產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范GPS講義之三課件

1、產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）國家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用第三章 公差原則一、概述二、獨(dú)立原則三、相關(guān)要求一、概述GB/T 4249-2009規(guī)定了確定尺寸（線性尺寸和角度尺寸）公差和幾何公差之間相互關(guān)系的原則，即公差原則。尺寸公差與幾何公差之間應(yīng)該遵循的基本原則是獨(dú)立原則。如有特定需要，可以不遵循獨(dú)立原則而采用相關(guān)要求。我國于1984年制定了公差原則標(biāo)準(zhǔn)，1996年修訂時(shí)，拆分為兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，即： GB/T 42491996 公差原則 GB/T 166711996 形位公差最大實(shí)體要求、最小實(shí)體要求和可逆要求兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的最新版本為： GB/T 4249-2009 (ISO 8015:1985,MOD) GB/T 16

2、671-2009(ISO 2692:2006,MOD)二、獨(dú)立原則獨(dú)立原則即圖樣上給定的每個(gè)尺寸和幾何（形狀、方向或位置）要求均是獨(dú)立的，應(yīng)分別滿足要求。根據(jù)工件的功能要求，絕大多數(shù)情況下不需要綜合控制幾何要素的尺寸公差和幾何公差，分別控制就能滿足要求，獨(dú)立原則正是這種功能要求的表達(dá)。獨(dú)立原則是應(yīng)用最廣泛的公差設(shè)計(jì)原則，不需要任何附加標(biāo)注。2.1 線性尺寸公差遵守獨(dú)立原則的幾何要素的線性尺寸公差只控制其實(shí)際（提取）要素的局部尺寸，不控制導(dǎo)出的中心要素（如軸線）。在獨(dú)立原則下，線性尺寸指局部尺寸，均用兩點(diǎn)法測量來體現(xiàn)。測量時(shí)只關(guān)注測得的局部尺寸是否處在規(guī)定的尺寸公差范圍內(nèi)，不關(guān)注它能否控制形狀誤

3、差。2.2 角度尺寸遵守獨(dú)立原則的角度尺寸公差只控制兩理想被測要素之間的實(shí)際角度，不控制被測要素本身的形狀誤差。構(gòu)成角度尺寸的兩理想被測要素，是按最小條件進(jìn)行擬合操作得到的。它是與實(shí)際（提取）組成要素相接觸，且與實(shí)際（提?。┮亻g的最大距離為最小的理想線。同樣，角度尺寸可以是兩理想擬合平面之間或兩理想包容圓柱面的軸線之間的夾角。2.3 幾何公差遵守獨(dú)立原則的幾何公差，均按給定的公差帶將被測要素控制在允許的變動(dòng)區(qū)域內(nèi)，與尺寸要素的尺寸變動(dòng)無關(guān)。標(biāo)注解釋素線的直線度和圓度誤差單獨(dú)評(píng)定，處在規(guī)定的公差范圍內(nèi)，幾何精度合格。直徑尺寸單獨(dú)評(píng)定，局部尺寸處在尺寸公差范圍內(nèi)，尺寸精度合格。不論注有公差要素的

4、提取要素的局部尺寸如何，提取要素均應(yīng)位于給定的幾何公差帶之內(nèi)，并且其幾何誤差允許達(dá)到最大值。三、相關(guān)要求相關(guān)要求是規(guī)定尺寸公差與幾何公差彼此相關(guān)的一種設(shè)計(jì)要求，它反映工件幾何要素的特定功能要求，例如：保證零件配合特性包容要求；保證可裝配性（批量生產(chǎn)的互換性）最大實(shí)體要求；保證最小壁厚、最小邊距、零件強(qiáng)度、加工余量等最小實(shí)體要求。相關(guān)要求包括包容要求、最大實(shí)體要求、最小實(shí)體要求和可逆要求，分別用符號(hào)、在圖樣上表示。不同的功能要求，選擇不同的相關(guān)要求。尺寸要素的尺寸公差與尺寸要素導(dǎo)出的中心要素的幾何公差才可能存在相關(guān)關(guān)系，例如：軸和孔的直徑尺寸公差與其軸線直線度公差可規(guī)定相關(guān)要求。3.1 與相關(guān)要

