ISO GPS 几何尺寸和公差实战应用

课程背景：

几何产品规范和验收的英文全称是“Geometric Product Specification and Verification”，国内可以理解为“几何产品规范和验收”。本课程包含尺寸公差，主要的4大基本原则，14个几何公差，公差带，常用的14个修饰符号，以及基准系六个部分的内容。

本课程从GPS&V的原理出发，用鸟笼模型重点讲解尺寸公差和几何公差的基本逻辑，讲解公差带的六大要素。本课程根据客户的需求，从设计和功能实现（如装配）的角度出发去理解基准的定义，几何公差的概念和具体应用，如何体现功能上对零件的具体要求，从而实现设计和功能的匹配。

同时本课程也会站在测量和制造的角度，去深度理解和应用GPS&V，比如尺寸公差和几何公差是如何被评价的，具体的评价原理是什么，制造工艺上如何保证零件满足图纸的要求等。最终实现，功能，设计，制造和测量的无缝衔接。

本课程的实用性很强，所以将有大量的实际案例及练习穿插在整个三天的培训中，这些案例将引导学员剖析GPS&V在设计、装配、检测的具体应用，让学员深刻了解GPS&V的概念和背后的逻辑，即“满足功能的情况下，放宽公差”。

本课程内容根据客户的需求，基于最新的ISO标准或者国标，比如ISO1101，ISO5459，ISO5458，ISO14405，ISO2692，ISO8015等标准，或者GB/T 1182-2018，GB/T 1800.1-2020，GB/T 13319-2020，1958-2017，GB/T 4249-2018，GB/T 17851-2010等国标标准重点讲解。

课程目标：

• 正确解读GPS&V的符号、术语、规则及对应的应用场合；
• 深度了解公差带的六大要素；
• 了解几何公差的理想要素及测量原理；
• 学会四步法搞定GPS&V；
• 从零件的功能出发，正确选择基准，正确模拟基准
• 了解基准系对公差带的自由度约束；
• 深度了解14个几何公差和对应的修饰符号，以及常规的测量方法；
• 掌握组合位置度和轮廓度；
• 掌握边界的计算方法以及在装配中的应用，学会应用可逆原则和零公差；
• 初步掌握尺寸链的计算方法；

学会简单的检具设计方法。

学员要求：

具备基本的机械图纸阅读能力，在设计，工艺或测量有基本的实际工作经验（建议在两年以上）。

参训对象：

设计工程师，尺寸工程师，质量工程师，工艺工程师和制造工程师，检验工程师，CMM测量工程师，研发主管，图纸审核员，以及相关生产过程中需要识图，用图和绘图的人员。

授课形式：

知识讲解、案例分析讨论、角色演练、小组讨论、互动交流、游戏感悟、头脑风暴、强调学员参与。

课程大纲：

第一模块 GPS&V概述和图纸逻辑

1. GPS&V基础知识

• 简介ASME和ISO，GB的异同
• 为什么要学习GPS&V
• GPS&V的6个内容
• 图纸的逻辑和鸟笼模型

公差带6大要素

第二模块 基准和基准系 (Datum)

1. 基准的定义

• 经典的基准三问题
• 基准要素，拟合要素，基准的概念
• 自由度的概念
• 第一基准的功能

1. 基准系的建立

• 第一基准，第二基准，第三基准的拟合
• 基准系中各基准的具体功能

1. 特征组作基准

• 公共基准

• 特征组基准

• 局部特征做基准和基准目标

1. 基准阉割和指定自由度
2. 基准的应用

• 在设计、加工、检测、装配之间的关联

练习：如何选用正确的基准

第三模块尺寸公差和几何公差

1. FOS尺寸要素的概念

• MMC和LMC的概念
• 为什么引入尺寸要素

1. 什么是尺寸
2. 包容原则和独立原则

• 独立原则和包容原则的概念
• 独立原则和包容原则的应用和测量

1. 尺寸公差和几何公差的优缺点

• GPS&V的研究对象
• 尺寸公差的三大缺点

1. 练习 四步法搞定GPS&V

第四模块边界理论和应用（Boundary and Application）

• 美标中内外边界概念

• 最大实体要求(MMC)，最小实体要求(LMC)和RFS.
• 国标中的最大实体实效边界(MMVB)和最小实体实效边界（LMVB）
• 实效边界在检具设计中的应用
• MMC，LMC，RFS三种要求的设计应用和测量

