在ASME和ISO中，輪廓度如何發(fā)揮作用？輪廓度檢驗(yàn)工具如何設(shè)計(jì)？

當(dāng)需要限制零件的表面形狀時(shí)，如果表面是平坦的，則可以通過平坦度來控制；如果是圓形表面，則可以通過圓度和圓柱度控制。那么如何約束不規(guī)則表面呢？

輪廓度的出現(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)對不規(guī)則表面形狀的約束。通過輪廓度是否具有參考，可以選擇曲面僅約束形狀還是將形狀和位置約束在一起。當(dāng)輪廓沒有參考時(shí)，輪廓僅限制表面的形狀，而不限制表面的位置。如果需要限制曲面的位置，只需在輪廓后添加參考。

輪廓分為線輪廓和表面輪廓。線輪廓度表示輪廓線在指定長度處的公差在兩條等距輪廓線之間。兩條輪廓線之間的距離是線輪廓公差值?？丶蔷€元素，因此公差帶是二維線。尺寸公差帶。表面輪廓度是指輪廓表面的公差位于指定范圍內(nèi)的兩個(gè)等距輪廓表面之間。兩個(gè)輪廓表面之間的距離是表面輪廓公差值?？丶且粋€(gè)空間表面元素，因此公差帶是一個(gè)三維公差帶。輪廓測量首先需要定義控制輪廓的線或面的標(biāo)稱尺寸。簡單來說，可以理解輪廓線或表面上的每個(gè)點(diǎn)都有一個(gè)坐標(biāo)值。當(dāng)輪廓沒有參考時(shí)，必須確保每個(gè)點(diǎn)的相對坐標(biāo)值都在輪廓公差值之內(nèi)。當(dāng)輪廓具有參考時(shí)，必須確保參考上每個(gè)點(diǎn)的絕對坐標(biāo)值以建立坐標(biāo)系，并在輪廓公差值之內(nèi)。輪廓的符號如下：

左側(cè)的輪廓度表示線輪廓在ABC基準(zhǔn)框架下，并且線輪廓位于兩條平行且等距的輪廓線之內(nèi)。兩條輪廓線之間的距離為0. 2。 0. 2同時(shí)約束線輪廓。輪廓的位置和形狀；右側(cè)的輪廓度表示該表面的輪廓位于ABC基準(zhǔn)框架之下，并且該表面的輪廓位于兩個(gè)平行且等距的輪廓表面內(nèi)。兩個(gè)輪廓表面之間的距離為0. 3，并且此0. 3同時(shí)受到約束。面部輪廓的位置和形狀。

該圖是線輪廓的示例，這意味著在ABC參考框架下，測得的輪廓線位于兩條平行且等距的輪廓線之內(nèi)，兩條輪廓線之間的距離為0. 4，并且兩條輪廓線以理論輪廓線為中心，對稱分布在理論輪廓線的兩側(cè)，即單邊的輪廓公差為0. 2，輪廓公差帶如下：

相當(dāng)于以理論輪廓線的位置為中心，以輪廓公差值0. 4為直徑，在理論輪廓線上形成無數(shù)個(gè)圓，這些圓共同構(gòu)成輪廓公差的邊界。

如果未特別標(biāo)記輪廓，則默認(rèn)公差為均布，即，輪廓公差分為兩部分，上下公差各為一半。當(dāng)輪廓表面有特殊要求并且要求不均勻分布時(shí)，可以使用公差修改器來使輪廓公差不均勻分布。在ISO和ASME中，存在輪廓公差不均勻分布的符號，但是兩者是不同的。含義也不同，下面將分別介紹。

在ASME（美國標(biāo)準(zhǔn)）中，輪廓公差的不均勻分布符號為U形，應(yīng)在U形之后添加不均勻分布的公差值，如下圖所示：

表示在ABC基準(zhǔn)框架下，測得的輪廓線在兩條平行且等距的輪廓線內(nèi)，兩條輪廓線之間的距離為0. 4，輪廓公差為U后面的不均勻分布公差帶圓0. 1表示材料外部的公差為0. 1，則相應(yīng)材料內(nèi)部的公差為0. 4- 0. 1 = 0. 3，具體公差帶分布如下：

圖中的理論輪廓線首先偏移到材料0. 1的外部，作為材料的外部公差值邊界，即上公差。材料的內(nèi)部公差邊界是根據(jù)總輪廓公差0. 3計(jì)算的，即較低的公差為0.3。應(yīng)注意，U圓后的數(shù)字只能是非負(fù)數(shù)，它必須與稍后介紹的ISO標(biāo)準(zhǔn)不同。

