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讓我們首先瞥一眼這張簡(jiǎn)單的圖：圖中的標(biāo)注各自代表了什么含義呢,？你都能輕松看懂嗎？ 01 什么是幾何公差,？ （1）尺寸公差與幾何公差的區(qū)別 設(shè)計(jì)圖紙的標(biāo)注方法,，大致可分為“尺寸公差”與“幾何公差”這兩類。 尺寸公差管控的是各部分的長度,。而幾何公差管控的則是形狀,、平行度、傾斜度,、位置,、跳動(dòng)等。 尺寸公差圖紙 幾何公差圖紙 意為“請(qǐng)進(jìn)行對(duì)示面（A）的‘平行度’不超過‘0.02’的加工”,。 （2）幾何公差的優(yōu)點(diǎn) 為什么需要標(biāo)注幾何公差呢,？舉個(gè)例子，設(shè)計(jì)者在訂購某板狀部件時(shí),，通過尺寸公差進(jìn)行了如下標(biāo)示,。 但是根據(jù)上述圖紙，生產(chǎn)方可能會(huì)交付如下所示的部件,。 這樣的部件會(huì)成為不適合品或不良品,。 究其原因，就是沒有在圖紙上標(biāo)注平行性,。相應(yīng)的責(zé)任不在于加工業(yè)者,，在于設(shè)計(jì)者的公差標(biāo)示。 用幾何公差標(biāo)注同一部件的圖紙,，可得到如下所示的設(shè)計(jì)圖,。該圖在尺寸信息的基礎(chǔ)上，追加了“平行度”,、“平面度”等幾何公差信息,。這樣一來，就能避免因單純標(biāo)注尺寸公差而導(dǎo)致的問題。 差標(biāo)注同一部件的圖紙,，可得到如下所示的設(shè)計(jì)圖,。該圖在尺寸信息的基礎(chǔ)上，追加了“平行度”,、“平面度”等幾何公差信息,。這樣一來，就能避免因單純標(biāo)注尺寸公差而導(dǎo)致的問題,。 綜上所述,，幾何公差的優(yōu)點(diǎn)，就是能夠正確,、高效地傳達(dá)無法通過尺寸公差來體現(xiàn)的設(shè)計(jì)者意圖,。 （3）獨(dú)立原則 尺寸公差與幾何公差管控的公差不同。尺寸公差管控的是長度,，幾何公差管控的則是形狀及位置關(guān)系,。 因此，尺寸公差和幾何公差并無優(yōu)劣之分,，結(jié)合使用這兩種公差,，可實(shí)現(xiàn)高效的公差標(biāo)示。 此外,，尺寸公差及幾何公差分別以不同測(cè)量設(shè)備及檢測(cè)方法測(cè)量,。例如，尺寸公差會(huì)使用游標(biāo)卡尺,、千分尺等測(cè)量2點(diǎn)間距離,，此時(shí)，下圖中的尺寸公差全部合格,。 但是,，幾何公差會(huì)利用真圓度測(cè)量?jī)x、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x檢測(cè)真圓度及中心軸的位置,，根據(jù)指定的公差范圍,，可能會(huì)被判定為不合格。換言之,，根據(jù)尺寸公差會(huì)被判定為合格,，根據(jù)幾何公差則不合格。 因此我們可以認(rèn)為,，尺寸公差管控與幾何公差管控基本上不存在相關(guān)性,。這種思考方式就是“獨(dú)立原則”。 （4）ISO中的定義 尺寸與幾何特性的關(guān)系定義如下,。 ISO 8015-1985 除去特別指定相關(guān)性的情形,，圖紙中標(biāo)示的各要求事項(xiàng),，例如尺寸公差及幾何公差，與其他一切尺寸,、公差或特性不存在任何關(guān)聯(lián)性,，獨(dú)立發(fā)揮作用。 如上所述,，獨(dú)立原則是ISO明文規(guī)定的國際標(biāo)準(zhǔn),。但是，在美國等國家,，部分企業(yè)可能會(huì)遵循不適用獨(dú)立原則的ASME（美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)）準(zhǔn)則,。