产品几何技术规范(GPS)1-概述

合集下载

1GPS标准宣讲

全国产品尺寸和几何技术规范标准化技术委员会事实标准体系表
尺寸极限与配合
产品尺寸和几何技术规范
55个图标
3个行标(JB/T)
形状和位置公差
表面结构
基础公差带与配合的选择一般公差应用与计算测量与检验
基础
轮廓法评定
测量与检验表面表面
与计算
波纹度缺陷
公
标
差尺圆
准尺
词汇
基本规定
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。
ISO/TC 213 产品尺寸和几何技术规范
1GPS标准宣讲
什么是GPS
Geometrical Product Specifications
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
形状公差
位置
基本
基
检测
公差
规定
准
原则
1
1
2
2
3
1
12
形状公差
5GB 1JB
位置公差
1GB 1JB
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；

12 第十二章 GPS标准与计量体系

第十二章新一代产品几何量技术规范(GPS)体系第一节概述一、GPS的含义与范围产品几何量技术规范(Geometrical Product Specifications 简称GPS)是一套关于产品几何参数的完整技术标准体系，它包括极限与配合、形状与位置公差、表面特征等技术规范以及相关的检验评定原则及测量器具的计量特征和校准规范、几何特征的基本表达和图样标注规范、不确定度的评定与管理规范等。

GPS系列标准贯穿于机械产品的研究、开发、设计、制造、验收、使用以及维修的全过程，其应用涉及国民经济的很多方面。

ISO/TC213的GPS系列标准是国际标准中影响极大的重要基础标准之一，是国际上许多国家制定本国机电产品几何量技术规范的重要依据，它为机电产品在国际市场竞争提供了可靠的交流与评判工具。

GPS的内容范围如图12-1所示。

图12-1 GPS的范围二、GPS标准体系的发展现代GPS是伴随着科技进步和国际贸易的发展而发展起来的。

1926年成立的国际标准化协会(International Federation of the Standardization Associations，简称ISA)，在总结当时先进工业国的公差制的基础上，于1935年公布了国际公差制ISA（草案）。

到二十世纪五十年代，ISA制已成为应用很广的国际公差制。

1947年国际标准化组织重建，改名为国际标准化组织（International Organization for Standardization简称ISO），在继承和发展ISA公差制原则的基础上，从1962年起，陆续颁布了ISO的公差制标准，并成为世界各国修订本国公差制标准的重要依据。

在二十世纪九十年代以前，尺寸公差、形状与位置公差和表面特征等几何量技术规范分别由ISO/TC3（极限与配合、尺寸公差及相关检测）、ISO/TC10/SC5(几何公差与相关检测)、ISO/TC57(表面纹理与相关检测) 三个技术委员会负责。

产品几何量技术规范

产品几何量技术规范篇一：产品几何量技术规范产品几何量技术规范(GPS)形状和位置公差检测规定1、测量形位误差时，表面粗糙度、划痕、擦伤以及塌边等其他外观缺陷，应排除在外.2、测量形位误差时的标准条件:1) 标准温度为200C;2) 标准测量力为零。

必要时应进行偏离标准条件对测量结果影响的测量不确定度评估。

3、测量不确定度允许占给定公差值的10%-33%.4、形状误差值用最小包容区域(简称最小区域)的宽度或直径表示。

5、定位误差被测提取要素对一具有确定位置的拟合要素的变动量，拟合要素的位置由基准和理论正确尺寸确定。

对于同轴度和对称度，理论正确尺寸为零。

6、由提取中心线建立基准体系由提取中心线建立的基准轴线构成两基准平面的交线。

当基准轴线为第一基准时，则该轴线构成；第一和第二基准平面的交线，如图16a)所示。

当基准轴线为第二基准时，则该轴线垂直第一基准平面；构成第二和第三基准平面的交线如图16b)所示。

7、模拟法通常采用具有足够精确形状的表面来体现基准平面、基准轴线、基准点等。

基准要素与模拟基准要素接触时，可能形成“稳定接触”，也可能形成“非稳定接触”8、直接法当基准要素具有足够的形状精度时，可直接作为基准，如图19所示。

9、目标法由基准目标建立基准时，基准“点目标”可用球端支承体现;基准“线目标”可用刃口状支承或由圆棒素线体现;基准“面目标”按图样上规定的形状，用具有相应形状的平面支承来体现。

