在ISO和ASME兩個標準中，關(guān)于輪廓度的實際值是如何給的？如何判定是否合格？ 我們測量界的小伙伴對此有諸多困惑，今天在這里結(jié)合兩個標準的規(guī)定和?？怂箍禍y量軟件PC-DMIS中的輸出結(jié)果把它理一理。

已知零件的圖紙如下圖：

                      圖1  圖紙標注

如果從供應(yīng)商那里收到的零件如下圖所示，它的實測值應(yīng)該是多少呢？還有如何判斷它是否滿足圖紙要求呢？

                      圖2 實際零件       

我們在分析任何一個幾何公差之前都需要畫出它的公差帶，根據(jù)輪廓度的概念，公差帶如下：

圖3 輪廓度的公差帶

圖3是輪廓度的公差帶（ISO和ASME一樣），公差帶的外邊界是把理論輪廓往材料外偏移0.15mm形成, 公差帶的內(nèi)邊界是把理論輪廓往材料里邊偏移0.15mm形成。只要零件的實際被測要素落在公差帶的外邊界和內(nèi)邊界之間，該被測要素就滿足輪廓度要求。

圖3是設(shè)計人員對零件提出的要求，而對測量人員來說，不僅僅需要判斷該零件是否合格，還需要弄清楚零件（如圖2的零件）的實際值如何給？已知實際零件如下圖：

圖4 實際零件
      它的實際測量值應(yīng)該是多少呢？是否合格呢？

我們先來看兩個標準和PC-DMIS是各自如何規(guī)定的。

1. ISO中的規(guī)定

對于輪廓度的實際值的評估，ISO所用的方法是定位最小區(qū)域法，所謂定位最小區(qū)域法，滿足下面三個條件：

1. 該區(qū)域的形狀和公差帶的形狀一樣，且基于理想要素（這里是理論輪廓）對稱分布。

2. 該區(qū)域包含所有的被測要素

3. 該區(qū)域的寬度最小

如果存在一個區(qū)域滿足上述三個條件，則該區(qū)域的寬度即為該零件被測特征輪廓度的實際測量值。

明顯的，根據(jù)ISO的規(guī)定，圖4零件的“最小區(qū)域”如下：

                             圖5 ISO的實際測量值

所以根據(jù)ISO的規(guī)定，該零件的實際被測要素的實際測值為0.4，超出0.3的輪廓度要求，超差0.1，不合格。

2. ASME的規(guī)定

根據(jù)ASME Y14.5.1M-1994中所描述的規(guī)定，要求以理論輪廓為邊界，對實際輪廓在加材料和減材料的方向上的偏差分別進行評價，必須給出兩個值。在加材料方向的實際測量值為處在理論輪廓以外（加材料）的實際輪廓最遠點到理論輪廓的距離。而在減材料方向的實際測量值為處在理論輪廓以內(nèi)（減材料）的實際輪廓的最遠點到理論輪廓的距離。

我們最終評判的依據(jù)是，在加材料方向的實際測量值必須小于公差帶的外邊界到理論輪廓之間的距離或偏移量，在減材料方向的實際測量值必須小于公差帶的內(nèi)邊界到理論輪廓之間的距離或偏移量。注意，公差帶的外邊界和內(nèi)邊界到理論輪廓的距離可能相等（對稱輪廓度時），可能不相等（非對稱輪廓度）。

基于上述理論，那么實際的測量值見下圖：

                            圖6 ASME的實際測量值

見圖6，根據(jù)ASME的要求，實際測量值為：

1. 加材料方向：0.2

2. 減材料方向：0.1

   因為是對稱輪廓度，在加材料和減材料方向的允許值都是0.15，所以實際輪廓在加材料方向超差0.05，不合格。

3. PC-DMIS的測量結(jié)果的輸出

在?？怂箍禍y量軟件PC-DMIS里邊，關(guān)于輪廓度測量的報告，一般會給出實際測量值，理論輪廓的最大偏差（正號為加材料，符號為減材料），最小偏差（正號為加材料，負號為減材料）和超差值，共四個重要的輸出值。因為測量儀器和軟件的發(fā)展和標準規(guī)范發(fā)展并不是同步的這個歷史原因，導致測量軟件和標準規(guī)范有細微差異， 但是在對被測要素是否合格這個關(guān)鍵判定上，PC-DMIS和標準規(guī)范是一致的。

A. PC-DMIS關(guān)于兩個標準的測量值是如何給出的

1. ISO 實際測量值=最大偏值 x2

   
        圖7 PC-DMIS關(guān)于ISO的實際測量值

   由圖7可知，PC-DMIS關(guān)于ISO的實際測量值的輸出和標準規(guī)定是一致的。

   
   

2. ASME分兩種情況

   i. 如果實際輪廓分布在理論輪廓的兩側(cè) 實際測量值=最大偏差 - 最小偏差

   圖8 PC-DMIS關(guān)于ASME分布兩側(cè)實際測量值

   
   

ii. 如果實際輪廓分布在理論輪廓的同側(cè) 實際測量值=最大偏差值

     圖9 PC-DMIS關(guān)于ASME分布同側(cè)實際測量值

注意：PC-DMIS的輸出結(jié)果和ASME規(guī)范是由細微差異的。

B. PC-DMIS關(guān)于兩個標準是否超差和超差值的判定

對于超差的判定，由圖3可知，只要實際被測要素上所有的點都落在公差帶范圍以內(nèi)，該零件就符合要求，否則零件超差。那么在PC-DMIS的測量軟件中是如何處理的呢？

1. 對于ISO, 分兩種情況：

   i. 不帶基準的輪廓度：超差值=測量值-公差值

      ii. 帶基準的輪廓度： 超差值=最大偏差值-（公差值/2)

2. 對于ASME： 超差值=最大偏差值-（公差值/2)

       根據(jù)上述的詳細描述，我們發(fā)現(xiàn)，PC-DMIS對于實際測量結(jié)果在判定是否合格這個嚴肅的問題上和兩個標準規(guī)范是一致的。需要注意的是，PC-DMIS在應(yīng)用ASME規(guī)范評定時，如果得出輪廓度的實際測量值是0.3，盡管它等于輪廓度的要求值，但是并不是合格的。所以當我們在讀PC-DMIS的測量報告時，輪廓度的測量值并沒有太大意義，而真正重要的報告里邊的最大偏差，最小偏差和后邊的超差值（一旦測量數(shù)據(jù)為紅色，則為超差），我們需要用這些輸出結(jié)果來指導我們的生產(chǎn)和質(zhì)量。

       最后總結(jié)：

       本文描述了在ISO和ASME兩個標準中實際的測量值和判定方法如何規(guī)定的，以及?？怂箍禍y量軟件PC-DMIS對應(yīng)的測量值和判定方法。具體總結(jié)見下表:

     因為時間倉促，有任何問題或遺漏，歡迎大家拍磚！

參考資料：

1. ?？怂箍禍y量工程師培訓資料

2. ASME Y14.5-2009

3. ASME Y14.5.1M-1994

3. ISO1101-2012