产品几何技术规范(GPS)1-概述
GBT 131-2006 产品几何技术规范(GPS) 技术产品文件中表面结构的表示法 ppt课件
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8
二、标注表面结构的图形符号
图1所示的基本图形符号仅用于简化代号 标注，没有补充说明时不能单独使用。
如果基本图形符号与补充的或辅助的说 明一起使用，则不需要进一步说明为了获 得指定的表面是否应去除材料或不去除材 料。
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二、标注表面结构的图形符号
2、扩展图形符号
1）要求去除材料的图形符号
1、表面结构补充要求的注写位置
表面结构的补充要求包括：表面结构参 数代号、数值、传输带/取样长度。
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三、表面结构完整图形符号的组成
在新标准的完整符号中，对表面结构的单 一要求和补充要求应注写在图6b）所示的指定 位置。图6a）为旧标准对表面结构的单一要求 和补充要求的注写。
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产品几何技术规定（GPS）
技术产品文件中 表面结构的表示法
Байду номын сангаас
GB/T 131-2006
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1
▪ 该标准代替GB/T 131-1993《机械制图 表 面粗糙度符号、代号及其注法》
▪ 该标准等同采用ISO 1302：2002《产品几 何技术规范（GPS） 技术产品文件中表面 结构的表示法》
▪ 该标准是一个GPS通用标准，它影响粗糙度、 波纹度和原始轮廓等一系列的标准。本标 准只适用于对表面结构有要求时的标注方 法。
图6b）中a-e分别注写以下内容：
a——注写表面结构的单一要求
根据标注表面结构参数代号、极限值和传输 带或取样长度的规定，为了避免误解，在参数 代号和极限值间应插入空格。传输带或取样长 度后应有一斜线“/”，之后是表面结构参数 代号，最后是数值。
示例1：0.0025-0.8/Rz 6.3（传输带标注）
产品几何技术规范(GPS)1-概述
形状特征
设计意图 公称设计
公称表面模型 非理想表面模型 几何表达
（一组无限个点）
要素操作 理想要素
要素操作
公 称 模 型
——分离 ——组合 ——构建
非 理 想 表 面 模 型
规 范 操 作 集
理想和/或非理想要素 ——分离 ——提取 ——滤波 ——拟合 ——组合 ——构建
评定 评定 公称要素 轴线之间的平行 度或位置度
宽度尺寸 角度尺寸
两平行对应面 楔形面
方位要素——轴线
几何要素定义间相互关系
组成要素 （表面、轮廓） 图样 工件 公称的 （制图） 实际的 公称组成要素 实际组成要素
提取
要素 导出要素
（中心点、中心线、 中心面）
导出
公称导出要素
提取的 （有限点） 工件的 替代 拟合的 （理想形状）
提取组成要素
拟合
导出
提取导出要素
拟合组成要素
导出
拟合导出要素
公称导出要素 提取导出要素 拟合导出要素
提取要素
按规定方法，由实际（组 成）要素提取有限数目的 点所形成的实际（组成） 要素的近似替代要素。
拟合要素
按规定方法，对非理想的表面模型通 过拟合操作建立起来的理想要素。
尺寸要素
由一定大小的线性尺寸或 角度尺寸确定的几何形状 圆柱面 直径尺寸
方位要素
确定某个要素的方向和/或位置的 点、线、面等类型的要素
公称要素
设计上给定的构成工件 的公称表面模型的理想 要素。
实际要素
实际工件上存在的、与周围介质形 成物理界面的由无数连续点构成的 一组非理想的几何要素。
工程图样/CAD模型
实际工件
组成要素
12 第十二章 GPS标准与计量体系
第十二章新一代产品几何量技术规范(GPS)体系第一节概述一、GPS的含义与范围产品几何量技术规范(Geometrical Product Specifications 简称GPS)是一套关于产品几何参数的完整技术标准体系，它包括极限与配合、形状与位置公差、表面特征等技术规范以及相关的检验评定原则及测量器具的计量特征和校准规范、几何特征的基本表达和图样标注规范、不确定度的评定与管理规范等。