各支承的位置，应按图样规定进行布置。

10、三基面体系的体现方法体现三基面体系时必须注意基准的顺序。

11、在满足零件功能要求的前提下，当第一、第二基准平面与基准要素间为非稳定接触时，允许其自然接触。

12、篇二：现代产品几何量技术规范GPS国际标准体系现代产品几何量技术规范GPS国际标准体系现代产品几个技术规范GPS的国际标准体系蕴含工业化大生产的基本特征，反映先进制造技术发展的要求，为产品技术评估提供了“通用语言”：有利于产品的设计、制造及检测，通过对规范和认证过程的不确定度处理，实现资源的自动优化分配，隐含着制造业巨大的利润。

三座标测量结果不确定度评定-2014-4-10

三坐标测量测量结果的不确定度评定1、概述测量方法：GB/T 1958-2004 产品几何量技术规范（GPS）形状和位置公差检测规定：按一定布点测出在同一测量面内的各点坐标值,用电子计算机按最小二乘方计算该量块长度。

1-1测量内容：量块长度1-2使用仪器：三坐标测量仪（Global Performance 12.30.10）1-3环境条件：温度（20±2）℃湿度：50±25%1-4测量对象：不锈钢（Lex5）2、数学模型；日期：2014-4-10y= (1)x式中x—被测量块读出值y一被测量块测定值3、测量不确定度来源的分析①测量重复性所引入的标准不确定度分量；②仪器的精度所引入的不确定度4、标准不确定度分量的评定μ单位：mm4.1测量重复性所引入的标准不确定度分量1合并样本标准差为：∑==mj p s s j m 121 ＝0.62μm （其中m=3）标准差j s 的标准差：1)(12)(-=∑-=∧m j s m j s s σ＝0.24μm)1(2-=n S spP 比＝0.15μm （其中n=10）如≤∧)(s σ S p 比,则可采用合并样本标准差Sp 来评定标准不确定度分量，反之，若子 )(s ∧σ>S p 比，则应采用Sj 中的最大值S max 来评定标准不确定度分量。

所以，1u ＝10/73.0=0.23μm自由度：)1(-=n m pν＝)110(*3-＝274.2仪器的精度所引入的不确定度2u仪器的示值误差为±2.8+3L/1000m μ按均匀分布 k=3 a=2.8+3*600/1000m μ(L 取值600mm)2u =66.23/≈a m μ2221μμ+=U =2266.223.0+=2.75m μ5．扩展不确定度取置信概率P=95%，， k 95=2 扩展不确定度U 95为U 95=k 95）（e U c ⨯=2⨯2.75≈5.51m μ 6．测量结果不确定度报告与表示三坐标测量该量块的长度为599.9922±0.00551mm报告审核：报告编制：邓过房。

产品几何技术规范(GPS) 圆度第1部分：词汇和参数-最新国标

产品几何技术规范(GPS) 圆度第1部分:词汇和参数1 范围本文件规定了单一组成要素的圆度的术语和概念。

本文件适用于完整的单一组成要素的圆度轮廓。

2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

ISO 17450-1 产品几何技术规范（GPS）通用概念第1部分：几何规范和检验的模型[Geometrical product specifications(GPS)—General concepts—Part 1: Model for geometrical specification and verification]注：G B/T 24637.1-2020 产品几何技术规范(GPS) 通用概念第1部分：几何规范和检验的模型（ISO 17450-1:2011，MOD）3 术语和定义ISO 17450-1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1 基本术语3.1.1圆度roundness圆的特性。

