GBT 40742.3-2021 產(chǎn)品幾何技術規(guī)范（GPS） 幾何精度的檢測與驗證 第3部分：功能量規(guī)與夾具 應用最大實體要求和最小實體要求時的檢測與驗證

產(chǎn)品幾何技術規(guī)范(GPS)幾何精度的檢測與驗證第3部分：功能量規(guī)與夾具應用最大實體要求和最小實體要求時的檢測與驗證IGB/T40742.3—2021前言 2規(guī)范性引用文件 3術語和定義 4一般規(guī)定 35<檢測用)夾具 5附錄A(資料性)實體功能量規(guī) 6附錄B(資料性)與GPS矩陣模型的關系 8參考文獻 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T40742《產(chǎn)品幾何技術規(guī)范(GPS)幾何精度的檢測與驗證》的第3部分。GB/T40742已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第1部分：基本概念和測量基礎符號、術語、測量條件和程序；——第3部分：功能量規(guī)與夾具應用最大實體要求和最小實體要求時的檢測與驗證；——第4部分：尺寸和幾何誤差評定、最小區(qū)域的判別模式；——第5部分：幾何特征檢測與驗證中測量不確定度的評估。本文件由全國產(chǎn)品幾何技術規(guī)范標準化技術委員會(SAC/TC240)提出并歸口。本文件起草單位：安吉亞太制動系統(tǒng)有限公司、鄭州大學、中機生產(chǎn)力促進中心、上海市計量測試技術研究院、陜西省計量科學研究院、浙江省計量科學研究院、中機研標準技術研究院(北京)有限公司。針對生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的尺寸、形狀、方向、位置等幾何精度的數(shù)字化測控方法不完善、幾何精度的數(shù)字化檢驗方法和測量不確定度評估方法缺失、過程質(zhì)量精度測控手段被動落后等關鍵問題，重點研究產(chǎn)品幾何精度的數(shù)字化測量理論、方法和技術，構(gòu)建符合新一代GPS的幾何精度檢驗操作規(guī)范體系和控制策略。GB/T40742《產(chǎn)品幾何技術規(guī)范(GPS)幾何精度的檢測與驗證》是基于新一代GPS產(chǎn)品幾何規(guī)范體系，運用數(shù)字化在線測量技術、統(tǒng)計學習及分析理論、先進制造技術、系統(tǒng)集成及管理技術等，通過理論分析、模型映射和仿真模擬/實驗驗證等手段開展制定的幾何精度的檢測與驗證推薦性國家標準。標準基于所提出的檢驗算子規(guī)范，分析實際測量過程中所涉及的測量設備、測量方法、測量原理和測量條件等影響因素，給出了要素在提取、濾波、擬合等操作中的不確定度構(gòu)成及傳遞規(guī)律，建立了不確定度評定模型。通過生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)的在線采集、數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)評價的研究，有效地解決了生產(chǎn)過程中質(zhì)量精度數(shù)字化測量的數(shù)據(jù)提取、誤差分離、擬合評定、質(zhì)量分析等操作及過程精度控制的規(guī)范統(tǒng)一問題。GB/T40742主要用于規(guī)范關鍵要素操作及規(guī)范策略，建立相應的幾何精度檢驗操作模型和檢驗操作算子，為產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的分析和改進提供技術支持。為了方便讀者使用，將標準分為5個部分進行編寫，5部分內(nèi)容相互關聯(lián)又各自獨立，共同構(gòu)成了幾何精度檢測與驗證的內(nèi)容。