几何技术规范(GPS)_02_GB T 4249-2009_公差原则_上海大学_李明.pdf

2013/11/16 1 上海大学上海大学 李明李明 () 几何技术规范（GPS） GB/T 4249-2009 李李 明明 教授 公差原则 2013.10 Geometrical Product Specification and Verification GPS/CMM GD&T 上海大学上海大学 李明李明 () 2 公差原则 规定了确定尺寸（线性尺规定了确定尺寸（线性尺寸和角度尺寸）公差和几寸和角度尺寸）公差和几何公差之间相互关系的原何公差之间相互关系的原则则 适用于技术制图和有关文适用于技术制图和有关文件中所标注的尺寸、尺寸件中所标注的尺寸、尺寸公差和几何公差，以确定公差和几何公差，以确定零件要素的大小、形状、零件要素的大小、形状、方向和位置特征方向和位置特征 GB/T 42492009 2013/11/16 2 上海大学上海大学 李明李明 () 3 规范性引用文件 GB/T 1800.1-2009 产品几何技术规范（产品几何技术规范（GPS） 极限与配合极限与配合 第第1部分：部分：公差、偏差和配合的基础（公差、偏差和配合的基础（ISO 286-1:1988,MOD) GB/T 1182-2008 产品几何技术规范（产品几何技术规范（GPS） 几何公差几何公差 形状、方向、形状、方向、位置和跳动公差标注（位置和跳动公差标注（ISO 1101:2004,IDT) GB/T 16671-2009 产品几何技术规范（产品几何技术规范（GPS） 几何公差几何公差 最大实体最大实体要求、最小实体要求和可逆要求（要求、最小实体要求和可逆要求（ISO 2692:2006,MOD) GB/T 18780.1-2002 产品几何技术规范（产品几何技术规范（GPS） 几何要素几何要素 第第1部分：部分：基本术语和定义（基本术语和定义（ISO 14660-1:1999,IDT) GB/T 18780.2-2003 产品几何技术规范（产品几何技术规范（GPS） 几何要素几何要素 第第2部分：部分：圆柱面和圆锥面的提取中心线、平行平面的提取中心面、提取圆柱面和圆锥面的提取中心线、平行平面的提取中心面、提取要素的局部尺寸（要素的局部尺寸（ISO 14660-2:1999,IDT) GB/Z 20308-2006 产品几何技术规范（产品几何技术规范（GPS） 总体规划（总体规划（ISO/TR 14638:1995,MOD) 上海大学上海大学 李明李明 () 4 术语与定义 尺寸要素：尺寸要素： 由一定大小的线性尺寸或角度尺寸确定的几何形状由一定大小的线性尺寸或角度尺寸确定的几何形状 实际（组成）要素：实际（组成）要素： 由接近实际（组成）要素所限定的工件实际表面的组成要素部由接近实际（组成）要素所限定的工件实际表面的组成要素部分分 提取组成要素：提取组成要素： 按规定方法，由实际（组成）要素提取优先数目点所形成的实按规定方法，由实际（组成）要素提取优先数目点所形成的实际（组成）要素的近似替代际（组成）要素的近似替代 提取导出要素：提取导出要素： 由一个或几个提取组成要素得到的中心点、中心线或中心面由一个或几个提取组成要素得到的中心点、中心线或中心面 拟合组成要素：拟合组成要素： 按规定的方法由提取组成要素形成的并具有理想形状的组成要按规定的方法由提取组成要素形成的并具有理想形状的组成要素素 2013/11/16 3 上海大学上海大学 李明李明 () F：拟合组成要素：拟合组成要素; G：拟合导出要素：拟合导出要素 新一代GPS中的要素定义 5 A：公称组成要素：公称组成要素; B：公称导出要素：公称导出要素; C：实际要素：实际要素 D：提取组成要素：提取组成要素; E：提取导出要素：提取导出要素; 上海大学上海大学 李明李明 () 几何要素及误差评定流程 GB/T18780.1 -2003 （ ISO14660-1） 公称组成要素 公称导出要素 实际 要素 提取组成要素 提取导出要素 拟合组成要素 拟合导出要素 要素替代 公称要素 （理想的） 实际要素 （非理想） 提取要素 (部分点） 拟合要素 （理想的） 导出要素 几何数字（坐标）测量几何数字（坐标）测量 提取 拟合（导出） 评定 设计 理想模型 （CAD） 实际工件（含有偏差） 替代 制造 大小 形状 