标准宣讲1GB1182课件.ppt

产品几何技术规范(GPSGeometricalProductSpecifications)几何公差标准宣讲李晓沛全国产品尺寸和几何技术规范标准化技术委员会,2008-06-04,CAMNo.2,ShoutiSouthRoad100044,Beijing,P.R.China,中国机械科学研究院CHINAACADEMYOFMACHINERYSCIENCEANDTECHNOLOGY(CAM)全国产品尺寸和几何技术规范标准化技术委员会秘书处,产品几何技术规范(GPS)标准体系,由“全国产品尺寸和及技术规范标准化技术委员会”(SAC/TC240)提出并归口SAC/TC240是在“全国公差与配合标委会”、“全国形位公差标委会”以及“表面特征”国内技术归口工作的基础上组建SAC/TC240对口ISO/TC213,什么是GPS(GeometricalProductSpecifications),即宏观和微观几何规范：尺寸和形位公差、表面特征等几何精度规范相关的检验原则、测量器具要求和校准规范基本表达和图样标注的解释不确定度的评定和控制贯穿于产品从制造到应用的全过程：开发、设计、加工、检验、使用、维修、报废,ISO/TC3极限与配合,ISO/TC10/SC5几何公差的表示法,ISO/TC57表面特征及其计量学,初期GPS标准体系,40年代制定,70年代制定,60年代制定,第一代GPS语言,第一代GPS语言,初期GPS体系包括原三个TC颁布的约60多项国际标准，这些GPS标准也称为第一代GPS语言。第一代GPS语言包括产品的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、测量原理和仪器标准,是一套传统的产品几何标准与检测规范。它提供了产品设计、制造及检验的技术规范，但缺乏它们彼此之间信息传递的规范。,尺寸极限与配合现行标准体系,GB/T1800.1-1997基础GB/T1800.2-1998GB/T1800.1-2008(ISO286.1)GB/T1800.3-1998GB/T1800.4-19992008(ISO286.2)公差带选择GB/T1801-19992008(ISO1829)GB/T1803-2003小尺寸的孔轴公差带GB/T5371-2004过盈配合的计算和选用应用与计算GB/T5847-2004尺寸链计算方法JB/T9186-1999统计尺寸公差GB/T3177-19972008光滑工件尺寸的检验测量与检验GB/T1957-2005光滑极限量规GB/T16857.1.6坐标测量机的验收和周检,形位公差现行标准体系,通则符号GB/T1182-19962008几何公差标注GB/T4249-19962008公差原则公差标注原则GB/T16671-19962008最大、最小实体要求公差数值GB/T1184-1996形位公差未注公差值GB/T13319-2003位置度公差注法GB/T16892-1997非刚性零件注法公差注法GB/T17773-1999延伸公差带GB/T17851-19992008基准和基准体系GB/T17852-1999轮廓的尺寸和公差注法GB/T1958-2004检测规定GB/T7235-2004圆度误差评定误差检测GB/T11336-2004直线度误差检测GB/T11337-2004平面度误差检测JB/T7557同轴度误差检测GB/T8069-1998功能量规,第一代GPS语言的缺陷,以第一代GPS语言为基础制定的设计规范没有考虑生产过程中实际工件的多变性，缺乏表达各种功能和控制要求的图形语言，图纸不能充分地精确表述对几何特征误差控制的要求，而造成功能要求失控；检验过程由于缺乏误差控制的设计信息，使得合格评定缺乏唯一的准则，从而造成测量评估失控。标准体系缺乏功能要求、设计规范及测量评定方法等相关信息之间准确的表达和系统的传递方法，造成设计和功能的不一致，检验与设计的不统一，成为阻碍产品精度进一步提高的直接原因。