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| 标准编号 | GB/T 1958-2017 (GB/T1958-2017) | | 中文名称 | 产品几何技术规范（GPS) 几何公差 检测与验证 | | 英文名称 | Geometrical Product Specifications (GPS) -- Geometrical tolerance -- Verification | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J04 | | 国际标准分类 | 17.040.10 | | 字数估计 | 106,188 | | 发布日期 | 2017-11-01 | | 实施日期 | 2018-05-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 1958-2004 | | 标准依据 | 国家标准公告2017年第29号 | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 1958-2017
Geometrical Product Specifications(GPS)-Geometrical tolerance-Verification
ICS 17.040.10
J04
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 1958-2004
产品几何技术规范(GPS)
几何公差 检测与验证
2017-11-01发布
2018-05-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 2
4 相关符号 3
5 一般规定 3
6 检测条件 5
7 几何误差及其评定 5
8 基准的建立和体现 9
9 测量不确定度 17
10 合格评定 18
11 仲裁 18
附录A(资料性附录) 工程图样和技术文件中的相关符号及说明 19
附录B(资料性附录) 检验操作 21
附录C(资料性附录) 检测与验证方案 28
附录D(资料性附录) 最小区域判别法 94
附录E(资料性附录) 在GPS矩阵模型中的位置 100
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准代替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》,与
GB/T 1958-2004相比主要技术变化如下:
---标准名称由原来的《产品几何量技术规范(GPS) 形状和位置公差 检测规定》修改为《产品
几何技术规范(GPS) 几何公差 检测与验证》;
---增加了几何误差检测与验证中涉及到的术语和定义(见第3章);
---增加了几何误差检测与验证技术文件中的相关符号(见第4章和附录A);
---调整了几何公差项目及符号(见表1,2004年版的表1);
---将“一般规定”扩展修改为“一般规定”“检测条件”“测量不确定度”(见第5章、第6章、第9章;
2004年版的第3章);
---将“形状误差及其评定”和“位置误差及其评定”合并调整为“几何误差及其评定”,并对章节内
容进行了系统的更新及编排(见第7章;2004年版的第4章和第5章);完善修改了“跳动”的
定义及检测方法(见7.4;2004年版的5.4);
---修改了“基准的建立和体现”,对章节内容进行了系统的更新及编排,增加了采用模拟基准要素
和拟合(组成/导出)要素体现基准的图例;明确了基准目标是由基准要素的部分要素建立基
准,其体现方法有模拟法和拟合法两种(见第8章,2004年版的第6章);
---将标准中的有关术语进行了相应的改动,如“被测提取要素”改为“被测要素的提取要素”;“提
取导出球心、提取导出圆心、提取导出中心线”等改为“提取导出要素(球心、圆心或中心
线等)”;
---增加了测量不确定度(见第9章);
---增加了合格评定(第10章);
---修改了“仲裁”,并对章节内容进行了必要的更新和编排(见第11章,2004年版的第7章);
---增加了几何误差的检验操作规范及缺省规范,给出了典型几何误差检验操作图例(图释)(见附
录B);
---将“检测方案”修改为“检测与验证方案”(见附录C,2004年版的附录A),同时以原附录A方
案的图例为基础,经筛选、更新、补充、调整形成了新的检测与验证示例。给出了基于新一代
GPS操作技术的几何误差检测与验证方法和检验操作集示例。附录C的表C.2~表C.15的
表中序号带**的表示修订后新增的示例,其中带*的示例采用了原标准中的测量装置和检
测与验证方案,但更新了图例标注及说明;带**的示例采用了新的测量装置和检测与验证
方案;
---将“最小区域和定向最小区域判别法”修改为“最小区域判别法”,增加了位置误差的定位最小
