几何尺寸标注和公差标注（GD&T）是工程师和制造商设计和使用的一种符号和标准语言，用于描述产品，并促进合作生产产品的实体之间的沟通。
通过加深关于如何创建结构良好的GD&T的知识，您将改善与机器车间的沟通，并确保所有相关人员都使用相同的语言。
在掌握GD&T方面有很多东西需要学习，因此本文将作为一个起点，帮助您理解最重要的GD&T概念，包括：
如果你想更深入地探讨这个话题，请查看我们的点播网络研讨会用GD&T传达设计意图.
宽容就像细菌：小而有力
公差是允许的变化量。保持工程图纸上的公差是很重要的，所以我认为公差就像细菌一样，肉眼看不见，但我们知道它们在那里。
当你观察加工过的零件时，它们看起来平直，但如果你用卡钳观察零件，你会发现零件上到处都是瑕疵。这些变化（缺陷）允许在零件上的公差限制（约束）范围内。为了理解几何公差，有助于将零件视为具有不同程度的缺陷。
为了提供一些背景，让我们考虑平均人的头发，大约是005英寸的直径。通常，预计公差为+/-.005英寸，并从今天的标准中实现数控铣床. 然而，仅仅因为你可以保持比头发更小的公差并不意味着你需要。
工程师或设计师应在保持零件功能的同时，努力保持尽可能大的公差。小公差会增加零件制造、检查和加工的成本。严格的公差有时是必要的，但重要的是要正确看待它们。
基准和特征
基准参考框架（DRF）在设计工程中，是一个三维笛卡尔坐标系。它可以说是GD&T中最重要的概念。DRF是几何系统的骨架，它是所有参考几何规范相关的参考框架，也是所有尺寸和几何规范相关的原点。
DRF建立六个自由度（DOF），三个平移和三个旋转。为了设计、制造和验证零件，必须约束必要的自由度。零件与DRF匹配，以便进行测量、处理和计算。
基准和基准特征之间有一个重要的区别。基准是点、轴（线）和平面，或这些组成DRF的组件的一些组合。基准特征是实际的物理特征（孔、面、槽等）就部分而言，它们不是完美的，它们有变化。下面的插图强调基准（左）是理论的（完美的），基准特征（右）是真实的（不完美的）。
在定义零件时，工程师将识别零件上对设计功能要求最重要的基准特征，通常是装配零件的特征。在特性控制框架（参见特性控制框架）的端部隔间中引用的基准特性将按照优先顺序使零件与基准参考框架匹配。
几何公差符号
当人们想到GD&T时，最常想到的是符号或几何特征。总共有十四个GD&T特征，代表它们的符号如下面的符号“备忘单”所示。
这些符号放置在特征控制框的第一个隔间中，并定义要应用于特征的公差类型。这些特征被分组为公差类型：形状、方向、位置、跳动和衍生中间点的位置。每个特征的主要用途和描述为lso显示。
GD&T是一个基于特征的系统，部件由特征组成。几何公差由特征控制框应用于特征。最常用的公差类别是形状、方向和位置；因此，十个相关符号是十四个GD&T符号中使用最多的。
形状公差控制特征的“形状”，通常用于细化尺寸。
方向公差控制特征的“倾斜”，并始终与基本角度尺寸相关联，通常用作位置的细化。如果应用于表面，方向公差也控制形状。
位置公差控件位置和位置始终与基本线性标注关联。位置定位和定向尺寸特征的中间平面或轴。轮廓定位特征曲面。轮廓是所有特征中最强大的特征，同时也控制方向和形状。
特征控制框
特性控制框说明了所附特性的要求或说明。简单地说，功能控制框架控制功能。每个特性控制框仅包含一条消息（要求）；如果一个特性需要两条消息，则需要两个特性控制框。
特征控制框架的第一个隔间包含十四个几何特征符号之一。特征控制框中只能放置一个符号；如果一个特征有两个要求，则必须有两个特征控制框或一个复合公差。符号将指定特征的要求，如“此特征必须是平的”或“此特征必须定位”