因此,，在與境外企業(yè)開展貿(mào)易時(shí),，建議務(wù)必提前通過協(xié)商等途徑，明確規(guī)格要求,。 02 幾何公差圖紙與符號(hào) 幾何公差在圖紙上通過符號(hào)進(jìn)行指定,。目前，幾何公差的符號(hào)共有16種,，并根據(jù)管控的公差進(jìn)行分類,。 （1）幾何公差特性的分類與符號(hào) 幾何公差的符號(hào)如下所示。所謂“適用要素”的“獨(dú)立要素”,，就是不關(guān)聯(lián)基準(zhǔn)（無需標(biāo)示基準(zhǔn)）的要素,。“基準(zhǔn)”是為了決定姿態(tài),、位置,、跳動(dòng)而設(shè)定的理論理想要素。而“關(guān)聯(lián)要素”則是與基準(zhǔn)存在關(guān)聯(lián)的要素,，用于指定姿態(tài),、位置、跳動(dòng)公差,。 幾何公差符號(hào)一覽（相關(guān)規(guī)格：ISO5459） （2）真位置度理論（用方框圍起的尺寸值） 用“理論正確尺寸（TED：Theoretically Exact Dimension）”標(biāo)示幾何公差（位置度,、輪廓度、傾斜度）的思考方式,。TED會(huì)用方框（□）圍起理論正確尺寸,，將與該位置相關(guān)的公差填入形體控制框。 1）位置的指定 進(jìn)行如下圖所示的位置指定時(shí),，尺寸公差標(biāo)示的基準(zhǔn)尺寸和公差均會(huì)成為尺寸公差的總和（累積公差）,，無法指定正確位置。而利用TED進(jìn)行標(biāo)示時(shí),，因其不附帶公差,，不會(huì)引發(fā)累積公差的問題,。 2）公差帶的指定 在指定公差帶時(shí)，真位置度理論會(huì)在公差值的中心,，正確標(biāo)示需要用TED管控的位置,。 要素為點(diǎn)時(shí)，公差帶就是以該點(diǎn)為中心的圓形（a）或球形,；要素為直線時(shí),，則公差帶為以該直線個(gè)別正確離開公差值一半的平行二平面（b），或以該直線為中心的圓柱公差帶（c）,。 03 什么是基準(zhǔn)（datum） 所謂基準(zhǔn)（datum）,，就是在進(jìn)行加工及尺寸測(cè)量時(shí)作為基準(zhǔn)的面、線,、點(diǎn),。 （1）ISO中的定義 ISO 5459：2011定義：位置（公差）及/或姿態(tài)（公差）的公差帶，抑或是為了定義表現(xiàn)執(zhí)行狀態(tài)的理想要素,，而選擇的實(shí)際組成要素（1個(gè)以上）所適用的設(shè)定要素（1個(gè)以上）,。 （2）基準(zhǔn)的種類 基準(zhǔn)分為“基準(zhǔn)要素”與“模擬基準(zhǔn)要素”。還有組合2個(gè)以上的基準(zhǔn),，指定要素的“基準(zhǔn)體系”,。 基準(zhǔn)要素：用于設(shè)定基準(zhǔn)的目標(biāo)物實(shí)際要素（部件的表面、孔洞等）,。 模擬基準(zhǔn)要素：在設(shè)定基準(zhǔn)時(shí)與基準(zhǔn)要素相接,，形狀極其精密的實(shí)際表面（平板、軸承,、心軸等）,。 基準(zhǔn)體系：為了設(shè)定帶公差要素的基準(zhǔn)，組合使用2個(gè)以上不同基準(zhǔn)的基準(zhǔn)組,。 標(biāo)示為基準(zhǔn)的部件的面,，并不具備完美的形狀。因此,，必須將擁有更精密表面的平板,、尺規(guī)、心軸等作為實(shí)用基準(zhǔn),，進(jìn)行接觸,。 （3）基準(zhǔn)要素的圖紙標(biāo)注 基準(zhǔn)可通過下列符號(hào)（基準(zhǔn)符號(hào)）進(jìn)行標(biāo)注�,；鶞�(zhǔn)符號(hào)由鏤空或涂黑的三角形標(biāo)注,。而代表基準(zhǔn)的英文字母必須與圖紙的方向一致。 