导图社区 ASME Y14.5——GD&T
GD&T(几何尺寸和公差)图谱是机械设计和制造中用于定义和控制零件几何特征的标准化语言。它通过符号和注释精确描述零件的尺寸、公差、形位公差等要求,确保零件在制造和装配过程中符合设计意图。掌握GD&T有助于提高设计和制造的精度和一致性,减少生产成本和时间。
编辑于2024-12-30 11:51:18GD&T(几何尺寸和公差)图谱是机械设计和制造中用于定义和控制零件几何特征的标准化语言。它通过符号和注释精确描述零件的尺寸、公差、形位公差等要求,确保零件在制造和装配过程中符合设计意图。掌握GD&T有助于提高设计和制造的精度和一致性,减少生产成本和时间。
机械设计工程师知识图谱涵盖了从基础力学、热力学到先进制造技术和控制系统设计等多方面的专业知识。它不仅包括计算机辅助设计(CAD)和有限元分析(FEA)等核心工具,还涉及项目管理和软技能的培养。通过系统学习这些知识,工程师们可以在各个行业应用中发挥关键作用,如汽车工程、航空航天和医疗器械等领域。
产品技术开发分享分析及可能的后果,包含人力资源匮乏、沟通与合作问题、技术能力不足、时间与进度不可控等。
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GD&T(几何尺寸和公差)图谱是机械设计和制造中用于定义和控制零件几何特征的标准化语言。它通过符号和注释精确描述零件的尺寸、公差、形位公差等要求,确保零件在制造和装配过程中符合设计意图。掌握GD&T有助于提高设计和制造的精度和一致性,减少生产成本和时间。
机械设计工程师知识图谱涵盖了从基础力学、热力学到先进制造技术和控制系统设计等多方面的专业知识。它不仅包括计算机辅助设计(CAD)和有限元分析(FEA)等核心工具,还涉及项目管理和软技能的培养。通过系统学习这些知识,工程师们可以在各个行业应用中发挥关键作用,如汽车工程、航空航天和医疗器械等领域。
产品技术开发分享分析及可能的后果,包含人力资源匮乏、沟通与合作问题、技术能力不足、时间与进度不可控等。
GD&T
FOS尺寸要素
拥有轴线,中心面或中心点的集合要素或组合要素。通俗讲,就是能够体现材料多少(Size)的几何特征。再直接一点就是孔,轴,板,槽,球。
规则尺寸要素Regular Feature of size
常见如:圆孔面,圆柱面,球面或一组类型相对的要素,通常可用游标卡尺或千分之尺
不规则尺寸要素:能够建立非关联实际包容配合面的组成要素,拥有中心特征,如销组,圆弧槽,L型槽
常见如:<EDImage ID="xWHea9ZrMJdYPqiVuEcQidhSIwT5rVWJ_1d95945acb3a13613ba50085085fd0a8c3159ab1">
非尺寸要素,如孔深度,台阶面,平面
Datum 基准
基准 Datum
理论上完美的点,轴,线,面或它们的组合,从理论基准要素模拟体中导出
基准要素(Datum Feature)
一种用基准特征符号或基准目标符号标识的特征。
基准点
基准面
基准轴
基准要素模拟体 (Datum feature Simulator)
(Physical)根据特定的基准面特征建立模拟基准面的物理边界。
(Theoretical)理论上的完美边界,用来从一个特定的基准点特征建立基准点。
基准要素模拟体的建立
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更多参考PPT
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基准参考系(Datum reference Frame)
由1个点,3个轴,3个面组成;共6个自由度
DRF建立规则
一般地,根据零件功能(装配接触特征)选择基准要素,从而建立基准参考系规则如下:
第一基准平面与零件至少3点接触(约束3个自由度)
第二基准平面与零件至少两地接触(约束2个自由度)
第三基准平面与零件至少1点接触(约束1个自由度)
DRF的建立:参考training PPT
材料边界修改器(Material Boundary Modifiers)
基准要素偏移
解释:在几何公差控制框中的基准后面加注修饰符Ⓜ/Ⓛ.基准要素采用最大/最小实体边界,可以偏移公差带的方向和位置,以满足被测量要素公差带的要求,提高产品合格率。当基准要素的实际尺寸偏离要素的最大实体边界MMB时,基准模拟体与基准要素之间存在一定的间隙,这时就具备了基准偏移的条件。
基准建立流程
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符号
独立要素
形状
直线度
指向面
指向FOS
平面度
指向面
指向FOS
圆度
截面
圆柱度
控制了圆度,直线度。
当形状符号应用在FOS上,可以在加材料修改符M