GB/T40742由5部分構(gòu)成?！?部分：基本概念和測量基礎符號、術語、測量條件和程序。規(guī)定了幾何精度檢測與驗證和輪廓度特征檢測與驗證的一般規(guī)定、檢驗操作集、測量不確定度評估和合格評定等內(nèi)容。——第3部分：功能量規(guī)與夾具應用最大實體要求和最小實體要求時的檢測與驗證。規(guī)定了應用最大實體要求和最小實體要求的檢測與驗證過程一般規(guī)定及檢測用夾具設計的一般要求。——第4部分：尺寸和幾何誤差評定、最小區(qū)域的判別模式。規(guī)定了尺寸驗收及幾何誤差的評定操作。針對不同的目標任務(離線、在線檢驗),給出了產(chǎn)品尺寸合格性評定、幾何誤差評定方法以及相關缺省原則和形狀誤差、方向誤差、位置誤差的最小區(qū)域判別法?！?部分：幾何特征檢測與驗證中測量不確定度的評估。規(guī)定了測量結(jié)果的不確定度評估的操作。提供了針對產(chǎn)品尺寸和幾何公差檢測與驗證過程中不確定度的評估方法，給出了根據(jù)不確定度管理程序(PUMA)對檢驗驗證過程優(yōu)化的應用規(guī)范。1產(chǎn)品幾何技術規(guī)范(GPS)幾何精度的檢測與驗證第3部分：功能量規(guī)與夾具應用最大實體要求和最小實體要求時的檢測與驗證本文件規(guī)定了應用最大實體要求和最小實體要求的檢測與驗證過程一般規(guī)定及檢測用夾具設計的一般要求。本文件適用于采用功能量規(guī)和夾具對應用最大實體要求、最小實體要求時的被測要素和/或基準要素的檢測與驗證。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T1182產(chǎn)品幾何技術規(guī)范(GPS)幾何公差形狀、方向、位置和跳動公差標注GB/T8069功能量規(guī)GB/T16671產(chǎn)品幾何技術規(guī)范(GPS)幾何公差最大實體要求(MMR)、最小實體要求(LMR)和可逆要求(RPR)GB/T17851產(chǎn)品幾何技術規(guī)范(GPS)幾何公差基準和基準體系GB/T24637.1產(chǎn)品幾何技術規(guī)范(GPS)通用概念第1部分：幾何規(guī)范和驗證的模型GB/T24637.2產(chǎn)品幾何技術規(guī)范(GPS)通用概念第2部分：基本原則、規(guī)范、操作集和不確定度GB/T38762.1產(chǎn)品幾何技術規(guī)范(GPS)尺寸公差第1部分：線性尺寸3術語和定義GB/T1182、GB/T8069、GB/T16671、GB/T17851、GB/T24637.1、GB/T24637.2和GB/T38762.1界定的以及下列術語和定義適用于本文件。尺寸要素featureofsize擁有一個或多個本質(zhì)特征的幾何要素，其本質(zhì)特征中只有一個可作為變量參數(shù)，其余的則是“單一參數(shù)族”的一部分，且遵守此參數(shù)的單一約束屬性。[來源：GB/T16671—2018,3.2,有修改]沿著和/或繞著尺寸要素的方向上，尺寸要素的尺寸特征會有不唯一的評定結(jié)果。2注1:對于給定要素，存在多個局部尺寸。采用帶實體外部約束的擬合準則從提取組成要素中獲得的擬合組成要素的直接全局尺寸，該擬合組成要素與尺寸要素(見3.1)的形狀類型相同，且與提取組成要素在實體外相接觸。注1:直接全局尺寸的定義見GB/T38762.1—2020的3.7.1。