详谈GD&T及检具制作.ppt

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1、GD&T TrainingPer ASME Y14.5M-2009/ASME Y14.43,2,GD,内容简介：,3,1.GD&T的概述/What is GD&T。,符号Symbols 规则Rules 词汇Vocabulary 美国标准A National Standard(ASME Y14.5M-1994)国际标准An International Standard(ISO 1101-2004)中国标准GB/T 1182-2008,0.05,GB,ASME,4,2.应用GD&T的意义。Why GD&T?,2.1 正负公差与形位公差比较 Plus/minus tolerance VS.Geome

2、tric tolerance.,正负公差通常没有原点，基准通常是暗示的；正负公差通常是两维公差；暗示的基准通常没有先后顺序；公差带为矩形公差带；,形位公差有明确的基准；几何公差通常是三维的；基准通常有先后顺序；DRF公差带为圆公差带；,5,a.表达工程师设计意图的手段；b.方便检具设计；c.规定最大的公差以及满足功能和互换性要求；d.GD&T 改善部件的功能定义；,2.2 GD&T 图纸的意义：,2.应用GD&T的意义。Why GD&T?,GD anyone who knows the Standard,knows what the drawing means In todays world,

3、if you do not know GD&T,you do not know how to read!,6,3.GD&T的主要概念 Key Concepts of GD&T,3.1符号和缩略语（Symbols and Abbreviations）a.GD&T特征符号Geometric Characteristic Symbols,7,b.实体状态的符号（Material Condition Symbols):仅在形位公差中应用，也被称为修正符号。,最大实体状态Maximum Material Condition(MMC),最小实体状态Least Material Condition(LMC)

4、,与要素无关尺寸 Regardless of Feature Size(RFS),Feature modifier,3.1符号和缩略语（Symbols and Abbreviations）,3.GD&T的主要概念 Key Concepts of GD&T,如何计算,8,3.2 实体状态的相关概念 Some concepts about virtual condition,3.2.1 局部实际尺寸(Actual local size)，实际作用尺寸(Actual mating size)a 局部实际尺寸 在实际要素的任意正截面上，两对应点之间测得的距离。,3.GD&T的主要概念 Key Conc

5、epts of GD&T,9,3.2 实体状态的相关概念 Some concepts about virtual condition,3.2.1 局部实际尺寸(Actual local size)，实际作用尺寸(Actual mating size)b 实际作用尺寸 实际相互接触包容的尺寸（分为外部作用尺寸和内部作用尺寸）。,3.GD&T的主要概念 Key Concepts of GD&T,10,a 最大实体状态(MMC)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(即材料最多)时的状态。b 最大实体尺寸(MMS)实际要素在最大实体状态下的极限尺寸。,3.2.2 最大实体状态(MM

6、C)和最大实体尺寸(MMS),3.GD&T的主要概念 Key Concepts of GD&T,尺寸15.75为最大实体状态下的最大实体尺寸,尺寸13.75为最大实体状态下的最大实体尺寸,11,a 最小实体状态(LMC)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(即 材料最少)时的状态。b 最小实体尺寸(LMS)实际要素在最小实体状态下的极限尺寸。,3.2.3 最小实体状态(LMC)和最小实体尺寸(LMS),3.GD&T的主要概念 Key Concepts of GD&T,尺寸15.25为最小实体状态下的最小实体尺寸,尺寸14.25为最小实体状态下的最小实体尺寸,12,a 最大实

7、效状态(MMVC)在给定长度上，实际要素处于最大实体状态(MMC)，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。b 最大实效尺寸(MMVS)最大实体实效状态(MMVC)下的体外作用尺寸。,实效状态(Virtual Condition)根据以下公式来计算外部要素的最大实效尺寸(MMVS)=最大实体尺寸(MMS)+公差(t)内部要素的最大实效尺寸(MMVS)=最大实体尺寸(MMS)-公差(t),MMVS=9,MMVS=21,3.2.4 最大实效状态(MMVC)和最大实效尺寸(MMVS),3.GD&T的主要概念 Key Concepts of GD&T,13,最大实体状态时：孔的内边

