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聽說您在學形位公差，GD&T尺寸公差的來歷你知道嗎？
2021-03-26
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形位公差（幾何尺寸公差）的來歷
零件公差產生于十九世紀后期，其初衷是為了保證零件的互換性。起初只有尺寸公差。由于當時的設計部門和制造部門通常都在一起或就在隔壁，因此交流起來非常方便。在當時，給定的公差一般都很大，因此當時的設備刀具的能力對于保證產品的幾何形狀的“完美性”來說反而不太重要了（相對于給定的公差）。當問題發生后，制造人員很容易找到設計人員，一起討論并解決問題，并且決定今后的零件該如何生產。通過這種方式，只有尺寸公差也能生產出合乎設計要求的產品，而很多重要的要求并沒有在圖紙上表達出來，而是變成了公司的專有經驗知識。
隨著公差的逐步縮小，產品的可裝配性逐漸成了問題。大約在1920年，泰勒先生提出了定義了裝配功能要求的“泰勒原則”（也就是現在的公差原則#1），它有效地解決了零件的大小與形狀的關系，從而確保了產品的可裝配性。直至今天，許多功能檢具依然都是按照這個原則來設計制造的。
直到二戰期間，零件的制造逐漸分包給供應商，設計部門離制造地點越來越遠，設計與制造的隨時隨地的交流就變得越來越不可能，而要求的制造公差卻又越來越小，零件的裝配性和互換性的問題也就越來越突出。此時，各種定義幾何公差的幾何語言的標準就應運而生，隨著這些標準的發展、進化、演變及合并，到今天留給我們的是幾何尺寸公差這門世界語的兩種方言：ASMEY14.5和ISO 1101，作為定義公差符號的標準。這兩個標準在原理上是一致的，其初衷都是為了確定可裝配性的公差。在具體的定義上它們有所不同，有的地方甚至有很明顯的不同，但定義的不同只是理解過程的不同，這兩個標準最終描述的公差種類都是一樣的。
產品零件在加工制造過程中，由于機床精度、刀具夾具及工藝操作水平等因素的影響，零件的尺寸、形狀及表面質量、方向和位置均不可能做到完全理想。這種工藝過程中出現的誤差有可能會影響到：
- 配合的松緊程度，如圓度，軸線的直線度。
- 可裝入性，如螺栓的位置度。
- 零件的其它功能：如工作精度、聯接強度、運動平穩性、密封性、耐 磨性、可靠性、嗓聲和使用籌命等。
為了滿足零件的使用要求，保證零件的互換性和制造的經濟性，設計時必須合理控制零件的形位誤差，即對零件規定其形狀和位置公差（簡稱形位公差）
形位公差是限制實際被測形體（或要素）變動的區域，是零件的實際形狀、位置對其理想形狀、位置的變動量。其大小是由指定的形位公差值來確定的。只要被測實際形體，（或要素）被包含在這個公差帶內，那么這個被（或要素）就是合格的。
形位公差帶控制的是點（平面、空間）、線（素線、軸線、曲線）、面（平面、曲面）、圓（平面、空間、整體圓柱）等區域，所以它不僅有大小還具有形狀、方向、，位置等共四個要素。形位公差的按其控制的要素總共分如卡監大類（共十四種）：
- 形狀公差：a.直線度； b.平面度； c.圓度； d.圓柱度。
- 定向公差：a.平行度 ； b.垂直度 c.傾斜度。
- 定位公差：a.同軸度； b.位置度； c.對稱度。
- 輪廓度公差：a.線輪廓度； b.面輪廓度。
- 跳動公差：a.圓跳動； b.全跳動。
其中形狀公差用于控制形體的形狀；定向公差用于控制形體的方向；定位公差用于控制形體的方向和位置；輪廓度公差既可控制形體的大小和形狀，.又可控制其方向和位置：跳動公差是對形體方向和位置的綜合控制。定位、定向和跳動公差，統稱為位置公差。
下面我們說說使用形位公差來定義圖紙要求的優勢主要有那些：
1：GD&T是一種機械工程的世界語言，它提供了統一的技術標準和解釋，從而減少了爭議、猜測和假設。設計、生產和檢測部門均使用同一種語言進行工作，因此改善了各個部門的溝通。
2：GD&T可以使設計者正確表達設計意圖，并按照功能尺寸原理改善設計，從而提供了更好的產品設計。
3：通過使用GD&T，可以有兩種方法來增加制造公差，從而降低成本：
a）在指定條件下（如MMC，LMC），GD&T為產品制造提供了額外 的補償公差，這種補償公差可以有效節省產品制造費用。
b）使用功能尺寸原理，公差的給定只根據產品功能的要求，這種原則 往往給定了制造較大的公差。這樣避免了設計者由于不知道合理定 義公差而去復制現有的公差或給定較小的公差。
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