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为什么要用GD&T几何尺寸和公差?

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发表于 2022-2-7 12:09:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 戴克伊 于 2022-2-7 12:09 编辑

为什么要用GD&T几何尺寸和公差?

什么是GD&T几何尺寸和公差标准?
GD&T= ASME-Y14.5标准,是关于最终产品的标准,该标准只告诉应该做什么,没说怎么做。也就是说这个标准是提供设计方法,表达清楚零件,使它们能够装配和工作。因为零件装配好了才能工作,所以说GD&T最主要的功能就是装配。这个标准没说怎么做,就是没有规定制造和检测,ASME-Y4系列其它标准有一些规定。


ASME Y14.5.jpg

戴克伊《GD&T几何尺寸和公差》套装

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什么是GD&T几何尺寸和公差?
几何尺寸和公差GD&T = GD + GT = 几何尺寸+几何公差。事实上名字已经告诉我们什么是GD&T。GD&T就有两样东西:理论上理想零件形状-GD几何目标,设计图纸上用(基本)尺寸来表示,和理论上允许零件偏差的范围-GT几何公差,设计图纸上用(几何)公差表示。
GD&T用途:把用GD目标制造的零件,确认在GT几何公差范围,保证零件装配。

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什么是GD&T几何尺寸和公差内容?
几何尺寸和公差 GD&T= GT + DT = 几何公差+尺寸公差。事实上名字已经告诉我们GD&T包括的内容。Y14.5标准主要是讲述几何公差,也包括尺寸公差,有详细的规则讲述使用尺寸公差。看看上面这张图有几何公差和尺寸公差,只有把二者应用在合适地方,合起来应用才能把这个零件定义清楚,公差只有两种:尺寸公差和几何公差。

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什么是我们常说的形位公差?
几何尺寸和公差 GD&T = GT + DT = 几何公差+尺寸公差,ASME-Y14.5标准主要讲述几何公差,几何公差有14个符号分类:形状、方向、位置,可以简称为形位公差,几何公差还有更多内容讲述如何使用这14个形位公差。事实上美国没有形位公差这一说法,是咱们国内特有的说法,咱们国家40年前引进ISO-GPS欧洲几何技术规范,对应美国ASME-Y14.5标准,欧洲GPS标准是一系列标准的组合,咱们首先引进的是1101号标准就是几何公差14个符号,其它内容引进很少,因为这14个符号分类:形状、方向、位置,大家就简称为形位公差,反而丢失了它本来的名称,几何公差。

什么地方用GD&T几何尺寸和公差?
几何尺寸和公差 GD&T = GT + DT= 几何公差+尺寸公差,尺寸公差可很好的定义单个尺寸形体,但不能控制两个形体之间的关系。这并不意味着尺寸公差不能用,但我们要知道它的局限性和问题,例如:下面这张图,尺寸公差检测都合格,但控制不好性状,方向和位置。所以:要用几何公差来控制位置、方向、形状,其它地方还是要用尺寸公差
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什么人要用GD&T几何尺寸和公差?

1,设计工程师,
ASME-Y14.5首先是满足设计工程师需要,在设计图纸上应用GD&T几何尺寸和公差,设计工程师要清楚GD&T和产品功能,把想要的最终产品表达清楚,设计工程师是规则的制定者-画靶子的人,图纸就跟靶子一样,有靶心(基本)尺寸和靶环(几何)公差组成。保证零件的功能。

2,制造工程师
制造工程师是按照设计图纸做产品,不能自己改动设计图纸,是图纸的执行者-打靶的人,要清楚GD&T和目标,打靶只要有靶心就能打,没有靶环也能打靶,也就是说制造工程师主要使用GD-(几何)尺寸,也就是只要有设计三维数模(设计目标)就能制造,(几何)公差只是做为参考,制造不是强制使用。

3,质量工程师
制造工程师是按照设计图纸检测产品,不能自己改动设计图纸,质量工程师是检验者-裁判,清楚GD&T和检测,设计工程师在设计图纸上提供了靶心和靶环,也就是说制造工程师尽量设计目标(几何)尺寸做,质量工程师把实际做出的产品与设计目标做比对,如果零件设计(几何)公差范围内,零件合格可以保证装配功能,检测(几何)公差是强制使用。

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为什么要用GD&T几何尺寸和公差?

1, GD&T可以显著降低成本。
设计工程师影响成本的70%。降低成本提高质量,预防问题,就要从源头上入手。GD&T可以预防问题,是一个好方法/好系统。设计图纸就是源头,是精确工程交流的工具或语言,GD&T是图纸的重要组成部分,图纸上80%的问题都与GD&T有关系,那改进设计质量就应该从GD&T入手。而GD&T公差过小和模糊几何设计,引起最多图纸问题,有问题就的修改,图纸修改将会产生废品,返工,将错就错,各行其是等一系列问题,都会增加成本。在保证零件功能的前提下,为了降低制造成本,在需要的地方应用关键和可生产的公差,公差应该越大越好,使用GD&T就能实现设计图纸100%准确,所有这些都能有效降低成本。

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2, GD&T不会增加任何成本
看看上面这张图,传统设计图纸只使用尺寸公差定义零件,12是尺寸,0.07是公差,应用GD&T几何尺寸和公差,还要用尺寸只是用方框起来,称为基本尺寸,没有改变原来功能,没有改变设计三维数模(几何目标),那就意味着不会影响零件的制造,不会增加制造成本,应用GD&T几何尺寸和公差,唯一的变化是公差,就是在形状,方向,位置不要用尺寸公差,因为不能清楚表达公差带,要用几何公差才能表达清楚,这样就能给质量工程师清楚知道要测量的要求,应用GD&T不能改变原来尺寸公差设计图纸的要求,只是几何公差有能力把原来的要求表达清楚,让质量工程师清楚读懂设计图纸,知道要测什么,并没有规定测量设备和方式,所以不会增加任何检测成本。

3,GD&T的功能是保证装配
任何不能被测量的零件,就无法生产。世界上最好的设计,如果无法生产,就没有任何价值。但是设计的最终目的,就是实现零件装配后的功能。所以说GD&T几何尺寸和公差,最主要的功能就是装配。这个标准没说怎么做,就是没有规定制造和检测,因为装配只和几何形状有关系,与制造设备方式没有关系,几何公差只是规定了检测零件的偏差范围,与检测使用的设备方式没有关系,所以说GD&T几何尺寸和公差只是从理论上(立体几何)定义如何保证零件装配。

作者:龙东飞(Mike Long)美国ASME-GD&T Y14.5, Y14.43, Y14.8, Y14.48 标准委员

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发表于 2022-2-7 15:29:07 | 显示全部楼层
学习
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发表于 2022-2-8 17:10:19 | 显示全部楼层
资料挺好,但是学起来费劲呀
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发表于 2022-2-9 08:08:09 | 显示全部楼层
感谢
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发表于 2022-2-9 09:49:23 | 显示全部楼层
有点绕
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发表于 2022-5-12 13:42:10 | 显示全部楼层
ASME-Y4.5是关于最终产品的标准?
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 楼主| 发表于 2022-6-4 11:00:33 | 显示全部楼层
精易设计 发表于 2022-5-12 13:42
ASME-Y4.5是关于最终产品的标准?

GD&T是让设计工程师把他想要的产品用图纸表达清楚的工具。GD&T产品设计图纸没有规定制造和检测。所以还有制造工艺工程师和质量检测工程师。否则只需要设计工程师就够了。
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