GD&T 基础知识：这种符号语言如何帮助您的设计？

任何制造过程的设计都与加工本身一样重要。设计中使用的最重要的语言之一是几何尺寸和公差 (GD&T)。多名工程师在零件设计期间实施 GD&T 符号。

它有助于以最佳方式控制和传达这些变化，以确保将其最小化并且不会影响正在设计的零件的效率。 GD&T 是一种符号语言，是几何尺寸和公差的首字母缩写词。

本文将解释 GD&T 中使用的各种符号、它的工作原理以及它的各种应用。

什么是 GD&T

几何尺寸和公差，简称 GD&T，是工程师用来交流制造信息的符号和标准系统。他们还出于其他几个原因使用这些符号，包括：

• 为生产和检验过程提供合适的定义。
• 使配合部分很好地结合在一起。
• 它表示即使在最坏的情况下也不应超过的限制。
• 它是一种通用语言；因此，无论您与谁合作，都可以很好地理解这一点。

GD&T 并不是制造领域新引入的系统。它自 1938 年以来一直存在，从那时起它在制造过程中发挥了很大作用。 Stanley Parker 负责开发这种符号制造语言。

GD&T 在制造业中至关重要，它对于制造任何需要 CNC 加工服务的零件至关重要，尤其是在需要严格公差的 CNC 加工过程中。

如果您需要一个只关注设计几何形状的系统，那么 GD&T 将非常适合您。

GD&T 的重要性

既然有确定公差和尺寸的传统方法，为什么我们还需要几何尺寸和公差？

这个系统有一些独特的重要性，它们包括：

优秀的组装

使用传统方法，您可以设计精确的单个零件。但是，这种方法的一个主要挫折是它们不能保证各个部分在耦合在一起时的交互效果如何。这就是你需要 GD&T 的原因。

有些部分不能单独独立发挥作用，但它们是执行特定功能的较大隔间的重要部分。现在，想象一下，如果该零件在装配级别上没有很好地集成。会影响整个成分的功效。

例如，考虑连杆的情况。连杆在连接到需要它发挥主要作用的较大部分之前，它本身是没有好处的。如果将其连接到活塞和曲轴，您会看到它执行了有用的功能。在这种情况下，它有助于从线性运动中进行旋转运动。如果将此组件连接到更大的组件（如发电机或柴油发动机），您会发现它的功能更好，因为这些机器有不同的用途。

因此，零件之间必须很好地集成和配合。这就是 GD&T 可以帮助您的方式。有了它，您可以保证您的零件在集成到更大的组件中时能够很好地配合。

通俗易懂

几何公差符号是普遍可以理解的。这使工程师更容易与该领域的其他人交流他们的想法。它的规则、词汇和定义很简单。因此，它有助于设计师传达他的意图。

省时又省钱

如果您的设计不适合其预期用途，则可能需要您制定新设计。您可能必须不断重复这个循环，直到您拥有适合您的组件的完美零件设计。这不仅会浪费你的时间，还会浪费资源。

当您使用 GD&T 时，您可以消除这种压力。它有助于确保您一劳永逸地拥有完美的设计。因此，如果您想在制造过程中减少浪费并按时完成大量工作，您应该考虑 GD&T。它还使您更容易与他人交流您的想法。因此，它可以节省您的时间和精力。

此外，在您的设计中使用 GD&T 符号可以对作品进行某种质量保证。这样，任何其他工程师都可以接受设计并了解各种尺寸和公差值规范

它是如何工作的？

GD&T 的工作原理很简单。它通过指定设计所需的尺寸和公差值来工作。设计的公差值通常介于最小值和最大值之间。也就是说，就是最大和最小限制的差值。

为了适当地容忍产品并确保它不会超过或低于最大和最小公差，我们需要 GD&T 符号。它是一个符号，有助于传达设计意图并确保它完全符合其预期角色。将这种控制与传统的正负公差进行沟通会更具挑战性。

GD&T 符号

几何尺寸标注和公差符号有五个不同的组。这些组中的每一个都有不同的符号。它们包括：

表单控件

该组中的符号用于指定形状。它们包括：

直线度：这进一步分为两轴直线度和线元直线度。该形位公差符号表示零件表面必须保持在公差区域内并保持平整。

平坦度：该符号表示表面必须有多平坦，而与任何其他特征无关。平面度通常在表面的最高点和最低点之间测量。

圆度或圆度：此符号表示特征与完美圆的相似程度。这也意味着特征必须没有特征或边缘。

圆柱度：此几何公差符号表示特征与完美圆柱体的相似程度。设计的圆柱度很难检查，这是因为它是一个更复杂的符号。

配置文件控件

如果您需要描述曲面周围的三维公差带，您可以使用轮廓控制。又分为两种，分别是：

表面轮廓：表面轮廓是一种复杂的控制，通常使用 CMM 测量。它用于创建两个偏移曲面。

线轮廓：您可以使用它来比较二维横截面与理想形状。

方向控制

这包含具有不同角度的尺寸。它包括：

角度：角度是通过两个参考平面确定的。它与基准面成一定角度是平的。

垂直度：表示与基准面成 90 度角的平面度。

Parallelism：这是指定距离处的平行线

位置控制

它使用线性尺寸来制作明确定义的位置。包括：

位置：就像名字听起来一样，它是一个特征相对于另一个或基准的位置。位置是最常用的控件。

同心度：您可以使用此符号将要素的位置与基准轴进行比较。

对称性：这有助于确保您的设计的非圆柱形部分没有不规则性。这是一个复杂的控件，使用起来有点困难。

跳动控制

这表示与基准相比，特定特征可以变化的可接受量。此类别下的符号包括：

圆形跳动：如果要考虑设计错误，可以使用圆形跳动。

总跳动：您可以使用此符号来描述整个表面的跳动。它控制轮廓、直线度、棱角以及设计中的其他变化。

功能控制框架

顾名思义，特征控制框架控制着您设计的特征。它包含设计必须遵循的说明。一个特征帧只能携带一条消息。如果一个设计需要两条消息，则需要使用两个特征控制框架。

此框架上的第一个隔间包含一个几何特征符号。回想一下，有十四种不同的符号。但是，您只能在单个特征控制框架上表示一个。如果您有两个要求，那么您需要两个功能控制框架。第一个隔间中的符号将指示该功能的要求。例如，它可以指示特征是平坦的还是定位的。

您的设计的总公差将在第二个隔间中。总公差包括公差带的形状、单个特征公差和特征修饰符。如果公差值前面有 (⌀) 符号，则公差为圆柱形。

第三个隔间包含基准特征参考。但是，并非所有设计都需要基准特征。如果您指定位置公差（例如位置），则需要基准特征。另一方面，如果指定了直线度或平面度等形状公差，则不需要基准特征参考。

结论

GD&T 是一种现代方式，您可以采用它来描述设计的尺寸和公差。它优于传统的正负公差，后者不能保证在集成到更大的隔间时设计的零件的效率。它是一种普遍接受的符号，其正确使用可以降低特定设计所需的成本和时间。如果您想确保您设计的部件完全适合它所要服务的角色，那么 GD&T 就是您所需要的。

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