新一代产品几何技术规范（GPS)及应用图解 全3册

\"本书以示例、图解及对照分析等形式图文并茂地诠释了产品GPS表面结构规范及其应用方法，阐述了表面结构的规范设计与检测验证技术的最新动态和研究成果。本书内容包括：概论、表面结构轮廓法的参数及表示法图解、复合加工表面轮廓的高度特性表征图解、表面结构区域法的参数及表示法图解、表面结构的测量方法及测量标准图解、表面结构中的滤波技术及应用图解、表面结构参数的选择及应用。 本书主要适用于从事机械设计（包括机械CAD、机械制图）的设计人员，从事加工、检验、装配和产品质量管理的工程技术人员，以及各级技术管理人员。本书也可作为表面结构的规范设计与检测验证相关国家标准的宣贯教材、大学毕业生岗前培训的参考资料和高等工科院校机械类及相关专业的教学参考书。 \" \"本书着重以示例、图解及对照分析等形式图文并茂地诠释GPS尺寸精度规范及其应用方法，阐述了产品尺寸公差的规范设计与检测验证技术的最新动态和研究成果。本书内容包括：概论，尺寸极限与配合规范及图解，尺寸公差的规范及标注图解，尺寸链及计算方法，圆锥、楔体公差与配合规范及图解，尺寸公差与几何公差的关系原则及应用图解，尺寸精度与配合的设计及应用图解，尺寸与圆锥的检验规范及应用图解。 本书主要适用于从事机械设计（包括机械CAD、机械制图）的设计人员，从事加工、检验、装配和产品质量管理的工程技术人员，以及各级技术管理人员。本书也可作为产品尺寸公差的规范设计与检测验证相关国家标准的宣贯教材、大学毕业生岗前培训的参考资料和高等工科院校机械类及相关专业的教学参考书。 \" \"本书着重以示例、图解及对照分析等形式图文并茂地诠释了新一代GPS的数字化理论基础及关键技术。本书内容包括：GPS概述、新一代GPS标准体系的矩阵模型图解、新一代GPS标准体系的基本原则和规则图解、新一代GPS的数字化建模理论基础图解、新一代GPS的通用概念及应用图解、工件与测量设备的测量检验及应用图解、GPS测量设备及校准标准图解，以及新一代GPS的几何公差数学建模和几何误差检验中的不确定度分析。 本书主要适用于从事机械设计（包括机械CAD、机械制图）的设计人员，从事加工、检验、装配和产品质量管理的工程技术人员。本书也可作为产品几何特征的规范设计与检测验证相关国家标准的宣贯教材、大学毕业生岗前培训的参考资料和高等工科院校机械类及相关专业的教学参考书。 \"

\"目录 丛书序言 前言 第1章 概论1 1.1表面结构的含义1 1.2表面结构标准体系的发展概况2 1.2.1表面结构的ISO标准发展概况2 1.2.2表面结构的国家标准发展概况3 1.3表面结构精度对产品性能的影响6 1.4本书的框架结构7 第2章 表面结构轮廓法的参数及表示法图解8 2.1表面结构轮廓法的术语及评定参数8 2.1.1一般术语9 2.1.2几何参数术语11 2.1.3表面轮廓参数定义12 2.1.4新旧国家标准的差异16 2.1.5表面结构评定的流程18 2.2表面粗糙度参数值18 2.2.1幅度参数值18 2.2.2间距参数值和曲线参数值19 2.2.3取样长度和评定长度值19 2.3表面结构的图形参数20 2.3.1基本术语20 2.3.2图形参数22 2.3.3图形参数的测量条件23 2.3.4图形参数的评定程序24 2.3.4.1表面粗糙度原始轮廓的深度识别24 2.3.4.2图形合并的判别条件24 2.3.4.3图形合并流程25 2.3.4.4图形参数的计算27 2.3.5图形参数与表面功能的关系28 2.4表面缺陷参数29 2.4.1一般术语及定义29 2.4.2表面缺陷的特征和参数30 2.4.3表面缺陷的类型30 2.5表面结构的表示法34 2.5.1表面结构的符号34 2.5.2表面结构的完整图形符号35 2.5.3表面结构参数代号36 2.5.3.1表面轮廓参数代号36 2.5.3.2图形参数代号37 2.5.3.3表面结构支承率曲线参数代号37 2.5.4表面结构参数的标注规则37 2.5.5表面结构要求在图样和其他技术产品文件中的注法40 2.5.6表面结构要求的标注示例42 2.6评定表面结构的规则和方法45 2.6.1参数测定方法45 