GPS系列标准贯穿于机械产品的研究、开发、设计、制造、验收、使用以及维修的全过程，其应用涉及国民经济的很多方面。
ISO/TC213的GPS系列标准是国际标准中影响极大的重要基础标准之一，是国际上许多国家制定本国机电产品几何量技术规范的重要依据，它为机电产品在国际市场竞争提供了可靠的交流与评判工具。
GPS的内容范围如图12-1所示。
图12-1 GPS的范围二、GPS标准体系的发展现代GPS是伴随着科技进步和国际贸易的发展而发展起来的。
1926年成立的国际标准化协会(International Federation of the Standardization Associations，简称ISA)，在总结当时先进工业国的公差制的基础上，于1935年公布了国际公差制ISA（草案）。
到二十世纪五十年代，ISA制已成为应用很广的国际公差制。
1947年国际标准化组织重建，改名为国际标准化组织（International Organization for Standardization简称ISO），在继承和发展ISA公差制原则的基础上，从1962年起，陆续颁布了ISO的公差制标准，并成为世界各国修订本国公差制标准的重要依据。
在二十世纪九十年代以前，尺寸公差、形状与位置公差和表面特征等几何量技术规范分别由ISO/TC3（极限与配合、尺寸公差及相关检测）、ISO/TC10/SC5(几何公差与相关检测)、ISO/TC57(表面纹理与相关检测) 三个技术委员会负责。
公差学习
mm与轴
30
0.056 0.035
mm 配合的极
限过盈、平均过盈，并画出公差带图。
〖解〗代入公式，计算极限过盈、平均过盈如下：
最大过盈：Ymax =Dmin－dmax=EI－es= 0－（＋0.056）=－ 0.056（mm）
最小过盈：Ymin =Dmax－dmin =ES－ei=＋0.033－（＋ 0.035） =－0.002（mm）
〖解〗代入公式，计算极限间隙、平均间隙如下： 最大间隙：Xmax=Dmax－dmin =ES －ei=＋0.033－（－0.041） =＋0.074（mm）
最小间隙：Xmin=Dmin－dmax=EI－es= 0－（－0.020）=＋ 0.020（mm）
平均间隙：Xav=（Xmax＋Xmin）/2=（＋0.074＋0.020）/2= ＋0.047（mm）
（2）代入公式，计算孔和轴的实际偏差如下：
Ea=Da-D=80.010－80=+0.010mm ea=da－d=79.965－80=－0.035mm
6.标准公差 标准公差是指国家标准规定的，并列在公差数值表上
的用以确认公差带大小的任一公差。
7.基本偏差 基本偏差是指国家标准规定的，用以确定公差带相对
(GB/T1804——1999) 这些新标准的依据是国际标准，目的是争取尽快和国
际标准接轨。
1.1.1 极限与配合的基本术语及定义
1 孔和轴 孔 通常指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内
表面（即由两平行平面或切面形成的包容面）。 轴 通常指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外
表面（即由两平行平面或切面形成的被包容面）。
间隙配合时，当孔为最大极限尺寸而轴为最小极限尺 寸时，装配后便得到最大间隙 Xmax；当孔为最小极限尺寸 而轴为最大极限尺寸时，装配后便得到最小间隙Xmin；当 孔的最小极限尺寸等于轴的最大极限尺寸时，它们的间隙 为零。最大间隙和最小间隙通称为极限间隙。
产品几何量技术规范
产品几何量技术规范篇一：产品几何量技术规范产品几何量技术规范(GPS)形状和位置公差检测规定1、测量形位误差时，表面粗糙度、划痕、擦伤以及塌边等其他外观缺陷，应排除在外.2、测量形位误差时的标准条件:1) 标准温度为200C;2) 标准测量力为零。
必要时应进行偏离标准条件对测量结果影响的测量不确定度评估。
