[数学]形状公差的评定方法

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1、1动力总成形位公差的评定方法动力总成形位公差的评定方法 汽车行业汽车行业-高仕伟高仕伟2索引： 形位公差的简介 公差特征项目的符号 形位公差的简介 轮廓度的多种标注方式及其含义 轮廓度在PC-DMIS中的实现 位置度的多种标注方式及其含义 位置度在PC-DMIS中的评价方法 区域平面度的理解 区域平面度的在PC-DMIS中的评价方法备注：感谢上汽集团技术顾问陈一士先生提供的部分PPT展示支持。3形位公差的简介由于加工过程中工件在机床上的定位误差、刀具与工件的相对运动不正确、夹紧力和切削力引起的工件变形、工件的内应力的释放等原因，完工工件会产生各种形状和位置误差。各种形状和位置误差都将会对零件的

2、装配和使用性能产生不同程度的影响。 因此机械类零件的几何精度，除了必须规定适当的因此机械类零件的几何精度，除了必须规定适当的尺寸公差尺寸公差和和表面粗糙度表面粗糙度要求以外，还须对零件规定合理的要求以外，还须对零件规定合理的形状和位置公差形状和位置公差 关于标准：关于标准： GB/T 1182-2008 产品几何技术规范GPS ASME Y14.5 2009尺寸和公差 GD&T ISO 1101:2004 产品几何量技术规范 GPS 4GM图纸中的备注5软件认证6单一要素或单一要素或关联要素关联要素箭头可空心箭头可空心或涂黑或涂黑美国和美国和GM旧标准旧标准将面将面轮廓度作为轮廓度作为关联要素

3、关联要素 GM不推荐不推荐用用同轴度同轴度和和对称度对称度形位公差的特征符号形位公差的特征符号7面轮廓度特征符号面轮廓度特征符号要素要素轮廓位置公差轮廓位置公差要素轮廓形状要素轮廓形状/方向公差方向公差要素轮廓位要素轮廓位置基准置基准要素轮廓形要素轮廓形状状/方向基准方向基准复合轮廓度（复合轮廓度（ 美国美国ASME/GM 新标准新标准）上面为一般情况，有时可加上面为一般情况，有时可加注将方向要求合并到上格，注将方向要求合并到上格，下格仅形状要求。下格仅形状要求。轮廓度的多种标准方式8在在尺尺寸寸公公差差内内只只能能上上下下平平动动可可在在尺尺寸寸公公差差内内平平动动和和摆摆动动 我国我国GB

4、标准尙未放入此标注形式。因可用标准尙未放入此标注形式。因可用250.25来等效来等效替代上格。替代上格。轮廓度的多种标准方式9 下格的下格的0.1公差带在公差带在垂直垂直A (方向约束方向约束)的前提的前提下、可在上格下、可在上格0.8的公差的公差带中上下、左右带中上下、左右平动及平动及摆动摆动。 ABC0.80.1A0.1垂直垂直A，可在，可在0.8内内平动、摆动平动、摆动。独立独立轮廓度标注轮廓度标注效果一样效果一样轮廓度的多种标准方式10 下格下格0.2公差带在垂直公差带在垂直A（方（方向约束）、定向约束）、定向向B（平行）的前（平行）的前提下，可在上格提下，可在上格0.8的公差带中的公

5、差带中上下上下、左右、左右平动平动。ABC0.80.2AB0.2垂直垂直A、定定位位B（与（与B为正确理论尺寸），为正确理论尺寸），可在可在0.8内沿内沿C左右左右平动平动。独立独立轮廓度标注轮廓度标注效果不一样效果不一样轮廓度的多种标准方式11独立轮廓度独立轮廓度标注标注0.5可在可在2.5内沿水平方向内沿水平方向平动、摆平动、摆动动；垂直方向；垂直方向摆动摆动ABC2.50.5对基准对基准A、B和和C的位置和方向要求的位置和方向要求仅对形状要求仅对形状要求对基准对基准A、B和和C的位置和方向要求的位置和方向要求仅对形状要求仅对形状要求复合轮廓度复合轮廓度标注标注0.5可在可在2.5内沿水平

6、方向内沿水平方向平动、摆平动、摆动动；垂直方向；垂直方向摆动摆动ABC2.50.5对基准对基准A、B和和C的位置的位置要求要求仅对形状和基准仅对形状和基准A 方向方向要求要求0.5垂直垂直A，可在，可在2.5内内平动、摆动平动、摆动ABC0.52.5A对基准对基准B和和C的位置、方向和形状要求的位置、方向和形状要求仅对基准仅对基准A 的的方向、形状位置和要求方向、形状位置和要求0.5垂直垂直A，可在，可在2.5内平动、摆动内平动、摆动ABC2.50.5A=轮廓度的多种标准方式12ABC2.50.5AB对基准对基准A、B和和C位置位置要求要求对形状和基准对形状和基准A 、B和和C方向方向要求要求

