轮廓度误差检测及计算方法介绍

陈昌琼

摘 要：所谓轮廓度是指被测实际轮廓相对于理想轮廓的变动情况。这一概念用于描述曲面或曲线形状的准确度。轮廓度包括面轮廓度与线轮廓度，对典型的轮廓度常用测量方法的进行剖析及其计算方法的介绍。

关键词：轮廓度误差;面轮廓度;线轮廓度

引言

任何零件都是由平面和曲面组成的。曲面形状误差的检测和评定是产品检验中一个非常重要的项目。本文主要针对轮廓度的知识及误差检测方法等内容进行介绍。

1.轮廓度公差的测量方法及计算方法的介绍

传统的面轮廓度测量误差的测量方法包括仿形装置测量、截面轮廓样板测量、光学跟踪轮廓测量仪测量。

（1）仿形装置测量  首先配备一些必要的辅助装置以及测量器具如百分表（千分表），通常选择的测量器具的精度是被测量公差的1/3， 才能满足测量要求，由千分表读取示值并做好记录，取其最大示值得2倍，即为面轮廓度误差值。

（2）截面轮廓样板（简称轮廓度样板法）测量  配以适当的量具如塞尺（专用）和辅助装置就可以了，根据光隙法估读法找到最大间隙处，用塞尺测其最大间隙，此最大间隙即为其轮廓度误差值。

（3）光学跟踪轮廓测量仪（投影仪）测量  将被测轮廓投影在投影屏上与极限轮廓相比较，实际轮廓的投影应在极限轮廓线之间为合格。

（4）三坐标检测方法  采用三坐标测量装置有的需要被测零件的3D模型。将测得的坐标值与理论轮廓的坐标进行计算比较，取其差值最大的绝对值的2倍作为该零件的轮廓度误差值 。

2.案例1（无基准要求）

       图1

由图1，面轮廓度0.02mm，整个曲面是球面，需要选择合适的测量方法和测量器具，使用轮廓度样板法，普通塞尺的精度达不到。同样用投影仪测量也是不合适的。那么用仿形测量装置法进行测量，测量时由千分表读取示值并做好记录，记录的点数应不少于10点，取其最大示值的2倍，即为面轮廓度误差值f。整个曲面是球体，为了能够覆盖到整个曲面，需要每隔120°测量一组数据。假设测量的数值

第一组数据△P1为：0.005  0.007 0.004 0.010  0.012  0.009  0.007  0.006  0.015 0.013

△P1max﹦0.015

第二组数据△P2为：0.006  0.007  0.008 0.011  0.012  0.014  0.007  0.008  0.012 0.006  △P2max﹦0.014

第三组数据△P3为：0.010  0.007  0.004 0.010  0.008  0.011  0.007  0.009  0.016 0.010  单位：（mm）△P3max﹦0.016

△P3max>△P1max>△P2max  面轮廓度误差f﹦2×△P3max﹦0.032

案例2（有基准要求2D）如图2：

图2

由图2，从图形分析来看，有基准要求。借助三坐标测量机进行测量。以A B为基准，建立坐标系以后，自动测量点。点1～点7的X轴实际坐标为X1～X7，Y轴实际坐标为Y1～Y7，Z轴坐标值不考虑。

点1～点7理论坐标（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） 假设我们测量的点1～点7实际坐标分别为：（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） 根据公式：△P﹦ f﹦2×△Pmax △X、△Y﹦实际坐标值-理论坐标值 △P—坐标偏差值 f—轮廓度误差值

根据公式计算：△P1﹦0.023  △P2﹦0.032   △P3﹦0.046   △P4﹦0.029   △P5﹦0.016   △P6﹦0.016  △P7﹦0.023

即△Pmax为△P3  f﹦2×0.046=0.092

案例3（有基准要求3D）

对于图形比较复杂，我们可以利用三坐标3D数模导入法，用拟合坐标使实际的坐标系与数模坐标系重合，把鼠标放到数模上点击，该点的理论值会显示在图形上，要考虑XYZ的坐标值。在整段曲面上采点数为10点，根据公式：△P﹦，计算出每一点的坐标偏差值，轮廓度误差值为最大坐标偏差的2倍。

参考文献：

[1]GB/T1958-2004 《产品几何量技术规范 形状和位置公差 检测规定》、GB/T17852-1999《形状和位置公差 轮廓的尺寸和公差注法》