3、测量不确定度允许占给定公差值的10%-33%.4、形状误差值用最小包容区域(简称最小区域)的宽度或直径表示。
5、定位误差被测提取要素对一具有确定位置的拟合要素的变动量，拟合要素的位置由基准和理论正确尺寸确定。
对于同轴度和对称度，理论正确尺寸为零。
6、由提取中心线建立基准体系由提取中心线建立的基准轴线构成两基准平面的交线。
当基准轴线为第一基准时，则该轴线构成；第一和第二基准平面的交线，如图16a)所示。
当基准轴线为第二基准时，则该轴线垂直第一基准平面；构成第二和第三基准平面的交线如图16b)所示。
7、模拟法通常采用具有足够精确形状的表面来体现基准平面、基准轴线、基准点等。
基准要素与模拟基准要素接触时，可能形成“稳定接触”，也可能形成“非稳定接触”8、直接法当基准要素具有足够的形状精度时，可直接作为基准，如图19所示。
9、目标法由基准目标建立基准时，基准“点目标”可用球端支承体现;基准“线目标”可用刃口状支承或由圆棒素线体现;基准“面目标”按图样上规定的形状，用具有相应形状的平面支承来体现。
各支承的位置，应按图样规定进行布置。
10、三基面体系的体现方法体现三基面体系时必须注意基准的顺序。
11、在满足零件功能要求的前提下，当第一、第二基准平面与基准要素间为非稳定接触时，允许其自然接触。
12、篇二：现代产品几何量技术规范GPS国际标准体系现代产品几何量技术规范GPS国际标准体系现代产品几个技术规范GPS的国际标准体系蕴含工业化大生产的基本特征，反映先进制造技术发展的要求，为产品技术评估提供了“通用语言”：有利于产品的设计、制造及检测，通过对规范和认证过程的不确定度处理，实现资源的自动优化分配，隐含着制造业巨大的利润。
三座标测量结果不确定度评定-2014-4-10
三坐标测量测量结果的不确定度评定1、概述测量方法：GB/T 1958-2004 产品几何量技术规范（GPS）形状和位置公差检测规定：按一定布点测出在同一测量面内的各点坐标值,用电子计算机按最小二乘方计算该量块长度。
1-1测量内容：量块长度1-2使用仪器：三坐标测量仪（Global Performance 12.30.10）1-3环境条件：温度（20±2）℃湿度：50±25%1-4测量对象：不锈钢（Lex5）2、数学模型；日期：2014-4-10y= (1)x式中x—被测量块读出值y一被测量块测定值3、测量不确定度来源的分析①测量重复性所引入的标准不确定度分量；②仪器的精度所引入的不确定度4、标准不确定度分量的评定μ单位：mm4.1测量重复性所引入的标准不确定度分量1合并样本标准差为：∑==mj p s s j m 121 ＝0.62μm （其中m=3）标准差j s 的标准差：1)(12)(-=∑-=∧m j s m j s s σ＝0.24μm)1(2-=n S spP 比＝0.15μm （其中n=10）如≤∧)(s σ S p 比,则可采用合并样本标准差Sp 来评定标准不确定度分量，反之，若子 )(s ∧σ>S p 比，则应采用Sj 中的最大值S max 来评定标准不确定度分量。
所以，1u ＝10/73.0=0.23μm自由度：)1(-=n m pν＝)110(*3-＝274.2仪器的精度所引入的不确定度2u仪器的示值误差为±2.8+3L/1000m μ按均匀分布 k=3 a=2.8+3*600/1000m μ(L 取值600mm)2u =66.23/≈a m μ2221μμ+=U =2266.223.0+=2.75m μ5．扩展不确定度取置信概率P=95%，， k 95=2 扩展不确定度U 95为U 95=k 95）（e U c ⨯=2⨯2.75≈5.51m μ 6．测量结果不确定度报告与表示三坐标测量该量块的长度为599.9922±0.00551mm报告审核： 报告编制：邓过房。
产品几何技术规范(GPS) 圆度 第1部分：词汇和参数-最新国标
产品几何技术规范(GPS) 圆度第1部分:词汇和参数1 范围本文件规定了单一组成要素的圆度的术语和概念。
本文件适用于完整的单一组成要素的圆度轮廓。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
