輪廓度誤差檢測(cè)及計(jì)算方法介紹

陳昌瓊

摘 要：所謂輪廓度是指被測(cè)實(shí)際輪廓相對(duì)于理想輪廓的變動(dòng)情況。這一概念用于描述曲面或曲線形狀的準(zhǔn)確度。輪廓度包括面輪廓度與線輪廓度，對(duì)典型的輪廓度常用測(cè)量方法的進(jìn)行剖析及其計(jì)算方法的介紹。

關(guān)鍵詞：輪廓度誤差;面輪廓度;線輪廓度

引言

任何零件都是由平面和曲面組成的。曲面形狀誤差的檢測(cè)和評(píng)定是產(chǎn)品檢驗(yàn)中一個(gè)非常重要的項(xiàng)目。本文主要針對(duì)輪廓度的知識(shí)及誤差檢測(cè)方法等內(nèi)容進(jìn)行介紹。

1.輪廓度公差的測(cè)量方法及計(jì)算方法的介紹

傳統(tǒng)的面輪廓度測(cè)量誤差的測(cè)量方法包括仿形裝置測(cè)量、截面輪廓樣板測(cè)量、光學(xué)跟蹤輪廓測(cè)量?jī)x測(cè)量。

（1）仿形裝置測(cè)量? 首先配備一些必要的輔助裝置以及測(cè)量器具如百分表（千分表），通常選擇的測(cè)量器具的精度是被測(cè)量公差的1/3， 才能滿足測(cè)量要求，由千分表讀取示值并做好記錄，取其最大示值得2倍，即為面輪廓度誤差值。

（2）截面輪廓樣板（簡(jiǎn)稱輪廓度樣板法）測(cè)量? 配以適當(dāng)?shù)牧烤呷缛撸▽Ｓ茫┖洼o助裝置就可以了，根據(jù)光隙法估讀法找到最大間隙處，用塞尺測(cè)其最大間隙，此最大間隙即為其輪廓度誤差值。

（3）光學(xué)跟蹤輪廓測(cè)量?jī)x（投影儀）測(cè)量? 將被測(cè)輪廓投影在投影屏上與極限輪廓相比較，實(shí)際輪廓的投影應(yīng)在極限輪廓線之間為合格。

（4）三坐標(biāo)檢測(cè)方法? 采用三坐標(biāo)測(cè)量裝置有的需要被測(cè)零件的3D模型。將測(cè)得的坐標(biāo)值與理論輪廓的坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算比較，取其差值最大的絕對(duì)值的2倍作為該零件的輪廓度誤差值 。

2.案例1（無(wú)基準(zhǔn)要求）

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由圖1，面輪廓度0.02mm，整個(gè)曲面是球面，需要選擇合適的測(cè)量方法和測(cè)量器具，使用輪廓度樣板法，普通塞尺的精度達(dá)不到。同樣用投影儀測(cè)量也是不合適的。那么用仿形測(cè)量裝置法進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量時(shí)由千分表讀取示值并做好記錄，記錄的點(diǎn)數(shù)應(yīng)不少于10點(diǎn)，取其最大示值的2倍，即為面輪廓度誤差值f。整個(gè)曲面是球體，為了能夠覆蓋到整個(gè)曲面，需要每隔120°測(cè)量一組數(shù)據(jù)。假設(shè)測(cè)量的數(shù)值

第一組數(shù)據(jù)△P1為：0.005? 0.007 0.004 0.010? 0.012? 0.009? 0.007? 0.006? 0.015 0.013

△P1max﹦0.015

第二組數(shù)據(jù)△P2為：0.006? 0.007? 0.008 0.011? 0.012? 0.014? 0.007? 0.008? 0.012 0.006? △P2max﹦0.014

第三組數(shù)據(jù)△P3為：0.010? 0.007? 0.004 0.010? 0.008? 0.011? 0.007? 0.009? 0.016 0.010? 單位：（mm）△P3max﹦0.016

△P3max>△P1max>△P2max? 面輪廓度誤差f﹦2×△P3max﹦0.032

案例2（有基準(zhǔn)要求2D）如圖2：

圖2

由圖2，從圖形分析來(lái)看，有基準(zhǔn)要求。借助三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行測(cè)量。以A B為基準(zhǔn)，建立坐標(biāo)系以后，自動(dòng)測(cè)量點(diǎn)。點(diǎn)1～點(diǎn)7的X軸實(shí)際坐標(biāo)為X1～X7，Y軸實(shí)際坐標(biāo)為Y1～Y7，Z軸坐標(biāo)值不考慮。

點(diǎn)1～點(diǎn)7理論坐標(biāo)（7.8，80.6）、（26.2，98.9）、（56.7，75.3）、（75.9，65.3）、（97.7，81.7）、（127，102.4）、（142，99.9） 假設(shè)我們測(cè)量的點(diǎn)1～點(diǎn)7實(shí)際坐標(biāo)分別為：（7.801，80.623）、（26.232，98.901）、（56.741，75.279）、（75.914，65.325）、（97.688，81.689）、（126.998，102.384）、（141.985、99.973） 根據(jù)公式：△P﹦?f﹦2×△Pmax △X、△Y﹦實(shí)際坐標(biāo)值-理論坐標(biāo)值 △P—坐標(biāo)偏差值 f—輪廓度誤差值

根據(jù)公式計(jì)算：△P1﹦0.023? △P2﹦0.032?? △P3﹦0.046?? △P4﹦0.029?? △P5﹦0.016?? △P6﹦0.016? △P7﹦0.023

即△Pmax為△P3? f﹦2×0.046=0.092

案例3（有基準(zhǔn)要求3D）

對(duì)于圖形比較復(fù)雜，我們可以利用三坐標(biāo)3D數(shù)模導(dǎo)入法，用擬合坐標(biāo)使實(shí)際的坐標(biāo)系與數(shù)模坐標(biāo)系重合，把鼠標(biāo)放到數(shù)模上點(diǎn)擊，該點(diǎn)的理論值會(huì)顯示在圖形上，要考慮XYZ的坐標(biāo)值。在整段曲面上采點(diǎn)數(shù)為10點(diǎn)，根據(jù)公式：△P﹦，計(jì)算出每一點(diǎn)的坐標(biāo)偏差值，輪廓度誤差值為最大坐標(biāo)偏差的2倍。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB/T1958-2004 《產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范 形狀和位置公差 檢測(cè)規(guī)定》、GB/T17852-1999《形狀和位置公差 輪廓的尺寸和公差注法》