皮模型¶
皮模型(skin model)说明如何把真实零件看成一张非理想的封闭表面。它不覆盖公差符号,只提供后面所有尺寸、几何、表面规范的几何对象。
要点¶
理想 CAD 实体是完美的面与边。真实零件是连续但不理想的「皮」:有波纹、粗糙、缺损、弯曲。GPS 不直接对 CAD 理想体下公差,而是对这张皮上分割出来的要素下公差。
皮模型回答三件事:
它不覆盖:材料缺陷的金相判定、涂层配方、SPC。表面缺陷的几何描述见 表面缺陷。
flowchart LR
real[真实零件] --> skin[非理想封闭表面]
skin --> feat[分割出的要素]
feat --> spec[尺寸 / 几何 / 表面规范]
图样标注¶
图上不画皮模型。凡是指向「这个面」「这个孔」,都默认指向皮上的对应区域。剖面线、材料符号不改变皮模型,只说明材料。
未注时:完整表面都是皮的一部分;公差框格的指引线指定分割区域。破损、浇口、未加工面若要排除,必须写出来,否则检验有权纳入。
ISO GPS / GB¶
ISO 17450-1 给出非理想表面模型及名义 / 实际 / 提取 / 关联要素的层次。GB/T 24637 采用该思路。ISO 14638 矩阵的每一行特性,都作用在这张皮的某一类要素上。
相关分层:
- 名义要素:设计的理想几何。
- 实际要素:皮上的对应部分。
- 提取要素:有限点或扫描得到的代表。
- 关联要素:按准则拟合出的理想几何,供尺寸和基准使用。
温度默认 20 °C,见 标准温度,否则皮的几何会随膨胀改变。
ASME Y14.5¶
ASME 不用「皮模型」一词。它从理想几何加公差带来叙述,实际表面不得进入公差带之外。Y14.5.1 用数学集合描述允许的点集。思想相近——约束的是实际表面点——但词汇是「feature of size / considered feature」,不是操作子链。
读 ASME 图时,不要把 ISO 的提取与滤波默认塞进去,除非企业程序写明。
差异对照¶
| 项目 | ISO GPS / GB | ASME Y14.5 |
|---|---|---|
| 默认对象 | 非理想表面 + 操作子 | 实际表面相对公差带 |
| 基准 | 从皮上提取再拟合 | 模拟体与实际接触 |
| 实体 | 边界仍定义在皮上 | 实效边界同样约束表面 |
| 检测 | 提取是规范的一部分 | 测点由程序定 |
加工与误用¶
例子。 铸件只加工止口,其余保留黑皮。图上平面度指「底面」却不区分加工面与黑皮。检验扫到铸造波浪,平面度超差。皮模型把黑皮也算表面;设计若只要止口,应分割出加工区域或改用基准目标。
常见误用:
- 把 CAD 理想面当成评定对象,对测点做「贴合到模型」后报偏差,却不声明是对名义还是对关联要素。
- 忽略温度,把热机上的皮当成 20 °C 的皮。
- 用金相照片解释几何不合格。
检测要点¶
先确认被测区域就是图上分割的那块皮,再谈算法。提取密度应能代表表面结构中被规范覆盖到的波长,过疏等于换了一张皮。细节见 分割提取 与 形状检测。