2.6.2测得值与公差极限值相比较的规则45 2.6.3参数评定的规则46 2.6.4触针式仪器检验的规则和方法47 2.6.5粗糙度检验的简化程序49 第3章 复合加工表面轮廓的高度特性表征图解51 3.1滤波和一般测量条件52 3.1.1一般测量条件52 3.1.2确定粗糙度轮廓的滤波过程52 3.1.3截止波长λc与评定长度ln的选择53 3.2用线性化的支承率曲线表征高度特性53 3.2.1支承率曲线的区域54 3.2.2评定参数的计算54 3.2.2.1等效线的计算54 3.2.2.2Rk、Mr1、Mr2的计算54 3.2.2.3Rpk和Rvk的计算55 3.3用概率支承率曲线表征高度特性55 3.3.1概率支承率曲线及评定参数55 3.3.1.1概率支承率曲线55 3.3.1.2评定参数55 3.3.2参数测量过程要求55 3.3.3评定参数的计算过程56 3.3.3.1初始二次曲线拟合56 3.3.3.2确定线性塬区上边界UPL和谷区下边界LVL57 3.3.3.3有界区域的归一化57 3.3.3.4第二次二次曲线拟合58 3.3.3.5第二次确定线性塬区下边界LPL和谷区上边界UVL59 3.3.3.6Rpq、Rvq和Rmq参数计算59 第4章 表面结构区域法的参数及表示法图解60 4.1表面结构区域法的术语及评定参数61 4.1.1通用术语及定义62 4.1.2几何参数术语64 4.1.3几何特征术语65 4.1.4区域参数定义67 4.1.4.1高度参数67 4.1.4.2空间参数和混合参数68 4.1.4.3功能参数70 4.1.4.4复合加工表面的区域参数72 4.1.4.5分形法参数74 4.1.5特征参数75 4.1.6复合加工表面区域参数的计算77 4.1.6.1Sk、Smr1、Smr2的计算77 4.1.6.2等效直线的计算77 4.1.6.3Spk和Svk的计算77 4.1.6.4Spq、Svq和Smq的计算77 4.1.7表面结构特征的表征78 4.1.7.1选择结构特征类型78 4.1.7.2区域分割79 4.1.7.3确定重要特征79 4.1.7.4特征属性的分割81 4.1.7.5属性统计81 4.1.7.6特征表征约定81 4.1.8分水岭分割82 4.1.8.1分水岭分割概述82 4.1.8.2变换树82 4.1.8.3区域合并83 4.1.8.4用沃尔夫修剪法进行分水岭分割83 4.1.8.5沃尔夫修剪示例84 4.1.9用分形几何表征区域表面86 4.1.9.1什么是分形86 4.1.9.2变分法86 4.1.9.3应用于尺度限定表面的变分法87 4.1.9.4相对面积分析87 4.2表面结构区域法的表示法89 4.2.1标注区域表面结构的图形符号89 4.2.2区域表面结构的完整图形符号90 4.2.3区域表面结构的标注规则90 4.2.4区域表面结构的标注示例93 4.2.5区域表面结构的ISO特殊规范元素95 4.3表面结构区域法的规范操作集97 4.3.1完整规范操作集97 4.3.2完整规范操作集的决策树101 4.3.3区域表面结构参数的默认特征值101 4.3.4区域表面结构参数的默认单位102 4.4表面结构区域法与表面结构轮廓法的差异103 第5章 表面结构的测量方法及测量标准图解105 5.1表面结构的测量方法106 5.1.1表面结构测量方法分类106 5.1.1.1线轮廓法106 5.1.1.2区域形貌法106 5.1.1.3区域整体法107 5.1.2表面结构的测量方法107 5.1.2.1比较法107 5.1.2.2接触触针扫描法108 5.1.2.3共聚焦色差显微法109 5.1.2.4相移干涉显微法109 5.1.2.5相干扫描干涉法110 5.1.2.6点自动对焦轮廓法111 5.1.2.7变焦显微法112 5.1.2.8共聚焦显微法113 5.1.2.9结构光投影法115 5.1.3测量方法比较116 5.2参数测量的通用术语117 5.3仪器的标称特性119 5.3.1轮廓法接触式仪器的标称特性119 5.3.1.1触针式仪器的基本功能单元119 5.3.1.2仪器特性的标称值121 5.3.1.3符合GB/T 