在ISO中，輪廓公差的不均勻分布的符號是UZ，在UZ之后是方括號[]，并且理論輪廓偏移值在括號中，如下圖所示：

表示在ABC基準(zhǔn)框架下，測得的輪廓線在兩條平行且等距的輪廓線之內(nèi)，兩條輪廓線之間的距離為0. 4，輪廓公差為內(nèi)部的不均勻分布公差帶方括號中的值是理論輪廓偏移0. 1的值，這意味著理論輪廓相對于材料0. 1的外部偏移檢具設(shè)計(jì)，以偏移的理論輪廓位置為中心，在兩邊均等[ 0.公差帶為4，獲得了輪廓度的不均勻公差分布。具體的公差范圍如下：

圖中的理論輪廓線首先向材料外部偏移0. 1，然后以新的理論輪廓線為中心，獲得新的理論輪廓線位置（藍(lán)線），然后為0. ] 4輪廓公差均分，等于以新的理論輪廓線為圓心，以總輪廓公差值0. 4為直徑，制作無數(shù)個(gè)多個(gè)圓。這些圓共同構(gòu)成輪廓公差的邊界。 UZ后面方括號中的數(shù)字可以是正數(shù)或負(fù)數(shù)。正值表示理論輪廓線從材料偏移；負(fù)值表示理論輪廓線偏離了材質(zhì)。

ASME和ISO之間在輪廓測量值的計(jì)算上也存在差異。在ASME中，測量值的計(jì)算與最大值和最小值的分布有關(guān)。當(dāng)最大值和最小值分布在理論輪廓的同一側(cè)時(shí)，ASME測量值將最大值和最小值中較大的絕對值用作輪廓測量值;當(dāng)最大值和最小值分布在理論輪廓上時(shí)，在兩側(cè)時(shí)，ASME將最大值和最小值的絕對值之和作為輪廓的測量值。

在ISO中，最大值的絕對值的兩倍直接用作輪廓的測量值。

該圖顯示了零件的實(shí)際輪廓，最大值為+ 0. 15，最小值為-0. 1。對于該部分輪廓的測量值：

ASME▏+ 0.15▏+▏-0.1▏= 0. 25

ISO▏+ 0.15▏* 2 = 0. 3

應(yīng)該注意的是，輪廓的測量值是一個(gè)非負(fù)數(shù)，即最小值為0。結(jié)果為0時(shí)，表示輪廓是完美的，并且與理論輪廓完全一致。對于最大值和最小值，可以有正數(shù)和負(fù)數(shù)。此時(shí)，正負(fù)表示材料內(nèi)部和外部的實(shí)際輪廓和理論輪廓之間的關(guān)系。正值表示實(shí)際輪廓在材料外部，而負(fù)值表示實(shí)際輪廓在材料內(nèi)部。

對于輪廓標(biāo)記，除了輪廓公差外，通常還需要標(biāo)記輪廓的受約束區(qū)域。標(biāo)記受約束區(qū)域的方法有很多，下面介紹一些常用的方法。

上圖顯示輪廓約束區(qū)域在E點(diǎn)和F點(diǎn)之間，并且E點(diǎn)和F點(diǎn)的特定位置直接標(biāo)記在輪廓表面上。

上圖顯示輪廓約束區(qū)域是從E點(diǎn)到F點(diǎn)，并且從E點(diǎn)到F點(diǎn)的面積由輪廓面上的兩條雙點(diǎn)線表示。

在上圖中，在輪廓引線上添加了一個(gè)圓圈，以指示該輪廓是一個(gè)完整的圓形輪廓，并且限制了包括引出點(diǎn)和整個(gè)輪廓在內(nèi)的所有表面的輪廓。另外，用于約束輪廓整個(gè)圓周的輪廓度也可以通過在公差框下方標(biāo)記“全部”或“全部”來指示。

檢具設(shè)計(jì)和輪廓度檢測方法

常規(guī)檢查工具取決于檢查工具的檢查部分（包括檢查輪廓和通過規(guī)則）是否與被測元素的邊緣接觸，以確定被測元素是否合格，并且僅是因?yàn)檩喞刂票砻嫣卣?，在許多情況下，可以使用量規(guī)來檢測輪廓。今天我們正在討論三種情況。

1.個(gè)人資料（無參考）

首先讓我們看一下以下無基準(zhǔn)的輪廓，并查看其量規(guī)的設(shè)計(jì)方式。

圖1

圖1的左圖是鈑金零件，弧形部分由無參考的輪廓定義，圖1的右圖的剖面線部分是表示輪廓的公差帶。輪廓表達(dá)的要求是，只要實(shí)際零件的表面輪廓可以落在R2 9. 5和R3 0. 5的圓弧之間的區(qū)域內(nèi)，零件表面的輪廓就是合格的。

