GDTbasictraining所有公差解釋PPT課件

1、GD&T 基礎(chǔ)培訓(xùn),PATAC，05/6,培訓(xùn)目的,讀懂PATAC和GM的產(chǎn)品工程圖（初級班） 了解用來定義形位公差的術(shù)語和符號 了解、選擇和使用恰當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn) （基礎(chǔ)班、提高班） 了解、選擇和使用恰當(dāng)?shù)男挝还睿ǔ跫壈唷⑻岣甙啵?定義和計算公差帶 （提高班） 充分理解經(jīng)常使用的面輪廓度和位置度 理解復(fù)合公差（提高班） 繪制符合PATAC要求的圖紙（提高班）,內(nèi) 容,正態(tài)分布 Normal Distribution PATAC的GD&T標(biāo)準(zhǔn)及背景 GD&T 的主要概念 基準(zhǔn) Datum 公差 Tolerance 面輪廓度 Surface Profile 位置度Position 一些原則 最大實體M

2、MC 獨(dú)立原則RFS PATAC產(chǎn)品圖紙講述 練習(xí)考試,要求 與 說明,參加培訓(xùn)的學(xué)員應(yīng)已熟悉生產(chǎn)或產(chǎn)品工程圖 GD&T已廣泛具體地應(yīng)用在工程設(shè)計中，鼓勵學(xué)員帶著問題來討論 該培訓(xùn)適合產(chǎn)品工程師、檢具工程師、制造工程師等 經(jīng)驗共享 我們對國標(biāo)不是特別有經(jīng)驗，但由于ASME和GB的GD&T內(nèi)容基本近似，也可以共同討論,正態(tài)分布:Normal Distribution,正態(tài)分布 Normal Distribution,均值 方差 標(biāo)準(zhǔn)差 Cp(對稱公差帶） Cpk 均值漂移 mean shift,UDL: Upper Design Limit, 上限 LDL: Lower Design Limit

3、, 下限,過程能力指數(shù),過程能力指數(shù)，反映過程的集中性。,練 習(xí),小結(jié),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(chǎn)品設(shè)計中的公差定義遵循正態(tài)分布 產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)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(nèi)，但與其它零件的匹配卻不好,GD&T 的背景,GD&T 是Global Dimensioning and Tolerancing的縮寫，即“全球尺寸和公差”。 標(biāo)準(zhǔn)中包含有尺寸標(biāo)注方法（屬我國技術(shù)制圖標(biāo)準(zhǔn)）和幾何公差（屬我國形狀和位置公差標(biāo)準(zhǔn)）兩大部分。 尺寸標(biāo)注僅是一種表達(dá)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(xùn)將重點(diǎn)地對“

4、形狀和位置（幾何）公差”部分進(jìn)行基礎(chǔ)性講述。 目前，GM標(biāo)準(zhǔn)和我國的形位公差標(biāo)準(zhǔn)都等效采用了國際ISO標(biāo)準(zhǔn),所以絕大多數(shù)的內(nèi)容是相同的。,PATAC GD&T 標(biāo)準(zhǔn),- 標(biāo)準(zhǔn) ASME Y14.5M-1982 ASME Y14.5M-1994 GD&T Addendum-2001 GD&T Addendum-2004 - 策略：PATAC與GM北美一致,GD&T中的定義 Definitions,尺寸 Dimension 帶有測量單位的數(shù)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(diǎn)、線、面、孔、槽、突起等, 形位公差研究的對象。 公差 T

5、olerance 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 Geometric Tolerance 與一個零件的個別特征有關(guān)的公差，如：形狀、輪廓、定向、定位、跳動,要素的分類,按存在的狀態(tài)分：實際要素、理想要素 按結(jié)構(gòu)的形式分：輪廓要素、中心（導(dǎo)出）要素 按所處的地位分：被測要素、基準(zhǔn)要素 按與尺寸的關(guān)系分：尺寸要素、非尺寸要素 按結(jié)構(gòu)性能分：單一要素、關(guān)聯(lián)要素,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(diǎn)得到 的實際要素的近似替代要素（測得實際要素）來體現(xiàn)的。,理想要素 Ideal Feature 理論

6、正確的要素(無誤差)。,在技術(shù)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(diǎn)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 Real Feature 零件加工后實際存在的要素(存在誤差)。,要素 按結(jié)構(gòu)特征分：,中心(導(dǎo)出)要素 Derived Feature 由一個或幾個輪廓(組成) 要素得到的中心點(diǎn)(圓心或球心)、中心線(軸線)或中心面。,輪廓(實有)要素 Integral Feature 表面上的點(diǎn)、線或面。,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

