使用几何公差命令评估尺寸

许多几何公差命令包含尺寸公差。本页描述了几何公差命令如何计算测量的尺寸值和测量的局部尺寸值。

尺寸规格

几何公差命令仅支持一些尺寸规格。有一个单独的尺寸命令可用于更复杂的尺寸规格。有关信息,请参见“使用尺寸命令”。

在ASME中,几何公差命令使用以下尺寸规格。无关的实际配套包络 (UAME) 控制实体正方向的特征曲面,局部尺寸控制实体负方向的特征曲面。除非特征为圆柱,并且您具有CIRCULAR_ELEMENTS局部尺寸选项,否则局部尺寸为对点尺寸。就是说,几何公差命令不会报告局部尺寸,除非您打开局部尺寸报告,因为许多测量系统的准确性不足以验证局部尺寸是否符合尺寸公差。

在ISO下,大多数尺寸公差是ISO 14405-1中定义的包络尺寸。这意味着实体正方向由配套包络尺寸控制,实体负方向由对点局部尺寸控制。但是,当ISO 17450-3适用时(如“派生公差特征”中所述),则尺寸公差为无修饰符(默认)尺寸。这意味着尺寸公差不控制任何配套包络,唯一的尺寸是两点局部尺寸。

全局尺寸

只要尺寸规格中包括配套包络尺寸,尺寸公差即具有全局尺寸。ISO公差在“编辑”窗口中将此称为GLOBAL SIZE,而ASME公差在“编辑”窗口中将此称为UAME。尺寸公差唯一没有全局尺寸时是如上所述ISO 17450-3适用时。

如果您考虑的特征没有曲面数据,则全局尺寸为输入特征的MEAS尺寸。

如果您考虑的特征具有曲面数据,并且特征数学选项为LSQ(最小二乘),则全局尺寸是(无约束)最小二乘最佳拟合的尺寸。

如果您考虑的特征具有曲面数据,并且特征数学选项为DEFAULT,则全局尺寸为内接或外接最佳拟合的尺寸,两者均位于实体外部。由于传统的内接和外接拟合非常不稳定,因此 PC-DMIS 使用约束最小二乘算法以稳定的方式计算内接或外接拟合。

如“几何公差和特征控制框简介”中“规格与验证”所述,我们提供了LSQDEFAULT特征数学选项,因为不同的测量系统具有不同的测量不确定性。如果您的测量系统足够精确,足以测量特征的形状误差 - 如果测量不确定性比形状误差小得多 - 则使用DEFAULT数学是有意义的。如果测量不确定性大于形状误差,则应使用LSQ数学。有关更多信息,请参见“规格与验证”。

局部尺寸

如果如上所述ISO 17450-3适用,则尺寸规格是默认的ISO尺寸规格(无修饰符),这意味着仅存在局部尺寸而没有全局尺寸。几何公差命令报告最大和最小局部尺寸。

如果ISO 174509-3不适用,并且考虑的特征具有曲面数据,则可以选择报告局部尺寸。当您的特征数学选项为DEFAULT时,这主要是有用的,因为几何公差命令仅报告实体内部方向上最差的局部尺寸。与DEFAULT特征数学结合使用时,全局尺寸控制实体外部方向上的曲面,而局部尺寸控制实体内部方向上的曲面。相比之下,LSQ特征数学具有最小二乘全局尺寸,它不能控制任一方向上的曲面偏差,因此曲面将在实体外部方向上不受控制。

对于ISO尺寸公差以及球体和宽度上的ASME尺寸公差,使用相对点评估局部尺寸。每个局部尺寸本质上是两点卡尺测量。请确保所有测量点都具有直接相对的点,否则可能会影响测量精度。这对球体尤其具有挑战性。

对于圆柱上的ASME尺寸公差,可以选择使用OPPOSED_POINTS解释或CIRCULAR_ELEMENTS解释。这些解释在ASME Y14.5.1 - 2019中进行了规定。相对点 解释的行为与上述相同。

圆形元素的解释要求在圆形横截面中测量曲面数据。它将圆最佳拟合到每个横截面;圆的尺寸是局部尺寸。当特征数学类型为LSQ时,将使用最小二乘法计算圆。当特征数学类型为DEFAULT时,圆为内接或外接,两者均位于实体内部。由于传统的内接和外接拟合非常不稳定,因此 PC-DMIS 使用约束最小二乘算法以稳定的方式计算内接或外接拟合。

除非您的测量系统足够精确,足以测量特征的形状误差,否则报告局部尺寸没有意义。

加偿计算

一些几何公差具有最大实体原则修饰符 (MMC) 或最小实体原则修饰符 (LMC)。这意味着,当无关的配套包络尺寸(或 LMC 的无关最小实体包络尺寸)偏离 MMC(或 LMC)时,会将附加公差或“加偿”公差添加到特征控制框中的公差,从而产生总公差。对于默认特征数学,测量的加偿公差是内接或外接最佳拟合与尺寸限制之一之间的差。由于传统的内接和外接拟合非常不稳定,因此 PC-DMIS 使用约束最小二乘算法以稳定的方式计算内接或外接拟合。对于LSQ特征数学,测量的加偿公差是最小二乘全局尺寸与尺寸限制之一之间的差。

测量的加偿公差通过以下方式计算。

在每种情况下,加偿都是有限的,因此它永远不会为负,并且永远不会超出总尺寸公差(尺寸的上限减去尺寸的下限)。

报告

没有局部尺寸

当您不报告局部尺寸时,报告的尺寸标签如下所示:

标题栏显示公差的尺寸ID、尺寸单位(MM或IN)、尺寸规格、数学类型(在这种情况下为LSQ)和标准(此情况中为ASME Y14.5)。下表显示了每个球体的测量尺寸。

具有全局和局部尺寸

当您报告全局尺寸和局部尺寸时,尺寸标签上有额外的行,并添加了LS作为最差局部尺寸的后缀。例如,"SPH1 - LS"。对于圆柱上的ASME公差,标题栏还会显示局部尺寸解释是OPPOSED还是CIRCULAR。在报告全局尺寸和局部尺寸时,报告如下所示:

没有全局尺寸

当ISO 17450-3适用时,没有报告全局尺寸。相反,会将MIN和MAX添加为两个方向上最差局部尺寸的后缀。报告如下所示: