大家有没有这个经历，买了一个新手机高兴坏了，怎么看怎么顺眼。然后立马去某宝买个9块9包邮的手机壳，满心欢喜的准备套上去时候发现真费劲。心想真是便宜无好货，于是又去买了个19.9包邮的手机壳，这次总归没问题了吧？发现套上去松松垮垮。一气之下，裸奔吧。不要壳了--那是不可能的，最后买个59的终于没问题了。这里面就有个公差(tolerance)的概念，前面两个手机壳公差做的太差不和手机匹配。大家都知道，世界上没有完美的东西，比如我要一根1米长的金条。谁能保证给你完完整整的1米金条？总归有些误差，比如0.99米，1.01米。
对于产品制造设计中，这就是个严肃的问题了。因为工业制造中强调互换性，批量生产的产品不能因为公差设定不合理导致互换性或者装配出问题，这就要求要正确分配公差。
- 那在产品设计装配中，公差怎么来描述和分配呢？
在二战美国人没有发明GD&T之前，工程师用正负尺寸标注方法。正负尺寸方法缺点很多。就好比东施再怎么化妆，她也是东施，西施素颜也是西施。来看看作为东施的正负尺寸标注方法有哪些缺点。而作为西施的GD&T是如何吊打东施的。
正负尺寸标准方法
下图就是正负尺寸标准的一个例子，来看看它有哪些缺点。
正负尺寸标注
1. 首先来思考这些尺寸如何测量呢？
既然标注了尺寸，意思是告诉检测和制造部门，这个尺寸必须满足要求。但是当质量工程师看到这个尺寸，他会思考如何测量呢？单反测量需要先定基准，定那个基准呢？比如测量50那个尺寸，不同的基准，测量数值就不同。
情况1：蓝色为基准，测量50这个尺寸。
左侧边作为基准，意思是左侧面靠近检测台，那么如果左侧面不光滑，凹凸不平，则50这个测量值就会发生偏差。
情况1：侧边为测量基准
情况2：红色为基准，测量50这个尺寸。同理，如果地面不光滑，则50这个测量值就偏小。
情况2：底边为测量基准
可以看出不同的基准会导致不同的测量数值。
2. 公差范围多少呢（公差带）
如图所示这两个部件A和B组装，对于灰色部件B只要橙色不见A圆柱能插入到圆孔里即可，功能就算合格。但是A圆孔的公差标注为±0.3，是下图中的黄色区域，图形上反馈为边长0.3的正方形，其实红色圆柱面只要在A孔直径30以内都算合格，按照图示方式，正方形的四个蓝色区域就没有起到作用，换句话说，公差带由圆形变成了方形，缩小了。这就意味着一部分合格零件被废弃掉了。
孔轴配合
正方形公差带
3. 公差累计起来变大了吗？
还是看这个例子，假设左侧面为在基准，圆柱体1距离基准公差±0.3，孔2距离基准公差就变成了±0.6。简单的标注就在不经意之间把公差扩大了一倍。
4.功能能表达清楚吗？
比如这个例子中有两对孔轴配合，哪个是装配定位的呢，哪个又是紧固的呢？从尺寸和公差标注中都看不出来，没有基准谁知道谁是干啥的。
- GD&T闪亮登场
GD&T是一个缩写，Geometrical Dimensioning and Tolerancing, 直译过来就是形状位置公差，简称形位公差。首先由美国发明，因为美国人发现二战中自己飞机零件互换性太差了，根本不能大批量生产，不是因为测量问题就是公差带问题报废零件。于是他们能发明了GD&T，标准是ASME Y14.5.
GD&T的优势就是正负尺寸标准的劣势，毕竟GD&T就是为了取代它而生的嘛。除上述几个之外，另外一个重要优势就是它可以补偿公差，就是用尺寸偏差来补偿尺寸公差，扩大了公差带，减少了产品的不良率。下一篇文章详细说下。
毫无疑问GD&T是设计好产品的基础，就像上战场打仗，它就是士兵手中的强。工欲善其事必先利其器。下篇文章一起看下GD&T的特点以及结合MBD如何有效使用它。
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