Chinese_GDT-几何尺寸和公差说明手册

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O GP(Shanghai) Co., Ltd Complementary copy 补充读物奥智品光学仪器上海有限公司　
第一章介绍 1
第二章基准 2 2.1基准的含义 2 2.2基准要素， 基准与模拟基准 3 2.3 在图纸上怎样表示基准 4 2.4 基准的3-2-1法则 5 2.5 目标基准及其应用 6 2.6 坐标轴或中心平面基准 9 2.7相对坐标轴或中心平面基准 12 2.8基准优先法则例子 15 2.9一些基准应用的特例 16
第三章术语18
第四章ANSI Y14.5M-1982 尺寸公差的一般法则20
第五章几何特性21 5.1几何公差特征图标 21 5.2几何特征类别 22第六章直线度 23 6.1直线度用于圆柱 24 6.2直线度用于平面 25 6.3直线度用于轴，RFS & MMC 26 6.4直线度用于有基本长度尺寸的物体 27
第七章平面度 28 7.1平面度用于表面 29第八章圆度 30 8.1圆度的公差带 31
第九章圆柱度 32 9.1圆柱度的公差带 33第十章直线的轮廓度 34 10.1直线轮廓度应用的示例 35
第十一章表面的轮廓度36 11.1表面轮廓度应用的示例 37 11.2共面轮廓度应用的示例 38第十二章位置度39 12.1位置度应用的示例 41 12.2同轴孔的位置公差示例 43
第十三章同心度 44 13.1同心度应用的示例 45第十四章对称度 46 14.1对称度应用的示例 47
第十五章倾斜度 48 15.1倾斜度应用的示例 49 15.2倾斜度的公差带 50第十六章垂直度 51 16.1垂直度在表面应用的示例 52 16.2垂直度在圆柱应用的示例 53
第十七章平行度 54 17.1平行度在表面应用的示例 55 17.2平行度在圆柱应用的示例 56第十八章轴向跳动 57 18.1轴向跳动应用的示例 58
第十九章全跳动 59 19.1全跳动应用的示例 60
第一章介绍
存在的问题？
一张技术不好的图纸会引起一个产品的生产双倍成本，因为它会造成许多生产工程不必要的修改和检测，才被确认为一个可使用的产品。

