ASME_GD&T_形位公差基础培训(第一讲)

公差的种类
• 极限公差，上大下小，前小后大。 • 加减公差，先给出理论尺寸。
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公差的种类
• 等量双向公差 • 单向公差（注意12为整数） • 不等边双向公差
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公制尺寸的定义
• • • • 除非特别定义，不然单位都是毫米。 当公制尺寸是整数时，小数点及零要省略； 当公制尺寸比１小时，小数点前面要加零； 当公制尺寸不是整数时，小数点后面加零。
• 我们公司P3, P5。
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什么是尺寸和公差
• 图纸质量的重要标志，尺寸正确，公差合理。 • 尺寸： 数字，测量单位， 表达零件的大小，位置，方向，形式，或其它几何特 征
• 公差： 从标定尺寸，允许变化的总量 最大和最小极值的差 参考尺寸无公差，不要求检测。
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实体状态
• 最大实体状态(MMC)：尺寸特征在规定公差范围内，包含最大 材料实体的状态。 • 对于外部尺寸特征（轴），是最大极限尺寸 • 对于内部尺寸特征（孔），是最小极限尺寸
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实体状态
• 最小实体状态(LMC)：尺寸特征在规定极限允许时，包含 最小材料的状态。 • 对于外部尺寸特征（轴），是最小极限尺寸 • 对于内部尺寸特征（孔），是最大极限尺寸
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第一章 工程图纸和公差
1.什么是工程图纸 2.为什么形位公差比坐标公差好
什么是工程图纸？
• • • • • • • • 工程图纸 准确描述零件的文件，利用图形，文字，数字和符号。 包括： 1.几何特征（形状，大小，形式） 2.关键的功能关系 3.正常运行所允许的公差 4.材料,热处理和表面喷涂 5.零件归档信息( 零件号,修改次数)，身份证。
• 外部尺寸特征的实际配合包络面／线，能够包容特征的相 似的，完美的最小的近似物，只跟特征表面的最高点接触， 来自实际零件。
相似外形可能是： 最小的完美圆柱体； 最短距离的两个完美 的平行面。
问题：不同零件的 AME 相同吗？
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定义：实际局部尺寸和实际配合包络面／线
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坐标公差系统
• 是一种按矩形尺寸给定的公差，用来定义零件要素。 • 150年历史，小工厂,小批量,涉及人员少的,可直接沟通的。
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坐标公差的不足之处
• 公差带是正方形或者长方形； • 公差带固定； • 检测指令不清楚。
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• 制图的程序有变化，但根本目的没变，记录和交流重要信 息。
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重要指标：准确的信息传递
• 法律效应 • 正规，精确 • 全面定义，大小，形状， 精度等； • 可测量，很重要。 • 成本的主要影响因素
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劣质图纸的严重后果
• 不仅要精确 • 还要正确 • • • • 金钱 时间 材料 顾客满意度
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定义：内部和外部尺寸特征
• 外部，外表面，34/36， • 内部，内表面
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定义：尺寸特征的尺寸
• 尺寸特征的尺寸：与尺寸特征有关的尺寸，4个。 • 非尺寸特征的尺寸：与尺寸特征无关的尺寸，3个。 • 重要概念，一些规则会自动应用，如果图纸标有尺寸特征 的尺寸。
• 传统，不论孔大小，跟位置无关。 从功能看，要素材料变小，可以放宽位置要求，降低生产成本。
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坐标公差的不足之处
• • • • 检测指令模糊 不同的人，不同的检测方式 导致合格品被扔掉，不合格的混进来 用坐标法，要加备注说明
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坐标公差的优缺点
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实体状态
• 实体状态的应用: • 每种材料状态的使用是由于不同的功能原因. • 装配中通常要用MMC。最大实体要求应用于被测特征时，被测特征的 形位公差值是在该特征处于最大实体状态时给出的，当被测特征的实 际轮廓偏离其最大实体状态，即其实际尺寸偏离最大实体尺寸时，形 位公差值可超出在最大实体状态下给出的形位公差值，即此时的形位 公差值可以增大。同样可以满足装配要求。 • 为了保证最小距离要用LMC。最小实体要求应用于被测特征时，被测 特征的形位公差值是在该要素处于最小实体状态时给出的，当被测特 征的实际轮廓偏离其最小实体状态，即其实际尺寸偏离最小实体尺寸 时，形位公差值可超出在最小实体状态下给出的形位公差值，即此时 的形位公差值可以增大。同样可以保证最小距离。 • 对称度中要用独立RFS.尺寸公差与形状公差、位置公差相互无关，各 自满足要求 。 • 形位公差中应用MMC和LMC比RFS , 在降低成本上有显著优势。 • 以后会详细介绍。
形位公差和坐标公差的比较
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对形位公差最大的误解
• 形位公差增加成本 对未知的恐惧 设计本身不合理，形位公差遭抱怨 • 事实是： 圆柱公差带增大允用公差 额外的公差 更清楚的信息交流 减少检测中的疑惑
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第二章 形位公差的符号和术语 （基础）
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定义：实际局部尺寸和实际配合包络面／线
• 实际局部尺寸:特征任意横截面的任何单个距离的值。 • 横截面，两点，可用游标卡尺和测微计，不只一个值。
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定义：实际局部尺寸和实际配合包络面／线
• 实际配合包络面／线的值AME：外部和内部
• 内部尺寸特征的实际配合包络面／线，能够插入特征的相 似的，完美的最大的近似物，只跟特征表面的最高点接触， 来自实际零件。
相似外形可能是： 最小的完美圆柱体； 最短距离的两个完美的平 行面。
问题：不同零件的AME 相同吗？
