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前言：尺寸公差的来历及概述Preface: Overview of GD&T

Based on ASME Y14.5 - 2009

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形位公差（几何尺寸公差）的来历

Dates back to Mass Production days

Ford opens River Rouge complex

First automobile assembly line at Highland Park by Henry Ford

Eli Whitney builds muskets with interchangeable parts

Industrial Revolution begins mass production

Cottage industries, crafts, and guilds

1750

1945

1927

1913

Pre-1700’s

1850

Mass production thrives

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形位公差（几何尺寸公差）的来历

零件公差产生于十九世纪后期，其初衷是为了保证零件的互换性。起初只有尺寸公差。由于当时的设计部门和制造部门通常都在一起或就在隔壁，因此交流起来非常方便。在当时，给定的公差一般都很大，因此当时的设备刀具的能力对于保证产品的几何形状的“完美性”来说反而不太重要了（相对于给定的公差）。当问题发生后，制造人员很容易找到设计人员，一起讨论并解决问题，并且决定今后的零件该如何生产。通过这种方式，只有尺寸公差也能生产出合乎设计要求的产品，而很多重要的要求并没有在图纸上表达出来，而是变成了公司的专有经验知识。

随着公差的逐步缩小，产品的可装配性逐渐成了问题。大约在1920年，泰勒先生提出了定义了装配功能要求的“泰勒原则”（也就是现在的公差原则＃1），它有效地解决了零件的大小与形状的关系，从而确保了产品的可装配性。直至今天，许多功能检具依然都是按照这个原则来设计制造的。

直到二战期间，零件的制造逐渐分包给供应商，设计部门离制造地点越来越远，设计与制造的随时随地的交流就变得越来越不可能，而要求的制造公差却又越来越小，零件的装配性和互换性的问题也就越来越突出。此时，各种定义几何公差的几何语言的标准就应运而生，随着这些标准的发展、进化、演变及合并，到今天留给我们的是几何尺寸公差这门世界语的两种方言：ASME Y14.5和ISO 1101，作为定义公差符号的标准。这两个标准在原理上是一致的，其初衷都是为了确定可装配性的公差。在具体的定义上它们有所不同，有的地方甚至有很明显的不同，但定义的不同只是理解过程的不同，这两个标准最终描述的公差种类都是一样的。

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GD＆T 概述

产品零件在加工制造过程中，由于机床精度、刀具夹具及工艺操作水平等因素的影响，零件的尺寸、形状及表面质量、方向和位置均不可能做到完全理想。这种工艺过程中出现的误差有可能会影响到：– 配合的松紧程度，如圆度，轴线的直线度。

– 可装入性，如螺栓的位置度。

– 零件的其它功能，如工作精度、联接强度、运动平稳性、密封性、耐磨性、可靠性、噪声和使用寿命等

为了满足零件的使用要求，保证零件的互换性和制造的经济性，设计时必须合理控制零件的形位误差，即对零件规定其形状和位置公差（简称形位公差）

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GD＆T 概述

形位公差是限制实际被测形体（或要素）变动的区域，是零件的实际形状、位置对其理想形状、位置的变动量。其大小是由指定的形位公差值来确定的。只要被测实际形体（或要素）被包含在这个公差带内，那么这个被测形体（或要素）就是合格的。

形位公差带控制的是点（平面、空间）、线（素线、轴线、曲线）、面（平面、曲面）、圆（平面、空间、整体圆柱）等区域，所以它不仅有大小、还具有形状、方向、位置等共四个要素。形位公差的按其控制的要素总共分成如下五大类（共十四种）：

– 形状公差：a. 直线度；b. 平面度；c. 圆度；d. 圆柱度。

– 定向公差：a. 平行度；b. 垂直度c. 倾斜度。

– 定位公差：a. 同轴度；b. 位置度；c. 对称度。

– 轮廓度公差：a. 线轮廓度；b. 面轮廓度。

– 跳动公差：a. 圆跳动；b. 全跳动。

其中形状公差用于控制形体的形状；定向公差用于控制形体的方向；定位公差用于控制形体的方向和位置；轮廓度公差既可控制形体的大小和形状，又可控制其方向和位置；跳动公差是对形体方向和位置的综合控制。定位、定向和跳动公差，统称为位置公差。

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GD＆T 概述

使用形位公差来定义图纸要求的优势主要有：1. GD＆T是一种机械工程的世界语言，它提供了统一的技术标准和解释，从而

减少了争议、猜测和假设。设计、生产和检测部门均使用同一种语言进行工作，因此改善了各个部门的沟通。

2. GD&T可以使设计者正确表达设计意图，并按照功能尺寸原理改善设计，从而提供了更好的产品设计。

3. 通过使用GD&T，可以有两种方法来增加制造公差，从而降低成本：

» a) 在指定条件下（如MMC，LMC），GD&T为产品制造提供了额外的补偿公差，这种补偿公差可以有效节省产品制造费用。

» b) 使用功能尺寸原理，公差的给定只根据产品功能的要求，这种原则往往给定了制造较大的公差。这样避免了设计者由于不知道合理定义公差而去复制现有的公差或给定较小的公差。

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GD＆T 概述

GD＆T 标准– 美国：ASME Y14.5-2009 替代ASME Y14.5M-1994

– 欧亚：ISO1101-2004

– 国标：GB/T1182－2008

» GB/T16671-1996 形状和位置公差 最大实体要求、最小实体要求和可逆要求

» GB/T16892-1997 形状和位置公差 非刚性零件注法

» GB/T17773-1999 形状和位置公差 延伸公差带及其表示法

» GB/T17851-1999 形状和位置公差 基准及基准体系

» GB/T17852-1999 形状和位置公差 轮廓的尺寸及公差注法

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GD＆T 概述

符号对比(ASME Y14.5 vs. ISO1101)

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培训说明

本次培训是按照ASME Y14.5-2009标准的内容进行，因此在一些具体的定义上或表述上与ISO1101－2004标准或国标GB/T1182－2008标准有所不同，其目的是为了让大家更好地理解GD＆T的原理和精粹。

本次培训将帮助大家达到以下目的：– 能正确理解图纸及尺寸的基本规则

– 能正确理解GD＆T的各种符号的意义

– 能通过GD＆T符号正确理解图纸内涵及设计意图

– 能合理评估及检测各种GD＆T

– 能应用GD＆T合理定义图纸，表达设计意图

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培训课程

第一讲：术语，原则及尺寸解读

Terms, Rules & Dimensions

第二讲：符号及基准

Symbology & Datums

第三讲：形状及定向公差

Tolerance of Form & Orientation

第四讲：定位公差

Tolerance of Location

第五讲：轮廓及跳动公差

Tolerance of Profile & Runout 15

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开心一刻