GD&T定义

GD&T不同类型的定义

形状公差：无基准

• 平面度公差(Flatness Tolerance)
  • 平面度公差规定了平面度的波动范围，即被管控表面或中心面所有点都在公差带范围内，从而规定了实际的加工公差；
  • 公差值表示了表面的最高点和最低点之差不能超过该公差；
  • 最小区域法：用两个距离最短且相互平行的平面把实际表面所有点都包含在里面，这两个相互平行平面之间的距离就是实际平面度误差；
  • 检测方法：在实际表面上 提取 点的信息后进行 拟合 ，在拟合平面上采用最小区域法 评估 最高点与最低点的极差， 判定 被测件的平面度是否合格。
• 直线度公差(Straightness Tolerance)

  我觉得这里考虑的是一个剖面，所以不存在三维空间的点，因此后面的要求是合理的。

  • 直线度公差规定了直线度的波动范围，即被管控表面线素或中心线所有点都在公差带范围内，从而规定了实际的加工公差；
  • 最小区域法：用两个距离最短且相互平行的直线把实际线所有点都包含在里面，这两个相互平行直线之间的距离就是实际直线度误差；
  • 表面直线度公差检测方法：在实际线素上 提取 点的信息后通过最小区域法进行 拟合 ，在拟合直线上 评估 最高点与最低点的极差，按该方法测量多条素线后取最大值，同公差比较 判定 被测件的直线度是否合格。
  • （圆柱的）中心线直线度公差检测方法：采用等间距布点策略 提取 多个横截面圆，对各横截面圆采取最小二乘法进行 拟合 ，将各圆心通过最小区域法进一步 拟合 成轴线，直线度实测误差值为各圆心到轴线最大距离的2倍，之后同公差比较 判定 被测件中心线的直线度是否合格。
• 圆度公差(Circularity Tolerance)
  • 圆度就是一个理想的圆，ASME Y14.5-2018中给出了两种解释
    • 非球形要素，与轴线垂直的平面切出的截面边界上各点到轴线距离相等；
    • 球形要素，任意平面切出的截面边界上各点到球心距离相等。
  • 圆度公差规定了圆度的波动范围，即被管控圆形线素径向所有点都在公差带范围内，从而规定了实际的加工公差；
  • 圆度公差的检测：在垂直于圆柱轴线的横截面取一周点，然后用两个同心圆把实际所有带你包含在里面，两个同心圆的半径差就是实际圆度误差。确定两个同心圆的圆心有下列几种方法：
    • 最小区域法（最小半径差法）：用两个同心的圆把实际圆轮廓所有点包在里面，两个圆的半径之差最小时，即为圆度误差；
    • 最小二乘法，由圆周上的所有点按照最小二乘法拟合一个圆，从而确定两个同心圆的圆心；
    • 最大内切法：由圆周上的所有点拟合一个最大内切圆，从而确定两个同心圆的圆心；
    • 最小外接法：由圆周上的所有点拟合一个最小外接圆，从而确定两个同心圆的圆心。
  • 检测方法：在圆柱零件上 提取 实际横截面圆，采用最小区域法对提取的横截面圆进行 拟合 ，评估 圆上各点到圆心距离的极差，重复多次上述操作后，取最大值同公差比较， 判定 检测件的圆度是否合格。
• 圆柱度公差(Cylindricity Tolerance)
  • 圆柱度公差规定了圆柱度的波动范围，即被管控圆柱表面所有点都在公差带内，从而规定了实际的加工公差；
  • 圆柱度公差的检测方法：在被测圆柱横截面上取点测量，轴向测量若干个横截面后 提取 实际圆柱面后，采用最小区域法进行 拟合 ，得到圆柱的轴线后， 评估 圆柱表面上各点到轴线距离的极差，同公差比较 判定 被测件圆柱度的圆柱度是否合格。