关联要素
方向(可以控制形状公差)
平行度
垂直度
角度
概要
位置
位置度(可控制形状,方向和位置)
1.需要基准
2.材料修改器可以用于FOS
3.当应用于FOS,且在MMC时,可用功能规检。
同轴度
对称度
最新的ASME标注取消了。位置度可以控制。
跳动
圆跳动
全跳动
独立或关联要素
形状
线轮廓度
面轮廓度
P 可以和方向符号和位置符号配合使用。
组合公差框
每一行都可以控制方向和位置
复合公差框
只有第一行控制方向和位置,下边行只控制方向,不控制位置。
名词解释
IB(Inner Boundary 内部边界)
解释:由最小尺寸特征(MMC为内部尺寸特征,LMC为外部尺寸特征)和适用的几何公差共同作用产生的最差情况边界。
边界是可以变的。
OB(Outer boundary)(外部边界)
解释:由最大特征尺寸(LMC为内部特征尺寸,MMC为外部特征尺寸)和适用的几何公差共同作用产生的最坏情况边界
边界是可以变的
MMC
解释:尺寸特征(FOS)(尺寸要素)在规定的尺寸范围内包含最大数量的材料的情况,例如,最小孔直径或最大轴直径。
子主题
LMC
解释:尺寸特征(FOS)(尺寸要素)在规定尺寸范围内包含最少材料的状态,如最大孔直径或最小轴直径。
应用:控制位置度,即最小壁厚的时。
子主题
<EDImage ID="xWHea9ZrMJdYPqiVuEcQidhSIwT5rVWJ_ed9254b717fec8f4c375b35130b231cd693c2e9c">
VC (实效状态Virtual condition)
由指定尺寸要素的实体状态MMC或LMC、几何公差的实体状态共同作用形成的恒定边界。
RC(综合状态Resultant conditon)
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RAME(相关(和基准)包容体Related Actual Mating Envelope )
解释:一个近似完美特征的对应物在一个内部特征内展开或在一个外部特征上收缩,同时在方向、位置或在适用基准的方向和位置上都受到限制。
几何公差后,有L或M
一般用于第二第三基准
UAME(不相关包容体)
解释:一个近似的完美特征对应物,在一个内在特征内展开或在一个外在特征内收缩,而不受任何基准的限制。
几何公差后,加S或没有S
一般用于第一基准
RMB(不考虑材料边界(Regardless of material Boundary))
如果基准不带Ⓜ修饰符,表示RMB(Regardless of Material Boundary );
LMB(Least Material Boundary 最小材料边界)
与VC相对应,由尺寸指定的MMC或LMC的特征的集体效应产生的单个最坏情况边界,该材料条件的几何公差,尺寸公差以及该特征偏离其指定材料条件所产生的附加几何公差。
解释:最坏情况下的边界存在于一个特征的材料上或内部,由尺寸和几何公差的综合影响来定义。
MMB(Maximum Material Boundary)最大材料边界
解释:最坏情况下的边界存在于一个特征的材料上或外面,由尺寸和几何公差的综合影响来定义。
如果基准不带Ⓜ修饰符,表示RMB(Regardless of Material Boundary ); 基准带Ⓜ修正符,此时Ⓜ修正符表示MMB边界(Boundary,Maximum Material); 基准带Ⓛ修饰符时,修正LMB边界 http://www.360doc.com/content/20/0401/21/66774763_903261558.shtml
https://zhuanlan.zhihu.com/p/54025531
Rule#1 包容原则 Envelope Principle
概念:当尺寸要素FOS
应用对象:尺寸要素FOS
示例
当然MMC、LMC符号Ⓜ、Ⓛ用在几何公差值后面表示被评价尺寸要素在MMC或LMC时所允许的最大几何误差,如下图示例:使用Ⓜ可为公差值带来补偿,即当尺寸要素的实际尺寸偏离MMC尺寸时,偏离量可以补偿公差值,实现满足装配功能的前提下放宽公差,使用最广泛;Ⓛ常用在校核壁厚强度、或者接触面积时使用,不常用;
要求:
尺寸要素的表面不能超过最大实体边界
当尺寸要素在最大实体MMC时,形状必须完美
当实际局部尺寸偏离最大实体MMC时,允许有局部形状误差
包容原则只适用于单个的规则尺寸要素
失效情形
零件材料为柔性或标准型材,如棒材,矩形管等
标注有自由状态修饰符号“F圈”
形状公差(平面度,直线度)作用于尺寸要素的中心要素上
<EDImage ID="xWHea9ZrMJdYPqiVuEcQidhSIwT5rVWJ_ef6d5a449fa52c13e4637483ab5c320fe235da09">
尺寸后加“I圈”
区别