作为结果？
在当今竞争、严谨的市场，技术图纸不仅仅是“可以看懂的”。

设计师必须使图纸“不可能看错和误解”。

如何才能达到以上的要求？
关键是运用几何尺寸和公差
什么是几何尺寸和公差？
•包括所有必要的标识、定义、数学公式和应用法则来组成的标准工程语言。

•用于表达工件的标准尺寸和公差范围。

•不管使用那一国的母语，全世界的工程师均能看懂。

•标准工程语言是由ASME , ANSI 和DoD机构批准。

几何尺寸和公差不能做到的是？
•不是一个可创造的设计工具。

•不提示如何控制生产制造的过程。

为何使用几何尺寸和公差？
•减少争议。

通过图标语言和几何公差表明的图纸，所有的雇员可清晰的理解图纸的意向，进而操作。

•浪费少。

清晰的沟通确保有效的生产制造，并且不会因为一些不明了的因素而不被接受。

•成本减低：
减少处理不合格产品的返工，文件存档等。

减少总结操作的失效，品质问题，客户投诉。

总结：
几何尺寸和公差是设计者把设计需求转换成测量规范的一种标准工程语言。

-1-
2.1 基准的含义
相对于公差，基准是指根据检查员的理解而定的。

工件会依据不同的放置而导
致检测员得到不同的检测结果。

这因此会导致一个好的工件可能检测不合格，而坏的工件检测合格。

例如图表(1)所示：
设置A 设置B
孔的定位尺寸该用设置A还是设置B来测量？
为澄清以上的混淆，几何尺寸和公差会在工件图纸上明确的指出其基准。

在几何尺寸和公差的标准语言中，基准是一些表面（有时是坐标轴和中心线)，从这些基准可以决定零件的几何公差带。

基准主要用于工件的定位，可以用此定位来检查有关的几何公差。

-2-
平板
平板
设置A 设置B
2.2 基准要素， 基准与模拟基准
•基准要素是工件的其中部分，该部分将接触用来测量的基准。

•基准是一个平面（或坐标轴，或中心平面)，根据这个基准，可以进行尺寸测量。

•模拟基准是在实际操作中最常采用的设置，它是基准要素所接触的标准平面， 例如规块的平面。

模拟基成为测量的基准。

图表(2)解释以上内容：
注意到，基准要素和模拟基准的表面均不是很完美。

在测量过程中，基准要素(
工件的表面)会和模拟基准接触(例如平板),在测量时将采用平板为基准表面。

-3-
2.3 在图纸上怎样表示基准
在图纸上，基准是用一个里面有大写字母的方格表示，基准面上粘贴一个三角形，有一条引导线连接。

这些基准要素可以参考基准控制框架来确定一个或更多的基准。

图表(3)表示选择基准要素的不同方法。

图表(3)
图表(4)表明坐标轴或中心平面为基准的不同表示方法。

图表(4)
(1)圆柱中心线为坐标轴 (2)圆柱中心线为坐标轴 (3)圆柱中心线为坐标轴(4)中心平面为基准 (5)中心平面为基准
-4-
2.4 基准的3-2-1法则
这个法则明确的将工件定位，以确保在重复测量时，用回相同的设置。

根据这项法则，与第一基准的接触点数最少为3，第二基准为2，第三基准为1。

第一，第二和第三基准在特征控制框中按顺序一次表示为第一，第二和第三基准。

图表(5)用于解释以上法则。

本例是描述利用基准D,基准E和基准F来测量两个孔的定位公差。

依据图纸，这三个基准应该是相互垂直，但实际上是不可能达到的。

为精确的测量工件，可以模拟三个基准，它们是相互垂直的。

因而这3-2-1法则表明第一基准面D和模拟基准面至少有三个接触点，基准面E至少有两个接触点，而基准面F则至少有一个接触点。

这些意味着，如果基准表面相互之间不是很平、很方的平面，第一基准面由该表面的三个最高点来确定。

一旦工件放置在第一基准面上，要与第二基准面接触最少要有两个点。

最后，和第三基准面至少接触一点。

因此3-2-1规则可根据相关的基准框，确保重复测量时工件定位的准确。

-5-
2.5目标基准及其应用
图表(6)示意目标基准的不同表示方法。

一个点的目标基准表示为“X”,一条线的基准目标表示为虚拟的线，一个区域的目标基准则表示为工件图纸的一部分区域或一个直径线的目标基准在视图的边缘也可以表示为“X”。

目标基准的定位可以以基本尺寸的形式给出。

尺寸由一个长方形的格子围住,表示其基本尺寸并且没有与其相关的公差。

在一定的精度等级上这些尺寸必须是正确的。

每个基准目标，都有一条引导线粘贴一个圆来表示，这是基准目标的符号{看图表(6)}。

它表明基准，目标数和在应用时接触区域信息。

连接基准目标和基准目标标记的直线可以是实线或虚线，这样意味着基准目标可以是显示表面或隐藏表面。

图表(6)
-6–
2.5基准目标及其应用
图表(7)，(8)和(9)举例说明了点，线和面基准目标的应用及其用于建立基准的相应精确计量面。

图表(7) 点基准目标的应用。

图表(8) 线基准目标的应用。

-7-
2.5基准目标及其应用
图表(9) 面基准目标的应用。

牢记在工件图纸上基准目标的符号与工件的几何图形无关。

它仅仅在检测时指示怎样作工件的定位。

2.6 坐标轴或中心平面基准
前面我们讨论了平面基准，在此用一个平的表面来设置一个基准平面。

相比较而言，如果当一个基准的符号连接在一个平面或一个圆柱表面，则其中心面或中心线为基准。

另外，一个MMC修订符号会用在相关的基准框中，用于表明设置为基准的FOS状况。

如无此类的基准修订符号，缺省状态用RFS修订符号。

在一些旧的图纸中，圆圈中加一个S的符号用来表示RFS修订符号。

用缺省值或S符号的RFS修订符号时，基准轴或基准中心面是设置在基准影射表面和检测物体之间。

尺寸变化的被测物体，例如卡盘等圆形物体，把模拟的，几何的基准来设置基准轴或中心面。

2.6.1 内部和外部的中心面基准
例如， 对于一个内部平面(参考图表10A），或一个外部FOS（参看图表10B），基准面设置为两个平行平面的中心平面，这两个平行平面要和测量面的最高点接触。