5、求有關(guān)的術(shù)語和定義最大實(shí)體狀態(tài)（Maximum Material Condition）是假定提取組成要素的局部尺寸處處位于極限尺寸且使其具有實(shí)體最大時(shí)的狀態(tài)，用“MMC”表示。最大實(shí)體狀態(tài)時(shí)尺寸要素處于允許材料量最多時(shí)的狀態(tài)，實(shí)體最大，占有材料最多。 MMC下可具有理想形狀，也可不具有理想形狀。確定要素最大實(shí)體狀態(tài)的尺寸為最大實(shí)體尺寸（MMS）。即外尺寸要素的上極限尺寸，內(nèi)尺寸要素的下極限尺寸。最小實(shí)體狀態(tài)（Minimum Material Condition）是假定提取組成要素的局部尺寸處處位于極限尺寸，且使其具有實(shí)體最小時(shí)的狀態(tài)。用“LMC”表示。LMC下可具有理想形狀，也可不具有理想形狀

6、。確定要素最小實(shí)體狀態(tài)的尺寸為最小實(shí)體尺寸（LMS）。即外尺寸要素的下極限尺寸，內(nèi)尺寸要素的上極限尺寸。最大實(shí)體實(shí)效尺寸maximum material virtual size（MMVS）是尺寸要素的最大實(shí)體尺寸與其導(dǎo)出要素的幾何公差（形狀、方向或位置）共同作用產(chǎn)生的尺寸。對(duì)于外尺寸要素，MMVS=MMS+t （幾何公差）對(duì)于內(nèi)尺寸要素，MMVS=MMS-t （幾何公差）。最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)（MMVC）為擬合要素的尺寸為最大實(shí)體實(shí)效尺寸時(shí)的狀態(tài)。擬合要素的尺寸相當(dāng)于以往的“作用尺寸”。MMVC實(shí)際上是最大實(shí)體狀態(tài)下，形狀誤差達(dá)到允許極限值時(shí)的狀態(tài)。最小實(shí)體實(shí)效尺寸minimum materia

7、l virtual size（LMVS）是尺寸要素的最小實(shí)體尺寸與其導(dǎo)出要素的幾何公差（形狀、方向或位置）共同作用產(chǎn)生的尺寸。對(duì)于外尺寸要素，LMVS=LMS-t （幾何公差）對(duì)于內(nèi)尺寸要素，LMVS=LMS+t （幾何公差）。最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài)（LMVC）為擬合要素的尺寸為最小實(shí)體實(shí)效尺寸時(shí)的狀態(tài)。LMVC實(shí)際上是最小實(shí)體狀態(tài)下，形狀誤差達(dá)到允許極限值時(shí)的狀態(tài)。邊界是由設(shè)計(jì)上給定的具有理想形狀的極限包容面。最大實(shí)體邊界（MMB）即最大實(shí)體狀態(tài)的理想形狀的極限包容面。最大實(shí)體實(shí)效邊界（MMVB）即尺寸為最大實(shí)體實(shí)效尺寸的邊界。同樣的，最小實(shí)體邊界（LMB）即最小實(shí)體狀態(tài)的理想形狀的極限包容面。最

8、小實(shí)體實(shí)效邊界（LMVB）即尺寸為最小實(shí)體實(shí)效尺寸的邊界。3.2 包容要求包容要求表示提取組成要素不得超越其最大實(shí)體邊界（MMB），其局部尺寸不得超出最小實(shí)體尺寸（LMS）。采用包容要求的尺寸要素應(yīng)在其尺寸極限偏差或公差帶代號(hào)之后加注符號(hào)。包容要求常用于：1）需要保證最小間隙時(shí)。如在熱力機(jī)械中的零件或在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中的零件，遇熱易膨脹，為了避免在工作中卡死，需要保證最小間隙。2）需要保證最大過盈時(shí)。如薄壁套筒零件，需采用過盈配合或過渡配合，又不允許過盈量太大，裝配時(shí)容易開裂。包容要求可以用量規(guī)來檢測，通規(guī)體現(xiàn)最大實(shí)體邊界，止規(guī)控制最小實(shí)體尺寸（可由工藝保證，不進(jìn)行專門檢驗(yàn)）。量規(guī)的代號(hào)和使用規(guī)則名

