm當前第55頁\共有87頁\編于星期日\21點圓度Roundness公差帶形狀為兩個同心圓形狀公差Form當前第56頁\共有87頁\編于星期日\21點圓柱度Cylindricity公差帶形狀為兩個同軸圓柱

從理論上分析，圓柱度即控制了正截面方向的形狀誤差，又控制了縱截面方向的形狀誤差。但目前還難以找到與此相配的測量方法。形狀公差Form當前第57頁\共有87頁\編于星期日\21點線輪廓度LineProfile公差帶形狀為兩個等距曲線輪廓公差Profile

采用線輪廓度首先必須將其理想輪廓線標注出來，因為公差帶形狀與之有關。

理想線輪廓到底面位置由尺寸公差控制，則線輪廓度公差帶將可在尺寸公差帶內上下平動及擺動。

當線輪廓度帶基準成為位置公差時，則公差帶將與基準有方向或/和位置要求。當前第58頁\共有87頁\編于星期日\21點面輪廓度SurfaceProfile公差帶形狀為兩個等距曲面輪廓公差Profile

GM標準對周邊要求的兩種標注形式。

采用面輪廓度首先必須將其理想輪廓面標注出來，因為公差帶形狀與之有關。

本面輪廓度帶基準屬位置公差。面輪廓度公差帶與基準A有垂直要求。當前第59頁\共有87頁\編于星期日\21點面輪廓度SurfaceProfile－練習輪廓公差Profile不對稱面輪廓度公差（提高班）虛線：該表面的另一側（提高班）當前第60頁\共有87頁\編于星期日\21點面輪廓度SurfaceProfile－練習輪廓公差Profile對于任何100mm的長度，面輪廓度不超過1mm.(復合公差帶，提高班）當前第61頁\共有87頁\編于星期日\21點

下格的0.2公差帶在垂直A(方向約束)、定向B(垂直或平行)的前提下，可在上格0.8的公差帶中上下、左右平動。面輪廓度SurfaceProfile－練習輪廓公差Profile復合公差帶（提高班）當前第62頁\共有87頁\編于星期日\21點垂直度Perpendicularity公差帶形狀為兩個平行平面定向公差Orientation

定向公差其被測要素為關聯要素。面對面垂直度面對線垂直度當前第63頁\共有87頁\編于星期日\21點垂直度Perpendicularity公差帶形狀為兩個平行平面定向公差Orientation給定平面上線線對線垂直度線對面垂直度當前第64頁\共有87頁\編于星期日\21點垂直度Perpendicularity公差帶形狀為一個圓柱定向公差Orientation任意方向軸線對面垂直度當前第65頁\共有87頁\編于星期日\21點平行度Parallelism公差帶形狀為兩個平行平面定向公差Orientation公差帶形狀為一個圓柱任意方向當前第66頁\共有87頁\編于星期日\21點傾斜度Angularity公差帶形狀為兩個平行平面定向公差Orientation

采用傾斜度首先必須將其理想角度標注出來，因為公差帶方向與之有關。當前第67頁\共有87頁\編于星期日\21點位置度公差描述的是被測要素實際位置對理想位置允許的變動區(qū)域。位置度有點的位置度、線的位置度、面的位置度。描述位置度的方法：坐標法、幾何法位置度PositionTolerance10.5+/-0.510.5+/-0.5?8.5+/-0.1RectangularToleranceZone?8.5+/-0.110.510.5ABCA?1.4 ABCM+/-0.5+/-0.5?1.4PATAC圖紙上，通常使用幾何法表述孔軸的位置度當前第68頁\共有87頁\編于星期日\21點點的位置度公差帶為：一個球S?

0.6位置度PositionTolerance當前第69頁\共有87頁\編于星期日\21點位置度PositionTolerance公差帶為：一個圓柱右圖是用量規(guī)來描述零件的檢測。?

0.4軸線的位置度(任意方向)當前第70頁\共有87頁\編于星期日\21點面的位置度公差帶為：兩平行平面位置度PositionTolerance當前第71頁\共有87頁\編于星期日\21點孔(要素)組的位置度

公差帶為：一組圓柱

當兩種位置相同時。合一個框格標注；當兩種位置不相同時，分上下兩格分別標注。稱為復合位置度。位置度PositionTolerancea)

盤類件孔組的位置度由兩種位置要求組成。一個是各孔(要素)之間的位置要求；一個是孔組(整組要素)的定位要求。當前第72頁\共有87頁\編于星期日\21點孔(要素)組的位置度

40.020.0-T-20.040.0-R-3.7-S-

SRT?18.0-18.4SeeBelow位置度PositionTolerance----練習當前第73頁\共有87頁\編于星期日\21點位置度PositionTolerance公差帶為：一組矩形(提高班）板類件一般位置度(給二個相互垂直的方向）當前第74頁\共有87頁\編于星期日\21點位置度PositionTolerance中心線偏差當前第75頁\共有87頁\編于星期日\21點位置度PositionTolerance當前第76頁\共有87頁\編于星期日\21點練習：位置度PositionTolerance請計算當前第77頁\共有87頁\編于星期日\21點延伸公差帶ProjectedToleranceZone1圖例中的左圖所示的螺紋連接，按常規(guī)方法標注，將出現干涉現象。延伸公差帶就是為了解決此問題而產生的一種特殊標注方法。它的原理是把螺紋部分的公差帶延伸至實體外（右圖）。P干涉當前第78頁\共有87頁\編于星期日\21點延伸公差帶ProjectedToleranceZone2當前第79頁\共有87頁\編于星期日\21點公