此外,，作為對(duì)象的區(qū)域,，會(huì)因圖紙中基準(zhǔn)符號(hào)的位置而異,。為了嚴(yán)謹(jǐn)傳達(dá)設(shè)計(jì)意圖，請(qǐng)注意標(biāo)示基準(zhǔn)的位置,。 1）標(biāo)示軸線或中心平面時(shí) 將尺寸線與基準(zhǔn)合并在一處,，標(biāo)示基準(zhǔn)要素。標(biāo)示的基準(zhǔn)要素中心,，將成為基準(zhǔn)軸或基準(zhǔn)中心平面,。 2）標(biāo)示母線時(shí) 標(biāo)示時(shí)需錯(cuò)開基準(zhǔn)要素的尺寸線與基準(zhǔn)。標(biāo)示的基準(zhǔn)要素中心,，將成為基準(zhǔn)軸或基準(zhǔn)中心平面,。 04 形體控制框 幾何公差用“形體控制框”標(biāo)示。形體控制框中應(yīng)包含下列要素,。 a：幾何特性符號(hào) 標(biāo)注幾何公差的種類,。 b：直徑符號(hào)（必要時(shí)） 必須標(biāo)注的幾何特性如下所示。 二維平面中的圓中區(qū)域：位置度,、同心度 三維空間中的圓柱中區(qū)域：真直度,、平行度,、直角度,、傾斜度、位置度,、同軸度 三維空間中的球體中區(qū)域：位置度 c：幾何公差值 公差的值,。單位為“ mm （毫米） ”。 d：實(shí)體公差,、公共公差帶等 主要包括“（最大實(shí)體要求）”,、“（最小實(shí)體要求）”、“CZ （公共公差帶：Common Zone） ”等,。以及其他,、等。 e：優(yōu)先基準(zhǔn) 將設(shè)計(jì)者需要優(yōu)先設(shè)定為基準(zhǔn)的部分指定為基準(zhǔn),。標(biāo)注多項(xiàng)基準(zhǔn)時(shí),，按照從左到右、優(yōu)先度從高到低的順序進(jìn)行標(biāo)注,。 通常情況下,，設(shè)計(jì)者會(huì)按照優(yōu)先度順序，決定基準(zhǔn)的字母,，因此越靠前的字母優(yōu)先度越高,。 05 幾何公差的種類 目前，幾何公差分類中共有14種符號(hào),。若以其它方式分類,，則有15種符號(hào),。 這些符號(hào)分屬“形狀公差”、“姿態(tài)公差”,、“位置公差”,、“跳動(dòng)公差”，借助這些公差,，可以指定所有形狀,。 “最大實(shí)體要求”在軸孔嵌合等設(shè)計(jì)中不可或缺，“最小實(shí)體要求”則是設(shè)計(jì)管道厚度等強(qiáng)度維持必要參數(shù)的有效手段,，下面也介紹這些方式的概要,。 （1）形狀公差（形狀偏差） 所謂形狀公差，就是決定目標(biāo)物（部件）形狀的基本幾何公差,。都是無需基準(zhǔn),，可獨(dú)立決定形狀的幾何公差。 1）真直度 指定“筆直度”的參數(shù),，標(biāo)示應(yīng)該呈現(xiàn)何等正確的筆直度,。適用于直線而非平面對(duì)象，表示中心線,、母線等的彎曲情況,。因此，可用于設(shè)定長尺寸物體的容許翹曲等,。 標(biāo)注示例 圖紙解讀 表示圓柱直徑的尺寸與形體控制框相連時(shí),，該圓柱的軸線必須位于直徑0.1mm的圓柱內(nèi)。 2）平面度 指定“表面凸凹度”,，標(biāo)示應(yīng)該呈現(xiàn)何等正確的平坦面,。最凸起部分與最凹陷部分必須位于上下分離2個(gè)平面之間夾住的一定距離。 標(biāo)注示例 圖紙解讀 該表面必須位于僅相隔0.3mm的2個(gè)平行平面之間,。 3）真圓度 指定“圓度”的參數(shù),。表示軸、孔,、圓錐等圓形截面的圓度,，標(biāo)示應(yīng)該呈現(xiàn)何等正確的圓形。 標(biāo)注示例 圖紙解讀 任意軸直角截面的外周,，必須位于在同一平面上僅相隔0.1 mm的2個(gè)同心圓之間,。 4）圓柱度 指定“圓度”與“筆直度”的參數(shù)。