注2:對提取組成要素進行擬合操作時，可用的擬合準則有最小二乘、最大內(nèi)切、最小外接和最小區(qū)域準則，直接全局尺寸分別有最小二乘尺寸(見GB/T38762.1—2020的3.7.1.1)、最大內(nèi)切尺寸(見GB/T38762.1—2020的3.7.1.2)、最小外接尺寸(見GB/T38762.1—2020的3.7.1.3)和最小區(qū)域尺寸(見GB/T38762.1—2020的注3:對于外尺寸要素而言，其體外作用尺寸類型有：帶實體外部約束的最小二乘尺寸、最小區(qū)域尺寸和最小外接尺寸。對于內(nèi)尺寸要素而言，其體外作用尺寸類型有：帶實體外部約束的最小二乘尺寸、最小區(qū)域尺寸和最大內(nèi)切尺寸。采用帶實體內(nèi)部約束的擬合準則從提取組成要素中獲得的擬合組成要素的直接全局尺寸，該擬合組成要素與尺寸要素(見3.1)的形狀類型相同，且與提取組成要素在實體外相接觸。注：對于外尺寸要素而言，其體內(nèi)作用尺寸類型有：帶實體內(nèi)部約束的最小二乘尺寸、最小區(qū)域尺寸和最大內(nèi)切尺寸。對于內(nèi)尺寸要素而言，其體內(nèi)作用尺寸類型有：帶實體內(nèi)部約束的最小二乘尺寸、最小區(qū)域尺寸和最小外接尺寸。最大實體要求maximummaterialrequirement;MMR尺寸要素的非理想要素不得違反其最大實體實效狀態(tài)(MMVC)的一種尺寸要素要求，也即尺寸要素的非理想要素不得超越其最大實體實效邊界(MMVB)的一種尺寸要素要求。尺寸要素的非理想要素不得違反其最小實體實效狀態(tài)(LMVC)的一種尺寸要素要求，也即尺寸要素的非理想要素不得超越其最小實體實效邊界(LMVB)的一種尺寸要素要求。當最大實體要求或最小實體要求應用于被測要素和(或)基準要素時，用來確定它們的實際輪廓是否超出邊界(最大實體實效邊界、最大實體邊界、最小實體實效邊界或最小實體邊界)的全形通規(guī)。注1:功能量規(guī)按空間存在狀態(tài)可分為實體功能量規(guī)和虛擬功能量規(guī)兩種。實體功能量規(guī)是一種物理實物功能量規(guī)，虛擬功能量規(guī)是一種數(shù)字化的功能量規(guī)。注2:實體功能量規(guī)主要用于檢驗最大實體要求應用于被測要素和(或)基準要素時的場合，實體功能量規(guī)可以有四種結(jié)構(gòu)型式：整體型、組合型、插入型和活動型(見GB/T8069的3.1)。各種型式的實體功能量規(guī)的示例參見附錄A。注3:虛擬功能量規(guī)是根據(jù)被測工件的功能要求和結(jié)構(gòu)形狀特征設計的數(shù)字化量規(guī)，其實質(zhì)是一種數(shù)字化處理測量數(shù)據(jù)的方法，可用于檢驗最大實體要求或最小實體要求應用于被測要素和(或)基準要素時的場合。3在檢測過程中，用來固定零件，使之具有規(guī)定的位置，以接受檢測的裝置。4一般規(guī)定最大實體要求和最小實體要求可用于屬于尺寸要素的被測要素和基準要素，規(guī)定了尺寸要素的尺寸及其導出要素幾何特征(形狀、方向或位置)之間的綜合要求。應用最大實體要求或最小實體要求時的尺寸要素的檢測與驗證，可采用功能量規(guī)檢驗被測要素和(或)基準要素的實際輪廓是否超越其最大實體實效邊界、最大實體邊界、最小實體實效邊界或最小實體邊界。4.2應用最大實體要求時的檢驗4.2.1最大實體要求應用于被測要素的檢驗4.2.1.1當最大實體要求應用于被測要素時，應先檢驗被測要素的局部尺寸的合格性，再用功能量規(guī)檢驗被測要素的實際輪廓是否超出最大實體實效邊界。合格的局部尺寸應位于其允許的極限尺寸范注1:采用實體功能量規(guī)檢驗時，實體功能量規(guī)的檢驗部位為一個全形通規(guī)。實體功能量規(guī)檢驗部位的尺寸、形狀、方向和位置應與被測要素的邊界(最大實體實效邊界或最大實體邊界)的尺寸、形狀、方向和位置相同。