区域判别法(见附录D,2004版的附录B);
---增加了在GPS矩阵模型中的位置(见附录E)。
本标准由全国产品几何技术规范标准化技术委员会(SAC/TC240)提出并归口。
本标准起草单位:中机生产力促进中心、郑州大学、北京市计量检测科学研究院、上海大学、深圳市
计量质量检测研究院、上海市计量检测科学研究院、大连机车车辆有限公司、北京汽车股份有限公司。
本标准主要起草人:明翠新、张琳娜、赵凤霞、吴迅、李明、于冀平、瞿潮庆、郑鹏、王红、滕丽静、
李海斌。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为:
---GB/T 1958-1980、GB/T 1958-2004。
产品几何技术规范(GPS)
几何公差 检测与验证
1 范围
本标准规定了几何公差中的形状误差、方向误差、位置误差和跳动的检测条件、检测方法、误差评定
方法、测量不确定度估算方法、检测与验证操作集(操作算子)制定方法及合格评定规则,并给出了几何
误差的检测与验证方案及示例。
本标准适用于工件几何误差的检测与验证。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是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。
GB/T 1182 产品几何技术规范(GPS) 几何公差 形状、方向、位置和跳动公差标注
GB/T 1184-1996 形状和位置公差 未注公差值
GB/T 4249 产品几何技术规范(GPS) 公差原则
GB/T 4380 圆度误差的评定 两点、三点法
GB/T 16671 产品几何技术规范(GPS) 几何公差 最大实体要求、最小实体要求和可逆要求
GB/T 17851 产品几何技术规范(GPS) 几何公差 基准和基准体系
GB/T 18779.1 产品几何量技术规范(GPS) 工件与测量设备的测量检验 第1部分:按规范检
验合格或不合格的判定规则
GB/T 18779.2 产品几何量技术规范(GPS) 工件与测量设备的测量检验 第2部分:测量设备
校准和产品检验中GPS测量的不确定度评定指南
GB/T 18779.3 产品几何技术规范(GPS) 工件与测量设备的测量检验 第3部分:关于对测量
不确定度的表述达成共识的指南
GB/T 18780.1 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
GB/T 18780.2 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
GB/T 19022 测量管理体系 测量过程和测量设备的要求
GB/Z 20308 产品几何技术规范(GPS) 总体规划
GB/T 24635.3 产品几何技术规范(GPS) 坐标测量机(CMM)确定测量不确定度的技术 第3
部分:应用已校准工件或标准件
GB/Z 24637.1 产品几何技术规范(GPS) 通用概念 第1部分:几何规范和验证的模式
GB/Z 24637.2 产品几何技术规范(GPS) 通用概念 第2部分:基本原则、规范、操作集和不确
定度
ISO 1101(E) 产品几何技术规范(GPS) 几何公差 形状、方向、位置和跳动公差(Geometrical
andrun-out)
3 术语和定义
GB/T 18780.1、GB/T 18780.2、GB/Z 24637.1、GB/Z 24637.2、GB/T 17851、GB/T 4249 和
GB/T 16671界定的术语和定义适用于本文件。为了便于使用,以下重复列出了 GB/T 18780.1、
GB/Z 24637.1、GB/Z 24637.2、GB/T 17851中的一些术语和定义。
3.1
组成要素 integralfeature
面和面上的线。
[GB/T 18780.1-2002,定义2.1.1]
注:GB/T 18780.1-2002中还规定了公称组成要素、实际(组成)要素、提取组成要素、拟合组成要素等术语。
3.2
导出要素 derivedfeature
由一个或几个组成要素得到的中心点、中心线或中心面。
[GB/T 18780.1-2002,定义2.1.2]
注:GB/T 18780.1-2002中还规定了公称导出要素、提取导出要素、拟合导出要素等。
3.3
尺寸要素 featureofsize
由一定大小的线性尺寸或角度尺寸确定的几何形状。
注:尺寸要素可以是圆柱形、球形、两平行平面、圆锥形或楔形。
[GB/T 18780.1-2002,定义2.2]
3.4
方位要素 situationfeature
能确定要素方向和/或位置的点、直线、平面或螺旋线类要素。
[GB/Z 24637.1-2009,定义3.26]
3.5
基准要素 datumfeature
零件上用来建立基准并实际起基准作用的实际(组成)要素(如:一条边、一个表面或一个孔)。
