产品几何技术规范(gps)讲义之四 by 侠之生.ppt

产品几何技术规范 （GPS） 国家标准应用第四章 几何公差基准和基准体系v一、术语和定义v二、基准和基准体系的标注v三、基准的建立v四、基准的选择及应用v五、小结一、术语和定义v1.1 基准 datumvGB 1183-1980的定义：基准要素是用来确定 被测要素方向和/或位置的要素理想的基准 要素简称基准vGB 17851-1999（等效采用ISO 5459：1981 ）的定义：基准是与被测要素有关，且用来 确定其几何位置关系的一个理想几何要素（ 如轴线、直线、平面等），可由零件上的一 个或多个要素构成vISO/DIS 5459.2：2002的定义：基准是用来 定义公差带的位置和/或方向、或用来定义实 体状态的位置和/或方向（当有相关要求时， 如最大实体要求）的一个（组）方位要素v不同的基准定义是从不同侧面对基准含义的 诠释，各有特点，ISO/DIS 5459.2：2002的 定义显得更加完整和准确v它进一步明确了基准的另一个作用是确定实 体状态的方向和位置；引入了“方位要素”，即 能确定要素方向和/或位置的点、直线、平面 或螺旋线类要素v1.2 基准要素 datum featurev零件上用来建立基准并实际起基准作用的实 际（组成）要素（如：一条边、一个表面或 一个孔）。

v由于实际基准要素一定存在加工误差，因此 应对其规定适当的几何公差vGB 1183-1980将图样上和零件上指定作为基 准的要素均称为基准要素，基准要素有理想 的和非理想的之分，应用时应注意区分v基准要素指零件加工后形成的实际要素，或 者说是存在于实际零件上的非理想要素；v基准要素是构成零件的组成要素，不是导出 要素例如设计上指定一个孔的轴线为基准， 基准为导出要素，而基准要素是实际的孔表面 ，而不是孔的实际中心线v基准是通过非理想的基准要素建立起来的， 方法为模拟或拟合v在概念上要严格区分基准和基准要素，例如 ：基准平面——基准表面v1.3 模拟基准要素 simulated datum featurev模拟基准要素是在加工和检测过程中用来建 立基准并与实际基准要素相接触，且具有足 够精度的实际表面（如一个平板、一个支撑 或一根心棒）v模拟基准要素实际上是建立基准的手段，是 基准的替代，是基准的体现虽然有一定误 差，但由于它具有足够高的精度，足以满足 工件的评定要求模拟基准要素带来的测量 误差可计入测量不确定度v1.4 基准体系 datum systemv基准体系是用来确定被测要素几何位置关系 的、由两个或三个基准构成的组合。

v通常采用由三个互相垂直的平面组成的三基 面体系（空间直角坐标系）v1.5 基准目标 datum targetv基准目标是零件上与加工或检验设备相接触 的点、线或局部区域，用来体现满足功能要 求的基准v对于尺寸较大的零件，有时需要以几何误差 较大或未加工表面作为基准如果以该整个 表面作为基准，会在加工或检测中因多次定 位产生较大误差，降低定位的重复精度，此 时可以使用基准目标二、基准和基准体系的标注v用来建立基准的要素通过一个位于基准符号 内的大写字母来表示 • 一个字母名义上指明一个表面或一个尺寸要 素 • 建议不要用字母I, O, Q 和X • 如果一个大的图用完了字母表中的字母，或 有益对图的理解，也可连续重复用同样的字 母例如：BB，CCC等v当基准由单一要素表示时，该基准应在公差 框格的第三格中用相应的单个大写的拉丁字 母标出v当公共基准由两个或多个要素表示时，应在 公差框格的第三格中用被短划线分开的两个 或多个字母标出v由两个或三个要素建立基准体系时，其基准 代号字母应按各基准的优先顺序在公差框格 的第三格到第五格中依次标出v当在三基面体系中需要采用基准目标时，应 遵守如下规定： 第一基准：3个基准目标 第二基准：2个基准目标 第三基准：1个基准目标三、基准的建立v由非理想的基准要素建立基准有两种方法，即 模拟法和拟合法。

v3.1 以一个组成要素做基准（如直线或平面）v模拟法中，模拟基准要素与实际基准要素相接 触，且它们之间的最大距离为最小若基准要 素与模拟基准成不稳定的接触状态，应在两表 面之间放置适当的支承轮廓线作基准用两个 支承，轮廓面作基准用三个支承v模拟法：v拟合法中，拟合基准要素是实际基准要素的 体外拟合要素，由数字化测量器具实现v3.2 以一个导出要素做基准（如圆柱面轴线）v模拟法中，基准是模拟基准轴（如心棒）体 现的最大内切拟合圆柱面的轴线，此时圆柱 面在任何方向的可能摆动量相等v拟合法中，拟合基准要素是实际基准要素（ 实际孔）的体外拟合导出要素（轴线），也 由数字化测量器具实现v3.3 以公共导出要素做基准v模拟法中，模拟基准是同轴的两个模拟基准 轴体现的最小外接圆柱面的公共轴线v拟合法中，拟合基准是两基准要素的体外拟 合要素的公共导出要素（公共轴线）v其他各种基准可以用类似方法建立v3.4 基准体系的建立v限制几何要素位置变动的公差带通常为一空 间区域确定该区域的方向和位置时，单一 基准常常是不够的，往往要求两个或三个基 准，参与定位的多个基准构成基准体系v三基面体系是指由三个相互垂直的基准平面 组成的基准体系，它的三个平面是确定零件 上各要素几何关系的起点。

v应该根据零件的功能要求来确定各基准的先 后顺序v零件在三基面体系中的定位原则 1）以三个平面为基准 第一基准要素与第一基准平面的位置关系应符 合最小条件，通常是三点接触，第二基准要 素与第二基准平面通常是两点接触，第三基 准要素与第三基准平面通常是一点接触符 合六点定位原理2）以垂直于一个平面的一个圆柱面的轴线做 基准3）角向定位基准的建立3.5 基准建立示例序 号基准基准要素基准的建立模拟法拟合法1基准：点 一个球的球心序 号基准基准要素基准的建立模拟法拟合法2基准：点 一个圆的圆心序 号基准基准要素基准的建立模拟法拟合法3基准：点 一个圆的圆心序 号基准基准要素基准的建立模拟法拟合法4基准：线 孔的轴线序 号基准基准要素基准的建立模拟法拟合法5基准：线 轴的轴线序 号基准基准要素基准的建立模拟法拟合法6基准：平面 零件的表面序 号基准基准要素基准的建立模拟法拟合法7基准：中心面 一个零件上的 两个表面的中 心平面v基准要素由零件的装配使用要求和功能要求 决定v基准的数量根据要素间几何关系的需要来确 定v基准顺序对零件的装配质量和使用效果有着 直接的影响，第一基准定位精度最高，第二 基准其次，第三基准最低。

四、基准的选择及应用v合理标注的示例五、小结综上所述，可以归纳出下列选择基准的原则：v首先要反映设计意图、设计要求在满足使 用要求的前提下，基准的选择的选择应尽量 方便工艺和检验，力求使设计基准、加工基 准和测量基准统一起来v应选择对确定几何关系最有意义的表面或要 素作基准基准要素，特别是第一基准要素 应有足够的面积、足够的长度，以保证定位 平稳、准确v相配零件应按装配关系选择和建立同一基准 体系v选择的基准要素应该便于加工和检验时直接 装夹定位，或适于设计专用夹具v基准部位应有足够的刚度，不致在夹紧力的 作用下产生影响精度的变形。