,新一代GPS概念的提出,自20世纪80年代以来，随着数字化测量技术的发展，人们逐渐发现数字化测量技术与传统测量技术之间在原理上存在着很大的分歧，因而不能再用传统的检验方法来评估数字化测量的结果。1993年，丹麦科学家P.Bennich在进行大量科学调查后认为，只有将产品的几何规范与检验(认证)集成一体才能解决两者之间的根本矛盾。同年3月，在ISO/TC3的建议下,成立了ISO/TC3-10-57/JHG“联合协调工作组”。,JHG经过两年的工作，对三个TC所属范围的尺寸和几何特征领域内的标准化工作进行协调和调整,提出了GPS（产品几何技术规范）的概念。ISO/TC3于1995年发布了ISO/TR14638“GPS的总体规划”。JHG认为应成立一个新的技术委员会,以全面统一GPS方面的工作。ISO/TMB“技术管理局”采纳了JHG的建议,于1996年6月撤消ISO/TC3、TC10/SC5和TC57，成立了ISO/TC213。,ISO/TC213产品尺寸和几何技术规范及认证(检验)DimensionalandGeometricalProductSpecificationsandverification,14.June1996成立,国际上，以新一代GPS为主体的科学研究已成为近年来ISO/TC213许多成员国国家重点基础研究的前沿方向。从1992年以来，欧共体基金就按欧洲发展规划一直在资助GPS标准研究和工业应用，目前已经在讨论到2020年的发展规划。在GPS领域,欧洲标准将等同采用ISO标准。美国争取到政府和工业界的资助参与该项目，致力于美国标准与ISO/GPS体系的融合。日本已将新一代GPS领域的发展定位为国家标准化未来的四大重点领域之一。,世界各国对新一代GPS的研究概况,新一代GPS标准体系的特征,GPS标准体系蕴含工业化大生产的基本特征，反映了技术发展的内在要求，为产品技术评估提供了“通用语言”。,产品几何技术规范（GPS）,建立新一代GPS标准体系,ISO/TC213:截止到目前颁布的现行标准98项.正在制修订的标准51项。其中制定项目42项，修订项目9项,包括ISO286,ISO1101,ISO1302,ISO5459,ISO8015等应用广泛的重要基础通用标准.SAC/TC240:已采用ISO标准颁布的国家标准62项，2007年采标计划12项，考虑已批准列入计划的项目，采标率达98.6%。采用新体系概念的标准名称均有主标题:产品几何技术规范(GPS),新旧标准的主要差别（共性）,标准名称增加了主标题：产品几何技术规范（GPS）“形状与位置公差”改为“几何公差”增加了附录:该标准在GPS体系矩阵中的位置采用GPS新体系提出的新术语概念:GB/T18780系列GPS几何要素（ISO14660系列）GB/Z20308-2006GPS总体规划（ISO/TR14638）ISO/TS17450-1：2005GPS基本概念第1部分：几何规范和认证的模型,GB/Z20308-2006(ISO/TR14638)产品几何技术规范(GPS)总体规划,从总体上给出了产品几何技术规范（GPS）标准体系框架以及GPS的基本概念与ISO/TC213职责范围之内的GPS标准及标准化工作相对应给工业界的GPS用户和其他技术委员会提供与GPS有关的信息，有助于各方面统一对GPS的认识和应用。,GPS标准体系框架的构成,GPS标准分为四大类GPS基础标准GPS综合标准GPS通用标准GPS补充标准,确定GPS基本结构和公差基本原则的标准,通用原则和定义标准,GPS标准的主体，包括不同几何特征从图样标注、参数定义、检验原则到仪器校准的一整套标准链,基于制造工艺和要素本身类型特定范畴的补充标准,矩阵的“行”是GPS几何特征的分类,矩阵的“列”是不同的技术规范和要求,代表标准链中的“环”,通用的GPS标准矩阵（行）,尺寸无基准的形状粗糙度轮廓半径有基准的形状波纹度轮廓距离方向、位置原始轮廓角度基准表面缺陷跳动,要素的几何特征,尺寸特征,形位特征,表面轮廓特征,通用GPS标准矩阵一览表（附录）,新一代GPS直径尺寸的图样标注,孔的的最大内接尺寸,孔的最小二乘尺寸,孔的最小外接尺寸,示例,GPS的数字化技术实现数字化设计与计量的基础,新一代GPS用数学作为基础语言结构，以计量数学为根基，整个GPS体系中数学的描述、定义、建模及信息传递“无所不在”，数学系统化的应用是前所未有的。