7、指引線與形位公差框格 相連；基準(zhǔn)要素在圖樣上用基準(zhǔn)符號表示。,基準(zhǔn)要素 基準(zhǔn),被測要素 Features of a part 圖樣上給出了形位公差要求的要素，為測量的對象。 基準(zhǔn)要素 Datum Feature 零件上用來建立基準(zhǔn)并實際起基準(zhǔn)作用的實際要素（如一條邊、一個表面或一個孔）。,要素 按與尺寸關(guān)系分：,尺寸要素可以是圓柱形、球形或兩平行對應(yīng)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(jīng)常出現(xiàn)，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,尺寸要素 Feature of Size 由一定大小的線性尺寸

8、或角度尺寸 確定的幾何形狀。,單一要素 Individual Feature 具有形狀公差要求的要素。,功能關(guān)系是指要素間某種確定的方向和位置關(guān)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(guān)聯(lián)要素 Related Feature 與其它要素具有功能關(guān)系的要素。,要素 按結(jié)構(gòu)性能分：,形位公差 GD&T,符號和縮略語 Symbols and Abbreviations 基準(zhǔn) Datum 公差框格 Feature Control Frame 基本規(guī)則 Basic Rules 形位公差 Geometric Tolerance,公差符號 Symbols,修正符號 Modifier

9、Symbols,M,L,U,P,F,提高班,提高班,不詳講,其它符號 Other Symbols,理論精確值，公差隨其它相關(guān)尺寸公差變化,沒有公差，該值僅供參考,基準(zhǔn) Datum,基準(zhǔn) Datum 與被測要素有關(guān)且用來定義其幾何位置關(guān)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(gòu)成。 基準(zhǔn)要素 Datum Feature 在加工和檢測過程中用來建立基準(zhǔn)并與基準(zhǔn)要素相接觸，且具有足夠精度的實際表面。,基準(zhǔn)要素的符號 GM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定字母I、O和Q不用,在建立基準(zhǔn)的過程中會排除基準(zhǔn)要素本身的形狀誤差,點(diǎn)基準(zhǔn)目標(biāo) 線基準(zhǔn)目標(biāo) 面基準(zhǔn)目標(biāo),基準(zhǔn)體系 Datum Referenc

10、e Frame,實際上，是對6個自由度的約束。 三個相互垂直的理想(基準(zhǔn))平面構(gòu)成的空間直角坐標(biāo)系，想象6個自由度,板類零件基準(zhǔn)體系,用 三 個 基 準(zhǔn) 框 格 標(biāo) 注,盤類零件基準(zhǔn)體系,雖然，還余下一個自由度，由于該零件對于基準(zhǔn)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(zhǔn) 框 格 標(biāo) 注,基準(zhǔn)目標(biāo) Datum Target,點(diǎn)基準(zhǔn)目標(biāo),線基準(zhǔn)目標(biāo),面基準(zhǔn)目標(biāo),基準(zhǔn)目標(biāo)的位置必須用理論正確尺寸表示。面目標(biāo)還應(yīng)標(biāo)注其表面的大小尺寸。,PATAC 圖紙上，通常給出了車身坐標(biāo)xyz,基準(zhǔn)體系中基準(zhǔn)的順序前后表示不同的設(shè)計要求,基準(zhǔn)的順

11、序,該符號用于表示幾何公差或參考基準(zhǔn)在自由狀態(tài)或不約束狀態(tài)下。,自由狀態(tài),F,當(dāng)用于基準(zhǔn)時，圖紙上經(jīng)常用 “free state”, “Rest”, “Assist”標(biāo)明，表示在不約束情況下的公差。,該符號用于表示幾何公差或參考基準(zhǔn)在自由狀態(tài)或不約束狀態(tài)下。,自由狀態(tài) Free State Condition,F,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(yīng)用此符號。,當(dāng)零件處于約束狀態(tài)時（注），右側(cè)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(cè)圓柱面的圓度誤差不得大于2.5mm,NOTE1 (約束條件)： 基準(zhǔn)平面A是固定

12、面(用64個M6X1的螺栓以 9-15 Nm的扭矩固定)，基準(zhǔn)B由其相應(yīng)規(guī)定的尺寸邊界約束,練習(xí),練習(xí),局部基準(zhǔn) sub- Datum,公差框格Feature Control Frame,無基準(zhǔn)要求的形狀公差，公差框格僅有前兩項；有基準(zhǔn)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(zhuǎn)）。,PATAC圖紙上，通常的公差框格為,公差框格類型 Types of Feature Control Frame,組合公差框格 （提高班講）,復(fù)合公差框格,組合基準(zhǔn)要素,PATAC圖紙上，組合基準(zhǔn)是同一控制方向的基準(zhǔn)聯(lián)立,小結(jié) 與 練習(xí),0.5

