- 6月 30, 2023
在制造业中，质量是很重要的，而价格必须得到控制。设计方案时以减少浪费和有效利用现有资源是一种趋势。如今，零件设计和制造方法的精度和尺寸是制造商非常关注的焦点。通过几何尺寸和公差（GD&T）来传达产品的特征和尺寸，可以准确获取加工中的关键信息，以生产符合特征需求的产品。
目前，GD&T方法在很多领域都有应用，包括自动化设备、机械工程、航空航天等领域。在这篇文章中，我们将对制造业中的GD&T进行概述。
什么是几何尺寸和公差（GD&T）？
几何尺寸和公差（GD&T）或几何公差是一套系统，用于描述零件的几何形状以及允许的几何公差。通过使用正确的工具，设计工程师可以清楚地描述一个特征在部件上的位置，并获得其几何特征以及尺寸、形状和方向。GD&T旨在与基本尺寸和坐标尺寸系统结合使用，而不是作为其替代品。
术语 “产品几何规格 “和 “几何尺寸和公差 “与产品的形状、尺寸和位置关系有关，而 “公差 “是指允许的误差。
设计师和工程师使用这种国际语言来精确描述它们图纸上的尺寸、形状、方向和特征尺寸的位置。GD&T技术考虑到了一个部件的功能以及该部件与其他部件的互动方式。为了有效地使用GD&T，有必要深入了解其工作原理和使用。
GD&T符号的不同类型
GD&T是一个基于特征的系统，用于定义零件上特征的尺寸、形状和位置。常用的GD&T类别是形状、轮廓、方向、位置和跳动。
GD&T符号根据其预期功能被整齐地分为许多组。
1. 形状公差控制
形状控制定义了特征的整体形状，包括直线度、平面度、圆度和圆柱度
1.1 直线度
直线度指的是部件的实际线性几何形状，保留了理想的直线。直线度公差是指实际线条与理想直线的最大偏差。
1.2 平面度
平面度是指部件的实际平面形式，保留了一个理想的平面。平面度公差指的是实际表面与理想平面的最大偏差。
1.3 圆度
圆度指一个部件的真实圆形，与其中心保持一致的距离。在同一横截面上，真实圆和理想圆之间的最大允许差异称为圆度公差。
1.4 圆柱度
圆柱度是指零件圆柱形表面上的每一个点与中心轴保持等距离。圆柱度公差是实际圆柱和理想圆柱之间的最大允许偏差。
2. 轮廓公差控制
轮廓控制描述了表面周围的三维公差区。它包括线的轮廓和面的轮廓。
2.1 一条线的轮廓
零件在指定平面内的任何形式的曲线状态下，保持其理想形状的线型轮廓。线条轮廓的公差是指不规则圆曲线的实际轮廓中可能出现的差异量。
2.2 一个表面的轮廓
一个表面的轮廓是表示零件上任何形状的表面，保持其理想形状的条件。它是非圆形表面的实际轮廓线和理想轮廓表面允许的变化量。
3. 方向公差控制
方向控制定义了特征的位置，涉及到有角度变化的尺寸，包括角度、垂直度和平行度。
3.1 角度
倾斜属性说明零件上两个元素的相对方向保持在指定的角度尺寸。倾斜度规定了被测元素的实际方向和与基准面的任何指定角度的理想方向之间允许的最大偏差。
3.2 垂直度
垂直度的正交程度，在两个元素之间，表示一个部件上的测量元素相对于参考元素保持90°的适当角度。垂直度公差是测量元件的实际方向与预测的正交方向与参考相的最大允许偏差之间的差值。
3.3 平行性
平行度，通常被称为平行度，是指零件上的实际元素与基准面保持相等的距离。实际测量的元素方向和预期的与基准面平行的方向之间的最大允许变化是平行度公差。
4. 位置公差控制
位置控制用于利用线性尺寸确定特征的位置，包括位置度、同心度和对称性。
4.1 位置度
位置度是指零件上的点、线、面或其他特征相对于其预测位置的精度。位置公差指的是测量元素的实际位置与理想位置相比的最大差异。
4.2 同心度
有时缩写为同轴度，是指部件上的测量轴线与参考轴线保持平行。同心度指的是实际测量轴与基准的允许偏差。
4.3 对称性
对称性是指零件的两个对称中心部件保持在同一中心平面（或中心线、轴线）的条件。理想对称平面与实际对称中心平面的允许偏差被称为对称性公差。
5. 跳动公差控制
跳动控制定义了某一特定特征相对于基准面可以有多大的变化。它包括圆跳动和总跳动。
5.1 圆跳动
术语 “圆跳动 “是指零件的旋转表面包含在指定的测量平面内，并保持相对于基准轴的恒定位置的情况。在一定的测量范围内，当被测量的实际部件完全围绕基准轴旋转而没有轴向运动时，最大的允许偏差是圆跳动公差。
5.2 总跳动
当部件围绕基准轴连续旋转时，全跳动指的是跳动量以及完整的测量表面。全跳动公差是指当被测件围绕基准轴连续旋转，且指示器一般沿其预测轮廓移动时，允许的最高跳动。
GD&T中的特征控制框架
什么是特征控制框架？在几何设计和技术中，特征控制框架是用来解释应用于零件特征的几何控制的要求和公差。特征控制框架由四个主要部分组成，包括：
- GD&T标志，也被称为控制符号
- 公差区的形状和大小
- 各种公差区的修改器，如材料条件修改器和投影
- 基准参考
这些信息提供了你需要知道如何理解几何公差，以及如何测量或决定部件是否在规格范围内的一切。
特征控制框架的部件
特征控制框的部件包括引线箭头、几何符号、公差区等。
引线箭头
这个箭头将注意力引向几何控制所处的特征。(如图所示，可使用或不使用延长线)。
几何符号
您将在此处提供要使用的几何控件。
直径符号
如果几何控制是一个直径公差，这个符号（Ø）将出现在公差值之前。
陈述区或公差区
公差区规定了几何控制的总公差。图纸标准作为测量单位和基本尺寸的依据。
尺寸或公差修改器
这是你确定任何可能需要特殊公差特征的地方。例如，具有严格公差的特征可能需要比具有较宽松公差特征更大的基准目标。
基准点特征参考（主要基准点特征参考）
如果控制需要一个基准，GD&T控制所利用的主要基准特征就是这个。该字母与零件上的一个特征有关，当零件完成后，将用相同的字母标记。在测量零件时，为了准确起见，必须首先限制这个基准点。需要注意的是，基准点的顺序对于零件的测量是至关重要的。
二级基准面参考框架
如果有必要，将在主基准参考框架的右侧引用二级基准参考。这个字母指的是零件上的一个特征，该特征将在零件上的相同位置用相同的字母标记。这是在测量过程中固定在主基准点之后的基准点。
第三基准点特征参考
如果有必要，第三基准将被链接到第二基准特征参考的右边。这个字母指的是零件上的一个特征，它将在零件上的相同位置用相同的字母标记。在测量过程中，这是最后被固定的基准点。
总结
GD&T是一种描述设计的几何尺寸和公差的有效方法，它以清晰易懂的方式传达了一个部件的设计目的和功能要求。如果你想确保你设计的零件能完美地满足它的作用，那么需要在技术图纸上准确地传达GD&T。
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