一位同事問我，在有限的條件下，只要圓弧的半徑在2 9. 5到3 0.之間，就不能使用CMM來檢查輪廓，可以直接測量輪廓半徑] 5及時(shí)，零件合格了嗎？我們不討論圓弧的圓度是否滿足要求（此處輪廓的概念與圓柱度的概念相同），就半徑而言，此操作方法也不正確，因?yàn)榘霃綖? 9. 5在3 0. 5和3 0. 5之間的區(qū)域中，可能存在半徑小于2 9. 5或大于3 0. 5的弧，如下圖所示：

圖2

如圖2所示，圓弧b的半徑必須大于R3 0. 5，而圓弧a的半徑必須小于2 9. 5，但它們都可以落在輪廓公差帶內(nèi)內(nèi)部，符合圖紙要求。

根據(jù)圖1中的公差帶，我們可以制作一個(gè)輪廓檢查工具，然后使用限位計(jì)對其進(jìn)行檢查。該輪廓檢查工具必須制成公差帶的外邊界，即半徑為R3 0. 5的圓弧，如下圖所示：

圖3

如圖3所示，藍(lán)色是檢查工具的一部分，圓弧半徑為3 0. 5。理論上，當(dāng)實(shí)際零件的輪廓和檢查工具的理想輪廓的最大值最小時(shí)，如果實(shí)際如果輪廓上的任何點(diǎn)與檢查工具的輪廓之間的距離大于1，則說明該零件不合格；否則，如果零件小于1，則該零件合格。

在實(shí)際操作中，我們以實(shí)際零件檢查夾具的輪廓，然后自由擺動零件。只要找到位置，就不能將直徑為1的限位計(jì)插入測量輪廓上的任何位置。走，那零件就合格了。

當(dāng)然，這種檢查方法更適合壁較薄的零件。像所有停止規(guī)則一樣，也有一個(gè)缺點(diǎn)，即如果停止規(guī)則不能超出容忍范圍，則無法檢測到它。

2.參考資料（人民幣）

讓我們看一下下面的圖片：

圖4

基于與之前相同的邏輯，我們僅考慮公差帶的邊界。在實(shí)際操作過程中，為了確保限位規(guī)的強(qiáng)度，通常使用從材料偏移理論輪廓3mm形成的輪廓作為量規(guī)的檢測輪廓。

從公差帶的分布可以看出，公差帶是由理論輪廓內(nèi)外的偏差0. 15形成的區(qū)域，并且由于量規(guī)輪廓與理論輪廓之間的距離為3，量規(guī)檢測輪廓和公差帶在邊界外（材料外部）的距離為3- 0. 15 = 2. 85。在2. 85的區(qū)間內(nèi)不應(yīng)有任何內(nèi)容，因此使用2. 85的一般規(guī)則。檢查工具的檢查輪廓與公差區(qū)域的內(nèi)部邊界（在材料內(nèi)）之間的距離為3+ 0. 15 = 3. 15。在3. 15的間隔內(nèi)，必須有材料，因此請使用3. 15非調(diào)節(jié)測試。如下圖所示：

圖5

檢查工具由定位部分和檢測部分組成。由于此處的B基準(zhǔn)和C基準(zhǔn)使用RMB，因此B基準(zhǔn)的定位孔應(yīng)使用錐形孔以匹配彈簧，用作C基準(zhǔn)的兩個(gè)定位銷使用兩個(gè)錐形銷以匹配彈簧。安裝該零件時(shí)到達(dá)檢查工具后，零件的6個(gè)自由度都受到限制。壓緊零件后的操作方法是使用2. 85通規(guī)將其放入零件的測量輪廓與檢查工具的檢測輪廓之間的凹槽中，并刮出一個(gè)圓。如果可以順利刮擦，則表示零件的實(shí)際輪廓。不超過公差帶的外邊界（不要太大）。同樣，使用3. 15量規(guī)刮擦凹槽的圓，量規(guī)不能掉入凹槽中。如果未落入凹槽中，則表示零件的實(shí)際輪廓不會超出公差帶的內(nèi)邊界（不要太?。?/p>

全面通過和停止規(guī)的測量結(jié)果，如果滿足通過和停止規(guī)，則零件的輪廓合格。

3.帶有M圓（MMB）的輪廓參考帶

如果參考具有M圓，則對于檢具設(shè)計(jì)工程師而言，這會容易得多，因?yàn)榭梢詫⑾鄳?yīng)的定位功能設(shè)為固定大小。參見下圖：

圖6

請參見圖6。由于參考C帶有M圓，因此檢查工具上的相應(yīng)定位銷（實(shí)際參考仿真體）為固定值。多少錢？我已經(jīng)在上一篇文章中進(jìn)行了討論。在ABC基準(zhǔn)系統(tǒng)中，相對于前面的基準(zhǔn)（AB），具有M圓（即，量規(guī)上的相應(yīng)定位銷）的基準(zhǔn)C的基準(zhǔn)模擬體的大小是最大的實(shí)際效果。大?。∕MVB），從對應(yīng)于位置要求的光圈1 2. 8，我們可以得到MMVB = 1 2. 8- 0. 06- 0. 1 = 1 2. 64，它對應(yīng)于C定位銷的直徑為1 2. 64。 檢具設(shè)計(jì)如下所示：

