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几何模型

对偶原则规定规范里的几何操作与检验里的几何操作必须成对。它不覆盖公差数值,只规定「你怎么理解表面,检验就按同一套操作来」。

日常说的「几何模型」在 GPS 里主要指:规范侧的操作子链,对应检验侧的操作子链。见 皮模型 与 操作总述。

要点

ISO 把零件看成非理想表面(皮模型)。要从这个表面上读出「直径」「轴线」「平面」,必须规定一串操作:分割、提取、滤波、拟合、集合、构建、评定。

对偶说:规范写的是这一串的意图;测量实现的是这一串的实际。两边用同一套词汇,差的是物理设备与不确定度,不是另一套定义。

边界:

  • 对偶不是「图纸等于测法」。图纸给规范操作;测法是规范的实现,允许有不确定度,见 测量不确定。
  • 对偶不是 ASME 的模拟体语言。ASME 用真实模拟体和数学定义,不按操作子链叙述。
flowchart LR
  spec[规范操作子] --> duality[对偶]
  meas[检验操作子] --> duality
  duality --> same[同一几何定义]

图样标注

操作子默认隐藏。图上只写结果:φ20h6、平面度 0.05、基准 A。未写提取策略、滤波波长时,按该特性标准的默认操作,见 默认规则。

要改默认才写:ISO 14405 的 LP/GG、滤波 λc、关联准则(最小二乘 / 最小外接)等。写了这些,检验不得擅自换成「更方便」的算法。

ISO GPS / GB

标准:

  • ISO 17450-1:模型与一般概念,对偶在此表述。
  • ISO 17450-2:操作子分类。
  • GB/T 24637 等采用 17450。
  • 各特性标准(14405、1101、5459、21920)给出该特性的默认操作。

链环上,对偶把 C(规范)和 E(测量)锁成一对。缺省操作不等于没有操作,只是用标准默认值。

ASME Y14.5

Y14.5 不讲对偶,也不要求图样写操作子。解释靠:

  • 公差带的英文定义与图例;
  • Y14.5.1 的数学定义(数学定义);
  • 检验由企业程序或 B89 解决,图样通常不规定测头补偿或滤波。

对照时不要把 ISO 的「默认两点尺寸」强行读进 ASME 的尺寸,除非 Y14.5 该条款就是这样定义的。ASME 尺寸默认更接近包络加局部尺寸,见 尺寸差异。

差异对照

项目 ISO GPS / GB ASME Y14.5
默认 规范与检验共用操作子词汇 图样给公差带,测法另册
基准 提取 + 拟合建立 模拟体 / 数学 DRF
实体 修饰改变符合性边界 MMC 改变实效边界
检测 应实现规范操作,报告不确定度 程序自定,以能证明公差带为准

加工与误用

例子。 平面度 0.02,CMM 用最少四点拟合平面并报偏差。规范默认是对提取点集做最小区域评定。四点最小二乘既不是提取密度,也不是评定准则,对偶已经断了。合格报告在仲裁时站不住。

常见误用:

  • 工艺按「看得见的加工面」理解基准,检验按最小二乘平面,两边都不写出来。
  • 把滤波当软件彩蛋,随便开关。
  • 以为对偶要求检验复制加工轨迹。加工是制造,不是规范操作。

检测要点

选方案时逐项问:分割了哪块表面?提取密度够不够?滤波是否符合默认或图注?关联准则是否与规范一致?评定的是偏差还是参数?细则见 分割操作 分割提取 滤波方法 拟合构建 偏差评定。

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皮模型 几何要素 操作总述 默认规则 规范歧义