三坐標(biāo)測(cè)量軟件PowerDMIS 在 ISO 1101:2017 線輪廓度公差驗(yàn)證中的應(yīng)用

一、幾何公差

二、線輪廓

線輪廓度是表示在零件的給定平面上，任意形狀的曲線保持理想形狀的狀況；線輪廓度公差是指非圓曲線的實(shí)際輪廓線對(duì)理想輪廓線允許的變動(dòng)量，用于控制零件上的平面曲線的截面輪廓線的形狀誤差；生產(chǎn)中常見(jiàn)零件的非圓曲線有凸輪輪廓線、渦輪葉片截面輪廓線、非圓曲線樣板或靠模工作面等。非圓曲線形狀都比較復(fù)雜，圖樣上通常采用理論正確尺寸來(lái)確定其理想形狀。 

根據(jù)零件的功能需要，線輪廓度有兩類(lèi)不同性質(zhì)的要求。

1、無(wú)基準(zhǔn)要求的線輪廓度

指被測(cè)輪廓線為單一要素，即僅對(duì)其本身給出形狀公差要求，沒(méi)有任何基準(zhǔn)要求。其公差帶為直徑等于公差值t，圓心位于具有理論正確幾何形狀上的一系列圓的兩包絡(luò)線所限定的區(qū)域。

2、相對(duì)于基準(zhǔn)體系的線輪廓度

指被測(cè)輪廓線為關(guān)聯(lián)要素，即其形狀相對(duì)于基準(zhǔn)有位置要求。該理想輪廓線相對(duì)于基準(zhǔn)為理想位置。其公差帶也是包絡(luò)一系列直徑為公差值t的圓的兩包絡(luò)線所限定的區(qū)域，但諸圓的圓心位于相對(duì)于基準(zhǔn)為理想位區(qū)置的理論正確幾何形狀的線上。該公差要求屬于方向或位置公差。

3、線輪廓度特點(diǎn)：

針對(duì)每個(gè)線要素，公差帶沿被測(cè)形體的每個(gè)線要素的理論正確輪廓均勻分布是二維的公差帶。理論正確輪廓可以由數(shù)學(xué)模型或二維視圖定義，可用于具有不同截面的零件，如機(jī)翼等，也可用于具有固定截面但不需要控制整個(gè)輪廓表面的零件（如回轉(zhuǎn)件）。

三、輪廓度評(píng)價(jià)

（1）對(duì)線輪廓度評(píng)價(jià)：通過(guò)掃描方式進(jìn)行曲線輪廓度檢測(cè)，能夠準(zhǔn)確、快速、直觀的得到檢測(cè)結(jié)果??。

（2）輪廓度帶有基準(zhǔn)的時(shí)候，在計(jì)算評(píng)價(jià)過(guò)程中，是要求線或者面上的每一個(gè)點(diǎn)的位置都在公差要求范圍之內(nèi)。

（3）三坐標(biāo)測(cè)量時(shí)，其輪廓度評(píng)價(jià)和計(jì)算方式只有一種，這就是將其點(diǎn)坐標(biāo)值與理論輪廓坐標(biāo)值進(jìn)行比較后，取其差值最大的絕對(duì)值的兩倍作為該線的輪廓度測(cè)量結(jié)果。

（4）一般在觸發(fā)式測(cè)頭測(cè)量曲線輪廓度時(shí)，測(cè)量N個(gè)點(diǎn)后構(gòu)造特征組評(píng)價(jià)線輪廓度，計(jì)算每個(gè)點(diǎn)和理論值的偏差。

（5）二維曲線的補(bǔ)償非常簡(jiǎn)單，沿著點(diǎn)的矢量方向補(bǔ)償半徑即可。

（6）線輪廓度的計(jì)算公式根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)（GB/T國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）為提取線輪廓上的點(diǎn)到擬合線輪廓的最大距離的2倍。

（7）線輪廓度計(jì)算的核心公式：

?根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)（GBT 1958-2017產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS)幾何公差檢測(cè)與驗(yàn)證），?線輪廓度誤差值?的計(jì)算公式為：測(cè)量值=最大偏差絕對(duì)值×2?（MEAS = MAX×2），其中，最大偏差指提取線輪廓上的點(diǎn)到理論（擬合）線輪廓的最大距離。

1、ISO 1101 2017和ASME Y14.5 2018報(bào)告：

（1）ISO 1101和Y14.5 2018評(píng)價(jià)結(jié)果中，公差帶均無(wú)負(fù)公差。

（2）ISO評(píng)價(jià)結(jié)果使用偏差最大值的2倍輸出報(bào)告，ASME評(píng)價(jià)結(jié)果同樣使用偏差最大值的2倍輸出結(jié)果。這個(gè)結(jié)果符合規(guī)范定義要求，并且評(píng)價(jià)結(jié)果正確。