表示圓柱的歪曲度,，標(biāo)示應(yīng)該呈現(xiàn)何等正確的圓柱形,。 標(biāo)注示例 圖紙解讀 作為對(duì)象的面，必須位于僅相隔0.1mm的2個(gè)同軸圓柱面之間,。 （2）形狀公差,、位置公差（線輪廓度,、面輪廓度） 線輪廓度與面輪廓度同樣被用于位置公差。在形狀公差和位置公差中的形體控制框標(biāo)注方法是相同的,。 1）線輪廓度 這是標(biāo)示設(shè)計(jì)部件“實(shí)際曲面是否與設(shè)計(jì)理想值一致”的參數(shù),，表示輪廓線（表面切斷面呈現(xiàn)的線要素）的歪曲度。切斷指定曲面的截面線,，必須位于公差帶內(nèi),。 標(biāo)注示例 圖紙解讀 在投影面平行的任意截面作為對(duì)象的輪廓必須在具有理論上正確輪廓的線上置中，并在直徑0.03mm的圓所產(chǎn)生的2條包絡(luò)線之間,。 2）面輪廓度 標(biāo)示設(shè)計(jì)部件“實(shí)際曲面（表面）等是否與設(shè)計(jì)理想值一致”的參數(shù),。面輪廓度不同于線輪廓度，以整個(gè)指定曲面為對(duì)象,。 標(biāo)注示例 圖紙解讀 對(duì)象面必須在具有理論上正確輪廓的線上置中,，并在直徑0.1 mm的球所產(chǎn)生的2條彎曲線之間。 （3）姿態(tài)公差 所謂姿態(tài)公差,，就是相對(duì)于某項(xiàng)基準(zhǔn),，決定相應(yīng)要素應(yīng)有姿態(tài)的公差。指定姿態(tài)公差之前,，必須確定基準(zhǔn),，因此姿態(tài)公差是與基準(zhǔn)相關(guān)聯(lián)的要素，即關(guān)聯(lián)要素的幾何公差,。 1）平行度 類似于平面度,，平行度中存在基準(zhǔn)（作為基準(zhǔn)的平面、直線）,。平行度指定“2條直線或2個(gè)平面相互平行的程度”。 標(biāo)注示例 圖紙解讀 標(biāo)示線箭頭所指的面,，必須位于與基準(zhǔn)平面A平行,，且與標(biāo)示線箭頭方向僅間隔0.05mm的2個(gè)平面之間。 2）直角度 指定相對(duì)于基準(zhǔn)（作為基準(zhǔn)的平面,、直線）的“直角正確程度”,。直角度指定的數(shù)值單位并非角度，而是mm,。 標(biāo)注示例 圖紙解讀 標(biāo)示線箭頭所指的平面,，必須位于與基準(zhǔn)平面A垂直的直徑0.03 mm的圓柱內(nèi)。 3）傾斜度 指定的直線及平面非90°時(shí),，指定“相對(duì)于基準(zhǔn)（作為基準(zhǔn)的平面,、直線）是否呈現(xiàn)正確傾斜狀態(tài)”。傾斜度指定的數(shù)值單位并非角度,，而是mm,。 標(biāo)注示例 圖紙解讀 標(biāo)示線箭頭所指的面,，必須與基準(zhǔn)平面A準(zhǔn)確呈現(xiàn)45°的理論傾斜，且位于與標(biāo)示線箭頭方向僅間隔0.3 mm的2個(gè)平行平面之間,。 （4）位置公差 所謂位置公差,，就是相對(duì)于某項(xiàng)基準(zhǔn)，決定相應(yīng)要素應(yīng)處位置（真位置）的公差,。指定位置公差之前,，必須確定基準(zhǔn)，因此位置公差是與基準(zhǔn)相關(guān)聯(lián)的要素,，即關(guān)聯(lián)要素的幾何公差,。 1）位置度 指定“相對(duì)于基準(zhǔn)（作為基準(zhǔn)的平面、直線）的位置正確程度”的精度,。 標(biāo)注示例 圖紙解讀 標(biāo)示線箭頭所指的圓的中心點(diǎn),，必須位于直徑0.1 mm的圓中。 2）同軸度 指定“2個(gè)圓柱的軸同軸 （中心軸無偏差）的程度”,。 標(biāo)注示例 圖紙解讀 標(biāo)示線箭頭所指的圓柱軸線,，必須位于以基準(zhǔn)軸直線A為軸線的、直徑0.03 mm的圓柱中,。 