注：公称组成要素圆度公差的数学定义见附录A。

3.1.2圆度轴线roundness axis与组成要素相关的要素轴线。

注：组成要素可以是圆柱体表面，或是回转体表面。

3.1.3圆度平面roundness plane在整个要素范围内与圆度轴线相垂直的平面。

3.2 与轮廓有关的术语3.2.1提取圆周线extracted circumferential line<圆度>用数字表示的实际表面与圆度平面的交线。

注：圆度的提取规则由ISO12181-2规定, 该提取圆周线是提取组成要素的一种。

3.2.2圆度轮廓roundness profile经滤波的提取圆周线。

注：本文件中的概念和参数适用于圆度轮廓。

3.2.3局部圆度偏差local roundness deviation圆度轮廓上的点相对参考圆在法线方向上的偏差，见图1和图2。

产品几何技术规范(GPS) 国家标准应用

以扩展的不确定度概念将所有规范关联起来。
规范操作和操作集符合性比较
验证操作和操作集
工件要素的操作及符合性比较
功能规范
几何规范
验证规范
GPS标准链
功能要求----几何设计----（制造加工）----检验/验证
GPS规范过程
相关不确定度
符合性不确定度
GPS扩展不确定度
2.3.1 产品（工件）的表面模型
是GPS标准体系中高层次的标准，主要规定各个标准共同遵守和使用的通用原则、基本概念和术语定义等，是制定通用GPS标准和补充GPS标准的基础和协调依据，具有广泛的通用性。目前ISO发布和确定的主要综合 GPS标准有：
• ISO 17450－1、ISO 17450－2 • ISO 14660 几何要素 • ISO 14253 测量不确定度 • VIM 国际通用计量学基本术语 • GUM 测量不确定度表示指南
• 特定规范操作（Special Specification Operation）：用标准规定的修饰符号注明，如用Ⓔ注明包容要求。
• 实际规范操作（Actual Specification Operation ）：技术文件中针对工件几何特征规定的具体规范操作。
验证操作（Verification Operation）
这一系列概念是有效的，但也有需要重新审视的地方。例如，要想符合设计意图和功能要求——
• 设计上给定一个尺寸，是按两点法还是三点法来控制和检测？
• 设计上规定了一个圆的允许变动区域，是按最小外接、最大内切、最小二乘还是最小条件来判断？
从“理想要素”到“实际要素”的转换和控制过程没有严格的定义和规范，在一定程度上，“理论”和“实践”有所脱节。

产品几何技术规范(GPS)技术产品文件中表面结构表示法

将轮廓分成长波和短波成分的仪器称为轮廓滤波器。由两个不同截止波长的滤波器分离获得的轮廓波长范围则称为传输带。
按滤波器的不同截止波长值, 由小到大顺次分为 λs、λc 、和λf 三种。
产品几何技术规范（GPS）技术产品文件中表面结构的表
产品几何技术规范（GPS）技术产品文件中表面结构的表
( 2) 轮廓滤波器和传输带
粗糙度的三类轮廓各有不同的波长范围, 它们又同时叠加在同一表面轮廓上, 因此,在测量评定三类轮廓上的参数时, 必须先将表面轮廓在特定仪器上进行滤波, 以便分离获得所需波长范围的轮廓。
即：F1+F3+…+F2n-1= F2+F4+…+F2n
F1
F2
y=f(x)
Fn
0 G1
G2
产品几何技L术规范（GPS）技术产品文件中表面结构的表
x Gm
轮廓参数
轮廓参数，与GB/T 3505标准相关的参数有：
—R轮廓（粗糙度参数）； —W轮廓（波纹度参数）； —P轮廓（原始轮廓参数）。
产品几何技术规范（GPS）技术产品文件中表面结构的表
产品几何技术规范（GPS）技术产品文件中表面结构的表
（2）轮廓最大高度Ｒz（幅度参数）
在取样长度内，被评定轮廓的最大轮廓峰高Rp与最大轮廓谷深Rv之和的高度。
峰顶线和谷底线平行于中线且分别通过轮廓最高点和最低点。
Rz = Rp + Rv
对于同一表面，只标注Ｒa和Ｒz中的一个，切勿同时把两者都标注
面所形成的间距比粗糙度大得多的表面不平
度、即波纹度的影响。所以, 表面粗糙度、
表面波纹度以及表面几何形状误差总是同时
生成并存在同一表面上综合影响零件的表面

GB／T1031-2009《产品几何技术规范(GPS)表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值》介绍

ＳａｄｒｓＥｐｎｔｎＩｔｎａｄｘｌａｉ标准解读ａｏ
踩寸寸躲距 ∞００．ｌ
机械
工
业
标
准
化与质
量
ＧＢＴ１３－２０产品几何技术规００９《／１－范（ＧＰＳ）表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值》介绍
０１ｍ～５ｍ）推荐优先选用。根据表面功．ｕ２ｐ能的需要，除表面粗糙度高度参数（ａＲ）Ｒ、ｚ外可选用轮廓单元的平均宽度—— ，和轮廓７７
的支承长度率—— ｒ（）附加参数。Ｃ
Ｒｚ相当于旧标准中高度参数尺，数值保持不变。
表３轮廓单元的平均宽度Ｒｍ的数值ｓ
００６．ｏＯ０ｌ５．２
Ｒｓｍ
ｍｍ
１６．３２．６３．
ｌ．２５
０１．０２．０４．
０８．
００５．２
０．０５
表４轮廓的支承长度率Ｒｍｒ（）的数值ｃ
中附加评定参数。即轮廓微观不平度的平均间
１３—１９《面粗糙度０１９５表
参数及其数值》
（简称Ｉ标准）ｔ３。新标准依据ＧＢＴ３０－２０／５５０９
《品几何技术规范（Ｓ表面结构轮廓产ＧＰ）
表５Ｒａ的补充系列值
００８．０
Ｒ０００１．０
ｘＩｍ
２Ｏ．