13、,M,P,20,A,B,M,C,形位特征符號（位置度）,直徑符號,形位公差值,基準(zhǔn)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(zhǔn),第二基準(zhǔn),用于基準(zhǔn)的實體狀態(tài)符號（最大實體）,一些規(guī)定 及 公差原則 Rules,最大實體原則MMC 獨(dú)立原則RFS 最小實體原則LMC (車身、外飾、內(nèi)飾不曾用到） 包容原則Envelope Principle,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(nèi)必須根據(jù)適用情況，相對于單一公差、基準(zhǔn)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(zhǔn)或兩者，RF

14、S適用于無實體狀態(tài)符號加以規(guī)定之處，即默認(rèn)狀態(tài)為RFS。在需要MMC之處，必須在公差框格中加以規(guī)定。,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(zhǔn)要素。如用大 徑軸線標(biāo)注“MAJOR DIA”（MD）；用小徑軸線標(biāo)注“MINOR DIA” （LD）。 齒輪和花鍵軸線作為被測要素或基準(zhǔn)要素時，如用節(jié)徑軸線標(biāo)注 “PITCH DIA”（PD）；用大徑軸線標(biāo)注“MAJOR DIA” （MD），用 小徑軸線標(biāo)注“MINOR DIA”（LD）。,公差原則 Rules,(線性尺寸公差與形位公差之間關(guān)系),問題的提出, 20 h6,0 - 0.013,+ 0.021 0, 20 H7

15、,要求這一對零件的最小間隙為0、最大間隙為0.034。,但當(dāng)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(chǎn)生了線性尺寸公差與形位公差之間的關(guān)系問題。,定義孔、軸配合的目的是:,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(nèi)，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(nèi)表面(孔) D MM = 最小極限尺寸D min 孔最小 外表面(軸) d MM = 最大極限尺寸d max軸最大,孔: 15+/-0.5, MMC= LMC 軸: 15

16、+/-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(nèi)，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(nèi)表面(孔) D LM = 最大極限尺寸D max； 外表面(軸) d LM = 最小極限尺寸d min。,15.5,14.5,練習(xí),實效狀態(tài) Virtual Condition,實效狀態(tài) 尺寸公差和形位公差的組合效應(yīng)，是一個常值。,內(nèi)表面(孔)D MV = 最小極限尺寸D min - 中心要素的形位公差值 t；,外表面(軸)d MV = 最大極限尺寸d max + 中心要素

17、的形位公差值 t 。,最大實體狀態(tài)的實效,內(nèi)表面(孔)D MV = 最大極限尺寸D min 中心要素的形位公差值 t；,外表面(軸)d MV = 最小極限尺寸d max 中心要素的形位公差值 t 。,最小實體狀態(tài)的實效,t,t,MMS,MMS,孔,軸,練習(xí),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,練習(xí),孔 MMC = 29.7,實效 (軸) 尺寸 = 孔MMC 形位公差 = 29.7 1 = 28.7,Actual Hole Size = 29.7,Actual Hole Center,Tolerance Zone,實效Gage Pin ？,B,Ga

18、ge, 30.0 0.3,合成狀態(tài) Resultant Condition,合成狀態(tài) 尺寸公差和形位公差的組合效應(yīng)，是一個變量。,內(nèi)表面(孔)D RC = 實際尺寸D 中心要素的形位公差值 t；,外表面(軸)d RC = 實際尺寸d 中心要素的形位公差值 t 。,最大實體狀態(tài)的實效,舉例 Example,孔的實效 （常值）,孔的RC （變值）,練習(xí),軸的實效 （常值）,軸的RC （變值）,獨(dú)立原則 RFS,獨(dú)立原則 與要素尺寸無關(guān) ，Regardless of Feature Size 即圖紙給定的尺寸要求與形狀、位置要求相互獨(dú)立，應(yīng)分別滿足要求，兩者無關(guān)。 獨(dú)立原則在圖樣的形位公差框格中沒有

19、任何關(guān)于公差原則的附加符號。,采用獨(dú)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(shù)值，以判斷其合格與否。,PATAC圖紙上，RFS主要應(yīng)用在Rib、Clip、Taper Pin的配合上。,獨(dú)立原則 RFS,基準(zhǔn)軸線,零件,A,外部要素（軸）尺寸做基準(zhǔn)時，基準(zhǔn)必須集中在軸線或中心平面,Gage,RFS,獨(dú)立原則 RFS,Datum axis,Part,Gage,RFS,內(nèi)部要素 （孔）,公差 Tolerancing,當(dāng)實際被測要素的誤差在公差帶內(nèi)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(xiàn)了對被測要素的設(shè)計要求，也是加工和檢驗的根據(jù)。,公差 Tolerance 偏差

20、Variation,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。,形狀公差 Form,直線度 Straightness 練習(xí),公差帶形狀為 ？,一個圓柱,形狀公差 Form,平面度 Flatness,公差帶形狀為 兩個平行平面,形狀公差 Form,圓度 Roundness,公差帶形狀為 兩個同心圓,形狀公差 Form,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,線輪廓度 Line Pro

