3. 形位公差符号与标注规则

形位公差(GD&T)的图纸语言由四类基本元素构成:几何特征符号说明“控制什么”,公差框格说明“控制多少、相对谁”,附加符号说明“在什么条件下控制”,基准字母说明“从哪里量起”。读图时按这个顺序拆解,任何一栏缺失或多余都会改变零件的合格判定。本节把14种特征符号、框格结构、附加符号、基准字母和复合框格一次讲清,并给出可直接对照的读图与书写方法。

一、14种几何特征符号

14种符号按控制对象分为四类:形状、方向、位置、跳动。形状公差无基准,其余三类通常需要基准。

类别符号名称是否需基准典型控制对象
形状⏤直线度否轴线、母线、素线
⏥平面度否平面
○圆度否圆柱/圆锥横截面
⌭圆柱度否整圆柱面
方向∥平行度是面/线相对基准
⊥垂直度是面/线相对基准
∠倾斜度是面/线成理论角度
位置⌖位置度是孔组、轴线、中心面
◎同轴(同心)度是回转轴线
⌯对称度是中心面/轴线
⌓轮廓度(面)可带基准曲面轮廓
⌒轮廓度(线)可带基准截面轮廓
⌖圆跳动是回转面径向跳动
跳动↗全跳动是整表面跳动

记忆要点:形状类“自己管自己”,方向类“相对基准定角度”,位置类“相对基准定位置”,跳动类“边转边测”。轮廓度是唯一可带可不带基准的符号,带基准时同时控制形状与位置。

二、公差框格的结构与读法

标准公差框格由若干格组成,从左到右依次为:特征符号格 → 公差值格 → 基准格(可多格)。公差值前可加直径符号 φ 表示公差带为圆柱形,加 Sφ 表示球带。若公差带只允许向材料外偏置,在公差值后加 Ⓞ(如 0.2Ⓞ);只允许向材料内偏置加 Ⓘ。

读图顺序固定为四问:控制什么特征?公差带多大、什么形状?相对哪个基准?有没有附加条件?例如框格“⌖ | φ0.25 Ⓞ | A | B | C”,读作:位置度,公差带为直径0.25的圆柱,只允许向材料外偏置,基准依次为A、B、C。基准顺序不能随意调换,它决定了测量的定位方式。

三、附加符号

附加符号写在框格内或框格附近,改变公差的解释方式。常用符号及含义如下:

  • Ⓞ(MMC):最大实体要求,公差值在最大实体状态下有效,偏离最大实体时可获得补偿。
  • Ⓛ(LMC):最小实体要求,公差值在最小实体状态下有效。
  • Ⓢ:无论尺寸如何,公差恒定,不随实际尺寸变化。
  • Ⓟ:延伸公差带,用于螺孔或过盈配合,公差带延伸到配合面之外。
  • Ⓤ:非刚性零件自由状态,标注自由状态下的公差。
  • Ⓣ:相切平面,公差带由相切平面构成。
  • Ⓞ 与 Ⓛ 同时出现:表示同时满足最大和最小实体要求,实际中较少见。

附加符号是“条件开关”,读图时若漏看,会把可补偿的公差误判为固定公差,导致合格件被拒收或超差件被放行。

四、基准字母与基准体系

基准用大写字母 A、B、C…… 表示,I、O、Q 不用,避免与数字1、0混淆。基准字母写在框格右侧的基准格中,顺序即定位优先级:第一基准限制最多自由度,第二基准次之,第三基准再次之。基准符号由方框字母、连线、基准三角形组成,三角形应指向基准要素(面、轴线或中心面)。

公共基准写作“A-B”,表示两个要素共同构成一个基准。基准目标用带圆圈的字母加数字表示,用于指定基准上的具体接触点或区域。

五、复合公差框格

复合框格用于同一特征需要多级控制时,常见于位置度。写法为:第一行写特征符号和第一级公差,下面各行只写公差值和基准,特征符号不重复。例如:

⌖ | φ0.5 Ⓞ | A | B | C
   | φ0.2 Ⓞ | A | B | C
   | φ0.1 Ⓞ | A

读法:第一行控制孔组整体位置,公差带直径0.5;第二行控制孔组内部各孔之间的相对位置,公差带直径0.2;第三行只控制相对于A的定向,公差带直径0.1。三行同时生效,零件必须同时满足全部要求。复合框格与“多行独立框格”的区别在于:复合框格共享同一特征符号和同一基准体系,而独立框格各自独立。

形位公差框格读图与书写规则 ① 框格结构(从左到右) ⌖ φ0.25 Ⓞ A B C 特征符号 公差值+附加符号 基准(按优先级) ② 读图四问 控制什么特征? 形状/方向/位置/跳动 公差带多大、什么形状? φ圆柱 / 两平行面 / 球 相对哪个基准? A→B→C 优先级 有无附加条件? Ⓞ Ⓛ Ⓢ Ⓟ Ⓤ Ⓣ ③ 附加符号(条件开关) Ⓞ 最大实体 Ⓛ 最小实体 Ⓢ 无关尺寸 Ⓟ 延伸公差带 Ⓤ 自由状态 Ⓣ 相切平面 ④ 复合公差框格(三级控制) ⌖ φ0.5 Ⓞ A B C ← 第一级:孔组整体位置 φ0.2 Ⓞ A B C ← 第二级:孔组内部相对位置 φ0.1 Ⓞ A ← 第三级:仅相对A的定向 复合框格要点 • 特征符号只写一次 • 各级公差同时生效 • 基准体系共享 • 与独立框格区分

六、书写规则与常见错误

书写时遵循以下规则:特征符号必须用标准符号,不用文字代替;公差值单位默认毫米,不写单位;基准字母用大写,不用 I、O、Q;框格线宽与图线一致,框格高度约为字高的两倍;附加符号紧跟在公差值之后,不单独占格。

常见错误包括:把位置度写成“位置公差”文字;基准顺序随意调换;漏写 Ⓞ 导致补偿量丢失;复合框格中重复写特征符号;把圆跳动与全跳动混用。这些错误在检验环节会直接导致测量方案错误。

快速自查口诀:符号对、数值清、基准序、附加明。读图时先看特征符号定类别,再看公差值定大小,再看基准定格位,最后看附加符号定条件。
注意:基准字母顺序代表定位优先级,A 为第一基准,限制自由度最多。若把 B 写在 A 前面,测量时的装夹方式必须相应改变,否则测出的数据不能用于合格判定。