產品幾何技術規范(GPS)幾何精度的檢測與驗證第1部分：基本概念和測量基礎GB/T40742.1—2021 I引言 Ⅱ 2規范性引用文件 3術語和定義 4符號 5測量條件 26測量過程 附錄A(規范性)工程圖樣和/或技術文件中的相關符號及說明 附錄B(資料性)與GPS矩陣模型的關系 參考文獻 I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。本文件是GB/T40742《產品幾何技術規范(GPS)幾何精度的檢測與驗證》的第1部分。GB/T40742已經發布了以下部分：——第1部分：基本概念和測量基礎符號、術語、測量條件和程序；——第3部分：功能量規與夾具應用最大實體要求和最小實體要求時的檢測與驗證；——第4部分：尺寸和幾何誤差評定、最小區域的判別模式；——第5部分：幾何特征檢測與驗證中測量不確定度的評估。本文件由全國產品幾何技術規范標準化技術委員會(SAC/TC240)提出并歸口。本文件起草單位：中機生產力促進中心、鄭州大學、上海市計量測試技術研究院、江蘇銳精光電研究院有限公司、陜西威爾機電科技有限公司、中機研標準技術研究院(北京)有限公司。Ⅱ針對生產過程中產品的尺寸、形狀、方向、位置等幾何精度的數字化測控方法不完善、幾何精度的數字化檢驗方法和測量不確定度評估方法缺失、過程質量精度測控手段被動落后等關鍵問題，重點研究產品幾何精度的數字化測量理論、方法和技術，構建符合新一代GPS的幾何精度檢驗操作規范體系和控制策略。GB/T40742《產品幾何技術規范(GPS)幾何精度的檢測與驗證》是基于新一代GPS產品幾何規范體系，運用數字化在線測量技術、統計學習及分析理論、先進制造技術、系統集成及管理技術等，通過理論分析、模型映射和仿真模擬/實驗驗證等手段開展制定的幾何精度的檢測與驗證推薦性國家標準。標準基于所提出的檢驗算子規范，分析實際測量過程中所涉及的測量設備、測量方法、測量原理和測量條件等影響因素，給出了要素在提取、濾波、擬合等操作中的不確定度構成及傳遞規律，建立了不確定度評定模型。通過生產過程中產品質量參數的在線采集、數據處理和系統評價的研究，有效地解決了生產過程中質量精度數字化測量的數據提取、誤差分離、擬合評定、質量分析等操作及過程精度控制的規范統一問題。GB/T40742主要用于規范關鍵要素操作及規范策略，建立相應的幾何精度檢驗操作模型和檢驗操作算子，為產品生產質量的分析和改進提供技術支持。為了方便讀者使用，將標準分為5個部分進行編寫，5部分內容相互關聯又各自獨立，共同構成了幾何精度檢測與驗證的內容。GB/T40742由5部分構成。——第1部分：基本概念和測量基礎符號、術語、測量條件和程序。規定了幾何精度檢測與驗證和輪廓度特征檢測與驗證的一般規定、檢驗操作集、測量不確定度評估和合格評定等內容。——第3部分：功能量規與夾具應用最大實體要求和最小實體要求時的檢測與驗證。規定了應用最大實體要求和最小實體要求的檢測與驗證過程一般規定及檢測用夾具設計的一般要求。 第4部分；尺寸和幾何誤差評定、最小區域的判別模式。規定了尺寸驗收及幾何誤差的評定操作。針對不同的目標任務(離線、在線檢驗),給出了產品尺寸合格性評定、幾何誤差評定方法以及相關缺省原則和形狀誤差、方向誤差、位置誤差的最小區域判別法。——第5部分：幾何特征檢測與驗證中測量不確定度的評估。規定了測量結果的不確定度評估的操作。提供了針對產品尺寸和幾何公差檢測與驗證過程中不確定度的評估方法，給出了根據不確定度管理程序(PUMA)對檢驗驗證過程優化的應用規范。1產品幾何技術規范(GPS)幾何精度的檢測與驗證第1部分：基本概念和測量基礎1范圍本文件規定了幾何精度檢測與驗證的基本概念、測量基礎、術語、符號、測量條件和測量程序等內容。本文件適用于產品的尺寸、形狀、位置、表面結構等幾何特征的檢測與驗證。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T1182產品幾何技術規范(GPS)幾何公差形狀、方向、位置和跳動公差標注GB/T18779.1產品幾何量技術規范(GPS)工件與測量設備的測量檢驗第1部分：按規范檢驗合格或不合格的判定規則GB/T18779.2產品幾何量技術規范(GPS)工件與測量設備的測量檢驗第2部分：測量設備校準和產品檢驗中GPS測量的不確定度評定指南GB/T19022測量管理體系測量過程和測量設備的要求GB/T24637.1產品幾何技術規范(GPS)通用概念第1部分：幾何規范和檢驗的模型GB/T24637.2產品幾何技術規范(GPS)通用概念第2部分：基本原則、規范、操作集和不確定度JJF1001通用計量術語及定義3術語和定義GB/T1182、GB/T18779.1、GB/T19022、GB/T24637.1、GB/T24637.2和JJF1001界定的以及下列術語和定義適用于本文件。