图表(10A与10B)
几何尺寸和公差第二章基准
2.6.2内外部圆柱表面基准
相同的， 对于一个外部FOD（参考图表11A）， 或一个内部FOS(参考图表11B),基准轴设置在最小或最大的圆柱轴上，最小或最大的圆柱面为相应接触外表面或内表面最高点的面。

.
图表11A与图表11B
2.6.3三个基准的应用
图表(12)举例说明其应用，第一基准是影像，第二和第三基准就是相应的坐标轴和中心平面。

基准B设置为和内孔最高点接触的最大圆柱面，同时基准B和基准A相垂直。

同样的，基准中心平面C设置为两个隔离平行平面的中心平面，这个基准同时和基准B坐标轴垂直。

图表(12)
2.7轴基准或中心平面基准调节
2.7.1轴MMC基准调节
若调节的(M)符号用于几何控制框中基准字母后面，基准轴或基准中心平面设置为尺寸范围内真实测量表面的轴或中心平面。

在图表(13)中,（示例1）基准A的尺寸范围可有效的扩大为(12.6+0.2＝12.8)注意到额外的0.2是由尺寸范围内直线度的公差得来的。

带有MMC调节的这类基准可以利用一个固定的量规来设置基准轴或基准中心面。

因为FOS的真实尺寸是变化的，而在工件和量规之间就会存在误差.这被称为基准移位。

故在FOS的实际测量时，并不存在误差.但是当尺寸范围不在实际测量情况下，有助于LMC控制，这样基准会有很大的偏移，基准可偏移的最大量等于实际测量尺寸减去LMC。

图表(13)
2.7轴基准或中心平面基准调节2.7.2基准转换示例
图表(14)
2.7轴基准或中心平面基准调节
2.7.3MMC调节用途
图表(15)举例说明了当利用MMC调节基准时，相对于图表(12)中相同的工件测量结构的变化。