这些都是过去以几何学为基础的技术标准中完全没有的全新概念。,ISO/TS17450GPS的数字化技术实现数字化设计与计量的基础,新一代GPS通过表面模型、恒定类、操作等概念的引入，实现几何要素从定义、描述、规范到实际检验评定中数字化控制功能的飞跃，解决了产品实现中数学表达统一规范的难题。,表面模型,设计阶段制造阶段检验阶段,公称表面模型是由设计者所定义的完美形状的表面模型，是一个理想模型。,根据功能要求仿真模拟而得到的；是由无限仿真点集组成的；通过规范算子的操作获得规范特征值（特征极限值或特征允许值）。,根据对实际工件表面的测量而得到的非理想表面模型。是有限测点的集合；通过检验算子的操作获得实际特征值（或实际偏差值）。,表面模型,几何要素,GPS系统的表面模型需要由相应的“要素”和“特征”予以定义和描述。,几何要素,几何要素，即构成工件几何特征的点、线和面，在工件的规范，加工和认证过程中扮演着重要的角色。工件的规范，表现为对具体要素的要求，工件的加工，表现为具体要素的形成，而工件的认证，表现为对具体要素的检验。第一代GPS标准对要素的分类和描述相对简单，但存在很大缺陷，与计算机辅助设计技术和坐标测量技术不相适应，不能满足现代GPS标准体系的要求。,几何要素,新一代GPS规范以丰富的,基于计量学的数学方法，描述工件的功能需求，将几何要素进行重新分类和定义,丰富延伸了要素的概念。,GB/T18780“GPS几何要素”等同采用ISO14660,给出了要素的定义和基本概念GB/T18780分为两部分：GB/T18780.1-2002第1部分：基本术语和定义GB/T18780.2-2003第2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、提取要素的局部尺寸,几何要素基本术语定义,公称组成要素,公称导出要素,实际要素,GB/T18780.1=ISO14660-1,要素,组成要素,导出要素,公称的,实际的,提取的,拟合的,图样,工件,工件的替代,公称组成要素,实际组成要素,提取组成要素,拟合组成要素,公称导出要素,提取导出要素,拟合导出要素,要素,组成要素,导出要素,公称的,实际的,提取的,拟合的,图样,工件,工件的替代,公称组成要素,实际组成要素,提取组成要素,拟合组成要素,公称导出要素,提取导出要素,拟合导出要素,导出,要素,组成要素,导出要素,公称的,实际的,提取的,拟合的,图样,工件,工件的替代,公称组成要素,实际组成要素,提取组成要素,拟合组成要素,公称导出要素,提取导出要素,拟合导出要素,要素,组成要素,导出要素,公称的,实际的,提取的,拟合的,图样,工件,工件的替代,公称组成要素,实际组成要素,提取组成要素,拟合组成要素,公称导出要素,提取导出要素,拟合导出要素,提取,要素,组成要素,导出要素,公称的,实际的,提取的,拟合的,图样,工件,工件的替代,公称组成要素,实际组成要素,提取组成要素,拟合组成要素,公称导出要素,提取导出要素,拟合导出要素,导出,要素,组成要素,导出要素,公称的,实际的,提取的,拟合的,图样,工件,工件的替代,公称组成要素,实际组成要素,提取组成要素,拟合组成要素,公称导出要素,提取导出要素,拟合导出要素,拟合,要素,组成要素,导出要素,公称的,实际的,提取的,拟合的,图样,工件,工件的替代,公称组成要素,实际组成要素,提取组成要素,拟合组成要素,公称导出要素,提取导出要素,拟合导出要素,导出,几何要素新分类GB/T18780-2003=ISO14660-1,公称组成要素,公称导出要素,实际要素,设计制造检验评定公称要素实际要素提取要素拟合要素,尺寸要素GB/T18780.1-2002=ISO14660-1,由一定大小的线形尺寸或角度尺寸确定的几何形状。