ISO 17450-1 产品几何技术规范（GPS）通用概念第1部分：几何规范和检验的模型[Geometrical product specifications(GPS)—General concepts—Part 1: Model for geometrical specification and verification]注：G B/T 24637.1-2020 产品几何技术规范(GPS) 通用概念第1部分：几何规范和检验的模型（ISO 17450-1:2011，MOD）3 术语和定义ISO 17450-1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1 基本术语3.1.1圆度roundness圆的特性。
注：公称组成要素圆度公差的数学定义见附录A。
3.1.2圆度轴线roundness axis与组成要素相关的要素轴线。
注：组成要素可以是圆柱体表面，或是回转体表面。
3.1.3圆度平面roundness plane在整个要素范围内与圆度轴线相垂直的平面。
3.2 与轮廓有关的术语3.2.1提取圆周线extracted circumferential line<圆度>用数字表示的实际表面与圆度平面的交线。
注：圆度的提取规则由ISO12181-2规定, 该提取圆周线是提取组成要素的一种。
3.2.2圆度轮廓roundness profile经滤波的提取圆周线。
注：本文件中的概念和参数适用于圆度轮廓。
3.2.3局部圆度偏差local roundness deviation圆度轮廓上的点相对参考圆在法线方向上的偏差，见图1和图2。
产品几何技术规范
G
GPS基础标准
P
GPS综合标准
S 基 GPS通用标准
础
GPS通用标准
标
GPS补充标准
准 GPS补充标准
综合的GPS标准 Global GPS standards
基础的GPS标准Fondamental GPS Standards
Chain link number
Geometrical characteristic of feature 要素的几何特征
补充的 GPS矩阵 Complementary GPS matrix
综合的 GPS标准 Global GPS standards
基础的 GPS标准 Fondamental GPS Standards
Chain link number
Geometrical characteristic of feature 要素的几何特征
标准体系缺乏功能要求、设计规范及测量评定方法 等相关信息之间准确的表达和系统的传递方法，造 成设计和功能的不一致，检验与设计的不统一，成 为阻碍产品精度进一步提高的直接原因。
ISO/TC 213 产品尺寸和几何技术规范
及认证(检验)
Dimensional and Geometrical Product Specifications and verification
尺寸 距离 半径 角度（以度为单位） 与基准无关的线的形状 与基准有关的线的形状 与基准无关的面的形状 与基准有关的面的形状 方向 位置 圆跳动 全跳动 基准 粗糙度轮廓 波纹度轮廓 原始轮廓 表面缺陷 棱边
通用的 GPS矩阵 General GPS matrix
1
2
3
4
5
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导出
公称组成要素
公称导出要素
实际组成要素
工件的 替代
提取的 （有限点）
提取 导出
提取组成要素
提取导出要素
拟合的 （理想形状）
拟合 导出
拟合组成要素
拟合导出要素
财政支出概论
几何要素及误差评定流程
财政支出概论
操
表
作
面
集
模
——提取 ——滤波 ——拟合 ——组合 ——构建
型
评定
规定的特征（值）
设计工程师的技术素养
• 能讲清楚图样的功能要求 • 能读懂最新规范下的工程图纸 • 能完整传递工程图样的技术含义
不确定、甚至是错误的工程图样是绝大多 数精度问题的源头
功能的准确规范是设计工程师和工程图样 的底线
财政支出概论
工程图样/CAD模型
实际要素
实际工件上存在的、与周围介质形 成物理界面的由无数连续点构成的 一组非理想的几何要素。
实际工件
财政支出概论
几何要素
组成要素
