掌握GD&T垂直度:机械设计实用指南
在机械零件图纸中,垂直度公差允许设计师规定直角零件特征方向的允许变动范围。垂直度符号常用于图纸,确保配合特征能够装配。
GD&T中的垂直度根据所引用的基准特征不同,有两种截然不同的含义。常规形式或面垂直度是控制两个90°表面或特征间垂直度的公差,由两个平行平面作为公差带控制。轴线垂直度是控制特定轴线相对于基准平面垂直度的公差,由环绕理论完全平行轴线的圆柱体作为公差带控制。
垂直度 描述:
面垂直度:
面垂直度是二维GD&T标记,用于控制两个表面间的垂直度。垂直度可指二维线,但更常描述一个表面平面相对于另一基准平面的方向。垂直度公差通过控制表面所在位置间接控制零件间的90°角度。
面垂直度控制相互成90度的两个表面间的垂直度,公差带由两个平行平面构成。

上图面垂直度标注展示了两种用法:作为尺寸标注一部分或直接关联特征。两种情况均需关联基准“A”。
轴线 垂直度:
轴线控制也可称为垂直度,是轴线标注常见形式之一。当为圆形特征基准时,特征控制框含直径(Ø)符号。特征可为正向(如销)或负向(如孔)。
轴线垂直度是三维公差,规定基准特征轴线必须位于的圆柱边界。用于控制特定轴线相对于基准平面的垂直度,公差带为环绕理论完全平行轴线的圆柱体。

轴线垂直度标注中,不仅指定垂直度,还指定公差带内理想圆柱体的直径。因此圆柱轴线垂直于基准“D”。
垂直度 公差带
面垂直度公差带
面垂直度公差带由两个平行平面组成。待检表面必须位于两平面之间才合格。特征控制框控制两平面间距离——距离越小,公差带越严。
从形状看,该区域不直接控制两表面间夹角,而是创建垂直于基准平面的区域并保持垂直平面的平面度。

轴线 垂直度公差带
轴线垂直度公差带为圆柱形,特征控制框含直径符号指示。区域围绕理论上完全垂直于基准元素的轴线建立。特征实际轴线上所有点必须在区域内才合格。这允许其设计为负向(孔)或正向(销)特征,并可考虑附加公差。

垂直度 测量
与其他GD&T标注相比,面垂直度和轴线垂直度测量相对容易。
面垂直度测量
测量面垂直度需用高度计。测量时基准面保持与平板接触。限制测量工具(或零件)自由度,仅允许垂直方向相对移动。高度计表盘偏差即给出特征垂直度。
轴线垂直度测量
轴线垂直度通常用定制量规测量。这些量规按特征虚拟条件构建。轴线垂直度常在MMC下调用以确保各种情况下良好配合。附加公差也在定义通过公差检查的尺寸范围中起作用。
垂直度应用
因简洁实用,垂直度是GD&T中极常用的标注。面和轴线垂直度常用于工程图纸确保所需垂直度。
面形式可控制平面和曲面。例如确保圆柱面相对于圆柱底面的垂直度,也可用于中心平面公差。轴线形式可控制各种正向/反向特征的中心轴线,主要用于确保孔和销的垂直度以保证装配完美配合。
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