几何尺寸和公差高级培训
为什么要学习GD&T?
经常有测量工程师拿着很奇怪的图纸来问我们,这个标注是什么意思,仔细看图纸,包括我们也看不懂设计者想表达什么,比如说我们常常看到形状公差有基准,基准符号标注在中心线上,被测要素箭头指引在中心线上等等。我们还看到企业内部的设计工程师和测量工程师就某个符号的含义争的耳赤面红,客户和供应商经常为某个标注带来的质量问题吵来吵去,这些都充分说明,企业内部,企业之间需要的是一种公共的工程语言-GD&T(几何公差和尺寸公差)。
GD&T(几何公差和尺寸公差)是美标的专业术语, 在ISO或者国标中称为GPS(几何产品规范),1949年第一次写进标准到现在已经有相近70年的历史,在我国各机械制造行业的采用近几年才刚刚开始。我们常见到企业图纸有两种情况:
1. 零件图纸全部用尺寸表达,设计工程师用密密麻麻的纵横尺寸表达所有的特征。没有见到一个几何公差,我们有时候会问设计工程师,这个零件的平面度没有要求吗?他说没有关系的,加工的部门会考虑的,那么测量有歧义怎么办呢?他说没有关系,质量部门的人会处理的。
2. 零件图纸会采用几何公差表达,但是表达不清晰,不规范。还有最关键的是,基准的设置不合理,和装配没有关系,我们问设计工程师,为什么要这样设计基准?他说是生产要求的,不然怎么加工?
这时一个非常非常遗憾的一个现象,早在1937年就有人提出来尺寸公差不能充分表达对零件的要求,后来*率先把几何公差写进标准,ISO也跟着写进标准,到现在已经有相近70多年的历史,ASME和ISO两帮标准委员会的专家们可以说呕心沥血更新了一版又一版的标准,而我们的很多企业还滞留在上个世纪那个小米加步*的落后时代。
为了保证产品的功能,零件的要求必须由研发工程师,设计工程师提出,表达在图纸上,它和生产,和测量何干?生产和测量只是一个执行部门,他们没有能力,也没有责任对图纸进行定义来保证功能。另外所有的零件都是为功能而生,不是为了制造而生,如果把加工制造排在第一位去牺牲功能,是不是本末倒置呢?
可以想象,设计部门出了一份要求表达不清晰,不完整,不合理的设计图纸,企业如何保证产品的质量?
所以企业内部,企业之间的这个共同的工程语言显得特别重要,这个语言就是GD&T, GPS,从研发开始,正确设计,合理表达图纸,生产和质量部门正确理解图纸,认真执行,依据这个逻辑才是从技术层面上提高产品质量的有效措施。
我们还遇到有公司的领导会质疑在图纸中采用GD&T, 他们会认为采用了GD&T标注会增加零件的要求,提高了零件的成本。
首先企业需要理解的是,为了保证功能,必要的要求是必须要加上去的。比如零件之间的配合面,平面度要求是要有的,如果没有平面度要求,导致了整机的失效,带来的损失不是单个零件的成本可以比的。
其次,加了几何公差要求后本身不会和成本没有关系,有关系的是几何公差框里的数值,比如说孔的位置度,?0.2的位置度和?0.1的位置度比较,显然前者的要求更低,成本也更低。如果设计工程师能够合理的定义几何公差,那么不但可以保证产品功能,还能够降低成本,典型的案例就是螺钉过孔加*实体要求(M圈),它就是在保证装配的前提下降低要求的一种表现,而普通的尺寸公差是不能达到这个要求的。
一:培训特色
吴老师是拥有超过20年世界500强企业机械研发设计和几何公差,检具设计应用经验,曾在*Chicago工作一年,进修几何尺寸公差,是*机械工程师协会(ASME)认证的GD&T高级专家(GDTP),中国产品几何技术规范标准化委员,介绍GD&T的具体内容和要求,以及在设计,生产和CMM/投影仪检测中的实际应用,并提供现场的辅导,包括图纸理解、检具设计、CMM测量等。
二:培训对象:
项目经理,设计、研发、质量,工艺和制造工程师,质量工程师、质量经理、技术经理,质量检验员等。具备基本的机械图纸阅读的基础,在实际工作中有基本的机械图纸应用经验,基本的产品生产过程知识。对于GD&T只是感兴趣的相关人员
三:课程内容:
几何尺寸和几何公差的英文全称是“Geometric Dimensioning and Tolerancing”国内可以理解为“尺寸和几何公差规范”。其中包含尺寸公差,14个几何公差,基本原则,10大修饰符号和基准系五个部分的内容。都是从设计思路、功能实现(如装配)的角度出发去设定基准,公差分配,表达功能上对零件的要求, 从而降低了制造和测量的难度及成本。