这儿，有一个固定直径尺寸17.8（虚拟尺寸），当垂直于基准面A 时，用于设置基准轴B。

同样的，基准中心面C模拟为厚度为12.0的真实平行面的中心面，并垂直于基准面A和记者轴B。

这两个测量元素的位置由基本尺寸给出。

图表(15)
2.8基准优先示例
用于解释基准参考框包含轴（或中心面）基准和计划基准，在工件最后的公差测量，基准优先法则起重要的作用。

在图表(16)的上半部分，要素控制框的基准部分是左边空白的。

在图表(16)的下半部分，用三种不同基准优先模式把基准控制框填完整。

(A)例项:‘A'是主要的基准轴线，B是第二基准面。

需要活动的量规来设置工件的状态，基准面B和量规轴线必须是垂直的。

(B)例项：第一基准面B的设置是接触表面的三个点，接着用活动的量规接近要素B，量规轴必须垂直于A。

当量规轴接触工件时就设置了基准轴B。

用类似逻辑， 就可以明白(C)例项的应用。

(A)例项 (B)例项 (C)例项
2.9一些特殊类型基准应用
2.9.1联合基准
当两个基准要素在设置为基准面或轴时同等重要，他们被称为联合基准。

用破折号连接适当基准的相应字母，填写在相应参考基准空格里，这样就设置联合基准，参看图表(17)。

图表(17)
2.9一些特殊类型基准应用
2.9.2倾斜基准要素
基准要素相对于别的基准要素的角度不是90度。

例如，图表(18)中，基准要素C 和基准要素A之间的角度为60度。

为了检测工件，模拟基准C和模拟基准A之间的角度必须为60度（基本尺寸)。

工件将根据3-2-1 规则定位模拟基准，进而检测孔的位置。

几何尺寸和公差第三章术语
•Actual Size 实际尺寸:
指实际测量出的尺寸
•Basic Dimension 基本尺寸:
一个数值。

用于表示被测物体或基准的理论上的实际尺寸，轮廓，方位或位置。

•Datum 基准:
一个理论上真实存在的点，轴或平面，是实际上几何图形中相应的一个特殊基准要素。

基准是源于设置工件的位置或几何特征要素。

•Datum Feature 要素基准:
工件特殊要素，用于设置基准。

•Datum Target 目标基准:
工件的特殊点，线或区域，用于设置基准。

•Feature 要素形体:
一般术语，用于表示工件的实际部位，如表面，孔，销或槽。

•Feature of Size 尺寸要素:
一个圆柱或球的表面或两个相对平行表面相关联的尺寸。

•Geometric Tolerance 几何公差:
术语，用于描述控制形状，轮廓，方向，位置和跳动公差类别。

•Least Material Condition (LMC) 最小材料条件 ：
尺寸要素表明该工件使用最少材料以配合物件的最小尺寸。

例如，
孔的最大直径或轴的最小直径。

•Maximum Material Condition (MMC) 最大材料条件:
尺寸要素表明该工件使用最多材料以配合物合物件的最大尺寸。

例如，
孔的最小直径或轴的最大尺直径。

•Regardless of Feature Size (RFS) 与特征尺寸无关:
用于描述几何公差基准在其尺寸公差范围内要素尺寸的变化量。

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第三章术语
•Reference Dimension 参考尺寸:
指尺寸，一般无公差。

仅仅是数据，并不影响生产和检测的辅助数值。

参考尺寸是图纸或相关图纸上重复出现或由其他数值计算得到的。

•True Position 实际位置:
由基本尺寸设置， 理论上精确的要素定位。

第四章ANSI Y14.5M-1982几何公差的一般法则
美国国家标准机构指定Y14.5M-1982 为几何公差标准。

当使用ANSI标准时，必须明确一下五个法则，这些法则用于解释图纸符号，基准和公差。

法则(一)Regarding size tolerances 关于尺寸公差。

除非特殊声明，要素的尺寸公差既控制形位又控制尺寸，工件不应超
差，尺寸公差可应用于所有的要素。

根据这条法则，在最大配合公差
的尺寸范围内，合格的工件外形会有一个最大的边界线，是不可超差
的，此法则在尺寸边界内控制几何误差。

法则(二)Regarding position tolerance modifiers 关于位置公差调节。

使用位置公差时，必须用(M),(L)或(S)来标识。

法则(三)Regarding modifiers for tolerances other than position 其他公差调节（除了位置公差外）。

对于所有的公差(除位置公差外)，缺省状态为(S），(不需要填入要
素控制框中）。

但如果用（M)，必须要填入要素控制框内。

法则(四)Pitch diameter rule 间距尺寸法则。

是指用于螺杆螺纹的几何尺寸公差。

除非另外指明，所有用于螺杆螺
纹几何公差可直接适用于螺纹间距尺寸。

法则(五) Datum/Virtual size rule 基准/虚拟尺寸法则。

基准尺寸要素是相对于另一个基准，通过几何公差来控制的。

被控制
的基准尺寸要素相对于另一个基准有一个虚拟尺寸。

应用被控基准为
参考， 必须在其虚拟尺寸下测量。

共有14个几何特征符号，这些符号放置在要素控制框的第一栏中。

表明所需测量项目。

5.1 几何公差特征图标
5.2 几何特征类别
这些特征是根据类别来分的。

主要是形状，方位，位置，跳动和轮廓公差。

形状公差是最基本类别，用于控制形状的尺寸。

方位公差一般用于角度。

如用
于表面它也控制外形。

定位公差是最高类别的，经常和常规线性尺寸连用。

位置公差用于要素的表面和中心面的定位，同时也控制方位。

轮廓度更有效的表明定位表面的特性，它同样可以控制方位和外形。

方位公差
位置公差
600
900
10.0
10.0
定义直线度的条件是在表面的要素轴线是直线。

公差带直线度公差表明一个被确认元素或中心线在公差带
内。

直线度公差适用于控制元素是用直线表示的。

参考基准独立，无参考基准。

MMC,LMC,RFS要素用法如果是尺寸要素的轴或中心面，可以用。

如果是表
面，无需用。

MMC,LMC,RFS基准用法无参考基准。

典型用途用于控制圆柱或圆锥表面外形。

直线度用于控制整
体表面。

请参考
• 6.1 直线度应用于圆柱表面
• 6.2 直线度应用于平面表面
• 6.3 直线度应用于轴，RFS和MMC
• 6.4 直线度应用于有基本长度尺寸的物体
6.1 直线度应用于圆柱表面
Ø1.500 + 0.10
6.2 直线度用于平面表面
直线度0.010公差带
6.3 直线度用于轴， RFS 和MMC
6.4 直线度用于有基本长度尺寸的物体
定义指所有元素点都在同一个平面上的表面条件。