圖7

檢查工具上的檢測輪廓是垂直于A和B的平面檢具設(shè)計(jì)，與C的距離（定位銷軸）為2 4. 8，通用量規(guī)的尺寸為3- 0. 2 = 2. 8，停止規(guī)則的大小為3+ 0. 2 = 3. 2。

圖8

在使用檢查工具進(jìn)行檢測的過程中，零件必須首先完全適合參考表面A，然后轉(zhuǎn)到B，通過定位銷A，最后使用通過停止規(guī)則。

需要注意的是檢測方法，因?yàn)閰⒖荚睾蛥⒖寄M體之間存在間隙，即定位銷1 2. 64與實(shí)際孔之間存在間隙[1]。 2. 8，則零件在檢查工具中。上下運(yùn)動的自由度不受限制（或不受限制在一定范圍內(nèi)），并且這種運(yùn)動是完全合法的。這很可能導(dǎo)致我們的一般規(guī)則失敗，或者阻止規(guī)則的發(fā)生，那么我們應(yīng)該如何處理呢？

在這里，我們首先討論基準(zhǔn)加M圈的游戲規(guī)則。我們說基準(zhǔn)加M圓表示如果基準(zhǔn)元素（實(shí)際基準(zhǔn)孔的大?。┚嚯xMMB較遠(yuǎn)，我們的測量元素可能會獲得額外的補(bǔ)償，這意味著零件的實(shí)際測量元素可能會超出容差框中的值。

讓我們對基準(zhǔn)+ M圈的性質(zhì)有更深入的了解。當(dāng)基準(zhǔn)孔變大時(shí)，我們允許被測元素超出公差范圍。根本原因是我們要確保同時(shí)不違反基準(zhǔn)MMB空間，您可以將零件的測量元素“拉”入公差區(qū)域。這種“拉動”過程反映了實(shí)際組裝中允許的情況。 （如果定位銷和夾具上的定位孔之間有間隙，我們可以使用該間隙）

圖9

如圖9所示，當(dāng)實(shí)際參考孔C最大化時(shí)，即使在綠色公差帶或藍(lán)色公差帶內(nèi)，我們的實(shí)際測量輪廓也可能遠(yuǎn)離2 1. 8，請遠(yuǎn)離從粉紅色區(qū)域開始，但可以接受。因?yàn)樵跈z查過程中，我們可以左右移動零件（在定位銷和參考孔之間的間隙內(nèi)），然后將實(shí)際測量的元件“拉”入粉紅色公差區(qū)域。

回到我們的實(shí)際操作。當(dāng)將這樣的零件放在檢查工具上時(shí)，我們可以在定位銷和基準(zhǔn)孔之間的間隙內(nèi)任意移動，同時(shí)確保牢固地連接A和牢固地連接B。對于這一部分，只要我們找到一個(gè)使測量的輪廓通過和停止的位置，輪廓即為合格！

當(dāng)然，這要求我們的檢查員要有耐心，并仔細(xì)調(diào)整零件和檢查工具之間的位置關(guān)系，以確保不會出現(xiàn)錯(cuò)誤判斷。

需要提及的是它不適用于量規(guī)（例如，如果您打算使用間隙尺測量實(shí)際輪廓值）。在移動零件的過程中，如果由間隙尺測量的最大間隙小于3. 4，則只能表示輪廓合格，并且該值不能用于SPC控制。因?yàn)樗皇菍?shí)際輪廓的實(shí)際值（實(shí)際輪廓的值是將C制成錐形銷時(shí)測得的值）。

摘要：

本文簡要介紹了如何使用量規(guī)來檢測輪廓。對于無參考的輪廓，使用最大的MMC輪廓（即將檢查工具的檢測輪廓制成公差帶的外邊界）和實(shí)際輪廓，然后使用量規(guī)進(jìn)行檢測，只要位置可以被發(fā)現(xiàn)使實(shí)際零件輪廓每一個(gè)都可以停止，停止規(guī)則的所有零件都可以停止，并且輪廓是合格的。如果它是帶有參考的輪廓，則可以直接通過一個(gè)限位規(guī)對其進(jìn)行測試。但是，如果參考帶具有M圈，則意味著我們允許零件在檢查工具上的較小范圍內(nèi)移動。在運(yùn)動過程中，只要我們能找到一個(gè)位置以確保所測輪廓的每個(gè)點(diǎn)都與通過相符，就不會使輪廓合格。