方向 位置 6 2013/11/16 4 上海大学上海大学 李明李明 () 7 新一代GPS中的要素操作 要素 组成要素 （表面、轮廓） 导出要素 （中心面、中心线、中心面） 公称导出要素 公称的 （制图） 实际组成要素 导出 公称组成要素 实际的 图样 工件 提取的 （有限点） 实际组成要素 提取组成要素 拟合的 （理想形状 工件的 替代 提取 拟合 提取导出要素 拟合导出要素 导出 导出 上海大学上海大学 李明李明 () 8 尺寸公差 线性尺寸公差线性尺寸公差 仅控制提取要素的局部尺寸，不控制提取圆柱面的奇数棱圆度仅控制提取要素的局部尺寸，不控制提取圆柱面的奇数棱圆度误差以及由于提取导出要素形状误差引起的提取要素的形状误差误差以及由于提取导出要素形状误差引起的提取要素的形状误差（如提取中心线直线度误差引起的提取圆柱面的素线直线度误差或（如提取中心线直线度误差引起的提取圆柱面的素线直线度误差或提取中心面平面度误差引起的两对应提取平面的平面度误差）提取中心面平面度误差引起的两对应提取平面的平面度误差） 形状误差应由单独标注的形状公差、一般几何公差或包容要求、形状误差应由单独标注的形状公差、一般几何公差或包容要求、最大实体要素、最小实体要求控制最大实体要素、最小实体要求控制 2013/11/16 5 上海大学上海大学 李明李明 () 9 尺寸公差和几何公差 不论标注有公差要素的提取要素的局部尺寸如何，提不论标注有公差要素的提取要素的局部尺寸如何，提取要素均应位于给定的几何公差带之内，并且其几何误取要素均应位于给定的几何公差带之内，并且其几何误差允许达到最大值。差允许达到最大值。 上海大学上海大学 李明李明 () 10 思考：设测得直径尺寸处处为16mm ，直线度为0.02mm ，垂直度误差为0.2mm，以下各零件合格否？ 相关练习 2013/11/16 6 上海大学上海大学 李明李明 () 11 术语与定义 提取圆柱面的局部尺寸：提取圆柱面的局部尺寸： 提取圆柱面的局部直径：提取圆柱面的局部直径： 要素上两对应点之间的距离，其中：要素上两对应点之间的距离，其中： 两对应点之间的连线通过拟合圆圆心；两对应点之间的连线通过拟合圆圆心； 横截面垂直于由提取表面得到的拟合圆柱面的轴线横截面垂直于由提取表面得到的拟合圆柱面的轴线 提取组成要素的局部尺寸：提取组成要素的局部尺寸： 一切提取组成要素上两对应点之间的统称一切提取组成要素上两对应点之间的统称 两平行提取表面的局部尺寸：两平行提取表面的局部尺寸： 两平行对应提取表面上两对应点之间的距离，其中：两平行对应提取表面上两对应点之间的距离，其中： 所有对应点的连线均垂直于拟合中心平面；所有对应点的连线均垂直于拟合中心平面； 拟合中心平面是由两平行提取表面得到两拟合平行平面的中拟合中心平面是由两平行提取表面得到两拟合平行平面的中心平面（两拟合平行平面之间的距离可能与公称距离不同）心平面（两拟合平行平面之间的距离可能与公称距离不同） 上海大学上海大学 李明李明 () 12 尺寸公差 角度公差角度公差 以角度单位标注的角度公差只控制提取组成要素（提取或提取以角度单位标注的角度公差只控制提取组成要素（提取或提取表面素线）的总方向，不控制提取要素的形状误差。表面素线）的总方向，不控制提取要素的形状误差。 提取要素的形状误差应由单独标注的形状公差或一般形状公差提取要素的形状误差应由单独标注的形状公差或一般形状公差控制控制 总方向是指接触线的方向，接触线是与提取组成要素相接触的总方向是指接触线的方向，接触线是与提取组成要素相接触的最大距离为最小的理想直线。最大距离为最小的理想直线。 2013/11/16 7 上海大学上海大学 李明李明 () 13 独立原则 图样上给定的每一个尺寸和几何（形状、方向或图样上给定的每一个尺寸和几何（形状、方向或位置）要求均是独立的，应分别满足要求。位置）要求均是独立的，应分别满足要求。 如果对尺寸和几何（形状、方向或位置）要求之如果对尺寸和几何（形状、方向或位置）要求之间的相互关系有特定要求，应在图样上规定。间的相互关系有特定要求，应在图样上规定。 确定几何公差与尺寸公差之间相互关系所遵循的确定几何公差与尺寸公差之间相互关系所遵循的原则原则 ( (缺省缺省) ) 上海大学上海大学 李明李明 () 14 几何要素的状态定义 描述尺寸误差和几何误差的关系描述尺寸误差和几何误差的关系 2013/11/16 8 上海大学上海大学 李明李明 () 15 术语与定义 最大实体尺寸（最大实体尺寸（MMS）：）： 确定要素最大实体状态的尺寸。