- 2月 21, 2025
几何尺寸与公差（GD&T）是现代精密制造的基石，它为设计师提供了一种有效的系统，以便向制造商传达公差和形状要求。在GD&T系统中，基准是一个基本概念，理解它的含义对于生产和检测人员来说非常必要。本文将讨论基准在几何尺寸与公差中的定义、类型以及基准符号等话题，请继续阅读。
GD&T中的基准是什么？
让我们首先明确基准的定义。ASME Y14.5（1994）将基准定义为“从指定基准特征的真实几何对应物中得出的理论上精确的点、轴或平面。基准是确定零件特征位置或几何特性的原点。”简而言之，基准是测量和定位零件不同几何特征的参考实体。
此外，另一个需要注意的是它与GD&T中其他符号的使用关系。基准符号可以与除形状公差（如平面度、直线度等）相关的符号以外的所有GD&T符号一起使用。
为了进一步说明这一点，想象一个非常简单的例子，假设你画了一个矩形，并在其中心画了一个圆孔。现在，你想检查你画的圆是否偏离了中心。为此，你需要测量矩形边缘到圆心之间的距离。在这种情况下，你的基准将是矩形的边缘，因为它是开始测量的参考线。
了解基准的基础知识
现在，我们可以继续探讨更深入的话题，这将有助于你更好地理解上面的基准定义。
基准与基准特征
混淆“基准”和“基准特征”这两个术语是一个常见的错误。为了更好的理解专业的工程图纸，必须明确这两个概念。
基准特征是零件的实体、有形特征，用于确定基准。由于它是一个真实存在的实体，因此不是精确的，并且可能具有不规则的形状。
基准是一个相对更抽象的概念，它是基准特征的几何精确表示。例如，如果粗糙表面是基准特征，则基准将是模拟该表面的最完美平滑平面。
基准参考框架
基准参考框架（DRF）是GD&T中的一个术语，指的是在检查和测量过程中锁定零件自由度的坐标系。这里的“锁定”意味着它确定零件在空间中的方向和位置，并为所有公差带提供基准系统。因此，DRF为测量零件特征提供了参考系统。
由于任何特征都有六个自由度，因此DRF应锁定所有这些自由度。这通常通过三个平面来完成，这些平面在物理环境中也很容易模拟。
上面的图表给出了一个例子，零件中有多个特征需要测量。首先，想象一下，如果你想在不考虑蓝色组件的情况下检查零件，那么将很难且不可靠地进行测量，因为你没有适当的参考来进行测量。三个蓝色平面构成了DRF，确定并定位了零件。
主要基准和次要基准
在GD&T基准系统中，单个基准通常不足以完全测量零件。因此，工程人员使用多种类型的基准来全面标注零件尺寸。
然而，基准是根据优先级来设定的。主要基准对零件的形状和尺寸最为关键，而次要基准则在其之后。在许多情况下，设计师还会定义一个第三基准。
让我们回到前面的例子并进行更新，你可能已经意识到，一次测量不足以完全确定圆心的位置。因此，在垂直方向上进行第二次测量时，使用了次要基准定义，这样就完成了测量。
工程图纸中的基准目标
基准目标是工程图纸和标注中的一个关键概念。基准目标符号（如下所示）出于测量和检验等实际需求，被指定用于基准特征。在本节中，我们将回答什么是基准目标这一问题。
基准与基准目标
从上面的文字中，我们可以清楚地理解基准的定义。基准是一个精确的几何实体，在测量和质量检验过程中用作参考。
基准目标是一个点、线或区域，它提供了额外的信息，使工程人员能够将基准特征用作测量参考。它是零件与测量装置之间建立物理接触的“目标”，对于进行测量至关重要。
如何使用基准目标？
下面的图示展示了基准和基准目标的使用。基准符号确定了前面的表面为基准A。基准目标符号被标记了三次，每一个都确定了基准A上一个直径为15毫米的圆形接触区。
现在，假设这个零件被送到一名质检员那里，该检查员正在使用三坐标测量机（CMM）相对于基准A进行所有测量。为了执行这些测量，检查员必须将基准A表面放置在CMM的工作台上。
在这个例子中，基准目标是检查员使用多少个安装销的指南。此外，它们还传达了在这些位置准确安装销的信息。销必须在三个目标区域内接触零件，才能根据规范确定基准。
基准符号：如何分类？
基准符号是几何尺寸与公差（GD&T）系统中的核心概念。由于每个尺寸都需要一个基准，有多种方式可以标注基准符号。因此，根据这些应用将其分为两大类。
表面或轴上的基准符号
第一种方法是将表面或轴作为基准，可以说是GD&T基准中常见的用法。这意味着一个平面或圆形特征的轴线用作尺寸标注的参考基准。
在工程图纸上标明表面或轴为基准有多种方式。在下面的示例中，基准A和E分别是前面和后面的表面。实线和虚线表示前面和后面的区别。
该图示还展示了分配基准的变化。例如，基准C既可以通过指向表面的箭头来建立，也可以通过参考为尺寸标注绘制的延长线来建立。
具有尺寸的特征上的基准符号
另一种情况是具有尺寸的特征为基准。具有尺寸的特征是其几何特征。例如，孔和槽是具有尺寸的特征。
例如，在上面的图示中，基准A引用的是尺寸为1.500的特征。请注意，基准符号与尺寸箭头在一条直线上，这与上面的示例不同。基准C是直径为0.75mm的孔的轴线。如果孔的中心尺寸偏差，则基准也会随之移动。这些类型的基准通常用于控制工程配合和像跳动这样的要素。
结论
GD&T基准无疑是GD&T系统的关键方面，它也是支持大量工程图纸系统的基础，确保产品在功能公差范围内制造。
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常见问题
为什么基准在GD&
T中很重要？
基准是GD&T中的一个基本概念。它为几何特征分配尺寸提供了参考，并向质量检查员传达了如何定向和定位零件进行测量。
在GD&T中如何选择基准？
基准特征的选择应能建立一个完整的基准参考框架，这意味着基准必须限制零件及其特征的所有自由度。
哪些GD&T符号需要基准？
除了形状公差（直线度、平面度、圆柱度和圆度）外，基准符号与所有GD&T符号兼容。除了这些之外，设计者可以根据需要使用基准符号。