8、界=实效尺寸孔的外边界=最小实体尺寸最小实体尺寸时的公差值,3.2.5 内边界（Inner Boundary）和外边界（Outer Boundary）的概念),3.GD&T的主要概念 Key Concepts of GD&T,14,基准体系是GD&T中的一个关键元素，它的定义正确与否决定了零件的可装配性与可互换性。,3.3.基准（DATUM）,三个垂直平面,15,当一个平面被规定为一基准要素，相应的基准由接触该表面的高点来模拟。基准优先次序和与部件的最小接触为：三点（第一基准）、二点（第二基准）、一点（第三基准）。(3-2-1原则),基准（DATUM）：所谓基准就是与被测要素有关且用来定义其几

9、何位置关系的一个几何理想要素（如轴线、直线、平面等），可由零件上的一个或者多个要素构成。,一个基准是一个原点，从此建立一个部件上要素的位置和形位特征。,3.3.基准（DATUM）,16,基准要素（Datum Feature）就是在加工和检测过程中用来建立基准并与基准要素相接触，且具有足够精度的实际表面。基准要素包括了点，线，面基准目标（Datum Target）考虑到加工制造上的误差或者零件本身的限制，仅选用基准要素的部分表面（点、线或者区域面）作为基准参考三者的关系：基准要素的理想形状为基准。基准目标是基准要素的一部分。,注意：1.基准目标的位置用理论正确尺寸标注；2.面目标需要将面积大小标

10、出。,sometime,实线和虚线的区别,3.3.基准（DATUM）,17,例1：,3.3.基准（DATUM）,18,基准限制了零件的六个自由度,3-2-1接触原则,3.3.基准（DATUM）,19,例2：,第一基准控制了一个平动，二个转动,第二基准控制了一个平动和一个转动,第三基准控制了一个平动,3.3.基准（DATUM）,以此为例，检具如何设计,20,例3：,3.3.基准（DATUM）,21,3.3.基准（DATUM）,例4：,22,基准的选择：遵循功能要求原则，有效原则等,例,3.3.基准（DATUM）,23,3.4 理论正确尺寸 Basic Dimension,一个标出的理论正确尺寸被

11、认为是理想尺寸。它被用来描述一个要素或者一组要素的理论精确位置。它也被用来确定基准目标。A Basic Dimension is considered to be a theoretically perfect dimension.It is used to describe the theoretically exact location of a feature or a group of features.It is also used to locate datum targets.,理论正确尺寸是建立形位公差的基础。Basic Dimensions are the basis fro

12、m which geometric tolerances are established.。,理论正确尺寸在图纸上是通过在尺寸外加矩形框来表示的。Basic Dimensions are shown on a drawing by placing a rectangle around the dimension.,24,例：按照需要标注理论正确尺寸,三张图纸都有相同的意思，都是允许的，按照需要来标注,3.4 理论正确尺寸 Basic Dimension,25,3.5.公差框格（Feature Control Frames）,基准要素的字母及修正符号,公差值及修正符号,公差特征符号,例：,26,

13、公差框格中常用到的符号,ASME 14.5 82版本中符号，94版本中已经取消,3.5.公差框格（Feature Control Frames）,27,3.5.公差框格（Feature Control Frames）,公差框格中常用到的符号示例:自由状态条件,设计要求是当零件处于自由状态时，左侧圆柱面的圆度误差不得大于2.5mm；当零件处于约束状态时（NOTE 1），右侧圆柱面的径向圆跳动不得大于2mm。,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。,F,28,3.5.公差框格（Feature Control Frames）,公差框格中常用到的符号示例:延伸公差带,