产品几何技术规范(GPS)讲义

产品几何技术规范(GPS)讲义产品几何技术规范(GPS)国家标准应用第一章GPS标准的发展和体系介绍第二章GB/T1182-2022《几何公差形状、方向、位置和跳动公差标注》介绍第三章GB/T131-2006《产品几何技术规范(GPS)技术产品文件中表面结构的表示法》介绍第四章GB/T1804–2000《未注公差的线性和角度尺寸的公差》介绍第五章GB/T4249-2022《公差原则》介绍第一章GPS标准的发展和体系介绍一、什么是GPS二、新的GPS标准构建的基本思想三、GPS标准的意义和作用一、什么是GPS1.1GPS的含义GPS是产品几何技术规范(GeometricalProductSpecificationandVerification)的英文缩写和简称。

新GPS标准是以新的理念和概念，面向产品开发全过程而构建的控制产品几何特性的一套完整标准，全面覆盖了从宏观到微观的产品几何特征的描述，全面规范了产品(工件)的尺寸、形状和位置及表面特征的控制要求和检测方法，成为工程领域产品设计、制造和评定的最重要的基础标准之一。

尺寸公差几何公差表面结构公差尺寸形状粗糙度距离方向波纹度半径位置原始轮廓角度跳动表面缺陷GPS标准体系构成注意：在新的GPS体系中，“几何”的概念有广义和狭义之分。

广义几何包含了工件的尺寸、形状与位置以及表面结构等特征，因此标准的主标题通常为“产品几何技术规范(GPS)”;在副标题中出现的“几何公差”一般特指形状、方向、位置和跳动公差，并不包含尺寸公差和表面粗糙度。

1.2新的GPS产生的背景传统的GPS标准存在体系结构缺陷：1)尺寸公差、形位公差和表面特征分别由原ISO的三个技术委员会负责，由于各自工作的独立性，使得工作项目有重复和交叉、术语定义不够协调统一、规定和要求不完全一致，影响和制约标准的使用和实施。

2)设计对功能要求的表达和优化、制造和检测对几何精度的控制和评定缺乏统一的规范，缺乏相互沟通的共同的技术语言。

产品几何技术规范

产品几何技术规范
Geometrical Product Specifications (GPS) 2009.03
国际标准化组织(ISO)
• ISO/TC 3 《极限与配合》《全国公差与配合标准化技术委员会》
ISO/TC 10 《技术制图》 ISO/TC10/SC5 《尺寸与公差注法》
《全国形状和位置公差标准化技术委员会》 ISO/TC 57 《表面特征及其计量学》
• GPS的补充标准（Complementary GPS Standands）— —基于制造工艺（如，切削加工、铸造、焊接等）和要素类型（如，螺纹、键、齿轮等）提出的标准
GPS 标准体系的基本理论
GB/Z ×××××—200×/ISO/TS
17450.1、2—2005《产品几何技术规范通用概念》
跳动公差标注 GB/T 1184—1996 形状和位置公差未注公差值 GB/T 4249—2009 公差原则 GB/T 16671—2009 最大实体要求、最小实体要求
和可逆要求 GB/T 1958—2004 几何公差检测规定
GPS通用标准矩阵模型
链环
要素特征尺寸
1
2
3
产品文件公差定义实际要素
表示
及其数值的特征或
参数定义
4
5
6
误差/偏差测量器具测量器具
评定
校准
距离
半径
角度
（度）
与基准无关的线的形状
与基准有关的线的形状
GPS通用标准矩阵模型
链环
1
2
3
要素特征
与基准无关的面的形状
与基准有关的面的形状
确定各种几何特征工件的图样表示规则定义和检验原则gps的补充标准complementarygpsstandands基于制造工艺如切削加工铸造焊接等和要素类型如螺纹键齿轮等提出的标准gps标准体系的基本理论gbz200isots17450122005产品几何技术规范通用概念gps通用标准矩阵模型链环要素特征产品文件表示公差定义及其数值实际要素的特征或参数定义误差偏差评定测量器具测量器具校准尺寸距离半径角度与基准无关的线的形状与基准有关的线的形状gps通用标准矩阵模型链环要素特征产品文件表示公差定义及其数值实际要素的特征或参数定义误差偏差评定测量器具测量器具校准与基准无关的面的形状与基准有关的面的形状方向位置圆跳动全跳动gps通用标准矩阵模型链环要素特征产品文件表示公差定义及其数值实际要素的特征或参数定义误差偏差评定测量器具测量器具校准基准轮廓粗糙度轮廓波纹度轮廓原始轮廓表面缺陷1