測量模型measurementmodel規范測量操作信息的數字化模型。注：測量操作信息包含測量要求、技術文件給出的規范要求、測量過程操作所形成的數據信息、測量結果數據以及這些數據生成的相關規范信息等。測量過程measurementprocess確定量值的一組操作。2測量設備measuringequipment實現測量過程所需要的測量儀器、軟件、標準、標準樣品(標準物質)或其他輔助設備。[來源：GB/T19022—2003,3.3,有修改]測量方法measurementmethod對測量過程中使用的操作所給出的邏輯性安排的一般性描述。測量程序measurementprocedure根據一種或多種測量原理及給定的測量方法，在測量模型和獲得測量結果所需計算的基礎上，對測量所做的詳細描述。注1:測量程序通常要寫成充分而詳盡的文件，以便操作者能進行測量。注2:測量程序可包括有關目標測量不確定度的陳述。注3:測量程序有時被稱作標準操作程序(StandardOperationProcedure,縮寫為SOP)。4符號尺寸、形狀、位置、表面結構等幾何特征檢測與驗證中涉及的相關符號應符合附錄A的規定。5測量條件和其他因素。測量過程有效運行所要求的環境條件應形成文件。測量條件一般有測量環境條件、測量人員等，本文件主要對測量環境條件進行規范。5.2測量設備應在規范要求的環境條件下進行使用和保管，使其滿足預期的使用要求，從而保證測量結果的準確性和有效性。5.3測量過程中應監視和記錄影響測量的環境因素。當影響測量的環境因素偏離規定的條件時，應修正測量結果并予以記錄。5.4在生產現場進行在線測量時，要采取必要的措施，確保環境條件滿足測量設備的使用要求。5.5除非特別要求，幾何精度檢測與驗證時的理想環境條件為：——標準測量溫度為20℃;——室內應清潔干燥；——測量室的噪聲、防振、防塵、防腐蝕、防磁與屏蔽等方面的環境條件應符合在室內開展的測量項目對環境條件的要求；——室內采光應利于測量工作進行。6測量過程6.1通則本文件所涉及的幾何精度檢測與驗證對象主要是尺寸、形狀、方向、位置及表面結構。在進行測量3時，應對每一個測量過程進行策劃、確認、實施、形成文件并加以控制，應識別和考慮影響測量過程的影響量。每一個測量過程的完整規范應包括所有有關測量設備的標識、測量程序、測量軟件、使用條件、操作者能力和影響測量結果可靠性的其他因素，其中測量程序應寫成充分而詳盡的文件，以便指導操作者進行測量。6.2測量過程設計測量過程設計應根據用戶、組織和法律法規的要求進行。測量過程設計的內容主要包括：——明確被測對象與測量任務；——明確測量結果的表達形式及精度要求；——制定并實施檢測與驗證規范或檢驗操作集；——評估測量不確定度；——測量結果合格評定。6.2.2明確被測對象與測量任務確認工程圖樣和/或技術文件中的被測特征的公差規范，并充分了解被測要素的屬性、特點，根據測量任務策劃測量方法，確定測量設備和環境條件的初始規范。選用的測量設備計量性能指標(包括準確6.2.3明確測量結果的表達形式及精度要求首先明確測量結果表達及精度要求，進而明確其目標測量不確定度。遵循GB/T18779.2中測量不確定度管理程序(PUMA)規范的方法進行檢驗過程的優化或測量不確定度的評估，使測量結果的不確定度滿足目標不確定度要求。6.2.4制定并實施檢測與驗證規范或檢驗操作集工程圖樣和/或技術文件是制訂檢驗操作集的依據。若工程圖樣和/或技術文件未準確規范或規范的檢驗操作內容不完整，檢驗方與送檢方應對工程圖樣和/或技術文件的解讀及措施達成共識。根據規范操作集制定實際檢驗操作集，編制測量過程規范文件(即：檢測與驗證規范),其測量過程的規范包括：測量方法、測量條件和測量程序等。注1:可依據目標測量不確定度給出測量設備選用建議或規范；通常，所選擇的測量設備的測量不確定度值等于或小于選定的測量設備測量不確定度允許值(測量設備的測量不確定度允許值見GB/T3177),同時考慮測量設注2:選擇測量方法時，在保證可以實現目標不確定度的前提下考慮成本和效率(GB/T18779.2)。注3:檢驗操作集的設計可參考GB/T24637.2的規范要求。注4:測量過程規范文件可參考GB/T19022制定。6.2.5測量結果及驗證按實際檢驗操作集進行操作得到測量結果，測量結果應包括幾何誤差測得值和測量不確定度。