注：尺寸要素可以是圆柱形、球形、两平行对应面、圆锥形或楔形。,GB/T18780.1是GPS综合标准,GPS几何要素（GB/T18780.2=ISO14660-2）,第2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、提取要素的局部尺寸（GB/T18780.2-2003）,术语和定义(1),圆柱面的提取中心线提取导出要素圆锥面的提取中心线提取中心面,圆柱面的提取中心线,定义：圆柱面的各横截面中心的轨迹4。横截面的中心是拟合圆5的圆心6横截面垂直于由提取表面得到的拟合圆柱面2（其半径可能与公称半径不同）的轴线3。,圆柱面的提取中心线,缺省规定的约定：拟合圆是最小二乘圆；拟合圆柱面是最小二乘圆柱面。,术语和定义（2）,提取圆柱面的局部直径提取要素的局部尺寸两平行提取表面的局部尺寸,提取圆柱面的局部直径,定义：要素上（5）两对应点的距离（8）。两对应点之间的连线通过拟合圆6的圆心7横截面垂直于由提取表面1得到的拟合圆柱面2的轴线3,提取圆柱面的局部直径,拟合圆柱面的局部直径缺省规定的约定：拟合圆是最小二乘圆拟合圆柱面是最小二乘圆柱面,GB/T1182-2008(IDT，ISO1101:2004)产品几何技术规范(GPS)几何公差形状、方向、位置和跳动公差标注,代替：GB/T1182-1996形状和位置公差通则、符号和图样表示法,2019/12/13,60,可编辑,GB/T1182-2008与GB/T1182-1996主要不同,GB/T1182-1996等效采用ISO/DIS1101:1996;GB/T1182-2008等同采用ISO1101:2004标准名称:1996版形状和位置公差通则、定义、符号和图样表示法2008版改为产品几何技术规范（GPS）几何公差形状、方向、位置和跳动公差标注,GB/T1182-2008与GB/T1182-1996的主要不同(标准结构),1.范围2.引用标准3.通则4.符号5.公差框格6.被测要素7.公差带8.基准9.特殊表示法10.局部限制的规定11.理论正确尺寸12.延伸公差带13.最大实体要求14.最小实体要求15.自由状态条件16.基准目标17.形位公差之间的相互关系18.形位公差带的定义附录A形位公差标注符号的比例尺寸,1.范围2.规范性引用文件3.术语和定义4.基本概念5.符号6.公差框格7.被测要素8.公差带9.基准10.附加标记11.理论正确尺寸12.限定性规定13.延伸公差带14.最大实体要求15.最小实体要求16.自由状态下的要求17.各类几何公差之间的关系18.几何公差带的定义附录A废止的标注方法附录B几何误差的评定附录C在GPS矩阵模式中的位置,GB/T1182-2008与GB/T1182-1996对比(引用标准),1996版GB/T4249-1996公差原则GB/T16671-1996最大实体要求、最小实体要求和可逆要求,2008版GB/T4249GB/T13319位置度公差GB/T16671GB/T16892非刚性零件GB/T17773延伸公差带GB/T17851基准GB/T18780.12几何要素ISO/TS12180/12181ISO/TS12780/12781ISO/TS17450-2:2002,GB/T1182-2008与GB/T1182-1996对比(术语定义),2008版增加术语定义章3.术语和定义GB/T18780.1、GB/T18780.2确立的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1公差带tolerancezone由一个或几个几何上理想的线或面所限定的，由线性公差值表示的区域.,GB/T1182-2008与GB/T1182-1996对比(基本概念/通则),GB/T1182-2008与GB/T1182-1996对比(符号),表1几何公差特征项目符号:第1列“公差”改为“公差类型”，分为：形状公差、方向公差、位置公差和综合公差等四类，且在方向公差和位置公差中均列入线、面轮廓度。同轴度和同心度分别列出。