ASME Y4.5 是默认包容原则,独立原则时加“I圈”
ISO14405 默认是独立原则,包容原则时加“e圈”
特点
1.被测要素的实际轮廓在给定长度上处处不应超越最大实体边界,即实际要素的配合作用尺寸不得超出最大实体尺寸;
2.当要素的实际尺寸处处为最大实体尺寸时,必须有理想形状,不允许有任何形状误差;
3.当要素的局部实际尺寸偏离最大实体尺寸时,其偏离量可补偿给形状误差。(即形状误差等于偏离量)
4.当实际要素处于最小实体状态时,允许的形位误差达到最大;
5.要素的局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸
6.尺寸公差不仅限制了要素的实际尺寸,还控制了要素的形状误差。其允许的最大形状误差即为尺寸公差。
7.包容原则下,形状公差不会超过尺寸公差
应用
包容原则一般应用于保证配合性质,特别是配合公差较小(最小间隙或最大过盈)的精密配合。比如我们大学学过的基孔制和基轴制配合。
相对于独立原则来讲,包容原则增加了零件的要求,即增加了零件的成本。若不是考虑最小间隙或最大过盈量时,或没有其它形状的要求时,最好采用独立原则,以保证设计的经济性。
在间隙配合的工况下,最好用包容原则来保证最小间隙。
包容原则与规则尺寸要素的关系
包容原则只控制规则尺寸要素的形状,不管控规则尺寸要素的方向和位置,尺寸要素的垂直度,对称度、位置度必须要用相应的方向和位置公差管控
尺寸公差Ø10±0.2和尺寸公差Ø8±0.2只管控两个孔的形状公差,及孔的圆柱度、圆度或直线度。不能管控两个孔的同轴关系以及每个孔对底面的垂直度。
<EDImage ID="xWHea9ZrMJdYPqiVuEcQidhSIwT5rVWJ_3ea30ab87f55d127ef5e074b296ef4d8c7143480">
检测:包容原则下,要检测两个重要尺寸
检测零件的实际体外包容边界,轴要检测最小外接圆直径(MMC理想边界),孔检测最大内切圆柱边界。
检测零件的实际局部尺寸要小于等于最小实体尺寸,保证尺寸大小。
工程中检测包容原则最常用的方法是通止规法,通规测零件实际体外包容边界,止规测零件实际局部尺寸,理论上止规应该是用两点法测量。
三坐标测量,例如轴 <EDImage ID="xWHea9ZrMJdYPqiVuEcQidhSIwT5rVWJ_1d0d3c8792358ea1ec22dd321570de096d570893">
Step1:采点评最小外接圆柱的直径必须小于16.04(不能超出MMC的理想边界),是孔的话要用最大内切圆柱。
Step2:局部尺寸(两点法)必须大于15.89.
Rule2#不相关原则RFS (独立原则)
概念:指几何公差与尺寸公差互不相关,也称为独立原则。几何公差得不到尺寸公差的奖励放大,二者需分别进行检测。多应用于配合间隙要求较好的装配。
RFS解释
1.尺寸公差仅控制局部实际尺寸,不控制几何公差
2.几何公差为定值,不随着时间尺寸变化而变化,应进行分别检测
2.所有的GD&T符号都默认不相关原则要求(除了“M圈”和“L圈”),RFS原则必须遵守。几何公差后有没有“S圈”,都是RFS原则
概要
圆跳动,全跳动,同心度,线轮廓度,面轮廓度,圆度,圆柱度和对称度仅适用于RFS,不能适用于MMC和LMC。
示例
与尺寸要素无关,尺寸要素在公差范围内的任何值,几何公差都不能超过给定公差框格中的公差值
应用
没有配合要求的要素尺寸
有单项特殊功能要素
非全长配合的要素尺寸
为配合性质要求不严的尺寸。
当尺寸精度和形位精度 精度要求想差较大,需要分别满足要求。
https://www.sohu.com/a/321430323_650045
https://www.zhihu.com/zvideo/1305068172342120448
边界优先原则
位置度解释时,根据Y14.5-2018,有两个种解释方法。
轴线解释法:常用的三坐标测量就是轴线解释法
边界解释法:检具检测就是用过边界解释
当轴线解释法和边界解释法冲突时,以边界解释为准,也就是“边界优先”VC优先。该规则只对MMC和LMC适用,即采用了相关原则适用,对独立要求的RFS不适用。 http://www.360doc.com/content/20/0401/21/66774763_903261558.shtml
最大实体MMC总结
http://www.gdtmaster.com/article/detail/id/60.html
最大实体状态MMC:你最胖的状态
最大实体实效状态MMVC & MMVS
最大实体实效状态(MMVC):由尺寸公差和形位公差加最大实体综合(Collectively)得到,无论对孔和轴,MMVC都是材料外边界。欧: MMVC;美:VC
MMVS: 是最大实体实效状态MMVC的具体数值(Value)
最大实体的要求