7、0.5垂直垂直A、定、定向向B，可在，可在2.5内沿内沿B、C方向方向平动平动。基准基准B是是表面表面ABC2.50.5ABC对基准对基准A、B和和C位置位置要求要求对形状和基准对形状和基准A 、B和和C方向要求方向要求0.5垂直垂直A、定、定向向B，可在，可在2.5内内绕绕B摆动摆动基准基准B是是轴线轴线仅对基准仅对基准C的位置、方向和形状要求的位置、方向和形状要求对基准对基准A、B 的的位置、位置、方向方向和形状要求和形状要求0.5垂直垂直A、定位、定位B，可在，可在2.5内沿内沿C方方向向平动平动。ABC2.50.5AB错误标注，上格不起作用错误标注，上格不起作用0.5ABC2.5ABC

8、轮廓度的多种标准方式13ASME标准解释14 GM A-91对面轮廓度标注的特殊规定。当位置、方向、形状要求不同时，可如下图标注。对面轮廓度标注的特殊规定。当位置、方向、形状要求不同时，可如下图标注。A AB BC CA AB BC CZ Z3.01.60.9定位定位形状形状Z Z1.6可在位置公差带中上下可在位置公差带中上下平移平移X XX XX XX XX X0.9可在方向公差带中可在方向公差带中平动、转动平动、转动用自身基准来表示其用自身基准来表示其形状公差形状公差要求要求 若合用若合用一格一格，定位、定向、形状公差要求，定位、定向、形状公差要求相同相同；若用；若用二格二格，一，一般般上

9、上格为格为定位定位公差要求，公差要求，下下格为格为定向、形状定向、形状公差要求。公差要求。图图 403.0+ 1.5- 1.50对称于理想轮毂（对称于理想轮毂（0 0位）位）复合轮廓度的图例15PC-DMIS Setting Editor Use ISO Calculations By default, PC-DMIS uses the 1983 ASME standard to perform calculations. This option allows you to switch to the ISO 1101 2004 standard in PC-DMIS 4.0 and high

10、er. The ISO standard calculates the measured value as 2 times the max deviation. In the case of a profile, the tolerance is a diameter zone, all along the profile of the curve. This means the zone isnt just plus tolerance for one side and minus tolerance for the other. Additionally, a given single t

11、olerance value is a diameter, not a radius. When this value is set to 1 (TRUE), the Perp to Centerline flag is disabled. In the FCF dialog box, this is enabled by default. So, if you switch to use the ISO Calculations, the Perp to centerline flag is disabled. Entry Name: UseISOCalculations Entry Typ

12、e: Whole Number specifying TRUE (1) or FALSE (0). Default value is 0.16ISO标准与ASME轮廓度计算区别 UseISOCalculations的参数设置： 该参数用于控制PC-DMIS软件在进行形位公差计算时，使用ASME 14.5 1983/1984标准还是使用ISO 1101 2004标准。当设置为“1”时，使用ISO标准。设置为“0”时，使用ASME标准；在轮廓度评价中及形状公差评价中，这两种标准的最大区别为，ISO使用测量值最大偏差的两倍计算误差而ASME将根据测定值的分布取最大值、最下值、最大与最下的和，三种方式

13、。另外，在轮廓度中ISO评价将不需要输入负公差而ASME标准需要输入负公差。在GM图纸中，这两种标准都可能使用！ ISO标准图示 ASME标准图示 171、评价关于D、E、F基准中0.5的位置要求2、评价关于D基准0.2的垂直度要求3、评价关于E基准0.2的平行度要求4、评价关于特征本身0.2的平面度要求复合轮廓度在PC-DMIS中的评价方法18复合轮廓度在PC-DMIS中的实现复合轮廓度在PC-DMIS中的评价方法19u 隐含基准隐含基准 位置度公差无基准。可认为是以成组要素的理论正确位置自身（几何图框）作为位置度公差无基准。可认为是以成组要素的理论正确位置自身（几何图框）作为隐含基准，也可

14、认为是一种广义的形状公差。隐含基准，也可认为是一种广义的形状公差。一组圆柱一组圆柱标注标注解释解释 8个水平、垂直距个水平、垂直距离均为离均为30，并互成，并互成90的的 0.1圆拄圆拄位置度的多种标注方式及含义20 复合位置度复合位置度图框定位公差带图框定位公差带框格框格要素间公差带框格要素间公差带框格复合位置度符号复合位置度符号图框定位公差带图框定位公差带要素间公差带要素间公差带请特别注意，下格仅控制形状和请特别注意，下格仅控制形状和/或方向。或方向。位置度的多种标注方式及含义21标注标注例例1：一组圆柱一组圆柱下下框框格格解释解释上上框框格格图中图中1-基基准准A2-基基准准B3-基基准

