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幾何尺寸和公差 (GD&T) 簡介

在制造中，質量至關重要，必須控制成本，流程必須盡量減少浪費并明智地使用資源。為了降低成本，目前許多零部件都從世界各地的供應商處采購。現在比以往任何時候都更需要零件設計和制造的準確性。必須在設計工程師和制造工廠之間清楚地傳達零件的設計意圖和功能。

幾何尺寸和公差 (GD&T) 是一種精確的工程符號語言，可以清楚地傳達零件的設計意圖。結果是提高了溝通和零件質量。 GD&T 方法目前用于汽車、重型設備、航空和其他幾個行業， GD&T 方法來自美國標準 ASME Y14.5-2009的定義。

GD&T 的起源要歸功于一個名叫 Stanley Parker 的人，他在 1938 年提出了今天所說的位置或“真實位置”的概念。眾所周知，帕克先生曾在英國的一家軍火工廠工作。在此期間，他遇到了魚雷零件，這些零件在使用傳統公差進行檢查時被拒收。然而，他發現許多是功能部件，即使它們在技術上超出了規格公差，也會被送去生產。經過進一步調查，他確定標準 XY 坐標公差導致了方形公差帶。一些工作部件的尺寸略微落在該區域之外，但在包含正方形角落的圓圈內。

他推測，如果拐角符合規范，在大多數情況下，由于應用相同的公差而落入該圓形區域內的零件都具有相同的功能。帕克先生后來在 1956 年出版了一本名為“圖紙和尺寸”的書。帕克先生對位置（或真實位置）的確定已經發展到包括其他概念，包括平面度、輪廓、跳動、圓度等等。 GD&T 的概念在 1950 年代被軍方采用，現在在世界各地的多個行業中使用。

幾何尺寸和公差 (GD&T) 是一種符號語言，用于描述零件的標稱幾何形狀和允許的偏差公差。如果應用得當，設計工程師可以簡明扼要地定義零件上的特征位置、尺寸、形狀和方向。 GD&T 旨在作為坐標標注系統的補充，而不是完全替代。

GD&T 方法考慮了部件的功能以及該部件如何與相關部件一起發揮作用。因此，要正確應用 GD&T，您必須徹底了解裝配中零件的功能。 GD&T 制定了全球通用的標準。 GD&T 的正確應用在主要在美國使用的美國機械工程師協會 (ASME) 標準和許多歐洲國家使用的國際標準化組織 (ISO) 標準中進行了定義。

當您第一次檢查 GD&T 系統以及用于定義零件尺寸和公差的許多符號時，您可能會覺得不知所措。通過在您的設計中應用 GD&T，符號語言很快就會變得熟悉。如果正確使用 GD&T 系統，它會減少圖紙上所需的注釋、尺寸和公差的數量。此外，通過建立基準，GD&T 提供了一種精確的方法來描述可在制造和檢驗過程中使用的參考坐標系。通過應用 GD&T 標準化符號語言，您可以將設計意圖清楚地傳達給零件制造商。

幾何尺寸和公差 (GD&T) 方法的應用已證明可以降低成本并提高質量、可靠性和安全性。通過實施 GD&T 工具和方法，您的企業將受益于減少制造問題、返工和報廢。此外，當您考慮部件的功能時，GD&T 允許應用更大的公差范圍，從而減少被拒絕的功能部件的數量。通過減少廢品，您可以提高首次產量，從而提高效率。

有大量信息描述如何將幾何尺寸和公差 (GD&T) 應用于您的設計。在本節中，我們將探討 GD&T 標準中包含的一些基本規則、基本概念和符號。 GD&T 的基本規則是構建系統的基礎。規則要求每個尺寸都應用公差，參考尺寸或最小/最大值除外。規則還要求完全定義圖紙上的尺寸和公差，以確保充分理解每個特征的特性。

此外，必須定義最終產品的所有必要尺寸，并將參考尺寸的使用保持在最低限度。還必須根據零件的功能及其與配合零件的關系來選擇和安排尺寸。通過遵守 GD&T 的基本規則，設計師能夠清楚地傳達設計意圖，同時最大限度地減少被誤解的機會。

基準可以描述為理論上的精確平面、點或軸位置，零件的其余特征從該位置參考。尺寸公差參考基準。

基準參考框架 (DRF) 的概念是 GD&T 中最重要的概念之一。 DRF 概念描述了三個相互垂直且理論上完美的平面的創建。這三個平面是根據圖紙制造和檢查零件所必需的，詳細說明如下：

1.主要基準建立時與零件的第一個特征至少有三個接觸點

2.次基準建立時至少有 2 個接觸點接觸的第二個特征

3.第三基準由至少 1 個接觸點建立

通過指定三個相互垂直的基準平面的過程，您已經建立了基準參考框架 (DRF)。

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單個零件特征的幾何公差在特征控制框架中指示，該框架分為單獨的隔間。在第一個隔間中，您可以放置您正在定義的幾何特征的符號，例如真實位置、輪廓或跳動。第二個隔間包含公差標注。在某些情況下，公差前面可能有一個直徑符號。基準平面應放置在剩余的隔間中。永遠記住以正確的順序列出基準平面（主要基準在前）。

真實位置或位置，正如 ASME 標準中所指的那樣，是 GD&T 中使用最廣泛的符號之一。真實位置表示特征的標稱值或精確坐標位置。真實位置為 0.000 的零件上的任何特征都將準確定位在它應該在的位置。 0.030 的真實位置意味著零件特征或指定點與它應該在的位置相差 0.030。

位置可以定義為特征與其標稱值或其“真實位置”相比的總允許變化。位置公差可用于控制零件特征或軸的位置、方向或軸偏移。位置公差通常應用于與配合零件（如螺栓孔或槽）組裝至關重要的特征。

所有 GD&T 符號的定義默認為不考慮特征尺寸 (RFS)。 RFS 基本上意味著所有 GD&T 標注都受到獨立于零件尺寸的控制。這消除了任何潛在的額外公差，使設計人員能夠更準確地控制公差。 RFS 不需要圖紙上的標注。如果在圖紙上專門調用了最大材料條件 (MMC) 或最小材料條件 (LMC) 以消除 RFS 默認值，則可以覆蓋 RFS。

為了正確應用幾何尺寸和公差 (GD&T)，您必須熟悉符號語言。 GD&T 中使用了各種符號和類型的應用公差。

當第一次審查時，這種符號語言可能看起來相當壓倒性。但就像任何工具一樣，你使用得越多，它就會變得越容易。當 GD&T 得到充分利用時，它將改善從設計師到車間的溝通。通過使用 GD&T 制定的詳細圖紙標準，全球供應商可以充分理解設計意圖。

使用 GD&T，您可以開發明確定義的設計，同時考慮零件的功能并允許更準確的公差。您的零件質量將提高，廢品率將降低，從而為您和您的供應商帶來雙贏局面。