“幾何公差”在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和質(zhì)量控制中非常重要，卻時(shí)常讓人摸不著頭腦！接下來(lái)，將為大家?guī)?lái)幾何公差的干貨解析，以及藍(lán)光三維掃描技術(shù)在幾何公差分析中的作用！
一、什么是幾何公差？
尺寸公差與幾何公差的區(qū)別
設(shè)計(jì)圖紙的標(biāo)注方法，大致可分為“尺寸公差”與“幾何公差”這兩類。尺寸公差管控的是各部分的長(zhǎng)度。而幾何公差管控的則是形狀、平行度、傾斜度、位置、跳動(dòng)等。
意為“請(qǐng)進(jìn)行對(duì)示面（A）的‘平行度’不超過(guò)‘0.02’的加工”。
在尺寸信息的基礎(chǔ)上，追加“平行度”、“平面度”等幾何公差信息，可避免因單純標(biāo)注尺寸公差而導(dǎo)致的問(wèn)題。
幾何公差的優(yōu)點(diǎn)，就是能夠正確、高效地傳達(dá)無(wú)法通過(guò)尺寸公差來(lái)體現(xiàn)的設(shè)計(jì)者意圖。
二、公差分析的目的
公差分析作為面向制造和裝配的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中非常有用的工具，可以幫助工程師實(shí)現(xiàn)以下目的：?
1) 合理設(shè)定零件的公差，以減少零件的制造成本。
2) 判斷零件的可裝配性，判斷零件是否在裝配過(guò)程中發(fā)生干涉。
3) 判斷零件裝配后產(chǎn)品關(guān)鍵尺寸是否滿足外觀、質(zhì)量以及功能等要求。
4) 優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。當(dāng)通過(guò)公差分析發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)不滿足要求時(shí)，通過(guò)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)（如增加裝配定位特征）來(lái)滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。
5) 當(dāng)產(chǎn)品的裝配尺寸不符合要求時(shí)，可以通過(guò)公差分析來(lái)分析制造和裝配過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，尋找問(wèn)題的根本原因。
三、公差帶的指定
在指定公差帶時(shí)，真位置度理論會(huì)在公差值的中心，正確標(biāo)示需要用TED管控的位置。要素為點(diǎn)時(shí)，公差帶就是以該點(diǎn)為中心的圓形（a）或球形；要素為直線時(shí)，則公差帶為以該直線個(gè)別正確離開公差值一半的平行二平面（b），或以該直線為中心的圓柱公差帶（c）。
四、公差的標(biāo)注方法
1）對(duì)部分尺寸適用最大實(shí)體要求時(shí)，需要在幾何公差數(shù)值后，抑或是形體控制框內(nèi)的基準(zhǔn)符號(hào)之后，標(biāo)注。而在適用最小實(shí)體要求時(shí)，應(yīng)標(biāo)注。
標(biāo)注示例
2）最大實(shí)體要求與最小實(shí)體要求的優(yōu)點(diǎn)能夠根據(jù)尺寸偏差與幾何公差的偏差，正確實(shí)施體積相關(guān)管控，可實(shí)現(xiàn)合理的公差設(shè)定。用于軸、孔等公差時(shí)，能夠正確表現(xiàn)部件的體積，具有可降低加工成本、提升品質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。
現(xiàn)代制造工藝和產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平的不斷提高，產(chǎn)品的復(fù)雜和精密程度使得人工測(cè)量變得越來(lái)越困難。尤其對(duì)于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、特征較多的零部件而言，人工測(cè)量獲得完整的產(chǎn)品數(shù)據(jù)幾乎不可能。
藍(lán)光三維掃描技術(shù)，因其精度高、速度快、操作簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)勢(shì)，可用于各類輪廓、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零部件三維外形測(cè)量，包括幾何誤差測(cè)量分析、成品外型尺寸檢驗(yàn)以及備件磨損分析和檢測(cè)等。
壓鑄件三維掃描案例
壓鑄件大多結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，比如葉輪、葉片、變速器殼體等，有較多的異形曲面，使用傳統(tǒng)測(cè)量工具，很難高效獲取復(fù)雜部位及曲面的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的偏差，檢測(cè)效率低下。
?為了保證最終產(chǎn)品的精準(zhǔn)度，該客戶需評(píng)估一系列關(guān)鍵裝配位置的形位公差以及相對(duì)的配合尺寸的吻合度。
針對(duì)曲面型鑄件，采用新拓三維XTOM藍(lán)光拍照式三維掃描儀，對(duì)壓鑄件整個(gè)幅面掃描采點(diǎn)，能夠快速完整采集鑄件整個(gè)型面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，有助于曲面型鑄件的偏差檢測(cè)。
新拓三維XTOM藍(lán)光拍照式三維掃描儀，對(duì)壓鑄件進(jìn)行多角度三維掃描，通過(guò)掃描獲取壓鑄件三維數(shù)據(jù)。
幾何公差檢測(cè)過(guò)程
3D掃描數(shù)據(jù)模型導(dǎo)入專業(yè)分析軟件中，評(píng)估關(guān)鍵位置尺寸以及裝配面的形位公差。
并通過(guò)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)CAD數(shù)模對(duì)比，可以通過(guò)清晰明了的色譜圖來(lái)分析產(chǎn)品的制造誤差。
指定位置形位公差評(píng)估：
通過(guò)直接提取客戶需要分析的特征元素，來(lái)依次分析形位公差是否滿足要求。
電腦背板注塑件三維掃描案例
電腦背板薄壁工件需檢測(cè)面輪廓偏差及厚度，精度要求較高。根據(jù)檢測(cè)需求，傳統(tǒng)打點(diǎn)測(cè)量無(wú)法保證全面覆蓋工件，檢測(cè)效率低。
XTOM藍(lán)光三維掃描儀能夠快速獲取3D數(shù)據(jù)模型，可分析各位置偏差值，直觀展示輪廓偏差、厚度，全面了解檢測(cè)結(jié)果，快速找到超差位置，大大增加結(jié)果易讀性。
弧度分析
傳統(tǒng)接觸式三坐標(biāo)技術(shù)適用于線性尺寸、幾何誤差檢測(cè)，而三維掃描技術(shù)在自由曲面形狀、弧形弧度、薄壁厚度檢測(cè)方面，在數(shù)據(jù)量、檢測(cè)效率、可視化擁有較大優(yōu)勢(shì)。