14、延伸公差带是在螺纹孔或者配合孔的垂直度有变化时可以使用，原理是把螺纹部分的公差带延伸至实体外。,P,标注示例,29,3.6.1 独立原则（Regardless of feature size)零件上定义的尺寸和形状、位置要求均是独立的，应分别满足要求，两者无关。如两个互相运动的零件，对其轴的直线度要求较高，但尺寸精度要求不高，分别满足。独立原则在图纸的公差框格中没有任何关于公差原则的附加符号。,3.6 基本原则（Basic Rules）,例1：,例2：,0,0,0,0.1,0.1,0.1,30,被测要素在MMC时形状是理想的。当被测要素的尺寸偏离了MMS，被测要素的形位公差数值可以获得一补偿值

15、(从被测要素的尺寸公差处)。,3.6.2 包容原则（Envelope Principle),3.6 基本原则（Basic Rules）,31,指被测量要素的实际轮廓应遵守其实体最大实效边界，当其实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许其形位公差值超出其给定的公差值，即允许形位公差值增大，在保证零件可装配的场合下降低了加工难度，同时降低了检具制造的成本。,表示方法,3.6.3 最大实体原则（MMC),例1：,3.6 基本原则（Basic Rules）,32,最大实体原则（MMC)体现了如下意义：,1.公差框格中定义的形位公差值是被测要素处于最大实体状态时的公差值。被测要素的实际轮廓不得超出最大实体实效边

16、界，且局部实际尺寸不得超出最大实体实效尺寸。被测要素的实际轮廓偏离最大实体状态时，允许此时的偏离量补偿给形位公差。,例2：,3.6.3 最大实体原则（MMC),3.6 基本原则（Basic Rules）,33,3.6.4 最小实体原则LMC,被测要素的实际轮廓应遵守其最小实体实效边界(LMVB)。当其实体尺寸偏离最小实体尺寸(LMS)时，允许其形位公差值超出在最小实体状态(LMC)下给出的公差值的一种要求。,L,0.4,0.2,0,0.5,0.3,0.1,3.6 基本原则（Basic Rules）,34,3.6.5 MMC，LMC,RFS,ENVELOPE 原则总结,1.MMC或者LMC原则孔

17、位置偏离多少取决于孔的实际大小；How much the hole can be off location depends on the actual mating size of the hole.2.MMC 及 LMC 原则对每个孔独立应用；The MMC or LMC principle applies to each hole independently;3.修正规则2表明除非另外规定，所有形位公差应默认遵守RFS原则;The modifier rule#2 states that unless otherwise specified,all geometric tolerance a

18、re by default implied to apply RFS;4.由于所有形位公差均适用独立原则，因此没有必要有一个独立原则表示符号。在ASME Y 14.5-1994标准中已经将符号取消；5.独立原则比MMC或LMC要求都严格；RFS condition is more restrictive than MMC or LMC condition;,3.6 基本原则（Basic Rules）,35,a.MMC 用在特征的尺寸和位置相互作用，相互影响的情况下；MMC一般用在需要装配的情况下，此类情况一般在定义孔的间隙公差时必须首先考虑销的大小；,MMC典型应用实例：螺栓或者螺钉连接,MM

19、C典型应用实例：铆钉连接,3.6.6 什么情况下应用LMC，MMC，RFS原则 When to use these principle?,3.6 基本原则（Basic Rules）,36,b.LMC用在特征的尺寸和位置相互作用，相互影响的情况下 LMC 使用于保证孔边厚度和轴的强度的场合。配合孔对导向销起到定位作用；如装配时需要导向的零件；,D,6,例1：控制孔边界到边的厚度,例2 导向,3.6.6 什么情况下应用LMC，MMC，RFS原则 When to use these principle?,3.6 基本原则（Basic Rules）,37,C.RFS原则销是被压入板件中的情况，如塑料件

20、的CLIP配合孔等；,例：RFS原则的应用,3.6.6 什么情况下应用LMC，MMC，RFS原则 When to use these principle?,3.6 基本原则（Basic Rules）,38,a、表示一圆形或者平面表面上的每个单元是一条直线。,4.1直线度,以上例子为圆形表面，当用直线度表示非圆形表面时，也是暗示RFS,原理相同。,4.形位公差介绍,39,b、表示轴线或中心平面是一根直线。,Virtual Condition=16.02+0.04=16.06,Virtual Condition=16.2+0.5=16.7,以上例子为轴线，当用直线度表示中心平面时，适用RFS或者M