6062的仪器121 5.3.2区域法接触（触针）式仪器的标称特性121 5.3.2.1计量特性122 5.3.2.2区域法表面结构横向扫描系统的不同配置124 5.3.2.3典型测量方法124 5.4仪\" \"目录： 丛书序言 前言 第1章 概论1 1.1尺寸公差与尺寸精度1 1.2互换性和标准化1 1.3尺寸公差标准体系2 1.4本书的框架结构3 第2章 尺寸极限与配合规范及图解5 2.1极限与配合的基本术语和定义5 2.2公差、偏差和配合的表示9 2.3标准公差和基本偏差的构成规律11 2.3.1标准公差系列11 2.3.1.1公称尺寸分段12 2.3.1.2标准公差因子13 2.3.1.3标准公差等级及标准公差数值13 2.3.2基本偏差数值的规定15 2.3.2.1轴的基本偏差数值16 2.3.2.2孔的基本偏差数值19 2.3.2.3基本偏差js和JS22 2.3.2.4基本偏差j和J22 2.3.3孔和轴的极限偏差22 2.3.4孔和轴公差带图的图示22 2.4公差带与配合的标准化及应用27 2.4.1公差带代号的选取及配合的确定27 2.4.1.1孔、轴公差带代号的选取27 2.4.1.2配合的确定27 2.4.2确定配合和公差带代号的应用示例29 2.4.2.1由极限偏差确定配合29 2.4.2.2配合公差的确定30 2.4.2.3由计算得到的配合确定特定公差代号30 2.5未注公差尺寸的公差31 2.5.1图样上未注公差的原因31 2.5.2有关规定和适用范围32 2.5.3一般公差的公差等级和极限偏差数值33 2.5.4一般公差的图样表示法及应用示例33 2.5.5检测与拒收34 第3章 尺寸公差的规范及标注图解35 3.1尺寸公差概述35 3.1.1线性尺寸要素36 3.1.2角度尺寸要素37 3.1.3其他尺寸要素38 3.2相关术语和定义39 3.3尺寸规范修饰符46 3.3.1线性尺寸规范修饰符46 3.3.2线性尺寸的补充规范修饰符及拟合修饰符46 3.3.3角度尺寸规范修饰符49 3.3.4特定角度尺寸特征的修饰符顺序52 3.4尺寸的缺省规范操作集53 3.4.1概述53 3.4.2ISO缺省线性尺寸规范操作集54 3.4.3ISO缺省角度尺寸规范操作集54 3.4.4图样特定的缺省尺寸规范操作集55 3.4.5其他的缺省GPS规范操作集56 3.5尺寸公差图样标注56 3.5.1线性尺寸公差图样标注56 3.5.1.1基本GPS规范的标注规则57 3.5.1.2带有修饰符的一般尺寸规范的标注规则57 3.5.1.3特定规范操作集的标注58 3.5.1.4装配图中的配合公差标注61 3.5.1.5定义了尺寸特征的被测要素的标注62 3.5.1.6非刚性零件的尺寸标注66 3.5.1.7补充标注66 3.5.2角度尺寸公差图样标注66 3.6除线性尺寸和角度尺寸外的尺寸规范67 3.6.1尺寸及相关公差标注的原则及规定67 3.6.2不确定的±公差标注与确定的几何规范的图示说明68 3.6.3角度公差70 第4章 尺寸链及计算方法72 4.1尺寸链的基本概念72 4.1.1尺寸链的基本术语和定义72 4.1.2尺寸链的分类73 4.1.3尺寸链环的特征符号75 4.2尺寸链的构建76 4.2.1确定封闭环76 4.2.2查找组成环并画出尺寸链图77 4.2.3零件几何误差对封闭环的影响78 4.3尺寸链的计算方法79 4.3.1计算参数79 4.3.2计算公式80 4.3.3尺寸链的计算种类81 4.3.3.1正计算81 4.3.3.2反计算81 4.3.3.3中间计算82 4.3.4装配尺寸链的计算方法82 4.3.4.1互换法82 4.3.4.2分组法83 4.3.4.3修配法83 4.3.4.4调整法84 4.3.5装配尺寸链的计算顺序84 4.3.6相对不对称系数与相对分布系数85 4.3.7保证装配精度的其他措施85 4.4尺寸链的计算示例86 4.4.1完全互换法计算示例86 4.4.1.1正计算示例86 4.4.1.2反计算示例88 4.4.1.3中间计算示例89 4.4.2装配尺寸链计算示例90 4.4.2.1公称尺寸的分析与计算90 