9、稱代號(hào)使用規(guī)則通端工作環(huán)規(guī)T通端工作環(huán)規(guī)應(yīng)通過軸的全長“校通-通”塞規(guī)TT“校通-通”塞規(guī)的整個(gè)長度都應(yīng)進(jìn)入新制的通端工作環(huán)規(guī)孔內(nèi)，而且應(yīng)在孔的全長上進(jìn)行檢驗(yàn)“校通-損”塞規(guī)TS“校通-損”塞規(guī)不應(yīng)進(jìn)入完全磨損的校對(duì)工作環(huán)規(guī)孔內(nèi)，如有可能，應(yīng)在孔的兩端進(jìn)行檢驗(yàn)止端工作環(huán)規(guī)Z沿著和環(huán)繞不少于四個(gè)位置上進(jìn)行檢驗(yàn)“校止-通”塞規(guī)ZT“校止-通”塞規(guī)的整個(gè)長度都應(yīng)進(jìn)入制造的通端工作環(huán)規(guī)孔內(nèi)，而且應(yīng)在孔的全長上進(jìn)行檢驗(yàn)通端工作塞規(guī)T通端工作塞規(guī)的整個(gè)長度都應(yīng)進(jìn)入孔內(nèi)，而且應(yīng)在孔的全長上進(jìn)行檢驗(yàn)止端工作塞規(guī)Z止端工作塞規(guī)不能通過孔內(nèi)，如有可能，應(yīng)在孔的兩端進(jìn)行檢驗(yàn)符號(hào)說明T1工作量規(guī)尺寸公差Z1通端工作量

10、規(guī)尺寸公差帶的中心線至工件最大實(shí)體尺寸之間的距離TP用于工作環(huán)規(guī)的校對(duì)塞規(guī)的尺寸公差量規(guī)尺寸公差帶及其位置3.3 最大實(shí)體要求最大實(shí)體要求（MMR）是一種導(dǎo)出要素的幾何公差與相應(yīng)的尺寸公差相互有關(guān)的設(shè)計(jì)要求。最大實(shí)體要求應(yīng)用于被測要素時(shí)，相應(yīng)的實(shí)際（提取）輪廓應(yīng)遵守最大實(shí)體實(shí)效邊界（MMVB），即其體外擬合尺寸；且其局部尺寸不得超出最大和最小實(shí)體尺寸。此時(shí)，圖樣標(biāo)注的幾何公差值是在其相應(yīng)的尺寸要素處于最大實(shí)體狀態(tài)時(shí)給出的。當(dāng)該尺寸要素的實(shí)際（提?。┹喞蜃钚?shí)體狀態(tài)方向偏離最大實(shí)體狀態(tài)時(shí)，即其局部尺寸向最小實(shí)體尺寸方向偏離最大實(shí)體尺寸時(shí)，其導(dǎo)出要素（中心線或中心面）的幾何誤差可以超出圖樣標(biāo)注的

11、幾何公差值。故此值只是給出值，而非給定值。最大實(shí)體要求（MMR）用表示，標(biāo)注在被測要素公差框格中的幾何公差值之后。標(biāo)注解釋動(dòng)態(tài)公差圖標(biāo)注解釋動(dòng)態(tài)公差圖單個(gè)要素或成組要素的導(dǎo)出要素標(biāo)注為方向或位置公差時(shí)，其最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)（最大實(shí)體實(shí)效邊界）要與其基準(zhǔn)的理論正確方向或位置相一致。動(dòng)態(tài)公差圖標(biāo)注解釋動(dòng)態(tài)公差圖標(biāo)注解釋動(dòng)態(tài)公差圖標(biāo)注解釋動(dòng)態(tài)公差圖標(biāo)注解釋標(biāo)注的幾何公差為0時(shí)，即“零幾何公差”。此時(shí)的邊界為最大實(shí)體邊界，在單一尺寸要素有方向、位置要求時(shí)使用。若只控制形狀常用包容要求，此時(shí)0與意義相同。標(biāo)注解釋最大實(shí)體要求（MMR）也可應(yīng)用于基準(zhǔn)導(dǎo)出要素，在圖樣上將符號(hào)標(biāo)注在公差框格的基準(zhǔn)字母之后。此時(shí)