即外尺寸要素的上极限尺寸、确定要素最大实体状态的尺寸。即外尺寸要素的上极限尺寸、内尺寸要素的下极限尺寸内尺寸要素的下极限尺寸 最大实体状态（最大实体状态（MMC）：）： 假定提取组成要素的局部尺寸处处于位于极限尺寸且使其具假定提取组成要素的局部尺寸处处于位于极限尺寸且使其具有实体最大时的状态有实体最大时的状态 最大实体边界（最大实体边界（MMB）：）： 最大实体状态的理想形状的极限包容面最大实体状态的理想形状的极限包容面 上海大学上海大学 李明李明 () 16 术语与定义 最小实体尺寸（最小实体尺寸（LMS）：）： 确定要素最小实体状态的尺寸。即外尺寸要素的下极限尺寸、确定要素最小实体状态的尺寸。即外尺寸要素的下极限尺寸、内尺寸要素的上极限尺寸内尺寸要素的上极限尺寸 最小实体状态（最小实体状态（LMC）：）： 假定提取组成要素的局部尺寸处处于位于极限尺寸且使其具假定提取组成要素的局部尺寸处处于位于极限尺寸且使其具有实体最小时的状态有实体最小时的状态 最小实体边界（最小实体边界（LMB）：）： 最小实体状态的理想形状的极限包容面最小实体状态的理想形状的极限包容面 2013/11/16 9 上海大学上海大学 李明李明 () 17 相关要求 图样上给定的尺寸公差和几何公差相互有关的公差要图样上给定的尺寸公差和几何公差相互有关的公差要求。包括：包容要求、最大实体要求（求。包括：包容要求、最大实体要求（MMR）包括）包括附加于最大实体要求的可逆要求（附加于最大实体要求的可逆要求（RPR）和最小实体）和最小实体要求（要求（LMR）包括附加于最小实体要求的可逆要求）包括附加于最小实体要求的可逆要求（RPR） 几何公差和尺寸公差相互关联时，要根据实际零件几何公差和尺寸公差相互关联时，要根据实际零件的尺寸和几何误差综合判断，才可确定零件是否合格。的尺寸和几何误差综合判断，才可确定零件是否合格。 尺寸或几何误差超出公差范围时，工件不一定不合尺寸或几何误差超出公差范围时，工件不一定不合格。格。 上海大学上海大学 李明李明 () 18 包容要求 包容要求适用于圆柱表面或两平行对应面，主要应用于有配合要包容要求适用于圆柱表面或两平行对应面，主要应用于有配合要求，且其极限间隙或极限过盈必须严格得到保证的场合求，且其极限间隙或极限过盈必须严格得到保证的场合 包容要求包容要求(Envelope requirement) : 尺寸要素的非理想要素不得违反其最大实体边界（尺寸要素的非理想要素不得违反其最大实体边界（MMB）的一）的一种尺寸要求种尺寸要求 提取提取组成要素不得超越最大实体实效边界（组成要素不得超越最大实体实效边界（MMB），其局部尺），其局部尺寸不得超出最小实体尺寸（寸不得超出最小实体尺寸（LMS） 包容要求标注的符号： （GB/T 1182-2008) E 2013/11/16 10 上海大学上海大学 李明李明 () 19 包容要求 上海大学上海大学 李明李明 () 20 术语与定义 最大实体要求（最大实体要求（MMR）：）： 尺寸要素的非理想要素不得违反其最大实体实效状态尺寸要素的非理想要素不得违反其最大实体实效状态（MMVC）的一种尺寸要素要求，也即尺寸要素的非理想要）的一种尺寸要素要求，也即尺寸要素的非理想要素不得超越其最大实体实效边界（素不得超越其最大实体实效边界（MMVB）的一种尺寸要素）的一种尺寸要素要求要求 最小实体要求（最小实体要求（LMR）：）： 尺寸要素的非理想要素不得违反其最小实体实效状态尺寸要素的非理想要素不得违反其最小实体实效状态（LMVC）的一种尺寸要素要求，也即尺寸要素的非理想要）的一种尺寸要素要求，也即尺寸要素的非理想要素不得超越其最小实体实效边界（素不得超越其最小实体实效边界（LMVB）的一种尺寸要素）的一种尺寸要素要求要求 可逆要求（可逆要求（RPR）：）： 最大实体要求（最大实体要求（MMR）或最小实体要求（）或最小实体要求（LMR）的附加）的附加要求，表示尺寸公差可以在实际几何误差小于几何公差之间要求，表示尺寸公差可以在实际几何误差小于几何公差之间的差值范围内增大的差值范围内增大 2013/11/16 11 上海大学上海大学 李明李明 () 21 最大实体和最小实体要求 如果