Metrology lab,美国/欧洲几何尺寸和公差（GD&T）,Metrology lab,两大国际标准 1）GD&T 美国 几何尺寸与公差标注 ASME Y14.5 -2009 2) GPS 欧洲 产品几何技术规范 ISO1101-2012 -中国：GB/T 1182-2008 （等效于ISO1101） -德国：DINISO1101 （等效于ISO1101） -日本：JIS B0021 （等效于ISO1101） -英国：BSISO1101 （等效于ISO1101）,中国国标、欧洲标准等均来源于ISO标准，美国标准和欧洲标准 在绝大部分是相同的.,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,Whats GD&T？ Geometric 几何学的 Dimensioning 尺寸标注 & Tolerancing 公差 GD&T is : 美国形状和位置公差标准 。标准中包含有尺寸标注方法与几何公差两大部分。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。下面仅对“形状和位置公差”部分进行简单的，基准的讲述。,Metrology lab,Engineering drawing include：（工程技术图纸包括） Geometry（Shape, Size and Form of the part) 几何（形状，尺寸和外形） Critical functional relationship 关键功能关系 Tolerances allowed for proper functions 满足正常功能的公差 Material， heat treat， surface coatings 材料，热处理，表面镀层 Part documentation information （Part #， Revision Level） 零件文件信息（零件#，版本#）,Engineering drawings are legal documents, are communication tool. 公差技术图纸是法律文件，是沟通的工具 Should be treated as formal, precise documents. 文件应该是正式的，精确的 Should fully define the part 应该完整定义零件 Each specification should be measurable 每个技术要求应可测量 Have a major impact on costs 在费用上应该有主要的影响,Metrology lab,图纸错误会让公司产生四种成本： 1 Money 金钱 2 Time 时间 3 Material 材料 4 Unhappy customers 客户不满意,Metrology lab,GD&T是用在工程文件作为精确交流的语言，它提供一个清晰机械零件的定义。内容包括:符号、规则、术语。 工程图纸应用于产品和公司整个过程，对公司许多部门和成本构成重大影响。 公差过小，模糊的几何形状和不能生产的设计将导致： -工程图纸修改 -废品 -返工 -将错就错，各行其是 调查显示美国80%的工程图纸都有某些错误。,Metrology lab,Metrology lab,Four types of Tolerance：（公差的四大类型）,Metrology lab,有关“偏差与公差”的术语和定义 1.偏差(deviation)：某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。 包括实际偏差和极限偏差,极限偏差又分为: 1)上偏差（ES、es） ES=Dmax-D es=dmax-d 2)下偏差（EI、ei）。 EI=Dmin-D ei=dmin-d 2.公差(tolerance)：允许尺寸的变动量。 Th=Dmax-Dmin= ES-EI Ts=dmax-dmin= es-ei,两者区别： 从数值上看：极限偏差是代数值，正、负或零值是有意义的；而公差是允许尺寸的变动范围，是没有正负号的绝对值，也不能为零（零值意味着加工误差不存在，是不可能的）。实际计算时由于最大极限尺寸大于最小极限尺寸，故可省略绝对值符号。 从作用上看：极限偏差用于控制实际偏差，是判断完工零件是否合格的根据，而公差则控制一批零件实际尺寸的差异程度。 从工艺上看：对某一具体零件，公差大小反映加工的难易程度，即加工精度的高低，它是制定加工工艺的主要依据，而极限偏差则是调整机床决定切削工具与工件相对位置的依据。 两者联系：公差是上、下偏差之代数差的绝对值，所以确定了两极限偏差也就确定了公差。,Metrology lab,尺寸公差带图 由于公差与偏差的数值相差较大，不便用同一比例表示，故采用公差带图。 零线(zero line)：表示基本尺寸的一条直线，以其为基准确定偏差和公差，零线以上为正，以下为负。 尺寸公差带(tolerance zone)：由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。公差带有两个基本参数，即公差带大小与位置。大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定。 基本偏差(fundamental deviation)：标准中表列的，用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。一般为靠近零线的那个极限偏差。 标准公差(standard tolerance)：标准中表列的，用确定公差带大小的任一公差。