GB／T3505-2009《产品几何技术规范(GPS)表面结构轮廓法术语、定义及表面结构参数》标准介绍

鸽
ＧＢ１５５０９《品几何技术规范／＿３０ —２０产
参数给出的定义，规定了用轮廓法确定表面结
构（糙度、波纹度和原始轮廓）的术语、定粗
（Ｓ表面结构轮廓法术语、定义及表ＧＰ）面结构参数》（称新标准）等同采用ＩＯ简Ｓ
Ａ之后的总轮廓。新标准更加 ”
简洁明确
１７
ＳｎｒＤｎｉ标解ｌｔｄｄＥＩａｎ准读ａａｓｘａｔｌｏ
机械
工序号术语
表１《续）
新标准定义与旧标准的区别
业
准
标
化与质
－
粗糙度轮廓（Ｐ）表面结构轮廓法相位修正滤波器的计量特性》学。同时新标准明确 “ 糙度ＧＳ科粗
中的２
．
６和３．）２条：粗糙度轮廓是评定粗糙度轮廓参数轮廓的传输频带 ” 参见Ｇ／ＢＴ
量
５
粗糙度轮廓是对原始轮廓采用Ａ轮廓滤波器抑制长波ｃ
成分以后形成的轮廓，是经过人为修正的轮廓，见图１。
粗糙度轮廓的传输频带是由Ａｓ和＾ｃ轮廓滤波器来限旧标准为 “ ．是经过故意修正～定的（见Ｇ／８７参ＢＴ１７７２０产品几何量技术规范的轮廓。０２《 ”新标准使用 “ 人为 ”更

产品几何技术规范(GPS).

产品几何技术规范（GPS ）技术产品文件中表面结构的表示法一、概述实体表面是实体与周围介质的分界面。

作为客观实体一部分的表面，有许多特征，其微观几何特征称为表面形貌，（表面粗糙度的三维状态）。

1、机械加工表面质量对机器使用性能的影响2、表面粗糙度参数的发展表面粗糙度参数最初只有Ra 一个，随着工业生产的发展，机械加工精度的提高，对表面的特定功能要求越来越多，对表面粗糙度的要求也越来越高。

与长度、角度、形状和位置等不同，不同的表面功能需要不同的测量参数。

因此，目前表面粗糙度的参数有20多个，ISO的表面粗糙度标准有23个。

用于各种不同表面性能的控制。

例如：最大峰谷类参数对零件的过盈装配影响很大，最大峰谷类参数和截距参数对表面外观光泽影响很大，而Tp 等综合参数对运动部件的摩擦磨损影响很大。

同时为了确定有效的评定表面轮廓，滤波技术也在不断的改进，从2-RC （模拟）发展到相位校准滤波器，再到高斯滤波器，目前正在研究 B 样条函数滤波器。

表面粗糙度的评定也在从二维轮廓向三维表面发展。

为此表面粗糙度的符号标注与数值表示发生了巨大的变化。

GB/T131 正是为了适应这个变化而制定的，可以说这是一整套全新的标注方式。

这个标注依据了ISO1302-2002 标准，并考虑到我国表面粗糙度测量技术的现实，加入了我国特有的一些条款，体现了中国特色。

GB/T131 是所有表面粗糙度标准的起点，不了解这个标准，其他表面粗糙度标准就无从谈起，也难以读懂。

二、标准修订的主要内容（标准的附录H）GB/T131 —2006《产品几何技术规范（GPS技术产品文件中表面结构的表示法》（简称新标准）是遵循1996和1997年以来发布的（GPS表面结构系列标准，等同采用ISO1302 :2002《产品几何技术规范（GPS技术产品文件中表面结构的表示法》而制定的。

新标准与旧标准相比，技术内容上有很大变化。

如标准中的某些标注示例已全部重新解释。