幾何公差是什麼? 帶你認識 30 個幾何公差符號

幾何公差 ( Geometric Tolerance ) 由字面意思看出是幾何之間公差的意思,用來定義零件間有關連的尺寸,例如 : 面與面的垂直角度公差、孔與孔間的位置公差…等。

幾何公差的定義解釋

1. 什麼是 GPS 與 GD&T ? 差異為何 ?

1-1. GPS 產品幾何技術規範

產品幾何技術規範 ( Geometrical Product Specifications,縮寫GPS ),在 ISO 8015 國際標準規範下將 1. 尺寸公差2. 幾何公差3. 表面織構 並列,這 3 項除非在圖面有特別標註尺寸間的關聯,否則必須單獨解釋,稱為獨立原則

1-2. GD&T 幾何尺寸與公差

幾何尺寸與公差 ( Geometric Dimensioning And Tolerancing,縮寫GD&T ),在 ASME Y14.5 美國標準規範強調尺寸與形狀間的關聯,零件的尺寸公差會限制形狀的最大變化,稱為包絡原理

例如 : 軸棒的公差為 ±0.04,但依據 ASME Y14.5 規則,軸棒有 0.08 範圍間的圓柱度 ( 直線度及真圓度 ) 控制,不須再使用其他幾何公差符號。

圖片來源 : GD&T Standards: ISO GPS vs. ASME Y14.5

1-3. 哪個標準比較多人使用 ?

由圖表左方看出美國使用 GD&T ( ASME ) 比例高達 86%,如果加工廠專門替美國廠商代工,則必須瞭解 GD&T 的使用方法;從圖表右方也可看出在國際間使用 GD&T ( ASME ) 比例為 56%GPS ( ISO ) 的比例上升至 40%

圖片來源 : GD&T Standards: ISO GPS vs. ASME Y14.5

2. 幾何公差的主要符號

幾何公差符號分為 4 種類型 : 1. 形狀公差2. 方向公差3. 位置公差4. 偏轉度公差,總共 13 個。以下以表格顯示類型與符號的樣式,以及是否需要基準

2-1. 形狀公差

形狀公差 ( Form Tolerance ) 屬於單一形態,有 4 個符號要認識 : 1. 真直度 ( ⏤ )、2. 真平度 ( ⏥ )、3. 真圓度 ( ○ )、4. 圓柱度 ( ⌭ ),更深入瞭解形狀公差的使用方法,建議閱讀《學會「形狀公差」的真直度、真平度、真圓度、圓柱度 | 幾何公差》。

由於形狀公差只用來表示自己的形狀誤差,不須和其他零件幾何配合,所以不必有基準。對於基準觀念不熟悉,建議閱讀《 SolidWorks 幾何公差 : 【基準】說明 》。

幾何性質符號有無基準
真直度
真平度
真圓度
圓柱度

2-2. 方向公差

方向公差 ( Orientation Tolerance ) 屬於相關形態, 有 3 個符號要認識 : 1. 平行度 ( // )、2. 垂直度 ( ⊥ )、3. 傾斜度 ( ∠ )。使用此類型符號,必須要有 2 項條件才能對應出公差方向,所以必須要有基準。

幾何性質符號有無基準
平行度
垂直度
傾斜度

2-3. 位置公差

位置公差 ( Location Tolerance ) 屬於相關形態,有 4 個符號要認識 : 1. 位置度 ( ⌖ )、2. 同心度 ( ◎ )、3. 同軸度 ( ◎ )、4. 對稱度 ( ⌯ ),在新版 ASME Y14.5-2018 規範將同心度對稱度公差刪除,因為在少數狀況才會使用,並且可用其他符號輔助使用,所以保留意義不大。

資料參考 : ASME Y14.5 2009 vs. 2018

幾何性質符號有無基準
位置度有 / 無
同心度
同軸度
對稱度

2-4. 偏轉度公差

偏轉度公差 ( Runout Tolerance ) 屬於相關形態,有 2 個符號要認識 : 1. 圓偏轉度 ( ↗ )、2. 總偏轉度 ( ⌰ )。使用此類型符號,必須要有 2 項條件才能對照出與中心軸的偏轉值,所以必須要有基準。

幾何性質符號有無基準
圓偏轉度
總偏轉度

3. 幾何公差的附加符號

表格列出幾何公差的 17 個附加符號,附加顧名思義是額外增加的意思,必須配合公差符號使用,常在框格的第 2 格顯示,點選表格中的各類型,可以查看更詳細的解說。

符號
基準形態
基準目標
理論正確尺寸
延伸公差區域
最大實體要求
最小實體要求
自由狀態條件
全周
包容要求
共同公差區域CZ
小徑LD
大徑MD
節徑PD
素線LE
不凸起NC
任意橫截面ACS
可逆要求

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