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。
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。