<EDImage ID="xWHea9ZrMJdYPqiVuEcQidhSIwT5rVWJ_91f64a67752c3c30d4c577fb5930ce7b2289e153">
形状公差应用最大实体 <EDImage ID="xWHea9ZrMJdYPqiVuEcQidhSIwT5rVWJ_a7e7061fcd677b8e66993ecc5107ba91de551d7d">
目的:获得一个最大实体实效状态MMVC的边界(不允许超越),保证装配 (和基准无关)
学名:奖金 (美标称为Bonus, 欧标称为Increase。
好处:保证装配,放宽几何公差
方向公差应用最大实体 <EDImage ID="xWHea9ZrMJdYPqiVuEcQidhSIwT5rVWJ_a72ff69c8131644f52a28a6fd40ba6a5249b1115">
目的:获得一个最大实体实效状态MMVC的边界(不允许超越),保证装配(基准A为定位面)
学名:奖金 (美标称为Bonus, 欧标称为Increase。
好处:保证装配,放宽几何公差
位置公差应用最大实体(单个要素) <EDImage ID="xWHea9ZrMJdYPqiVuEcQidhSIwT5rVWJ_5f6760ad77081d1d7809f2e940138628c6b6af39">
目的:获得一个最大实体实效状态MMVC的边界(不允许超越),保证装配(基准A为定位螺栓)
学名:奖金 (美标称为Bonus, 欧标称为Increase。
好处:保证装配,放宽几何公差
位置度应用最大实体(成组要素) <EDImage ID="xWHea9ZrMJdYPqiVuEcQidhSIwT5rVWJ_7e75ec9a843c7e9d17b6cf2d3cb9c10b0f23fca0">
目的:获得一个最大实体实效状态MMVC的边界(不允许超越),保证装配(要素之间保证理论距离约束)
学名:奖金 (美标称为Bonus, 欧标称为Increase。
好处:保证装配,放宽几何公差
<EDImage ID="xWHea9ZrMJdYPqiVuEcQidhSIwT5rVWJ_5ec342d2382dd9cad0b9a21b318d9463b08f7ba8">
不规则尺寸要素作为被测要素 (Surface) + M圈 <EDImage ID="xWHea9ZrMJdYPqiVuEcQidhSIwT5rVWJ_c977077e4b27e1784b7975990d4932ab80a395d1">
目的:获得一个不规则最大实体实效状态MMVC(美标称之为MMB)的边界(不允许超越)作为定位边界,保证装配(以基准A和基准B定位)
学名:学名: 基准偏移 (美标称为Datum Shift)
好处:通过基准定位调整来帮助装配,达到间接放宽公差的目的,方便做检具验证,一般不用于测量计算
最大实体到底用来做什么?保证装配
<EDImage ID="xWHea9ZrMJdYPqiVuEcQidhSIwT5rVWJ_80ef0a4146ae0e3e20ed773655c2a7c91ae46abc">
1.最大实体要求可应用于尺寸公差,也可应用形位公差(几何公差)
2.最大实体MMC可应用于被测要素,也可以应用于基准
3.最大实体MMC无论是应用在被测要素还是应用在基准上,其目的都是要在被测要素或基准部分获得一个固定的最大实体边界(MMC, MMVC, VC, MMB) ,其最终的目的都是为了保证装配边界,同时放宽公差要求
4.美标允许在不规则尺寸要素(无论基准还是被测要素)也可以应用最大实体要求,欧标当前版本木有写
http://www.kraig.com.cn/News/index/detail/id/60.html
http://www.kraig.com.cn/News/index/detail/id/60.html
https://www.gdtmaster.com/cms/video
尺寸的概念ISO 1101/ISO 2692
最大(小)实体状态(MMC/LMC)
孔或轴具有允许的材料量最多/少时的状态。只有尺寸要素(FOS),才有MMC,LMC的概念。
最大(小)实体尺寸(MMS/LMS)
对应孔或轴的最大、小材料量(实体大小)的那个极限尺寸
最大(小)实体边界
最大(小)实体实效状态(MMVC,LMVC)
图样上给定的被测要素的最大(小)实体尺寸和该要素轴线,中心平面的定向或定位形位公差所形成的综合极限状态。
最大实体实效尺寸(MMVS)
最大实体实效状态下的体外作用尺寸。MMVS=MMS+/-形位公差
最大(小)实体实效边界
最大(小)实体实效尺寸(MMVS,LMVS)
公差原则
基本原则
包容原则
独立原则
应用在单一的尺寸要素
其他原则
最大实体原则
最小实体原则
可逆原则
应用在单一的尺寸要素或关联的尺寸要素(带基准)