公差带指被测面居中的两个平行平面的公差区域。

参考基准无参考基准， 独立的。

典型用途用于控制平面的表面外形，经常用于确认该平面是否可为
第一基准。

注意：
1.在无平面度公差时，尺寸公差来控制表面平面度，这称为“隐含平面度”。

2.平面度在视图上应用公差元素描述直线。

3.如果表面被平面度和方向度控制（垂直度，平行度，倾斜度），平面度公差
数值上必须小于方向度。

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7.1 平面度用于表面
定义一个表面的圆度表示为以下情况：
a)除球体外的所有物体，与垂直于轴的平面相交的表面
上所有的点，且这些点到轴的距离相等。

b)球体，表面上所有点相交于通过中心点的平面，
且这些点到中心点的距离相等。

公差带圆度公差表明包含被测圆的两个同心圆之间的公差带货边
缘。

在任何平面独立应用。

参考基准无参考基准，独立。

典型用途圆度公差一般用于工件的功能需其每个圆度要素在尺寸范
围内或当尺寸公差（法则一)不能有效控制工件的粗糙度时
使用，也用于确认基准圆。

注意：
1.圆度公差是半径公差带， 而非直径。

2.圆度公差应用于每个圆的直径部分。

3.如果每个圆部分在公差范围内， 圆度也可适用于圆锥体。

8.1 圆度的公差带
定义圆柱度表示旋转一周的表面，表面上的所有点到旋转轴的
距离相同。

公差带包含被测表面在内的两个同心圆柱表面所表示的公差带。

参考基准无参考基准，独立。

典型用途有效应用于控制真实圆柱，如旋转轴和轴承，活塞和活塞
轴尺寸。

仅用于当尺寸公差不用外形控制时。

注意：
1.圆柱度公差是外形控制的合成，它包括：圆度，直线度和带状圆度特征。

2.圆柱度是半径公差，而非直径。

3.仅适用于圆柱体。

4.在每个视图上。

控制框的指引线均需明确指出。

5.圆柱度是最复杂的外形公差，也是最难测量的。

9.1 圆柱度的公差带
定义轮廓度是指给定的平面由一个外轮廓。

轮廓度公差表明真
实轮廓有一个均匀边缘，直线上的元素均在这边缘内，用
于控制外形的尺寸，外形，方位和定位的总和。

公差带公差带设置为直线轮廓公差，公差尺寸是两维尺寸。

延长
被测要素的长度，用于有不同截面的工件轮廓，像飞机的
带状机翼或用于工件任意截面要求控制的整个表面要素。

参考基准多数情况下，直线的轮廓公差需要参考基准，主要是为了
提供正确的方位和定位，或两者均有。

对于直线的轮廓度
公差必须是在特定条件下使用。

但是不可以用在仅是截面
和截面之间的轮廓。

例如在一个连续的突出形的物体上。

典型用途经常用于控制有粗糙截面的工件。

注意：
1.在适当的视图或截面上画出所需的基本轮廓度。

2.根据设计需要，公差可以平分在真实轮廓的两边或放在真实轮廓单独一边。

3.当轮廓公差用在工件所有的边缘轮廓，符号ALLROUND必须放置在元素控制框
中。

10.1 边界轮廓度的示例
定义轮廓度是指给定的平面由一个外轮廓。

轮廓度公差表明真
实轮廓有一个均匀边缘，直线上的元素均在这边缘内，用
于控制外形的尺寸，外形，方位和定位的总和。

公差带公差带设置为直线轮廓公差，公差尺寸是三维尺寸。

延长
被测要素的长度，用于有不同截面的工件轮廓，像飞机的
带状机翼或用于工件任意截面要求控制的整个表面要素。

参考基准多数情况下，表面的轮廓公差需要参考基准，主要是为了
提供正确的方位和定位，或两者均有。

对于表面的轮廓度
公差必须是在特定条件下使用。

但是不可以用在仅是截面
和截面之间的轮廓。

例如共面公差。