21、MC,原理相同。,4.1直线度,4.形位公差介绍,40,4.2 平面度,平面度表示在平面上的所有点均在一个平面上；规定表面时平面度公差小于尺寸公差；,4.形位公差介绍,41,4.3 圆度,圆度为一个旋转表面的状态，表示：1.由垂直一公共轴线的任何平面所截取的圆柱体或者圆锥体表面上的所有点都与该轴线等距离。,截面必须在MMC处的理想形状的边界,4.形位公差介绍,42,2.由通过一公共中心的任何平面所截的球体表面上所有的点与该中心等距离。,截面必须在MMC处的理想形状的边界,4.3 圆度,4.形位公差介绍,43,圆柱度公差是形状的复合公差，它包括直线度和圆度。从理论上分析，圆柱度即控制了正截面方向

22、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法。,表面上的所有点都与一公共轴线等距离。,圆柱表面必须位于二同心圆柱体之间，一个圆柱体半径比另一个的半径大0.25。另外，表面必须在规定的尺寸极限内。,4.4 圆柱度,4.形位公差介绍,44,4.5 面轮廓度,一个表面的所有的点都在一个外形表面内，该表面由弧线、曲线、直的或不规则线段，或由这些其中的任何组合所组成。理论正确尺寸被用来定义真实的轮廓。,轮廓度公差带的真实位置必须首先检验；表面全周必须位于二个相隔0.4的轮廓边界之间，并且垂直于基准面A；,4.形位公差介绍,45,面轮廓度表示方法,4.5 面轮廓度,4.形位

23、公差介绍,46,面轮廓度表示方法,4.5 面轮廓度,4.形位公差介绍,47,4.6 垂直度,一表面、一表面的线单元、轴线或者中心平面与一基准要素（可能是线或者面）暗示一基本的90度；a.面对面垂直度；b.面对线垂直度；c.线对面垂直度；d.线对线垂直度与基准关联；,a,b,c,d,圆柱公差带,平行平面公差带,平行平面公差带,平行平面公差带,4.形位公差介绍,48,4.7 平行度,一表面的所有点与一基准平面等距离，或一根轴线在其全长与基准轴线等距离；a.面对面平行度；b.面对线平行度；c.线对面平行度；d.线对线平行度与基准关联；,a,c,d,两平行平面公差带,圆柱公差带,4.形位公差介绍,49

24、,4.8 倾斜度,一表面或者轴线与一基准要素（可能是线或者面）成一规定的正确角度（不是90度）；a.面对面垂直度；b.面对线垂直度；c.线对面垂直度；d.线对线垂直度当用于平面表面时，公差以相同规格控制平面度；与基准关联；,倾斜度的公差带与垂直度的公差带一样，可为两平行平面、两平行直线、一个圆柱。,表面与基准的理论正确角度决定了公差带的方向,4.形位公差介绍,50,4.9 位置度,指特征尺寸的中心，轴线，或者中心平面允许从真正的位置（理论精确位置）变动的范围；能精确控制单一要素或者成组要素在基准体系中的位置；位置度有 a.点的位置度、b.线的位置度、c.面的位置度从基准引出的理论正确尺寸确定了

25、特征的真正位置；适用RFS,LMC,MMC（可参考前页行为公差原则）；,a,b,c,4.形位公差介绍,51,4.10 跳动公差,圆跳动 暗示RFS,b.全跳动 暗示RFS,4.形位公差介绍,52,5.复合公差(Composite Position Tolerance),5.1.位置度复合公差复合公差由上下两个部分组成同一个公差框格；A Composite Position Tolerance has one feature control frame with two segments；上面的部分控制特征相对于基准体系的位置 The upper segment controls the loc