方向公差：有基准

这里的基准并不是一个理想的要素，而是一个现实存在的要素。

• 平行度公差(Parallelism Tolerance)
  • 平行度公差可以用来管控表面、轴线、中心平面相对基准的平行度波动范围，只能管控方向，不能管控位置；
  • 表面平行度公差检测方法（定向最小区域法）：
    • 基准的建立：按照一定的取点方案对基准要素取点后，采用最小区域法拟合一个理想相切平面；
    • 被测要素的测量：按照一定的取点方案对被测要素取点后，在 基准的约束 （拟合平面必须与基准面平行）下采用最小区域法拟合获得与基准平面平行的理想平面，评估待测要素上各点到理想平面的距离极差，与公差值比较判定被测要素对基准的平行度是否合格。
• 垂直度公差(Perpendicularity Tolerance)
  • 垂直度公差可以用来管控表面、轴线、中心平面相对基准的垂直度波动范围，只能管控方向，不能管控位置；
  • 表面平行度公差检测方法（定向最小区域法）：
    • 基准的建立：按照一定的取点方案对基准要素取点后，采用最小区域法拟合一个理想相切平面；
    • 被测要素的测量：按照一定的取点方案对被测要素取点后，在 基准的约束 （拟合平面必须与基准面垂直）下采用最小区域法拟合获得与基准平面垂直的理想平面，评估待测要素上各点到理想平面的距离极差，与公差值比较判定被测要素对基准的垂直度是否合格。
• 倾斜度公差(Angularity Tolerance)
  • 倾斜度公差可以用来管控表面、轴线、中心平面相对基准的倾斜度波动范围，只能管控方向，不能管控位置；
  • 表面倾斜度公差检测方法（定向最小区域法）：
    • 基准的建立：按照一定的取点方案对基准要素取点后，采用最小区域法拟合一个理想相切平面；
    • 被测要素的测量：按照一定的取点方案对被测要素取点后，在 基准的约束 （拟合平面必须与基准面成理论角度方向）下采用最小区域法拟合获得与基准平面成理论角度方向的理想平面，评估待测要素上各点到理想平面的距离极差，与公差值比较判定被测要素对基准的倾斜度是否合格。

位置度公差(Location Tolerance)：有基准

• 位置度公差是用来管控有尺寸要素拟合的中心点、中心轴线、中心平面相对理论位置的偏移量。
• 位置度公差的检测方法：
  • 基准参照系即坐标系的建立：通过在基准面上采点，通过最小区域法拟合出理想平面后建立坐标系（也有通过一面两孔的形式进行基准定位的）；
  • 被测要素的测量：通过在被测要素上采点拟合后，通过评估相应误差，同公差比较后判断被测要素对基准的位置度是否合格

轮廓度公差：有基准

• 面轮廓度(Profile of Surface)
  • 面轮廓度公差的公差带是三维的，是沿着被测要素的长度和宽度方向，或者全周展开的。公差带是相对理论轮廓对称分布的，公差带的形状和被管控的理论轮廓的形状一样，实际表面的所有点都必须在公差带里。
  • 面轮廓度公差的检测：
    • ASME中对面轮廓度公差实测值的定义是，无论是双边对称公差还是双边不对称公差，都应该测量两个值，一个是正向实际偏差值，另一个是负向实际偏差值，两个方向的实际偏差值都不能超过正向和负向各自的允许值。对于单边轮廓度公差，只允许一个方向的实际偏差值，且不能超出单边的允许值；
    • 通过比较被管控的实际平面上采样的点到基准平面的位置关系，评估误差是否在面轮廓度的公差范围内，从而判断被测平面的面轮廓度是否合格。
• 线轮廓度(Profile of Line)
  • 线轮廓度公差的公差带是二维的，公差带是相对理论轮廓对称分布的，公差带的形状和被管控的理论轮廓的形状一样。线轮廓度公差可以适用于各种形状的零件表面线素，主要应用在曲线上；

跳动度公差：有基准

跳动度公差可以用来管控围绕基准轴线所建立的圆周表面即径向跳动度公差，以及与基准轴线垂直的表面即端面跳动度公差。跳动度公差是一个综合公差，既可以管控表面的形状，也可以管控表面的位置和方向。

• 全跳动(Total Runout)
  • 全跳动公差用来管控圆柱表面所有元素且相对基准轴线高点和低点的偏差（径向全跳动），以及与基准轴线相交且垂直于基准轴面平面的高点和低点的偏差（端面全跳动）。
    • 两个同轴的圆柱面，半径之差等于全跳动公差值（径向全跳动）；
    • 两个与基准轴线垂直的相互平行的平面，其间距等于全跳动公差值（端面全跳动）。
  • 全跳动公差的基准：
    • 一条较长的基准轴线
    • 两条同轴的基准要素建立一个共同的基准曲线
    • 一个基准轴线和一个基准平面（用来测量端面全跳动）
• 圆跳动(Circular Runout)
  • 圆跳动公差用来管控绕着基准轴线的旋转表面的任意一个横截面元素的高点和低点的偏差（径向圆跳动），以及与基准轴线相交且垂直于基准轴线平面的高点和低点的偏差（端面圆跳动）。圆跳动的公差带可以是以下两种形式之一：
    • 两个同心的圆，半径之差等于圆跳动公差值（径向圆跳动）；
    • 两个与基准轴线垂直的相互平行的圆，其间距等于圆跳动公差值（端面圆跳动）。
  • 圆跳动公差的基准：
    • 一条较长的基准轴线
    • 两条同轴的基准要素建立一个共同的基准曲线
    • 一个基准轴线和一个基准平面（用来测量端面全跳动）

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