典型用途经常用于控制旋转工件或表面定义维ALL OVER 的轮廓公差
的情况。

注意：
1.根据设计需要，公差可以平分在真实轮廓的两边或放在真实轮廓单独一边。

2.当轮廓公差用在工件所有的边缘轮廓，符号ALL ROUND必须放置在元素控制
框中。

3.表面轮廓度公差用于需要把两个或更多表面当作单独，不间断或运算表面。

11.1 表面轮廓度示例
第十一章表面轮廓度11.2 共面轮廓度的示例
定义位置度公差定义为一个区域，区域内，尺寸要素，中心点
，轴或中心面允许不同于真实的定位点（理论上的），或
一个边缘界面。

定义为虚拟的情况，定位于真正的位置，
不可以超出表面或表面定义的要素。

公差带表明为以下几点：
1.相对于指定基准定义为两个平行平面。

2.圆柱公差带相对于指定公差，轴上确认的元素必须位于
其中。

3.球公差带相对于指定公差，中心点上确认的元素必须位
于其中。

4.当设计允许，不同的位置公差指示于长孔的末端，
这设置了圆锥的公差带而非圆柱的公差带。

参考基准参考基准：固定为PLTZF. 选项为FRTZF。

典型用途经常用于控制要素配合的定位。

注意：
1.根据指定的基准要素，用基本尺寸定位。

2.位置差表示为一个位置符号，一个公差值，应用调节和参考基准填写在要素
控制框中。

3.同轴性是指两个或多个旋转表面的轴一致。

同轴性允许变化的数量可表示为
一个位置或跳动公差。

12.1 位置度的应用示例
12.1 位置度的应用示例
几何尺寸和公差第十二章位置度
12.2 同轴孔的位置公差示例
定义同心度是指旋转表面直径上相反的元素（或两个或多个表面半径上相对的元素）的中点与基准要素轴（或中心点）
一致性。

公差带同心度公差是一个圆柱（或球）公差带的轴（或中心点）与基准要素的轴（或中心点）一致。

参考基准一个基准要素（轴或中心点）。

典型用途用于控制要素的定位。

注意：
1.测量实际要素具有不规则外形时， 设置要素的中心点很困难。

13.1 同心度示例
定义对称度是指两个或多个要素表面上所有相对或相反的定位要素点的中点与基准要素的轴或中心面的一致性。

公差带指两个平行平面，它们的轴（或中心面）与基准要素轴的同轴度。

参考基准一个参考基准（中心面）。

典型用途用于控制要素的定位。

注意：
1. 测量实际要素具有不规则外形时， 设置要素的中心点很困难。

14.1 对称度应用示例
定义倾斜度指相对于基准面或基准轴，被测表面、中心面或中
心轴与基准之间存在一个指定的角度。

公差带倾斜度公差表示为以下几点：
1.公差带表示为两个平行平面，相对于一个或多个基准面
或轴，存在一个指定的角度，被测的要素的表面或中心
面必须位于这两个平行平面之间。

2.公差带表示为两个平行平面，相对于一个或多个基准面
或基准轴，存在一个指定的角度，被测的要素的轴必须
位于这两个平行平面之间。

3.圆柱公差带相对于一个或多个基准面或基准轴，存在一
个指定的角度，被测的要素的轴必须位于这个圆柱公差
带内。

4.公差带表示为两个平行线，相对于一个或多个基准面或
基准轴，存在一个指定的角度，被测的要素的直线要素
必须位于这两个平行线之间。

参考基准一个或多个参考基准。

用相对多的基准，在多方向上稳定
公差带。

典型用途经常用于控制平面表面之间的方向。

注意：
1.用于描述与表面接触点来设置的要素表面，接触面符号加在要素控制框中。

2.公差带表示被测表面或轴上所有要素点均在表面内，当需要表示只控制单个
表面要素时， 需在图纸上加上EACH ELEMENT 或EACH RADIAL ELEMENT。