组成工件几何形体的一个 或一组要素。
公称组成要素 实际组成要素 提取组成要素 拟合组成要素
导出要素
对组成要素进行一系列操作得到的中 心点、中心线、中心面等几何要素
表面结构公差 粗糙度 波纹度 原始轮廓 表面缺陷
新一代GPS概念的提出
传统GPS定义产品几何特征的规范与符合性检验的验证规范之间存在脱节。
财政支出概论
新一代GPS概念的提出
财政支出概论
新一代GPS标准体系的核心
财政支出概论
新GPS标准构建的基本思想
基于几何学
基于系统工程和系统建模
GPS标准体 系建模
方位要素
确定某个要素的方向和/或位置的 点、线、面等类型的要素
直径尺寸 宽度尺寸 角度尺寸
圆柱面 球面 圆锥面
两平行对应面
楔形面
两个孔轴线之间的平行 度或位置度
方位要素——轴线
财政支出概论
几何要素
➢几何要素定义间相互关系
图样 工件
公称的 （制图）
实际的
要素
组成要素 （表面、轮廓）
导出要素
（中心点、中心线、 中心面）
功能的转换与控制要求
财政支出概论
公差规范引出的问题
财政支出概论
公差设计的分析与验证
财政支出概论
工件合格性判定
财政支出概论
验收时合格性判定
财政支出概论
测量体系的构建
财政支出概论
测量评定结果的比对
财政支出概论
检测和验证的体系及管理
财政支出概论
几何要素
GB/T 18780.1-2002 产品几何量技术规范（GPS） 几何要素 第1 部分：基本术语和定义
公称导出要素 提取导出要素 拟合导出要素
提取要素
拟合要素
按规定方法，由实际（组 成）要素提取有限数目的 点所形成的实理想的表面模型通 过拟合操作建立起来的理想要素。
几何要素
财政支出概论
几何要素
尺寸要素
由一定大小的线性尺寸或 角度尺寸确定的几何形状
产品几何技术规范（GPS）
GPS标准的概述
财政支出概论
GPS的含 义
产品几何技术规范
Geometrical Product Specification and Verification
GPS标准体系构成
产品几何技术规范（GPS）
尺寸公差 尺寸 距离 半径 角度
财政支出概论
几何公差 形状 方向 位置 跳动
GPS标准体系层次机构和 矩阵模型
GPS标准的系统综合模型
指导GPS标准体系的构建 指导标准和标准链的构建
产品（工件）的表面模型 操作的过程模型
扩展的不确定度概念模型 基于表面模型的术语定义 财政支出概论
规范产品（工件）的几何 描述和定义及检验和评定
规范表面模型的操作和操 作集
确定从产品几何定义到检 验的总不确定度框架集各 种不确定度的关系
GB/T 18780.2-2003 产品几何量技术规范（GPS） 几何要素 第2 部分：圆柱面和圆锥面的提取中心线、平行平面的提取中心面、提取 要素的局部尺寸
➢ 要素 feature
几 何
几何要素 geometrical
要
feature
素
点、线或面.
的 分
类
财政支出概论
理想要素和非理想要素 公称要素和实际要素 组成要素和导出要素 提取要素和拟合要素 尺寸要素和方位要素
几何要素
➢ 要素的定义和解释
理想要素
非理想要素
设计给定的具有完美形 状和方位的几何要素， 即公称表面模型上的几 何要素。
实际工件上存在的、从实际工件上 提取的或为功能仿真设想的非完美 工件上的几何要素，即规范表面模 型或验证表面模型上的几何要素。
公称要素
设计上给定的构成工件 的公称表面模型的理想 要素。
形状特征
财政支出概论
GPS通用标准矩阵
财政支出概论
现代几何精度的体系
财政支出概论
设计工程师的技术素养 设计意图
公称设计
公称表面模型
非理想表面模型 几何表达
（一组无限个点）
要素操作
理想要素
公
称 模
——分离 ——组合
型
——构建
评定 公称要素
财政支出概论
要素操作
非
规
理想和/或非理想要素
理
范
——分离
想
规范几何要素
GPS标准体系层次机构和矩阵模型
财政支出概论
GPS通用标准矩阵
形状 或方 位特 征
尺寸特征
方位特征 表面特征
符 公要 偏测 校 号 差素 差量 准 标 定定 评器 要 注 义义 定具 求
矩阵的“列”是不同的技术规范和要求， 代表标准链中的“环”。每个单元至少要 制定一个标准或规范，GPS通用标准至少要 构建108（6×18）个标准。