[GB/T 17851-2010,定义3.5]
3.6
在加工和检测过程中用来建立基准并与实际基准要素相接触,且具有足够精度的实际表面(如一个
平板,一个支撑、一根心轴或基准目标等)。
[GB/T 17851-2010,定义3.6]
3.7
操作 operation
获取要素或特征值以及它们的公称值和极限值的特定方法。
[GB/Z 24637.1-2009,定义3.20]
3.8
评估 evaluation
用来确定特征值、公称值及其极限值的操作。
[GB/Z 24637.1-2009,定义3.8]
3.9
拟合要素 associatedfeature
通过拟合操作,由非理想表面模型或实际表面建立的理想要素。
[GB/Z 24637.1-2009,定义3.1]
3.10
操作集 operator
操作算子 operator
一组有序的操作。
[GB/Z 24637.2-2009,定义3.3.1]
3.11
仅用数学表达式、几何图形、算法或其综合来明确表达的操作。
[GB/Z 24637.2-2009,定义3.2.1]
注:GB/Z 24637.2-2009中还规定了缺省规范操作、特定规范操作和实际规范操作。
3.12
实际规范操作所规定的测量过程和/或测量仪器的实施过程的操作。
[GB/Z 24637.2-2009,定义3.2.5]
注:GB/Z 24637.2-2009中还规定了理想检验操作、实际检验操作和简化检验操作。
3.13
一组有序的规范操作。
[GB/Z 24637.2-2009,定义3.3.3]
注:GB/Z 24637.2-2009中还规定了完整规范操作集、不完整规范操作集、缺省规范操作集、特定规范操作集和实
际规范操作集。
3.14
检验操作集 verificationoperator
一组有序的检验操作。
[GB/Z 24637.2-2009,定义3.3.9]
注:GB/Z 24637.2-2009中还规定了理想检验操作集、简化检验操作集和实际检验操作集。
3.15
不确定度 uncertainty
表征合理地赋予预定值或相关之值的分散性,与预定值或相关值相联系的参数。
[GB/Z 24637.2-2009,定义3.4.1]
注:GB/Z 24637.2-2009中还规定了测量不确定度、规范不确定度、相关不确定度、方法不确定度、测量仪器不确定
度、符合性不确定度和总不确定度等。
4 相关符号
几何误差检测与验证中可能涉及到的工程图样和技术文件中的相关符号及说明参见附录A。
5 一般规定
5.1 几何误差包括:形状误差、方向误差、位置误差和跳动,其所对应的几何公差项目及符号见表1。
表1 几何公差项目及符号
公差类型 公差项目 项目符号
形状公差
直线度
平面度
圆度
圆柱度
线轮廓度
面轮廓度
方向公差
平行度
垂直度
倾斜度
线轮廓度
面轮廓度
位置公差
位置度
同心度
同轴度
对称度
线轮廓度
面轮廓度
跳动公差
圆跳动
全跳动
5.2 几何误差的检测与验证过程主要包括:
---确认工程图样和/或技术文件中的几何公差规范;
---制定并实施检测与验证规范或检验操作集(几何误差的检验操作参见附录B,几何误差的检测
与验证方案参见附录C);
---评估测量不确定度(见第9章);
---测量结果合格评定(见第10章)。
5.3 工程图样和/或技术文件是制订检验操作集的依据。若工程图样或技术文件未准确规范或规范的
检验操作内容不完整,检验方与送检方对工程图样和/或技术文件的解读及应对措施应达成共识。
5.4 根据规范操作集制定实际检验操作集,编制测量过程规范文件(即:检测与验证规范),其测量过程
的规范包括:测量方法、测量条件和测量程序等。
注:测量过程规范文件可参考GB/T 19022制定。
5.5 在几何误差的检测与验证过程中,测量不确定度的评估、表述及管理规范见第9章。
5.6 按实际检验操作集进行操作得到测量结果,测量结果应包括几何误差测得值和测量不确定度。按
照测量结果与几何公差规范的符合性进行合格评定,见第10章。
6 检测条件
6.1 检测条件应在检测与验证规范中规定。实际操作中,所有偏离规定条件并可能影响测量结果的因
素均应在测量不确定度评估时考虑。
6.2 几何误差检测与验证时缺省的检测条件为:
---标准温度为20℃;
---标准测量力为0N。
6.3 如果测量环境的洁净度、湿度、被测件的重力等因素影响测量结果,应在测量不确定度评估时
考虑。
6.4 几何误差检测与验证时,除非另有规定,表面粗糙度、划痕、擦伤、塌边等外观缺陷的影响应排除
在外。
7 几何误差及其评定
7.1 形状误差及其评定
7.1.1 形状误差
形状误差是被测要素的提取要素对其理想要素的变动量。理想要素的形状由理论正确尺寸或/和
参数化方程定义,理想要素的位置由对被测要素的提取要素进行拟合得到。拟合的方法有最小区域法
C(切比雪夫法)、最小二乘法G、最小外接法N和最大内切法X等,工程图样或技术文件中的相关符号
及说明参见附录A表A.1;如果工程图样上无相应的符号专门规定,获得理想要素位置的拟合方法一般