21、file,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(biāo)注出來，因為公差帶形狀與之有關(guān)。,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(nèi)上下平動及擺動。,當(dāng)線輪廓度帶基準(zhǔn)成為位置公差時，則公差帶將與基準(zhǔn)有方向或/和位置要求。,面輪廓度 Surface Profile,公差帶形狀為 兩個等距曲面,輪廓公差 Profile,GM標(biāo)準(zhǔn)對周邊要求的兩種標(biāo)注形式。,采用面輪廓度首先必須將其理想輪廓面標(biāo)注出來，因為公差帶形狀與之有關(guān)。,面輪廓度 Surface Profile練習(xí),輪廓公差 Profile,不對稱面輪廓度公差（提高班）,虛

22、線：該表面的另一側(cè)（提高班）,面輪廓度 Surface Profile練習(xí),輪廓公差 Profile,對于任何100mm的長度，面輪廓度不超過1mm. (復(fù)合公差帶，提高班）,面輪廓度 Surface Profile練習(xí),輪廓公差 Profile,此處的輪廓要求是?,在25X25的區(qū)域內(nèi)面輪廓不允許超過0.05mm,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 Surface Profile練習(xí),輪廓公差 Profile,復(fù)合公差帶（提高班）,垂直度 Perpendicularity,公差帶形狀為 兩個平行平面,定

23、向公差 Orientation,定向公差其被測要素為關(guān)聯(lián)要素。,面對面垂直度,面對線垂直度,垂直度 Perpendicularity,公差帶形狀為 兩個平行平面,定向公差 Orientation,線對面垂直度,線對線垂直度,垂直度 Perpendicularity,公差帶形狀為 一個圓柱,定向公差 Orientation,軸線對面垂直度,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,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(biāo)注出來，

24、因為公差帶方向與之有關(guān)。,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(diǎn)的位置度、線的位置度、面的位置度。 描述位置度的方法：坐標(biāo)法、幾何法,位置度 Position Tolerance,PATAC圖紙上，通常使用幾何法表述孔軸的位置度,點(diǎn)的位置度,公差帶為：一個球,S 0.6,位置度 Position Tolerance,位置度 Position Tolerance,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),面的位置度,公差帶為：兩平行平面,位置度 Position Tolerance,孔(要素)組的位置度,公差帶為：一

25、組圓柱,當(dāng)兩種位置相同時。合一個框格標(biāo)注；當(dāng)兩種位置不相同時，分上下 兩格分別標(biāo)注。稱為復(fù)合位置度。,位置度 Position Tolerance,a) 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。,孔(要素)組的位置度,位置度 Position Tolerance-練習(xí),位置度 Position Tolerance,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）,位置度 Position Tolerance,(提高班）,實效尺寸,整體要求,分段要求,位置度 Position Tolerance,位

26、置度 Position Tolerance,中心線偏差,位置度 Position Tolerance,位置度 Position Tolerance,延伸公差帶 Projected Tolerance Zone1,圖例中的左圖所示的螺紋連接，按常規(guī)方法標(biāo)注，將出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。延伸公差帶就是為了解決此問題而產(chǎn)生的一種特殊標(biāo)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,延伸公差帶 Projected Tolerance Zone2,公差帶為：一組圓柱,復(fù)合位置度,(提高班）,位置度 Position Tolerance,說明,檢查孔組 定位要求 的量規(guī),各孔之間 位置要求 的公差帶,

27、孔組定位 要求的公 差帶,位置度 Position Tolerance,檢查各孔 之間位置 要求的量 規(guī),圓跳動是一種測量方法，本無公差帶而言。為了標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的一 致性人為的定義了公差帶。徑向圓跳動為兩同心圓、端面圓跳動為 兩個圓（測量圓柱面上）。GB標(biāo)準(zhǔn)還有斜向圓跳動為兩同個圓（測量圓錐面上）。,圓跳動 Circular Runout,全跳動 Total Runout,圖 63,全跳動是一種測量方法，無公差帶而言。為了標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的一 致性人為的定義了公差帶。端面全跳動為兩平行平面、徑向全跳動 為兩同軸圓柱、斜向全跳動（GB標(biāo)準(zhǔn)無）為兩同軸圓錐。,讀圖練習(xí),Front Fascia Front Floor Weather Strip ASM IP,總結(jié),正態(tài)分布 PATAC的GD&T標(biāo)準(zhǔn)及背景 GD&T 的主要概念 基準(zhǔn) 和基準(zhǔn)體系 公差框格 一些原則和規(guī)則 最大實體MMC和最小實體LMC 獨(dú)立原則 實效狀態(tài) 公差符號 - 形狀公差 （a.直線