产品几何技术规范(GPS)讲义之一by侠之生.ppt

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1、产品几何技术规范（GPS）国家标准应用第一章GPS标准的发展和体系介绍一、什么是GPS？二、新的GPS标准构建的基本思想三、GPS标准实施的基本过程四、GPS标准的意义和作用五、小结一、什么是GPS？1.1GPS的含义GPS是产品几何技术规范（GeometricalProductSpecificationandVerification）的英文缩写和简称。新GPS标准是以新的理念和概念，面向产品开发全过程而构建的控制产品几何特性的一套完整标准，全面覆盖了从宏观到微观的产品几何特征的描述，全面规范了产品（工件）的尺寸、形状和位置及表面特征的控制要求和检测方法，成为工程领域产品设计

2、、制造和评定的最重要的基础标准之一。GPS标准体系构成注意：在新的GPS体系中，“几何”的概念有广义和狭义之分。•广义几何包含了工件的尺寸、形状与位置以及表面结构等特征，因此标准的主标题通常为“产品几何技术规范（GPS）”；•在副标题中出现的“几何公差”一般特指形状、方向、位置和跳动公差，并不包含尺寸公差和表面粗糙度。1.2新的GPS产生的背景传统的GPS标准存在体系结构缺陷：1）尺寸公差、形位公差和表面特征分别由原ISO的三个技术委员会负责，由于各自工作的独立性，使得工作项目有重复和交叉、术语定义不够协调统一、规定和要求不完全一致，影响和制约标准的使用和实施。2）设计对功能要

3、求的表达和优化、制造和检测对几何精度的控制和评定缺乏统一的规范，缺乏相互沟通的共同的技术语言。ISO于1993年成立了TC3、TC10和TC57三个技术委员会的“联合协调工作组”——ISOTC3-10-57/JHG。JHG于1995年颁布了ISO/TR14638《产品几何技术规范（GPS）总体规划》，正式提出新的GPS概念和标准体系模型。1996年成立ISO/TC213，全面负责产品几何技术规范（GPS）的国际标准体系的构建，这标志着GPS的发展进入一个新阶段。二、新GPS标准构建的基本思想2.1基本思路传统GPS是以几何学为基础建立起来的，设计的主要任务是根据功能需求从具有理

4、想几何形状和方位的工件出发，规定工件实际几何要素的允许变动区域，即公差带。如何保证和判定实际几何要素处于公差带内，则由制造和检测人员负责。这一系列概念是有效的，但也有需要重新审视的地方。例如，要想符合设计意图和功能要求——•设计上给定一个尺寸，是按两点法还是三点法来控制和检测？•设计上规定了一个圆的允许变动区域，是按最小外接、最大内切、最小二乘还是最小条件来判断？从“理想要素”到“实际要素”的转换和控制过程没有严格的定义和规范，在一定程度上，“理论”和“实践”有所脱节。新的GPS按系统工程和系统建模的思想，自顶向下构建了一系列信息模型：•理清了标准体系的层次关系，形成矩阵模型；

5、•理清了标准之间的协调关系，形成标准链；•规范了工件几何定义的依据，定义了表面模型；•规范了工件几何精度的过程控制，定义了操作和操作集；•提出了产品研发全过程的不确定度概念，形成扩展的不确定度概念模型；•基于表面模型，全面规范了几何要素的术语定义。GPS标准体系建模框图GPS标准体系建模GPS标准体系层次结构和矩阵模型指导GPS标准体系的构建GPS标准的系统综合模型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规范产品（工件）的几何描述和定义、检测及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测的总不确定度框架及各

6、种不确定度的关系规范几何要素GPS基础标准GPS综合标准GPS通用标准GPS通用标准链1.尺寸标准链10.位置标准链2.距离标准链11.圆跳动标准链3.半径标准链12.全跳动标准链4.角度标准链13.基准标准链5.与基准无关的线标准链14.粗糙度轮廓标准链6.与基准有关的线标准链15.波纹度轮廓标准链7.与基准无关的面标准链16.原始轮廓标准链8.与基准有关的面标准链17.表面缺陷标准链9.方向标准链18.棱边标准链GPS补充标准GPS补充标准链A特定加工公差标准（A1～A7）B机械零件几何标准（B1～B3）A1.机加件公差标准链B1.螺纹标准链A2.铸件公差标准链B2.齿轮标

7、准链A3.焊接件公差标准链B3.花键标准链A4.热切削件公差标准链A5.塑料模压件公差标准链A6.金属无机镀层公差标准链A7.涂覆公差标准链2.2GPS标准体系层次结构和矩阵模型GPS基础标准（FundamentalGPSstandards）是在发展战略研究的基础上形成的顶层标准，是整个GPS标准体系构建和总体规划的依据，是制定其他三类标准的基础。目前，ISO发布了两份重要的基础GPS标准，即•ISO/TR14638GPS总体规划（指导体系构建）•ISO14659GPS基本原则（指导标准制定