26、ation of the pattern下面的部分控制特征间相对于特定基准的间距和方向 The lower segment controls the spacing within the pattern and orientation of the pattern,53,例：复合公差应用说明,5.1.位置度复合公差,5.复合公差(Composite Position Tolerance),54,复合公差由上下两个部分组成同一个公差框格；A Composite Position Tolerance has one feature control frame with two segments；上

27、面的部分控制特征相对于基准体系的的位置The upper segment controls the location to the DRF下面的部分控制方特征相对于特定基准的方向和形状，不控制位置 The lower segment controls orientation,form,doesnt control the location;,方向通常指平行，垂直，或者角度。,5.2 面轮廓度复合公差,5.复合公差(Composite Position Tolerance),55,例：复合公差应用说明,5.2 面轮廓度复合公差,5.复合公差(Composite Position Toleranc

28、e),6.1 形位公差标注及检具公差,6.形位公差标注及检测,例：,检具公差应该做到多少？,57,6.1 形位公差标注及检具,6.形位公差标注及含义,例：检具方案01绝对不存在不合格的零件 有可能合格的零件检测成不合格。,6.1 形位公差标注及检具,6.形位公差标注及含义,例：检具方案02绝对不存在合格的零件检测成不合格有可能不合格的零件检测成合格。,59,6.1 形位公差标注及检具,6.形位公差标注及含义,例：检具方案03介于方案01和方案02之间,60,6.2 座椅相关零件标注及检测,6.形位公差标注及含义,例1：冲压件,61,6.2 座椅相关零件标注及检测,例1：检具,6.形位公差标注及

29、含义,62,6.2 座椅相关零件标注及检测,例2：钢管,6.形位公差标注及含义,63,6.2 座椅相关零件标注及检测,例2：检具,6.形位公差标注及含义,64,6.2 座椅相关零件标注及检测,例3：骨架总成,A,B,C,6.形位公差标注及含义,65,6.2 座椅相关零件标注及检测,例3：骨架总成,6.形位公差标注及含义,66,6.2 座椅相关零件标注及检测,例3：骨架总成检具,6.形位公差标注及含义,67,6.2 座椅相关零件标注及检测,例3：骨架总成检具,6.形位公差标注及含义,68,6.2 座椅相关零件标注及检测,例3：骨架总成检具,6.形位公差标注及含义,69,例1：,6.3 相配合零件

30、公差计算,最大实体状态:8+位置度公差:1 实效尺寸=9,实效尺寸,6.形位公差标注及含义,70,例1：,6.3 相配合零件公差计算,最大实体状态:10-位置度公差:1 实效尺寸=9,6.形位公差标注及含义,71,例1：,6.3 相配合零件公差计算,两个零件位置偏差之和=孔的最大实体尺寸-销的最大实体尺寸 1+1=10-8即：,6.形位公差标注及含义,72,例2：,6.3 相配合零件公差计算,6.形位公差标注及含义,73,例3：,6.3 相配合零件公差计算,6.形位公差标注及含义,74,7.整椅进行GD&T与车身环境的密切关系,例：A21,车身公差：,75,7.整椅进行GD&T与车身环境的密切

31、关系,座椅安装顺序分析,初始方案：以车身定位孔为基准，先后安装四个安装孔风险：定位销限制了座椅X向尺寸，座椅不易安装，或安装脚变形。,76,调整后方案 将定位销更改为导向销，通过后安装孔消除前安装面的偏差1.将座椅先导向孔放置在车身上；2.预拧安装孔1；3.打紧安装孔2，然后打紧安装孔1；4.将座椅滑到最前，打紧安装孔3、4。,7.整椅进行GD&T与车身环境的密切关系,座椅基准定义,77,7.整椅进行GD&T与车身环境的密切关系,78,7.整椅进行GD&T与车身环境的密切关系,整椅GD&T必须根据车身环境；车身环境应能够清楚反映座椅定位或者安装方法；为保证高质量的安装结果，车身应该给出合理的公差；车身的公差一旦明确，座椅的公差应该是合理，清楚的；,79,谢谢！THANK YOU!,