實體功能量規(guī)的尺寸公差、形位公差和允許磨損量見GB/T8069。實體功能量規(guī)的設計原則參見附錄A。注2:采用虛擬功能量規(guī)檢驗外尺寸被測要素時，被測要素合格的判則為：1)被測要素的體外作用尺寸(見3.3)等于或小于最大實體實效尺寸MMVS;2)被測要素任一位置的局部尺寸(見3.2)等于或小于最大實體尺寸MMS且等于或大于最小實體尺注3:采用虛擬功能量規(guī)檢驗內(nèi)尺寸被測要素時，被測要素合格的判則為：1)被測要素的體內(nèi)作用尺寸(見3.4)等于或大于最大實體實效尺寸MMVS;2)被測要素任一位置的局部尺寸(見3.2)應等于或大于最大實體尺寸MMS且等于或小于最小實體尺4.2.1.2當被測要素采用可逆的最大實體要求時，用功能量規(guī)檢驗被測要素的實際輪廓是否超出最大實體實效邊界。4.2.1.3當最大實體要求的零形位公差應用于被測要素時，功能量規(guī)用于檢驗被測要素的實際輪廓是否超出最大實體邊界。4.2.2最大實體要求應用于基準要素的檢驗4.2.2.1當基準要素沒有注出的幾何規(guī)范，或者有注出的幾何規(guī)范，但幾何公差值后面沒有符號M時，需要檢驗基準要素的局部尺寸是否合格，同時檢驗基準要素實際輪廓是否超越其最大實體邊界。4.2.2.2當基準要素有注出的幾何規(guī)范，且在幾何公差值后面有符號M時，需要檢驗基準要素的局部尺寸是否合格，同時檢驗基準要素實際輪廓是否超越其最大實體實效邊界。邊界(最大實體邊界或最大實體實效邊界)的尺寸、形狀、方向和位置相同。當采用共同檢驗方式檢驗時，基準要素視同為被測要素。實體功能量規(guī)的尺寸公差、形位公差和允許磨損量見GB/T8069。實體功能量規(guī)的設計原則參見附錄A。44.3應用最小實體要求時的檢驗4.3.1最小實體要求應用于被測要素的檢驗4.3.1.1當最小實體要求應用于被測要素時，應先檢驗被測要素的局部尺寸的合格性，再用檢驗被測要素的實際輪廓是否超出最小實體實效邊界。注1:當最小實體要求應用于被測要素時，無法采用實體功能量規(guī)檢驗其實際輪廓。注2:采用虛擬功能量規(guī)檢驗外尺寸被測要素時，被測要素合格的判則為：1)被測要素的體外作用尺寸(見3.3)等于或大于最小實體實效尺寸LMVS;2)被測要素任一位置的局部尺寸(見3.2)等于或小于最大實體尺寸MMS且等于或大于最小實體尺注3:采用虛擬功能量規(guī)檢驗內(nèi)尺寸被測要素時，被測要素合格的判則為：1)被測要素的體內(nèi)作用尺寸(見3.4)等于或小于最小實體實效尺寸LMVS;2)被測要素任一位置的局部尺寸(見3.2)應等于或大于最大實體尺寸MMS且等于或小于最小實體尺4.3.1.2當被測要素采用可逆的最小實體要求時，用虛擬功能量規(guī)檢驗被測要素的實際輪廓是否超出最小實體實效邊界。4.3.1.3當最小實體要求的零形位公差應用于被測要素時，虛擬功能量規(guī)用于檢驗被測要素的實際輪廓是否超出最小實體邊界。4.3.2最小實體要求應用于基準要素的檢驗4.3.2.1當基準要素沒有注出的幾何規(guī)范，或者有注出的幾何規(guī)范，但幾何公差值后面沒有符號①時，需要檢驗基準要素的局部尺寸是否合格，同時檢驗基準要素實際輪廓是否超越其最小實體邊界。4.3.2.2當基準要素有注出的幾何規(guī)范，且在幾何公差值后面有符號①時，需要檢驗基準要素的局部尺寸是否合格，同時檢驗基準要素實際輪廓是否超越其最小實體實效邊界。4.4檢驗規(guī)定檢驗工件時，操作者應使用新制的或磨損較少的實體功能量規(guī)。注1:一般地，檢驗者應使用與操作者使用的相同型式的實體功能量規(guī)；用戶代表應使用與操作者使用的相同型式但接近最大實體實效邊界(MMVB)的實體功能量規(guī)。