1. GD&T 基本概念

1.1 起源

对于许多制造行业从业者来说，几何尺寸与公差（GD&T）仍然是一个相对较新的课题。二战期间，美国为战争需要在海外制造并运输大量备件。然而，许多零件虽然按照规格制造，却无法顺利装配。军方意识到，不合格零件给前线人员带来了严重问题。

战后，一个由政府、工业界和教育界代表组成的委员会投入了大量时间和精力来研究这一缺陷零件问题。他们需要找到一种方法，确保零件每次都能正确装配并正常工作。GD&T 由此诞生。

最终，USASI Y14.5–1966（美国标准协会，后来的美国国家标准学会 ANSI）文件在早期标准和行业实践基础上正式发布。之后经历了多次修订：

2018 版是目前现行且权威的参考标准，规定了 GD&T 的正确应用方式。如今，大多数政府承包商都被要求在图纸中使用 GD&T 进行公差标注。由于公差要求越来越严格、量产周期缩短，以及更精确表达设计意图的需求增加，越来越多非军工企业也开始认识到在图纸中使用 GD&T 的重要性。

传统公差方法自 19 世纪中期以来一直被使用。这些方法在尺寸标注方面表现良好，并至今仍被采用，但在控制尺寸特征的位置和方向方面能力有限。GD&T 则广泛用于控制特征的尺寸、形状、形位、方向和位置。

与传统公差方法相比，GD&T 具有多项优势。本章将展示其中三项显著优势。

本章的目的在于帮助读者理解：

掌握这一知识后，技术人员将更全面理解公差概念。工程师也将更清楚零件如何装配，更有效地表达设计要求，并最终为公司创造更大的价值。

完成本章后，学习者将能够：

GD&T 是一种符号语言，用于规定零件特征的尺寸、形状、形位、方向和位置。

采用 GD&T 标注公差的特征能够真实反映配合零件之间的实际关系。正确应用几何公差的图纸，有助于实现统一理解和低成本装配。

GD&T 的创建目标包括：

GD&T 是一种设计工具。在正确应用几何公差之前，设计人员必须认真考虑每个零件每个特征的配合与功能。某种程度上，GD&T 相当于一份“检查清单”，提醒设计者全面思考每个特征的各个方面。

GD&T 允许设计人员使用最大可用公差，从而设计出最经济的零件。正确应用 GD&T 可以确保零件每次都能正确装配。

GD&T 还能清晰传达设计要求。它识别所有相关的基准特征（即参考表面），以及受这些基准控制的特征。一个标注合理的图纸不仅展示零件的形状和尺寸，还讲述了各特征之间的公差关系。

许多设计人员会问：什么时候应该使用 GD&T？

由于 GD&T 的主要目的之一是定位尺寸特征，最简单的回答是：所有尺寸特征都应使用 GD&T 进行定位控制。

在以下情况下，设计人员应使用 GD&T：