缺省为最小区域法,最小区域判别法参见附录D。
注1:最小区域法和最小二乘法根据约束条件不同分为三种情况:无约束(符号为C和G)、实体外约束(符号为CE
和GE)和实体内约束(符号为CI和GI)。
注2:形状误差值评估时可用的参数有:峰谷参数(T)、峰高参数(P)、谷深参数(V)和均方根参数(Q),其中峰谷参
数(T)为缺省的评估参数。
示例:图1、图2和图3给出了三种不同的圆度图样标注示例及解释。图1中,理想要素位置的获得方法和形状误
差值的评估参数均采用了缺省标注,规范要求采用最小区域法拟合确定理想要素的位置,采用峰谷参数T作为评估参
数。图2中,符号G表示获得理想要素位置的拟合方法采用最小二乘法,形状误差值的评估参数采用了缺省标注,评估
参数为峰谷参数T。图3中,符号G表示获得理想要素位置的拟合方法采用最小二乘法,符号 V表示形状误差值的评
估参数为谷深参数。
a) 图样标注 b) 解释
图1 圆度图样标注及解释
a) 图样标注 b) 解释
图2 圆度图样标注及解释
a) 图样标注 b) 解释
图3 圆度图样标注及解释
7.1.2 形状误差评定的最小区域法
最小区域法是指采用切比雪夫法(Chebyshev)对被测要素的提取要素进行拟合得到理想要素位置的方
法,即:被测要素的提取要素相对于理想要素的最大距离为最小。采用该理想要素包容被测要素的提取要素
时,具有最小宽度f或直径d的包容区域称为最小包容区域(简称最小区域),如图4和图5所示。
注1:图4表示了不同约束情况下的最小区域法:无约束的最小区域法(C)、实体外约束的最小区域法(CE)和实体
内约束的最小区域法(CI)。
注2:最小区域的宽度f等于被测要素上最高的峰点到理想要素的距离值(P)与被测要素上最低的谷点到理想要
素的距离值(V)之和(T);最小区域的直径d等于被测要素上的点到理想要素的最大距离值的2倍。
注3:一般情况下,各形状误差项目最小区域的形状分别与各自的公差带形状一致,但宽度(或直径)由被测提取要
素本身决定。
a) 无约束(C) b) 实体外约束(CE) c) 实体内约束 (CI)
图4 不同约束情况下的最小区域法
图5 形状误差值为最小包容区域的直径
7.2 方向误差及其评定
7.2.1 方向误差
方向误差是被测要素的提取要素对具有确定方向的理想要素的变动量,理想要素的方向由基准(和
理论正确尺寸)确定。
注:当方向公差值后面带有最大内切()、最小外接()、最小二乘()、最小区域()、贴切()等符号时,表示
的是对被测要素的拟合要素的方向公差要求,否则,是指对被测要素本身的方向公差要求。
示例:图6是对贴切要素的平行度要求示例及解释。符号 表示此规范是对被测要素的拟合要素的方向公差要求,
在上表面被测长度范围内,采用贴切法对被测要素的提取要素(或滤波要素)进行拟合得到被测要素的拟合要素(即:贴
切要素),对该贴切要素相对于基准要素A 的平行度公差值为0.1mm。
a) 图样标注 b) 解释
图6 贴切要素的平行度要求
7.2.2 方向误差的评定
方向误差值用定向最小包容区域(简称定向最小区域)的宽度或直径表示。定向最小区域是指用由
基准和理论正确尺寸确定方向的理想要素包容被测要素的提取要素时,具有最小宽度f 或直径d的包
容区域,如图7所示。
注:各方向误差项目的定向最小区域形状分别与各自的公差带形状一致,但宽度(或直径)由被测提取要素本身
决定。
a) 误差值为最小区域的宽度 b) 误差值为最小区域的直径
图7 定向最小区域
7.3 位置误差及其评定
7.3.1 位置误差
位置误差是被测要素的提取要素对具有确定位置的理想要素的变动量,理想要素的位置由基准和
理论正确尺寸确定。
注:当位置公差值后面带有最大内切()、最小外接()、最小二乘()、最小区域()、贴切()等符号时,表示的
是对被测要素的拟合要素的位置公差要求,否则,是指对被测要素本身的位置公差要求。
7.3.2 位置误差的评定
位置误差值用定位最小包容区域(简称定位最小区域)的宽度f 或直径d 表示。定位最小区域是
指用由基准和理论正确尺寸确定位置的理想要素包容被测要素的提取要素时,具有最小宽度f 或直径
d的包容区域,如图8所示。
注:各位置误差项目的定位最小区域形状分别与各自的公差带形状一致,但宽度(或直径)由被测提取要素本身
决定。
a) 误差值为最小区域的宽度 b) 误差值为最小区域的直径
c) 误差值为最小区域的直径
图8 定位最小区域
7.4 跳动
跳动是一项综合误差,该误差根据被测要素是线要素或是面要素分为圆跳动和全跳动。
7.4.1 圆跳动是任一被测要素的提取要素绕基准轴线做无轴向移动的相对回转一周时,测头在给定计
值方向上测得的最大与最小示值之差。
7.4.2 全跳动是被测要素的提取要素绕基准轴线做无轴向移动的相对回转一周,同时测头......
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