3）同心度 指定“2個(gè)圓柱的軸同軸 （中心點(diǎn)無偏差）程度”的精度,。與同軸度的區(qū)別在于，基準(zhǔn)要素是中心點(diǎn)（平面）,。 標(biāo)注示例 圖紙解讀 標(biāo)示線箭頭所指的圓柱軸線,，必須位于以基準(zhǔn)軸直線A為軸線的、直徑0.05 mm的圓柱中,。 4）對(duì)稱度 指定“相對(duì)于基準(zhǔn)（作為基準(zhǔn)的平面）保持對(duì)稱”的精度,。 標(biāo)注示例 圖紙解讀 標(biāo)示線箭頭所指的中心面，必須位于與基準(zhǔn)中心平面A對(duì)稱間隔0.05 mm的2個(gè)平行平面之間,。 （5）跳動(dòng)公差（跳動(dòng)偏差） 所謂“跳動(dòng)公差”,，就是將某條直線設(shè)定為旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)目標(biāo)物（部件）,，對(duì)目標(biāo)物要素的跳動(dòng)變動(dòng)值進(jìn)行管控的幾何公差,。指定跳動(dòng)公差之前，必須確定基準(zhǔn),，因此跳動(dòng)公差是與基準(zhǔn)相關(guān)聯(lián)的要素,，即關(guān)聯(lián)要素的幾何公差。 1）圓跳動(dòng) 指定部件“旋轉(zhuǎn)時(shí)任意圓周部分的跳動(dòng)”,。圓跳動(dòng)——即旋轉(zhuǎn)部件時(shí)測(cè)量值的跳動(dòng),，必須處于規(guī)定范圍內(nèi)。 標(biāo)注示例 圖紙解讀 圍繞基準(zhǔn)軸直線旋轉(zhuǎn)1周時(shí)，在垂直于基準(zhǔn)軸直線的任意測(cè)量平面上,，標(biāo)示線箭頭所指圓柱面的半徑方向跳動(dòng)不得超過0.03mm,。 2）全跳動(dòng) 指定部件“旋轉(zhuǎn)時(shí)整個(gè)表面的跳動(dòng)”。全跳動(dòng)——即圓柱面整體測(cè)量值的跳動(dòng),，必須處于規(guī)定范圍內(nèi),。 標(biāo)注示例 圖紙解讀 圍繞基準(zhǔn)軸直線旋轉(zhuǎn)圓柱部分時(shí)，在圓柱表面上的任意點(diǎn),，標(biāo)示線箭頭所指圓柱面的半徑方向全跳動(dòng)不得超過0.03mm,。 （6）最大實(shí)體要求（MMR）與最小實(shí)體要求（LMR） 最大實(shí)體要求（MMR：Maximum Material Requirement）用于標(biāo)示軸孔等嵌合部件的公差。而最小實(shí)體要求（LMR：Least Material Requirement）則用于指定端面周邊位置的孔的強(qiáng)度及管道厚度,。 1）標(biāo)注方法 對(duì)部分尺寸適用最大實(shí)體要求時(shí),，需要在幾何公差數(shù)值后，抑或是形體控制框內(nèi)的基準(zhǔn)符號(hào)之后,，標(biāo)注,。而在適用最小實(shí)體要求時(shí)，應(yīng)標(biāo)注,。 標(biāo)注示例 2）最大實(shí)體要求與最小實(shí)體要求的優(yōu)點(diǎn) 能夠根據(jù)尺寸偏差與幾何公差的偏差,，正確實(shí)施體積相關(guān)管控，可實(shí)現(xiàn)合理的公差設(shè)定,。用于軸,、孔等公差時(shí)，能夠正確表現(xiàn)部件的體積,，具有可降低加工成本,、提升品質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。 | 
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發(fā)表于 2024-1-8 13:28:45
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