15、准C孔组的定位要求孔组的定位要求各孔间的要求各孔间的要求垂垂直直A位置度的多种标注方式及含义22两组圆柱两组圆柱孔孔组组的的定定位位要要求求各各孔孔之之间间的的要要求求位置度的多种标注方式及含义23孔组定位孔组定位要求的公要求的公差带差带检查孔组检查孔组要求的量要求的量规规 各孔之间各孔之间位置要求位置要求的公差带的公差带检查各孔检查各孔之间要求之间要求的量规的量规各孔之间各孔之间几何图框几何图框连同公差连同公差带可在定带可在定位要求的位要求的公差带浮公差带浮动动位置度的多种标注方式及含义24B0.2垂直垂直A，可在，可在0.8内对内对B、C上上下、左右下、左右平动、平动、摆动摆动0.2垂直垂

16、直A，可，可在在0.8的的对对B、C上上下、左右下、左右平动、平动、摆动摆动u 独立独立位置位置度度标注标注u 复合复合位置位置度标注度标注CAAABCAB0.8 M0.2 MABCAB0.8 M0.2 M效果一样效果一样 复合与独立位置度标注区别复合与独立位置度标注区别位置度的多种标注方式及含义25ABCAB0.8 M0.2 MABCAB0.8 M0.2 MB0.2垂直垂直A、定向定向( (平行平行) )B，可在，可在0.8内对内对B、C上下、左右上下、左右平动平动 0.2垂直垂直A、定位定位B（与（与B为正确为正确理论尺寸），只可理论尺寸），只可在在0.8的内的内沿沿B左右左右平动平动u

17、独立独立位置位置度度标注标注（板类件）（板类件）u 复合复合位置位置度标注（板类件）度标注（板类件）CAA效果不一样，关键是效果不一样，关键是复合位置度下格只控制方向，复合位置度下格只控制方向，不控制位置。不控制位置。位置度的多种标注方式及含义26AABCBC0.8 M0.2 MABCAB0.8 M0.2 M0.2垂直垂直A、定向定向B和和C，可，可在在0.8内内对对C上下、左右上下、左右平动平动 0.2垂直垂直A、定位定位B（同轴同轴），可），可在在0.8内内绕绕B摆动摆动BCu 独立独立位置位置度标注（盘类件）度标注（盘类件）u 复合复合位置位置度标注（盘类件）度标注（盘类件）辅助基准辅助

18、基准效果不一样，关键是效果不一样，关键是复合位置度下格只控制方向复合位置度下格只控制方向，不控制位置。，不控制位置。位置度的多种标准方式及含义27u 独立独立位置位置度标注度标注 当当两个单独两个单独控制框是用于控制框是用于一个一个要素时，显然要素时，显然不能包含相同的基不能包含相同的基准要素准要素。在这个案例中，这两个公差值中较大的公差值是多余的，。在这个案例中，这两个公差值中较大的公差值是多余的，它不能用于两个单独控制框格它不能用于两个单独控制框格 。位置度的多种标注方式及含义28复合位置度在PC-DMIS中的评价方法291、评价两孔关于D、E、F基准中0.2的位置度要求2、评价两孔公共轴

19、线关于D基准中0.05的平行度要求（机床调试使用）。3、最佳拟合坐标系，通过软件判断特征的实际位置，根据特征的理论位置和实际位置之间的差值做平动调整。4、评价调整坐标系后两孔关于D 、 E 、 F基准中0.05的位置度要求。复合位置度在PC-DMIS中的评价方法30复合位置度在PC-DMIS中的评价方法31区域平面度在PC-DMIS软件中的评价方法区域平面度的定义：在规定的区域范围内，所组成的区域平面的平面度不能大于公差的要求。实现方式：实现方式：1、使用PC-DMIS软件的新评价方式进行评价，评价数据符合图纸要求。2、使用符合区域位置的一固定平面进行区域平面度评价，输出评价结果。这样可以准确

20、定位加工误差的来源。需要注意第二种评价模式只能用于用户设备验收调试过程中，用户进行PPAP或SOP后，必须采用第一种评估方式。关于区域平面的计算方式:PC-DMIS now automatically uses a step increment that ensures that the per unit window will include maximum overlap as it slides over all the point data.320.1 A A 25 0.2 1) 图中图中框格内框格内标有标有 T 时，要素平行度时，要素平行度合格合格，没标没标 T 时，该时，该要素平行度要素平行度不合格不合格。 2) 上平面的最高点与最低点必须在尺寸公差范围内。上平面的最高点与最低点必须在尺寸公差范围内。 GM 正切平面正切平面 T （ISO、GB/T 标准无标准无）正切平面正切平面 有有 T 之误差之误差 0.1 0.1不合格不合格 T 这符号放置于形位公差框格中公差值的后面。表示该公差值这符号放置于形位公差框格中公差值的后面。表示该公差值转转换换为为被测要素被测要素正切平面正切平面（相切平面相切平面）接触处）接触处之之要求要求。33