• 可逆原则，零公差的应用

练习：常见紧固连接的公差分配

第五模块 形状公差

1. 直线度 (Straightness)
2. 平面度 (Flatness)

• 组合公差带CZ

1. 圆度 (Roundness)
2. 圆柱度 (Cylindricity)

• 圆柱度能代替圆度吗？

1. 应用和测量案例测量案例（直线度、平面度、圆度、圆柱度）

第六模块 位置公差(Position)

1. 位置度的概念

• 位置度的定义
• 位置度中隐含的不等式

1. 双向位置度

1. 特征组的位置度

• 不带基准位置度（相对位置度）
  • 案例：孔组的定义
• 带基准的特征组位置度
• 成组要素要求和独立要求

• 同时性原则和独立原则

• 组合位置度
  • 练习：铰链结构的设计
• 同轴度和同心度
• 对称度

第七模块方向公差（Orientation Tolerance）

1. 垂直度 (Perpendicularity)
2. 平行度 (Parallelism)
3. 倾斜度 (Angularity)
4. 带基准系的方向公差
5. 相切要素
6. 练习：测量案例（垂直度、平行度、倾斜度）

第八模块轮廓度（Profile）

1. 轮廓度的定义

• 面轮廓度和线轮廓度的公差带
• 带基准和不带基准的轮廓度
• 非对称轮廓度UZ

• 未定义偏置量轮廓度OZ

1. 特征组的轮廓度

• 组合公差带CZ
• 轮廓度的测量和应用
• 和轮廓度相关的其它知识点

第九模块跳动公差（Runout Tolerance）

1. 圆跳动（Runout）
2. 全跳动（Total Runout）
3. 练习：圆跳和全跳动的实际应用

第十模块基准采用最大实体（Datum Shift）

1. 基准要素采用最大实体要求
   • 美标中的基准偏移
   • ISO中的基准采用最大实体要求
   • 基准补偿对位置公差的影响
   • 基准偏移对评价的影响
   • 基准偏移的具体应用

第十一模块 案例分析、课堂练习和学员疑难图纸解答

（注：在整个2-3天的培训中，将穿插若干经典实际案例，同时为提高培训效果将安排若干课堂练习）

讲师介绍：吴老师 尺寸工程专家  咨询顾问

专业领域

专注于尺寸工程，几何尺寸公差(GD&T)，公差累加分析(Tolerance Stack-up )，检具设计(Gauge Design)等课程的授课和咨询，尺寸工程顾问，团队尺寸工程能力培养等。

教育和资质

• 浙江大学工程硕士
• 美国机械工程师协会（ASME）认证GDTP高级专家
• 全国产品几何技术规范技术委员会委员（SAC/TC240）
• 江苏理工学院校外研究生导师
• 中国汽车工程学会尺寸工程分会委员

教育和资质

• 2017-至今企业尺寸工程顾问，高级讲师
• 2007-2017 博世（杭州）研发主管，经理，高级经理
• 2005-2007 博世（美国）研发工程师
• 2003-2005 博世（杭州） 研发工程师
• 2000-2003 杭州四海工具 机械设计工程师

完成项目

• 华为（东莞）团队尺寸工程能力培养
• 宝马（沈阳）尺寸工程能力培养项目
• 大众集团 团队尺寸工程能力培养项目
• 福耀集团 移动天窗尺寸工程项目
• 泉峰集团 斜切锯尺寸工程项目
• 众泰汽车 B21尺寸工程项目…

服务过的行业和公司

• 汽车行业：主机厂其中包括：宝马，一汽红旗，一汽奥迪，一汽大众，长安汽车，比亚迪，众泰汽车等；供应商包括：博世集团，福耀玻璃，麦格纳镜像，采埃孚，西安法斯特，上海亚大，上海汇众等；
• 电子通信行业：华为松山湖研发中心，JUUL电子烟，中美烟草，讯强电子，东莞正扬电子，宏发电子，厦门松竹集团，亿能电子，得意精密电子等；
• 电动工具行业：博世电动工具，泉峰电动工具，东成电动工具，精深电动工具；
• 软件和医疗行业：康诺思腾，大博医疗，海克斯康，马路科技，博力加软件；
• 工程机械行业：徐工集团，卡特彼勒，三一重工，三一风能，博汇世通等；