,Metrology lab,尺寸公差带图（举例） 孔 基本尺寸为 50.000 最大极限尺寸为 50.025 最小极限尺寸为 50.000 轴 基本尺寸为 50.000 最大极限尺寸为 49.975 最小极限尺寸为 49.959,Metrology lab,配合(fit)的概念 基本尺寸相同，相互结合的孔、轴公差带之间的关系.,间隙与过盈 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差. 差值为正时,称为间隙(clearance),用X表示; 差值为负时,称为过盈(interference),用Y表示.,配合的类别 通过公差带图，我们能清楚地看到孔、轴公差带之间的关系。根据其公带位置不同，可分为三种类型：间隙配合、过盈配合和过渡配合。,Metrology lab,例:计算:孔mm与轴mm孔mm与轴mm孔mm与轴mm配合的极限间隙或极限过盈、配合公差并画出公差带图，说明配合类别。,Metrology lab,计算 解：（1）最大间隙Xmax=ES-ei=+0.025-(-0.041)= +0.066 mm 最小间隙Xmin=EI-es=0-(-0.025)= +0.025 mm 配合公差Tf =XmaxXmin=+0.066-(+0.025) = 0.041 mm (2) 最大过盈Ymax=EI-es=0-(+0.059)= -0.059mm 最小过盈Ymin=ES-ei=+0.025-(+0.043) = -0.018mm 配合公差Tf =YminYmax=-0.018-(-0.059)= 0.041 mm (3) 最大间隙Xmax=ES-ei=+0.025-(+0.002)= +0.023 mm 最大过盈Ymax=EI-es=0-(+0.018)= -0.018 mm 配合公差Tf=XmaxYmax=+0.023-(-0.018)= 0.041 mm,配合制 改变孔和轴的公差带位置可以得到很多配合，为便于现代大生产，简化标准，标准对配合规定了两种配合制：基孔制和基轴制。 基孔制：基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差轴的公差带形成各种配合的一种制度。基孔制中的孔为基准孔，其下偏差为零。,Metrology lab,配合制（续） 基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差孔的公差带形成各种配合的一种制度。基轴制中的轴为基准轴，其上偏差为零。,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,Type of Tolerances: 公差类型,Metrology lab,毫米是公制图纸通常采用的测量单位，除非特别标明，所有尺寸单位为毫米。,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,测量方法一,测量方法二,你选哪个？,Metrology lab,打表测量法：,结论：永远不存在面到面的距离，只存在点到面的距离（这里的面指的是基准平面);换而言之，要测距离，必须要指定基准（除相对位置以外）,GD&T 标注：,Metrology lab,Metrology lab,结论：几何公差之间的相互约束关系 位置公差控制位置，方向和形状公差，不能颠倒。 方向公差控制方向和形状公差，不能颠倒。 形状公差只能控制形状公差。,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,结论：GD&T系统与坐标系对比 测量原点鲜明 累积公差最小化 特征有公差约束 公差带一致,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,Top Level of the Great Drawing 好图纸的最高境界 No Explanation Needed for Sharp Print! 彪悍的图纸是不需要解释的！,GD&T Symbols and Terms GD&T符号和术语,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,Modifiers (补偿因子）,补偿因子包含零件图纸上关于公差的额外的信息,Metrology lab,Material Conditions （实体原则）,注：s 国际标准ISO GPS 1101没有，仅用于旧版本的美国标准，在美国ASME Y14.5-1994版本已经把该符号取消作废,Features and Features of Size 要素和尺寸要素,Metrology lab,Metrology lab,Actual Local Size and Actual Mating Envelope 实际局部尺寸和包容轮廓,Metrology lab,Actual Mating Envelope of External/Internal FOS 外部/内部尺寸要素的包容轮廓,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,规则#一,Metrology lab,规则#二,Metrology lab,Rules#1 applied to external FOS 包容原则应用外部尺寸要素,Metrology lab,Rules#1 applied to external FOS 包容原则应用外部尺寸要素,Metrology lab,Rules#1 applied to Internal FOS 包容原则应用内部尺寸要素,Metrology lab,How to Override Rules #1 包容原则的实效,Metrology lab,Rules #1 Limitation 包容原则的限制,Metrology lab,Envelope Principle by Rules #1 包容原则的尺寸大小控制,Metrology lab,Metrology lab,Metrology lab,Metrology