注2:當使用實體功能量規(guī)檢驗工件出現(xiàn)異議時，應使用接近最大實體實效邊界(MMVB)的實體功能量規(guī)進行仲裁。除非指定了其他檢驗條件，理想的檢驗條件為：——標準溫度為20℃;——標準測量力為0N;——相對濕度：過度潮濕會導致金屬表面腐蝕而使測量元件的劣化，并且還會引起測量人員的不適，這兩個因素都可能對測量精度產(chǎn)生負面影響，因此，建議相對濕度不得超過45%;——污染：測量環(huán)境的污染會對量具精度產(chǎn)生不利影響，因此，測量時要保證沒有油脂、污垢等的影響，保持一個清潔的測量環(huán)境；5——被測要素的表面劃痕、擦傷以及塌邊等其他外觀缺陷，應排除在外；——量規(guī)的測量面不應有銹蝕、毛刺、黑斑、劃痕等明顯影響外觀使用質(zhì)量的缺陷，其他表面不應有銹蝕和裂紋。5<檢測用>夾具夾具通常由定位裝置、夾緊裝置、傳遞裝置、運動導向裝置以及其他輔助元件所組成。一般夾具與量規(guī)共用相同的基準要素，設計夾具時，應考慮與零件基準要素接觸的夾具元件的形狀和方向以及夾具定位基準表面的形狀誤差對測量精度的影響。6(資料性)實體功能量規(guī)A.1概述當最大實體要求和最小實體要求應用于被測要素時，用功能量規(guī)的檢驗部位檢驗被測要素的實際輪廓是否超出最大實體實效邊界或最小實體實效邊界。A.2實體功能量規(guī)的工作部位實體功能量規(guī)的工作部位包括：檢驗部位、定位部位和導向部位。A.2.2檢驗部位檢驗部位為實體功能量規(guī)上用于模擬被測要素的邊界的部位。檢驗部位的尺寸、形狀、方向和位置應與被測要素的邊界(最大實體實效邊界或最大實體邊界)的尺A.2.3定位部位實體功能量規(guī)上用于模擬基準要素的邊界或基準、基準體系的部位。若基準要素為導出要素，且最大實體要求應用于基準要素，則定位部位的尺寸、形狀、方向和位置應與基準要素的邊界(最大實體邊界或最大實體實效邊界)的尺寸、形狀、方向和位置相同。若基準要素為導出要素，且最大實體要求不應用于基準要素，則定位部位的尺寸、形狀、方向和位置應由基準要素的實際輪廓確定，并保證定位部位相對于實際基準要素不能浮動。若基準要素為輪廓要素，則定位部位的尺寸、形狀、方向和位置應與實際基準要素的理想要素相同。A.2.4導向部位實體功能量規(guī)上便于檢驗部位和(或)定位部位進入被測要素和(或)基準要素的部位。導向部位的形狀、方向和位置應與檢驗部位或定位部位的形狀、方向和位置相同。由檢驗部位或定位部位兼作導向部位時(無臺階式),導向部位的尺寸由檢驗部位或定位部位確定。臺階式導向部位的尺寸由設計者確定，但應標準化。A.3實體功能量規(guī)基準的建立當最大實體要求應用于工件的基準要素時，應根據(jù)基準要素的邊界(最大實體邊界或最大實體實效邊界)確定的定位部位建立實體功能量規(guī)的基準。當最大實體要求不應用于工件的基準要素時，應根據(jù)實際基準要素確定的定位部位建立基準。A.4檢驗方式實體功能量規(guī)可采用依次檢驗和共同檢驗兩種方式，依次檢驗主要用于工序檢驗，共同檢驗主要用于最終檢驗。依次檢驗是用不同的實體功能量規(guī)依次檢驗基準要素的形位誤差和(或)尺寸及被測要素的定向或7定位誤差的方式。共同檢驗是用同一實體功能量規(guī)檢驗被測要素的定向或定位誤差及基準要素的形位誤差和(或)尺A.5實體功能量規(guī)的技術要求實體功能量規(guī)的技術要求如下：a)實體功能量規(guī)工作部位為尺寸要素時，尺寸公差應采用包容要求；b)實體功能量規(guī)工作部位的定向或定位公差一般應遵循獨立原則，如有必要和可能，校對量規(guī)工作部位的定向或定位公差可采用最大實體要求；c)實體功能量規(guī)的線性尺寸的未注公差一般為m級，未注形位公差一般為H級；d)實體功能量規(guī)的各工作表面不應有銹跡、毛刺、黑