4.4.2.2公差设计计算91 4.4.2.3公差校核计算94 第5章 圆锥、楔体公差与配合规范及图解97 5.1圆锥与圆锥配合基本参数97 5.1.1基本参数98 5.1.2圆锥的锥度与锥角系列99 5.2圆锥公差与配合及其选用102 5.2.1圆锥公差102 5.2.2圆锥配合的分类及形式107 5.2.3圆锥配合的选用110 5.2.4圆锥轴向极限偏差的计算110 5.3楔体角度与斜度系列116 5.3.1基本术语及定义116 5.3.2楔体的角度与斜度系列117 5.4楔体尺寸与公差标注118 5.4.1楔体的尺寸标注118 5.4.2楔体的公差标注119 5.5未注公差角度的极限偏差122 第6章 尺寸公差与几何公差的关系原则及应用图解124 6.1术语定义及代号125 6.2独立原则126 6.3独立原则应用示例126 6.4相关要求127 6.4.1包容要求127 6.4.2最大实体要求127 6.4.3最小实体要求128 6.4.4可逆要求128 6.5相关要求应用示例129 第7章 尺寸精度与配合的设计及应用图解139 7.1尺寸精度与配合的设计方法139 7.2基准制的选用140 7.3标准公差等级的选用141 7.4配合的选用146 7.5尺寸精度与配合设计152 7.5.1计算查表法尺寸精度设计示例152 7.5.2类比法尺寸精度设计示例153 7.5.3尺寸精度与配合数字化设计154 第8章 尺寸与圆锥的检验规范及应用图解162 8.1量值传递与检定162 8.1.1量块164 8.1.1.1量块的定义及特征164 8.1.1.2量块的基本尺寸165 8.1.1.3量块的技术要求166 8.1.2角度量块169 8.2光滑工件尺寸的检验规定169 8.2.1光滑工件尺寸检验的规定170 8.2.2光滑工件尺寸检验基础170 8.2.3尺寸验收极限方式及选择170 8.2.4计量器具的选择171 8.2.5误判概率与验收质量的评估177 8.2.6用通用计量器具测量长度尺寸的示例183 8.3专用计量器具（光滑极限量规）设计及应用判则185 8.3.1光滑极限量规\" \"目录： 丛书序言 前言 第1章 GPS概述1 1.1GPS标准体系的形成过程1 1.1.1GPS概念的提出1 1.1.2第一代GPS语言2 1.1.3新一代GPS语言3 1.1.4ISO/TC 213的组织结构4 1.1.5ISO/TC 213的工作范围4 1.1.6ISO/TC 213的商业计划5 1.2新一代GPS标准体系的特点与发展趋势6 1.2.1新一代GPS标准体系的特点6 1.2.2新一代GPS标准体系的发展趋势8 1.3国内外GPS标准体系的现状9 1.3.1国外GPS标准体系的现状9 1.3.2我国GPS的标准体系的发展与现状10 1.4我国新一代GPS标准体系建立的必要性及意义10 1.4.1新一代GPS标准体系发展的必要性10 1.4.2建立我国新一代GPS标准体系的重要意义11 1.5建立和发展我国新一代GPS 标准体系的实施战略12 1.5.1建立我国GPS新体系所面临的主要问题12 1.5.2我国GPS标准体系构建的原则12 1.5.3我国GPS标准体系构建和实施应对策略的建议13 第2章 新一代GPS标准体系的矩阵模型图解15 2.1GPS标准的类型15 2.1.1GPS基础标准15 2.1.2GPS综合标准15 2.1.3GPS通用标准17 2.1.4GPS补充标准17 2.2GPS通用标准矩阵17 2.2.1矩阵行18 2.2.2矩阵列18 2.3制定GPS标准的规则和要求19 2.3.1制定GPS标准的规则19 2.3.2GPS标准最后一个附录的要求19 2.4GPS矩阵模型的应用示例20 2.5GB/T 20308—2020的主要变化22 第3章 新一代GPS标准体系的基本原则和规则图解24 3.1GPS基本概念和基本原则24 3.11GPS基本概念24 3.1.2图样上读取规范的基本假设25 3.1.3GPS基本原则25 3.2GPS缺省规范操作集的标注规则30 3.2.1ISO缺省GPS规范的一般规范30 3.2.2其他的缺省GPS规范30 3.3特定规范操作集的标注规则31 