本课程的实用性很强,所以将有大量的实际案例及练习穿插在整个两天的培训中,这些案例将引导学员剖析GD&T在设计、装配、检测中等等方面的优点,让学员理解且学会应用GD&T,并深刻的了解GD&T的概念和背后的逻辑,即“满足功能的情况下,放宽公差”。
本课程内容根据学员的需求,基于ASME Y14.5-2009和ISO1101:2012等标准重点讲解。
学员要求: 具备基本的机械图纸阅读能力,在设计,工艺或测量有基本的实际工作经验(建议在一年以上)。
参加人员: 设计、质量、工艺和制造工程师,检验员,CMM测量员,研发主管,图纸审核员,以及相关需要识图,用图和绘图的人员。
培训目标:
? 正确解读GD&T的符号、术语、规则及对应的应用场合;
? 深度了解公差带的六大要素;
? 了解几何公差的理想要素及测量原理;
? 学会四步法搞定GD&T;
? 从零件的功能出发,正确选择基准,正确模拟基准
? 了解基准系对公差带的自由度约束
? 深度了解14个几何公差和对应的修饰符号,以及常规的测量方法;
? 掌握复合位置度和轮廓度
? 掌握边界的计算方法以及在装配中的应用, 学会应用可逆原则和零公差;
? 初步掌握尺寸链的计算方法;
? 学会简单的检具设计方法。
课程大纲:
第一模块 GD&T概述
n GD&T基础知识
? 简介ASME和ISO,GB的异同
? 为什么要学习GD&T
第二模块 尺寸公差和几何公差
n FOS的概念
? 为什么引入尺寸要素
n 什么是尺寸
n 包容原则和独立原则
? 包容原则的应用
? 独立原则的应用
n 尺寸公差和几何公差的优缺点
? GD&T的研究对象
? 几何公差的五大要素
n 练习 四步法搞定GD&T
第三模块 基准 (Datum)
n 基准的定义
? 基准要素,基准模拟体,基准的概念
? 自由度的概念
? 第一基准的功能
n 基准系的建立
? 第二基准,第三基准在基准系中的功能
? 特征组作为基准
n 基准的应用
? 在设计、加工、检测、装配之间的关联
? 练习:如何选用正确的基准
n 基准在实体状况的应用
? 基准偏移
? 基准补偿对位置公差的影响
? 基准偏移不等于公差补偿
第四个模块 形状公差
n 直线度 (Straightness)
n 平面度 (Flatness)
n 圆度 (Roundness)
n 圆柱度 (Cylindricity)
n 尺寸公差与形状公差间的关联
n 测量案例(直线度、平面度、圆度、圆柱度)
第五模块 定向公差和跳动公差
n 垂直度 (Perpendicularity)
n 平行度 (Parallelism)
n 倾斜度 (Angularity)
n 尺寸公差与方向公差间的关联
n 练习:测量案例(垂直度、平行度、倾斜度)
n 圆跳动(Runout)
n 全跳动(Total Runout)
n 练习:圆跳和全跳动的实际应用
第六模块 轮廓度(Profile)
n 轮廓度的定义
? 面轮廓度和线轮廓度
? 带基准和不带基准
? 非对称轮廓度
n 特征组的轮廓度
? 公共公差带CZ
? 复合轮廓度
第七模块 边界理论(Boundary)
? 内外边界概念
? *实体要求(MMC),最小实体要求(LMC)和RFS.
? 实效边界(VB)
? 实效边界在检具设计中的应用
? 合成边界(RB)
? 投影公差
? MMC, LMC, RFS三种要求的应用
? 可逆原则,零公差的应用
? 练习:常见紧固连接的公差分配
第八模块 位置度(Position)
n 位置度的定义
? 双向位置度
n 特征组的位置度
? 不带基准位置度
w 案例:孔组的定义
? 带基准的位置度
? 组合位置度
? 复合位置度
w 练习:铰链结构的设计
? 同轴度、对称度
w 定义、计算和应用
w 同轴度和全跳动在尺寸链计算中的转化
第九个模块 案例分析、课堂练习和学员疑难图纸解答
(注:在整个两天的培训中,将穿插若干经典实际案例,同时为提高培训效果将安排若干课堂练习)
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几何尺寸和公差高级培训
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