特性控制框架的第二个隔间包含特性的总公差。特征公差始终是总公差，而不是加减值。
如果公差前面有直径符号(⌀), 公差是直径或圆柱形区域，如孔的位置。如果公差前没有符号，默认公差区域形状是平行平面或总宽区域，如槽或表面轮廓的位置。
在特征控制框中的特征公差之后，如果特征具有尺寸（如孔），则可以指定材料条件修改器，如MMC或LMC（请参见材料条件修改器）。如果特征具有大小，且未指定修改器，则默认修改器为RFS。如果特征没有大小，例如平面曲面，则修改器不适用。
特性控制框架的第三个和后续隔间包含基准特性参考（如果需要）。例如，如果指定了形状公差，例如平面度或直线度，则不允许基准特性参考。但是，如果指定了位置公差（如位置），则通常指定基准特性参考。
基准参考的字母顺序没有意义。意义是它们的优先顺序，从左到右依次为初级、次级和三级。主要特征是接触的第一个特征（3点处的最小接触），次要特征是接触的第二个特征（2点处的最小接触），第三个特征是接触的第三个特征（1点处的最小接触）。同时接触三（3）个基准特性，建立三（3）个相互垂直的基准面或DRF。DRF由所谓的基准模拟器创建，基准模拟器是制造、加工和检验设备，如平板、夹头、三爪卡盘、量规销等。
在某些情况下，基准特性修改器最大材料边界（MMB）或最小材料边界（LMB）可应用于基准特性。默认修改器不考虑材质边界（RMB）。由于基准特性具有尺寸（可以变大或变小），因此需要有关基准特性参考适用的基准特性尺寸条件的信息。基准特性的修改条件（MMB、LMB、RMB）定义了基准特性模拟器的大小或条件。
基本尺寸
基本尺寸是理论上精确的数值，用于定义零件或特征的形状、尺寸、方向或位置。基本尺寸通常显示在方框内的图纸上，但也可以通过参考标准或图纸上的注释来调用。CAD模型本身也可以定义为基本尺寸。允许基本尺寸的变化通常在特征控制框或图纸上的注释中定义。图纸标题栏中的任何默认公差均不适用于基本尺寸。
材料条件修改器
在指定几何控制时，通常需要说明公差适用于特定特征尺寸的特征。术语最大材料条件（MMC）和最小材料条件（LMC）允许工程师传达该意图。
这些材料条件修改器用于特征公差隔室中的特征控制框中，并遵循特征公差。当特征偏离规定条件时，MMC和LMC修改器的应用提供了超出规定公差的额外几何公差。
最大材料状态（MMC）–特征包含具有规定尺寸限制的最大材料的条件。（例如：最大销和/或最小孔）
最低物质条件（LMC）–特征在规定的尺寸限制内包含最少材料的情况。（例如：最小销和/或最大孔）
在下图中，孔的MMC为19.5mm，LMC为20.5mm。作为另一个例子，考虑尺寸为20±0.5mm的孔的图案，在MMC处的位置公差为0.6mm。孔的MMC直径为19.5mm。如果孔偏离（变大）其MMC尺寸，则允许其附加位置公差等于其偏离MMC尺寸19.5mm的量。如果孔在20.0mm处进入，允许的直径位置公差为1.1mm。这就是奖金容忍度的概念。
主要外卖
与传统的正负公差相比，GD&T是一种全新的尺寸和公差描述方法。从根本上说，工程师在CAD中设计具有完美几何结构的零件，但所生产的零件从来都不是完美的。通过提供表达设计意图的通用语言，正确使用GD&T可以提高质量，减少交付时间和成本。
几何尺寸标注和公差标注（GD&T）的好处是：
- 标准化设计语言
- 为客户、供应商和生产团队提供清晰准确的沟通方式
- 最坏情况下配合极限的计算方法
- 生产和检验过程是可重复的
- 装配由合格的生产零件保证
本文介绍了其应用的关键概念，包括基准和特征、符号、特征控制框、基本尺寸和材质条件修改器。如果您有兴趣阅读更多关于进行公差分析的内容，请阅读我们的邮递关于这个话题。要深入了解，请查看我们的点播网络研讨会GD&T的设计意图!