3.3.1ISO基本规范的附加补充信息（要求）31 3.3.2括号中表述的规则31 3.4GB/T 4249—2018的主要变化32 第4章 新一代GPS的数字化建模理论基础图解33 4.1表面模型34 4.1.1表面模型的定义及分类34 4.1.2表面模型术语之间的关系35 4.2几何要素36 4.2.1理想要素和非理想要素36 4.2.2公称要素、实际要素、离散要素、采样要素、规范要素和检验要素39 4.2.3单一要素、组合要素和要素对40 4.2.4组成要素和导出要素43 4.2.5提取要素、拟合要素、候选要素、替代要素、滤波要素和重构要素47 4.2.6无限要素、限定要素、完整要素和部分要素51 4.2.7使能要素、截面要素和接触要素53 4.2.8几何要素术语之间的关系55 4.2.9几何要素与表面模型的关系56 4.3特征62 4.3.1基本特征62 4.3.1.1本质特征63 4.3.1.2方位特征63 4.3.2单个特征和批量特征66 4.3.3计算特征和复合特征68 4.3.4单一特征和关联特征68 4.3.5输入要素、偏差要素、参考要素和面向要素69 4.3.6单个工件的GPS特征71 4.3.7装配体或子装配体特征81 4.3.8特征术语之间的关系84 第5章 新一代GPS的通用概念及应用图解86 5.1几何规范和检验的模型87 5.1.1恒定类别和恒定度87 5.1.2操作89 5.1.2.1操作的定义及分类89 5.1.2.2操作的应用示例92 5.1.3规范96 5.1.4偏差97 5.1.5对偶性97 5.1.6数学符号与定义98 5.2GPS规范、操作集和不确定度105 5.2.1规范操作和检验操作105 5.2.2操作集106 5.2.3GPS不确定度的基本概念109 5.2.4GPS规范的基本概念111 5.2.5GPS不确定度对基本原则的影响112 5.2.6规范过程113 5.2.7检验过程114 5.2.8不确定度、操作集和操作之间的关系114 5.3被测要素115 5.3.1被测要素术语的定义115 5.3.2基本被测要素的建立115 5.3.3建立几何要素的缺省规则117 5.3.3.1缺省规则117 5.3.3.2建立组成要素的缺省规则117 5.3.3.3建立中心要素的规则119 5.4几何特征的GPS偏差量化123 5.4.1局部几何偏差123 5.4.1.1局部几何偏差的定义123 5.4.1.2局部几何偏差类型123 5.4.2量化函数123 5.4.2.1量化函数的定义123 5.4.2.2变动曲线125 第6章 工件与测量设备的测量检验及应用图解128 6.1按规范验证合格或不合格的判定规则128 6.1.1按规范验证合格或不合格的判定规则术语的定义129 6.1.2默认判定规则130 6.1.2.1通则130 6.1.2.2默认的合格和不合格概率限133 6.1.3按规范验证合格或不合格的规则及不确定区133 6.1.3.1按规范验证合格的规则133 6.1.3.2按规范验证不合格的规则133 6.1.3.3不确定区134 6.1.4判定规则在供应商与顾客关系中的应用134 6.1.5GB/T 18779.1—2022与GB/T 18779.1—2002的不同134 6.2GPS测量、测量设备校准和产品验证中的测量不确定度评估指南136 6.2.1测量不确定度术语的定义136 6.2.2测量不确定度评估的迭代GUM法137 6.2.3不确定度管理程序（PUMA）139 6.2.3.1给定测量过程的不确定度管理139 6.2.3.2设计和开发测量过程或测量程序的不确定度管理139 6.2.4测量不确定度来源141 6.2.5测量不确定度的评估方法142 6.2.5.1不确定度分量的A类评估143 6.2.5.2不确定度分量的B类评估143 6.2.5.3不确定度分量的评估示例144 6.2.5.4合成标准不确定度uc的评估方法146 6.2.5.5扩展不确定度U的评估147 6.2.6基于PUMA的不确定度概算方法147 6.2.6.1不确定度概算的前提条件147 6.2.6.2不确定度概算的标准程序148 6.2.7环规两\"