如何测量面轮廓度？

图5-8所示是一个锥体的面轮廓的三维控制。正如圆柱度控制中产生了由两个有径向间距的同轴圆柱面组成的公差带一样，锥体的面轮廓度控制也创建了一个由两个同轴锥面形成的公差带，组成公差带圆柱面的径向间距和基本倾斜度分别由公差控制框定义和图样中锥体的倾斜度定义。

图5-8 面轮廓度控制一个锥面

按照图5-8中的定义，锥面的大端直径必须在φ14.5～15.5mm范围内，并且必须位于同轴的两个0.04mm距离边界内。公差带的基本锥度角是30°。如果整个特征面位于公差带之内，那么该锥面被认为符合锥度要求。

可以进行这个公差控制的一个粗略检验设置，放置锥体到一个V形架中，然后把V形架置于三角板上。通过量块建立规定的基本锥角。这个设置包括三角板、量块和放在测量台面上的带读数的高度千分尺。一旦设置完成，这个锥体的最高纬线成为水平，锥体可以在V形架上旋转，而千分尺则可以沿旋转锥体上最高的纬线往复移动，通过读数指示器移动全量（FIM）的读数可以评估待测目标的锥度。因为锥体在V形架上旋转时，得不到一个稳定的锥体的轴线，所以采用V形架进行测量时必须仔细。锥面的缺陷会导致锥体轴线的晃动，产生错误的FIM读数，导致锥度读数错误。或者，轴线移动而导致锥度变量的不确定性，不能反映真实的锥面偏差。所以在这种测量中，一定要设法稳定轴线然后测量。因为V形架的轴线不稳定缺陷，所以这种方式只能是一种粗略的估量，不能作为最终验证结果，通常用于工艺过程中。

图5-9所示是针对图5-8的测量设置。V形架放置在30°的量块上，零件在V形架上做360°旋转。读数千分尺指针和锥体特征面垂直接触，并沿维度方向滑动。

图5-9 面轮廓度控制一个锥面的检测

在图5-10中，受控特征表面必须位于两个同轴的径向间距为0.02mm的公差带内，公差带的锥角为55°，共轴于基准轴线A。任何轮廓度几何公差控制中，基准都是用来定向或定位的，但基准并不是必需的。

在图5-10中，锥形的轮廓度可以通过增加一个或多个基准约束。基准特征创建了公差带的基准轴线A。这个设置对锥度控制增加了一个同轴度约束。在不同的零件设置中，基准能够被用来定向定位锥度公差带。

公称尺寸10mm是要求检测者对于此位置的尺寸φ8.1～8.2mm进行测量。轮廓度公差需要独立验证。对这个轮廓度控制的检测可以用光学比较仪。可以先对这个零件进行粗略的检查，将基准特征放置于V形架上进行测量，使用量块建立倾斜度（为锥度角的一半），使锥面处于水平位置。

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图5-10 一个零件的面轮廓度定义及公差带解释

图5-11所示是一个面轮廓度的控制，这个面特征还需要公称尺寸的定义来完整约束。轮廓度公差带需要满足这些公称尺寸的定义。整个面在一个整体的公差带范围内。这个公差带分布在基本受控面的内部和外部0.35mm的两个偏距面之内（等边分布），相当于一个直径为φ0.5mm的公差球，球心位于基本轮廓上，即每侧半径为0.25mm，全量滑动时所形成的公差带。受控的特征面必须位于轮廓度公差带之内。进行完整的基准尺寸定义，就可以确切地定义特征面的大小、形状、定向和位置。

图5-11 面轮廓度的定义及相应公差带

需要注意的是，轮廓度控制不能使用MMC或LMC修正，但是尺寸公差约束的基准特征可以使用MMC或LMC修正。这个MMC修正基准的轮廓度公差带是不变的，但是当基准尺寸在允许的范围内变化时，公差带可以获得一个浮动量。比如基准孔，如果加工的尺寸大于MMC，而检具销尺寸为实效尺寸（小于MMC），相当于零件在检具上有一定的活动量。这也是一种公差放宽、降低成本的方式。

轮廓度控制可以引用基准也可以不引用。图5-12中引用了一个安装面作为主基准，用来保证零件在检测时的稳定性和可重复性，也反映了零件在总成中的安装状态。实际的零件表面要位于公差带内，并且有尺寸约束、形状约束（包括适当面的平面度），以及轮廓的线元素垂直于基准面A的约束。

图5-12 面轮廓度的定义（应用到全部面）

这种检测使用光学比较仪很容易实现。但这种方式的缺点是，如果零件的厚度很大，就很难探测到受控面的凹处和垂直度。所以先要验证凹处和垂直度，然后才进行轮廓度的检验。

图5-12也可以使用尺寸公差的形式定义。但这个零件由很多倾斜度、半径和尺寸公差，不能避免它们之间的公差累计问题。结果是，加工者按照图样加工的零件往往不能配合到总成中。这种情况和一排列孔的定位方式问题一样，如果孔孔之间定位，最后一个孔很可能超出零件，无法装配。

为了避免这种问题出现在这个零件上，尺寸160mm和75mm，以及两个半径尺寸R45在视图中变成公称尺寸。这些特征都由轮廓度公差控制框中的值约束（非图样标题栏中的通用公差值约束）。公差控制框的引线上有一个圆圈，表示这个轮廓度约束应用于零件轮廓的一周。这个连续整体的公差带意味着没有公差累计的问题。根据图样的定义，没有双点画线，表示这是一个等边公差分布，与基本轮廓的内外偏距为0.35mm。注意在拐角处，0.35mm公差带线需要延伸相交，所以拐角点会超过基本轮廓0.35mm。