輪廓度誤差檢測及計算方法介紹

陳昌瓊

摘 要：所謂輪廓度是指被測實際輪廓相對于理想輪廓的變動情況。這一概念用于描述曲面或曲線形狀的準確度。輪廓度包括面輪廓度與線輪廓度，對典型的輪廓度常用測量方法的進行剖析及其計算方法的介紹。

關鍵詞：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和評定是產品檢驗中一個非常重要的項目。本文主要針對輪廓度的知識及誤差檢測方法等內容進行介紹。

1.輪廓度公差的測量方法及計算方法的介紹

傳統的面輪廓度測量誤差的測量方法包括仿形裝置測量、截面輪廓樣板測量、光學跟蹤輪廓測量儀測量。

（1）仿形裝置測量? 首先配備一些必要的輔助裝置以及測量器具如百分表（千分表），通常選擇的測量器具的精度是被測量公差的1/3， 才能滿足測量要求，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（簡稱輪廓度樣板法）測量? 配以適當的量具如塞尺（專用）和輔助裝置就可以了，根據光隙法估讀法找到最大間隙處，用塞尺測其最大間隙，此最大間隙即為其輪廓度誤差值。

（3）光學跟蹤輪廓測量儀（投影儀）測量? 將被測輪廓投影在投影屏上與極限輪廓相比較，實際輪廓的投影應在極限輪廓線之間為合格。

（4）三坐標檢測方法? 采用三坐標測量裝置有的需要被測零件的3D模型。將測得的坐標值與理論輪廓的坐標進行計算比較，取其差值最大的絕對值的2倍作為該零件的輪廓度誤差值 。

2.案例1（無基準要求）

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由圖1，面輪廓度0.02mm，整個曲面是球面，需要選擇合適的測量方法和測量器具，使用輪廓度樣板法，普通塞尺的精度達不到。同樣用投影儀測量也是不合適的。那么用仿形測量裝置法進行測量，測量時由千分表讀取示值并做好記錄，記錄的點數應不少于10點，取其最大示值的2倍，即為面輪廓度誤差值f。整個曲面是球體，為了能夠覆蓋到整個曲面，需要每隔120°測量一組數據。假設測量的數值

第一組數據△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

第二組數據△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

第三組數據△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（有基準要求2D）如圖2：

圖2

由圖2，從圖形分析來看，有基準要求。借助三坐標測量機進行測量。以A B為基準，建立坐標系以后，自動測量點。點1～點7的X軸實際坐標為X1～X7，Y軸實際坐標為Y1～Y7，Z軸坐標值不考慮。

點1～點7理論坐標（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） 假設我們測量的點1～點7實際坐標分別為：（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） 根據公式：△P﹦?f﹦2×△Pmax △X、△Y﹦實際坐標值-理論坐標值 △P—坐標偏差值 f—輪廓度誤差值

根據公式計算：△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（有基準要求3D）

對于圖形比較復雜，我們可以利用三坐標3D數模導入法，用擬合坐標使實際的坐標系與數模坐標系重合，把鼠標放到數模上點擊，該點的理論值會顯示在圖形上，要考慮XYZ的坐標值。在整段曲面上采點數為10點，根據公式：△P﹦，計算出每一點的坐標偏差值，輪廓度誤差值為最大坐標偏差的2倍。

參考文獻：

[1]GB/T1958-2004 《產品幾何量技術規范 形狀和位置公差 檢測規定》、GB/T17852-1999《形狀和位置公差 輪廓的尺寸和公差注法》