12、，基準(zhǔn)導(dǎo)出要素的相應(yīng)尺寸要素應(yīng)遵守規(guī)定的邊界。若該相應(yīng)尺寸要素的實(shí)際（提?。┹喞x其規(guī)定的邊界，即其體外擬合尺寸偏離其規(guī)定的邊界尺寸，則允許實(shí)際（提?。┗鶞?zhǔn)導(dǎo)出要素相對(duì)于理想基準(zhǔn)導(dǎo)出要素在一定范圍內(nèi)浮動(dòng)。其浮動(dòng)范圍等于實(shí)際基準(zhǔn)導(dǎo)出要素的相應(yīng)尺寸要素的體外擬合尺寸與其規(guī)定的邊界尺寸之差?；鶞?zhǔn)導(dǎo)出要素本身沒有標(biāo)注幾何公差或不采用最大實(shí)體要求（即不標(biāo)注）時(shí)，其相應(yīng)的尺寸要素應(yīng)遵守最大實(shí)體邊界（MMB）。此時(shí)，基準(zhǔn)代號(hào)應(yīng)標(biāo)注在該尺寸要素的尺寸線處，基準(zhǔn)代號(hào)的連線與該尺寸線對(duì)齊。標(biāo)注解釋基準(zhǔn)導(dǎo)出要素本身的幾何公差采用最大實(shí)體要求時(shí)，其相應(yīng)的尺寸要素應(yīng)遵守最大實(shí)體實(shí)效邊界（MMVB）。此時(shí)，基準(zhǔn)代號(hào)應(yīng)直

13、接標(biāo)注在形成該最大實(shí)體實(shí)效邊界的基準(zhǔn)導(dǎo)出要素的幾何公差框格下方。標(biāo)注解釋功能量規(guī)是當(dāng)最大實(shí)體要求應(yīng)用于被測要素和（或）基準(zhǔn)要素時(shí)，用來確定它們的實(shí)際輪廓是否超出邊界（最大實(shí)體實(shí)效邊界或最大實(shí)體邊界）的全形通規(guī)。當(dāng)被測要素不采用可逆的最大實(shí)體要求時(shí)，應(yīng)先檢驗(yàn)尺寸的合格性，再用功能量規(guī)檢驗(yàn)。用功能量規(guī)檢驗(yàn)工件時(shí)，操作者應(yīng)使用新制的或磨損較少的功能量規(guī)；檢驗(yàn)者應(yīng)使用與操作者使用的相同型式但磨損較多的功能量規(guī)；用戶代表應(yīng)使用與操作者使用的相同型式但接近磨損極限的。從實(shí)際情況看，尺寸誤差靠操作達(dá)到，與操作者的熟練程度有關(guān)。形狀誤差靠機(jī)床本身精度達(dá)到，與操作者的熟練程度無關(guān)。形狀誤差較小，一般占尺寸公差的

14、20%左右。3.4 最小實(shí)體要求最小實(shí)體要求（LMR）是另一種導(dǎo)出要素的幾何公差與相應(yīng)的尺寸公差相互有關(guān)的設(shè)計(jì)要求。最小實(shí)體要求應(yīng)用于被測要素時(shí)，相應(yīng)的實(shí)際（提取）輪廓應(yīng)遵守最小實(shí)體實(shí)效邊界（LMVB），即其體內(nèi)擬合尺寸；且其局部尺寸不得超出最大和最小實(shí)體尺寸。此時(shí)，圖樣標(biāo)注的幾何公差值是在其相應(yīng)的尺寸要素處于最小實(shí)體狀態(tài)時(shí)給出的。當(dāng)該尺寸要素的實(shí)際（提取）輪廓向最大實(shí)體狀態(tài)方向偏離最小實(shí)體狀態(tài)時(shí)，即其局部尺寸向最大實(shí)體尺寸方向偏離最小實(shí)體尺寸時(shí)，其導(dǎo)出要素（中心線或中心面）的幾何誤差可以超出圖樣標(biāo)注的幾何公差值。故此值只是給出值，而非給定值。最小實(shí)體要求（LMR）用表示，標(biāo)注在被測要素公差框格中的幾何公差值之后。最小實(shí)體要求（LMR）也可應(yīng)用于基準(zhǔn)導(dǎo)出要素。最小實(shí)體要求的概念和最大實(shí)體要求相同，只要把各項(xiàng)規(guī)定中的“最大”改成“最小”，“體外”改成“體內(nèi)”就可以了。動(dòng)態(tài)公差圖標(biāo)注解釋3.5 可逆要求（RPR）可逆要求（RPR）是最大實(shí)體要求或最小實(shí)體要求的附加要求，