因此共计19项(1996版为14项)几何公差特征项目；,公差类型,形状公差：直线度、平面度、圆度、圆柱度方向公差：平行度、垂直度、倾斜度位置公差：同轴度（同心度）、对称度、位置度综合公差：圆跳动、全跳动线轮廓度、面轮廓度（按有无基准分类）,GB/T1182-2008与GB/T1182-1996对比(表2附加符号),基准符号采用ISO的符号不凸起NC(新增)线要素LE(新增)共同公差带CZ(新增)任意横截面ACS(新增)小径LD、大径MD、中径节径PD,线要素LE线对基准体系的平行度公差,共同公差带CZ,1996年版用文字在公差框格上方注明要注意相同公差带与公共公差带的区别,相同公差带,三个平面的平面度公差带相同指定断开的各个要素受制于相同公差值的独立公差带,公共公差带,三个平面处于同一个平面度公差带断开的各个要素受制于同一公差带公差框格内公差值的后面加注符号“CZ”,任意横截面ACS点的同心度公差,“全周”符号的意义,“全周”符号并不包括整个工件，只包括由轮廓线和公差标注所表示的各表面.,小径LD、大径MD、中径节径PD,以螺纹为被测要素或基准要素时，默认为螺纹中径圆柱的轴线，否则应另有说明。,GB/T1182-2008与GB/T1182-1996对比(公差框格),基本一致；取消了1996版中的表3:在公差带内进一步限制被测要素的形状，在公差值后附加符号，如（-）等；当一项公差的对象是一个以上要素时，应在公差框格的上方注明要素的个数，并在后面加上符号“”。,GB/T1182-2008与GB/T1182-1996对比(公差带),1996版：除另有规定，公差带的宽度方向就是给定的方向或垂直于被测要素的方向。2008版：公差带的宽度方向为被测要素的法向。另有说明除外。注：公差带的宽度方向与指引线的方向无关，指引线箭头的方向不影响公差带的宽度方向。,公差带的宽度方向为被测要素的法向,公差带的宽度方向与指引线的方向无关，指引线箭头的方向不影响公差带的宽度方向。一般指引线箭头指向是公差带的宽度方向。,除另有规定,公差带方向为与基准轴线A成角的方向。角应注出（即使它等于90）,被测要素的标注,没有变化应注意的几点,轮廓要素和中心要素的区别,限制性的规定,取消的标注（附录A）,基准要素的标注,基准符号与ISO一致取消“任选基准”的标注方法“基准目标”一章移至基准和基准体系国家标准（GB/T17851-2008）其他规定1996与2008版一致,基准轮廓要素的标注,基准中心要素的标注,限制性的规定,要素的某一局部被用作基准，该部分可以用粗点划线示出，并加注尺寸。,取消的标注（附录A）,取消的标注（附录A）,几何公差带的定义,表3公差带的定义、标注和解释(旧表4)新旧标准基本一致(新的术语概念)新基准代号与ISO同个别图例稍改动,公差带的四个要素,公差带的形状(t,t,st)公差带的大小(宽度，半径差，直径）公差带的方向公差带的位置,浮动的直线度公差带,给定方向的直线度公差带,任意方向的直线度公差带,圆度公差带,平行度公差带(给定方向)与基准平行的两平行平面之间的区域,平行度公差带(任意方向)轴线与基准平行的圆柱面之内的区域,垂直度公差带（给定方向）与基准成给定方向的两平行平面之间的区域,垂直度公差带（任意方向）轴线与基准垂直的圆柱面之内的区域,位置度与倾斜度,位置度与对称度,倾斜度公差与角度公差的差别,径向圆跳动公差带垂直于基准轴线的任意横截面上两同心圆（圆心在轴线上）之间的区域,圆锥件的圆度公差和圆跳动公差标注的区别,圆锥件的圆跳动公差,基本概念,标注的几何公差应该符合功能要求，同时兼顾制造和检测要求；注有几何公差的被测要素，其提取要素必须局限于公差给出的公差带中；被测要素的提取要素可以在公差带内呈任何形状，取任何朝向；几何公差适用于整个被测要素；被测要素涉及基准的几何公差并不限制基准要素本身的形状误差。,理论正确尺寸（TED）,TED用来确定其理论正确位置、方向或轮廓的尺寸（线性的或角度的）；TED也用作确定基准体系中各基准之间方向关系的尺寸；TED没有公差，并标注在一个方框中。,延