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几何公差,有还不知道的同学赶紧收藏!

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No.1什么是几何公差?

ISO将几何公差定义为“Geometricalproduct specifications(GPS) −Geometrical tolerancing− Tolerancing of form, orientation, location and run-out”。
换言之,“几何特性”指的是物体的形状、大小、位置关系等,“公差”则是“容许误差”。“几何公差”的特点,是不仅定义尺寸,还会定义形状、位置的容许误差。1、尺寸公差与几何公差的区别:

设计图纸的标注方法,大致可分为“尺寸公差”与“几何公差”这两类。尺寸公差管控的是各部分的长度。
而几何公差管控的则是形状、平行度、倾斜度、位置、跳动等。

尺寸公差图纸

几何公差图纸

意为“请进行对示面(A)的‘平行度’不超过‘0.02’的加工”。

2、几何公差的优点:

为什么需要标注几何公差呢?举个例子,设计者在订购某板状部件时,通过尺寸公差进行了如下标示。

但是根据上述图纸,生产方可能会交付如下所示的部件。

这样的部件会成为不适合品或不良品。

究其原因,就是没有在图纸上标注平行性。相应的责任不在于加工业者,在于设计者的公差标示。

用几何公差标注同一部件的图纸,可得到如下所示的设计图。该图在尺寸信息的基础上,追加了“平行度”、“平面度”等几何公差信息。这样一来,就能避免因单纯标注尺寸公差而导致的问题。

差标注同一部件的图纸,可得到如下所示的设计图。该图在尺寸信息的基础上,追加了“平行度”、“平面度”等几何公差信息。这样一来,就能避免因单纯标注尺寸公差而导致的问题。

综上所述,几何公差的优点,就是能够正确、高效地传达无法通过尺寸公差来体现的设计者意图。

3、独立原则

尺寸公差与几何公差管控的公差不同。尺寸公差管控的是长度,几何公差管控的则是形状及位置关系。

因此,尺寸公差和几何公差并无优劣之分,结合使用这两种公差,可实现高效的公差标示。

此外,尺寸公差及几何公差分别以不同测量设备及检测方法测量。例如,尺寸公差会使用游标卡尺、千分尺等测量2点间距离,此时,下图中的尺寸公差全部合格。

但是,几何公差会利用真圆度测量仪、三坐标测量仪检测真圆度及中心轴的位置,根据指定的公差范围,可能会被判定为不合格。换言之,根据尺寸公差会被判定为合格,根据几何公差则不合格。

因此我们可以认为,尺寸公差管控与几何公差管控基本上不存在相关性。这种思考方式就是“独立原则”。

4、ISO中的定义

尺寸与几何特性的关系定义如下。

ISO 8015-1985

除去特别指定相关性的情形,图纸中标示的各要求事项,例如尺寸公差及几何公差,与其他一切尺寸、公差或特性不存在任何关联性,独立发挥作用。

如上所述,独立原则是ISO明文规定的国际标准。但是,在美国等国家,部分企业可能会遵循不适用独立原则的ASME(美国机械工程师协会)准则。因此,在与境外企业开展贸易时,建议务必提前通过协商等途径,明确规格要求。

No.2几何公差图纸与符号

几何公差在图纸上通过符号进行指定。目前,几何公差的符号共有16种,并根据管控的公差进行分类。

1、几何公差特性的分类与符号几何公差的符号如下所示。所谓“适用要素”的“独立要素”,就是不关联基准(无需标示基准)的要素。“基准”是为了决定姿态、位置、跳动而设定的理论理想要素。而“关联要素”则是与基准存在关联的要素,用于指定姿态、位置、跳动公差。

几何公差符号一览(相关规格:ISO5459)

2、真位置度理论(用方框围起的尺寸值)

用“理论正确尺寸(TED:Theoretically Exact Dimension)”标示几何公差(位置度、轮廓度、倾斜度)的思考方式。TED会用方框(□)围起理论正确尺寸,将与该位置相关的公差填入形体控制框。位置的指定:

进行如下图所示的位置指定时,尺寸公差标示的基准尺寸和公差均会成为尺寸公差的总和(累积公差),无法指定正确位置。而利用TED进行标示时,因其不附带公差,不会引发累积公差的问题。

公差带的指定:在指定公差带时,真位置度理论会在公差值的中心,正确标示需要用TED管控的位置。

要素为点时,公差带就是以该点为中心的圆形(a)或球形;要素为直线时,则公差带为以该直线个别正确离开公差值一半的平行二平面(b),或以该直线为中心的圆柱公差带(c)。

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