2、PowerDMIS線輪廓度評(píng)價(jià)

PowerDMIS軟件符合ISO 1101 2017和ASME Y14.5 2018標(biāo)準(zhǔn)的形位公差評(píng)價(jià)。

PowerDMIS GDT評(píng)價(jià)，用戶只需按著圖紙標(biāo)注填空即可，不需人為拆解形位公差標(biāo)注的含義。

（1）不帶基準(zhǔn)的輪廓度

只約束曲線的形狀，不約束曲線的位置。

被測(cè)輪廓上的點(diǎn)必須位于直徑為0.1的包絡(luò)線區(qū)域，并且圓心必須在理論輪廓線上，實(shí)際曲線整體可在二維平面上平移旋轉(zhuǎn)。(無(wú)基準(zhǔn)：形狀誤差）

A.觸發(fā)測(cè)頭CP100T

對(duì)于觸發(fā)測(cè)頭測(cè)量曲線輪廓度時(shí)，測(cè)量N個(gè)點(diǎn)后構(gòu)造特征組評(píng)價(jià)輪廓度，計(jì)算每個(gè)點(diǎn)和理論值的偏差。

在被測(cè)輪廓的特征上選取若干測(cè)量點(diǎn)，多點(diǎn)構(gòu)造特征組，評(píng)價(jià)線輪廓。

無(wú)基準(zhǔn)輪廓度評(píng)價(jià)，通過(guò)擬合20個(gè)點(diǎn)整體擬合到理論輪廓，進(jìn)而計(jì)算每個(gè)點(diǎn)與理論輪廓的偏差，并采用矢量最大最小偏差值來(lái)得出輪廓度值。

B.掃描測(cè)頭CP500S

對(duì)于掃描測(cè)頭，可以直接用掃描功能掃描曲線，用于評(píng)價(jià)輪廓度。

無(wú)基準(zhǔn)線輪廓度評(píng)鑒，實(shí)測(cè)曲線與理論輪廓進(jìn)行最佳擬合，線輪廓度為為最大偏差絕對(duì)值的兩倍。

（2）帶基準(zhǔn)的輪廓度

同時(shí)約束曲線的形狀和位置。測(cè)量時(shí)，需要保證每個(gè)點(diǎn)在基準(zhǔn)建立坐標(biāo)系的絕對(duì)坐標(biāo)值在輪廓度公差值之內(nèi)。

示例一：

被測(cè)輪廓上的點(diǎn)必須位于直徑為0.1的包絡(luò)線區(qū)域，并且圓心必須位于理論輪廓線上，實(shí)際輪廓整體都由實(shí)際測(cè)量基準(zhǔn)ABC固定。（有基準(zhǔn)：位置公差）

有基準(zhǔn)輪廓度評(píng)價(jià)，基準(zhǔn)確定具體位置，再計(jì)算點(diǎn)與理論輪廓的偏差，得出每個(gè)點(diǎn)的偏差值以決定輪廓度。

示例二：

被測(cè)輪廓上的點(diǎn)必須位于直徑為0.1的包絡(luò)線區(qū)域，并且圓心必須位于理論輪廓線上，實(shí)際曲線整體都由實(shí)際測(cè)量基準(zhǔn)AB固定部分，實(shí)際輪廓整體上下可以平移。（有基準(zhǔn)：形狀和位置）

示例三：

被測(cè)輪廓上的點(diǎn)必須位于直徑為0.1的包絡(luò)線區(qū)域，并且圓心必須位于理論輪廓線上，實(shí)際曲線整體都由實(shí)際測(cè)量基準(zhǔn)A固定部分，實(shí)際輪廓整體上下、左右可以平移。（有基準(zhǔn)：形狀和位置）

3、復(fù)合線輪廓度(美標(biāo)ASME Y14.5) 

復(fù)合線輪廓度公差是對(duì)同一被測(cè)要素用兩個(gè)框格表示不同的輪廓度要求,上框格的輪廓度為被測(cè)輪廓相對(duì)于基準(zhǔn)體系的要求,下框格為被測(cè)輪廓對(duì)某一基準(zhǔn)的進(jìn)一步要求，這兩項(xiàng)要求必須同時(shí)滿足。

上、下框格的輪廓度要求都合格，那么產(chǎn)品才符合圖紙標(biāo)注。

上格：對(duì)基準(zhǔn)A、B和C的要求

下格：下格0.02公差帶在垂直A（方向約束）、定向B（平行）的前提下，可在0.1的公差帶中上下、左右平移。