几何尺寸和公差 (GD&T) 简介
在制造中，质量至关重要，必须控制成本，流程必须尽量减少浪费并明智地使用资源。为了降低成本，目前许多零部件都从世界各地的供应商处采购。现在比以往任何时候都更需要零件设计和制造的准确性。必须在设计工程师和制造工厂之间清楚地传达零件的设计意图和功能。
几何尺寸和公差 (GD&T) 是一种精确的工程符号语言，可以清楚地传达零件的设计意图。结果是提高了沟通和零件质量。 GD&T 方法目前用于汽车、重型设备、航空和其他几个行业， GD&T 方法来自美国标准 ASME Y14.5-2009的定义。
GD&T 历史
GD&T 的起源要归功于一个名叫 Stanley Parker 的人，他在 1938 年提出了今天所说的位置或“真实位置”的概念。众所周知，帕克先生曾在英国的一家军火工厂工作。在此期间，他遇到了鱼雷零件，这些零件在使用传统公差进行检查时被拒收。然而，他发现许多是功能部件，即使它们在技术上超出了规格公差，也会被送去生产。经过进一步调查，他确定标准 XY 坐标公差导致了方形公差带。一些工作部件的尺寸略微落在该区域之外，但在包含正方形角落的圆圈内。
他推测，如果拐角符合规范，在大多数情况下，由于应用相同的公差而落入该圆形区域内的零件都具有相同的功能。帕克先生后来在 1956 年出版了一本名为“图纸和尺寸”的书。帕克先生对位置（或真实位置）的确定已经发展到包括其他概念，包括平面度、轮廓、跳动、圆度等等。 GD&T 的概念在 1950 年代被军方采用，现在在世界各地的多个行业中使用。
什么是几何尺寸和公差 (GD&T)
几何尺寸和公差 (GD&T) 是一种符号语言，用于描述零件的标称几何形状和允许的偏差公差。如果应用得当，设计工程师可以简明扼要地定义零件上的特征位置、尺寸、形状和方向。 GD&T 旨在作为坐标标注系统的补充，而不是完全替代。
GD&T 方法考虑了部件的功能以及该部件如何与相关部件一起发挥作用。因此，要正确应用 GD&T，您必须彻底了解装配中零件的功能。 GD&T 制定了全球通用的标准。 GD&T 的正确应用在主要在美国使用的美国机械工程师协会 (ASME) 标准和许多欧洲国家使用的国际标准化组织 (ISO) 标准中进行了定义。
为什么要实施几何尺寸和公差 (GD&T)
当您第一次检查 GD&T 系统以及用于定义零件尺寸和公差的许多符号时，您可能会觉得不知所措。通过在您的设计中应用 GD&T，符号语言很快就会变得熟悉。如果正确使用 GD&T 系统，它会减少图纸上所需的注释、尺寸和公差的数量。此外，通过建立基准，GD&T 提供了一种精确的方法来描述可在制造和检验过程中使用的参考坐标系。通过应用 GD&T 标准化符号语言，您可以将设计意图清楚地传达给零件制造商。
几何尺寸和公差 (GD&T) 方法的应用已证明可以降低成本并提高质量、可靠性和安全性。通过实施 GD&T 工具和方法，您的企业将受益于减少制造问题、返工和报废。此外，当您考虑部件的功能时，GD&T 允许应用更大的公差范围，从而减少被拒绝的功能部件的数量。通过减少废品，您可以提高首次产量，从而提高效率。
如何实施几何尺寸和公差 (GD&T)
有大量信息描述如何将几何尺寸和公差 (GD&T) 应用于您的设计。在本节中，我们将探讨 GD&T 标准中包含的一些基本规则、基本概念和符号。 GD&T 的基本规则是构建系统的基础。规则要求每个尺寸都应用公差，参考尺寸或最小/最大值除外。规则还要求完全定义图纸上的尺寸和公差，以确保充分理解每个特征的特性。
此外，必须定义最终产品的所有必要尺寸，并将参考尺寸的使用保持在最低限度。还必须根据零件的功能及其与配合零件的关系来选择和安排尺寸。通过遵守 GD&T 的基本规则，设计师能够清楚地传达设计意图，同时最大限度地减少被误解的机会。
基准和基准参考框架
基准可以描述为理论上的精确平面、点或轴位置，零件的其余特征从该位置参考。尺寸公差参考基准。
基准参考框架 (DRF) 的概念是 GD&T 中最重要的概念之一。 DRF 概念描述了三个相互垂直且理论上完美的平面的创建。这三个平面是根据图纸制造和检查零件所必需的，详细说明如下：
1.主要基准建立时与零件的第一个特征至少有三个接触点
2.次基准建立时至少有 2 个接触点接触的第二个特征
3.第三基准由至少 1 个接触点建立
通过指定三个相互垂直的基准平面的过程，您已经建立了基准参考框架 (DRF)。
特征控制框架
单个零件特征的几何公差在特征控制框架中指示，该框架分为单独的隔间。在第一个隔间中，您可以放置您正在定义的几何特征的符号，例如真实位置、轮廓或跳动。第二个隔间包含公差标注。在某些情况下，公差前面可能有一个直径符号。基准平面应放置在剩余的隔间中。永远记住以正确的顺序列出基准平面（主要基准在前）。
真实位置和位置公差
真实位置或位置，正如 ASME 标准中所指的那样，是 GD&T 中使用最广泛的符号之一。真实位置表示特征的标称值或精确坐标位置。真实位置为 0.000 的零件上的任何特征都将准确定位在它应该在的位置。 0.030 的真实位置意味着零件特征或指定点与它应该在的位置相差 0.030。
位置可以定义为特征与其标称值或其“真实位置”相比的总允许变化。位置公差可用于控制零件特征或轴的位置、方向或轴偏移。位置公差通常应用于与配合零件（如螺栓孔或槽）组装至关重要的特征。
不考虑特征尺寸 (RFS)
所有 GD&T 符号的定义默认为不考虑特征尺寸 (RFS)。 RFS 基本上意味着所有 GD&T 标注都受到独立于零件尺寸的控制。这消除了任何潜在的额外公差，使设计人员能够更准确地控制公差。 RFS 不需要图纸上的标注。如果在图纸上专门调用了最大材料条件 (MMC) 或最小材料条件 (LMC) 以消除 RFS 默认值，则可以覆盖 RFS。
符号语言
为了正确应用几何尺寸和公差 (GD&T)，您必须熟悉符号语言。 GD&T 中使用了各种符号和类型的应用公差。
当第一次审查时，这种符号语言可能看起来相当压倒性。但就像任何工具一样，你使用得越多，它就会变得越容易。当 GD&T 得到充分利用时，它将改善从设计师到车间的沟通。通过使用 GD&T 制定的详细图纸标准，全球供应商可以充分理解设计意图。
使用 GD&T，您可以开发明确定义的设计，同时考虑零件的功能并允许更准确的公差。您的零件质量将提高，废品率将降低，从而为您和您的供应商带来双赢局面。