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实际配合包络面／线
• 变量，来源于实际零件，每个零件尺寸不一样，没有两个 绝对相同的零件，只是在误差范围内相同。
• 对于外部尺寸特征，实际配合包络面／线，是能够包容特 征的相似的，完美的最小的近似物。 • 对于内部尺寸特征，实际配合包络面／线，使能够插入特 征的相似的，完美的最大的近似物。
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实体状态
• 关键的概念，在形位公差里，公差大小跟零件材料实 体多少有关。 • 形位公差可能应用到尺寸特征的最大尺寸，最小尺寸 和实际尺寸. • 材料实体状态这个概念只能应用到尺寸特征（有大小 的特征）上。 • 常见的三种材料实体状态：最大，最小，不考虑。
• 坐标法很快消减，但不会消失
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形状和位置公差
• 定义：是在工程图纸上准确描述零件的国际语言。用符号 来描述零件的尺寸，形状，方向和位置。 • 理念：Functional dimensioning 功能化确定尺寸。 郑人买履，试之以足。
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形位公差和坐标公差的比较 （快，慢）
• A,圆柱公差带，变大了； • B,规定最大材料，公差带可变大； • C,D,E，基准系统，检测确定；
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形位公差和坐标公差的比较 Байду номын сангаас快，慢）
• 用坐标法标注同样的内容要进行大量的文字说明
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8 个关键术语和它们如何影响对图纸的解释 符号和修正符号在形位公差中的应用
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定义：特征和尺寸特征（有大小的特征）
• 特征：Feature是指零件的实体部分，比如表面，孔和槽等， 就是零件的外表， 任何表面。 • 7 个特征
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定义：特征和尺寸特征 （有大小的特征）
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修正符号
• • • • • • • • 8 个符号 MMC, LMC P, 投影公差带，改变了公差带位置，在零件的上部。 T,相切面，只有与公差表面相切的平面需要在公差带内。 φ，圆柱公差带 R，半径 CR，受控半径 ( )，参考值
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坐标公差的不足之处
• 方形公差带 • 方形不合理 • 圆柱形更合理
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坐标公差的不足之处
• 方形公差带 • 方形不合理，满足使用要求的零件被丢弃， • 圆柱形更合理，增加57%.
1 1 S=1x1=1
被丢弃的合格品（满足使用要求）
1.4 1.57-1=0.57=57%
• ANSI （American National Standard Institute ) ANSI Y14.5M-1982
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尺寸标注基本规则
• １ 每个尺寸都要求有公差，除非参考尺寸，最大最小尺寸和型材； • ２ 完整的尺寸和公差才能定义一个零件要素； • ３ 尺寸是为了满足功能和装配关系的需要，而且只能有一种解释； • ４ 图纸定义的零件不需要指定加工方法； • ５ 成直角的中心线，如果没有标注，认为是９０度； • ６ 矩阵的中心线或表面被认为是９０度基本尺寸； • ７ 除非特别说明，所有尺寸都适用于温度２０度； • ８ 所有尺寸和公差都在零件自由状态，非刚性零件除外； • ９ 除非特别说明，所有的公差都应用在要素的全长，宽，高； • １０ 所有的尺寸和公差都应用在当前更改版本。
• 尺寸特征 Feature of Size（FOS）：与大小尺寸相关的一个 圆柱或球面，或者一组2个相对元素或相对平行平面 • 关键是，相对的元素或表面，能从尺寸特征里找出中心点， 轴线或者中心面。 找相对不是对称
4 个尺寸特征： 圆柱尺寸特征有一 个特征：圆柱面； 平面尺寸特征有两 个特征：两个平行 平面。
S=3.14 x0.7x0.7=1.57
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坐标公差的不足之处
尺寸公差
公差带固定
形位公差 1.4 M
30+-0.5
15+-0.5
MMC,最大材料，最小孔径，10mm, 公差1.4mm 10.1mm, 公差1.5mm 检具：8.6mm 销 10.2mm, 公差1.6mm
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实体状态
• 独立状态RFS，不考虑特征实体材料大小。 • 形位公差大小不随着特征尺寸大小变化，固定的公差，与 特征尺寸无关。 • 没有符号，默认状态。
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实体状态
• • • • 实体状态与尺寸标注 每一个尺寸特征都有最大和最小实体状态. 极限尺寸直接标出了尺寸特征的最大和最小材料状态. 加减尺寸标注法 , 需要根据尺寸计算出来.
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尺寸极限的解释
• 所有的尺寸极限都是绝对值 • 最后一个有效数字后都是零。
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尺寸标注的标准
• GB 国标 GB1184-1996
• ISO （International Standards Organization) ISO 2768-2:1989 • ASME ( American Society of Mechanical Engineers ） ASME Y14.5M-1994 ASME （美国机械工程师协会） Y14.5 （标准编号） M （公 制） -1994 （标准批准年份）
半径和控制半径
• • • • 半径，R. 公差带由两条弧线组成，最大和最小之间， 零件表面需要落在两条弧线间 允许有平面和打折
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半径和控制半径
• • • • • 受控半径，CR. 不允许有平面和打折 公差带由两条弧线组成，最大和最小之间， 零件表面需要落在两条弧线间 必须是平滑弧线，没有平面和打折 这是更严格的要求，特殊应用，应力集中。
形位公差的益处
• 改进了沟通，图纸提供了一致的要求和解释，减少了争吵 ，猜测和假设。设计生产和检测同一语言。
• 提供更好的产品设计方法，因为利用了功能化确定尺寸的 理念。 • 增加了产品许用公差。 bonus,一些条件下可以获得额外公差。 功能化确定尺寸，而不是沿用现行的严格的公差带，通 常会给制造商带来些益处。