其中測量不確定度的評估、表述及管理規范見GB/T18779.2,按照測量結果與被測特征公差規范的符合性進行合格評定見GB/T18779.1。6.3測量過程的規范與實施測量過程的規范在實施過程中，需要遵守以下要求：4a)測量應保證測量設備、環境條件和工裝夾具滿足測量模型中的相關規定；b)測量人員應了解測量目標、測量方案，熟悉測量設備的操作；c)實施測量之前需要確保完成測量的準備工作，如設備的預熱和校準、測量模型數據的導入等；d)測量操作過程應遵循相應的測量規范，對于測量設備的使用應按照儀器的使用手冊進行；e)在測量時，應考慮隨時間推移，環境(溫度、濕度等)的波動性，采取監視措施保證環境條件始終符合測量設備在允許的工作范圍內；f)應對測量結果進行統計分析，以及時發現測量或工藝引起的偏移；g)測量不確定度是與測量結果相關聯的參數，應進行分析和評定。6.4測量方法的標準化為使測量按同樣的方法進行，測量方法應標準化，所有測量都應根據規定的標準方法進行。應有一個書面的文件，規定進行測量的所有細節，包括如何獲得和準備試件的內容。測量方法應是標準化的穩健方法，即測量結果對測量過程中的微小變動，不會產生意外的大變動。若測量過程有較大的變化，應有適當的預防措施或發出警告。在制定一個標準測量方法中，應努力消除或減少測量數據的偏移。也可以用一些相似的測試程序來對已經建立的測量方法和最新標準化的測量方法的正確度和精密度進行測試，在后一種情況下得到的結果宜被視為是初始估計值，因為正確度和精密度隨著實驗室經驗的積累而改變。建立測量方法的文件應是明確和完整的，所有涉及該程序的環境、試劑和設備、設備的初始檢查及測試樣本的準備等重要操作都應包括在測量方法中，應明確說明測量結果和計算方法以及有效數字位數。5(規范性)工程圖樣和/或技術文件中的相關符號及說明A.1尺寸公差的相關符號及說明尺寸公差工程圖樣或技術文件中的相關符號及說明尺寸公差工程圖樣或技術文件中的相關符號及說明見表A.1和表A.2。表A.1線性尺寸的規范修飾符修飾符號描述滬兩點尺寸由球面定義的局部尺寸最小二乘擬合準則最大內切擬合準則最小外接擬合準則G最大最小(切比雪夫)擬合準則圓周直徑(計算尺寸)面積直徑(計算尺寸)C體積直徑(計算尺寸)最大尺寸最小尺寸平均尺寸中間尺寸極值平均尺寸”尺寸的標準偏差1尺寸范圍“a統計尺寸可用作計算部分尺寸、全局部分尺寸和局部尺寸的補充。6修飾符描述⑩采用最小區域擬合準則的兩直線間角度尺寸⑩采用最小二乘擬合準則的兩直線間角度尺寸最小二乘擬合準則的全局角度尺寸G最小區域擬合準則的全局角度尺寸S最大角度尺寸最小角度尺寸“平均角度尺寸“中位數角度尺寸極值平均角度尺寸“角度尺寸的范圍“角度尺寸的標準偏差”統計角度尺寸可以作為部分角度尺寸或全局的部分角度尺寸或局部角度尺寸的補充。”SQ代表均方根。A.2幾何公差的相關符號及說明幾何公差工程圖樣或技術文件中的相關符號及說明見表A.3。表A.3幾何公差工程圖樣或技術文件中的相關符號及說明符號含義說明任意橫截面引自GB/T1182任意縱截面引自GB/T17851接觸要素引自GB/T17851可變距離(用于公共基準)引自GB/T178517符號含義說明點(方位要素的類型)直線(方位要素的類型)平面(方位要素的類型)僅約束方向可移動基準目標框組合公差帶(給定偏置量的)偏置公差帶(未給定偏置量的)線性偏置公差帶獨立公差帶方向要素框格組合平面框格相交平面框格D定向平面框格區間④中心要素①延伸公差帶P自由狀態條件(非剛性零件)最大實體要求①最小實體要求引自GB/T16671①包容要求引自GB/T4249基準目標0理論正確尺寸8表A.3幾何公差工程圖樣或技術文件中的相關符號及說明(續)符號含義說明形狀誤差評定中，獲得理想要素位置進行的擬合操作方法的規范符號C最小區域(切比雪夫)引自GB/T1182G最小二乘(高斯)引自GB/T1182N最小外接引自GB/T1182X最大內切引自GB/T1182形狀誤差的參數符號T峰谷值引自GB/T1182P峰高值引自GB/T1182V谷深值引自GB/T1182Q均方根值引自GB/T1182A.3表面結構的附加符號及說明表面結構的附加符號及說明見表A.4。符號含義基本圖形符號，未指定工藝方法的表面。當通過一個注釋解釋時可單獨使用擴展圖形符號，用去除材料方法獲得的表面；僅當其含義是“被加工表面”時可單獨使用擴展圖形符號，不去除材料的表面，也可用于表示保持上道工序形成的表面，不管這種狀況是通過去除材料或不去除材料形成的A.4測量中常用的符號及說明測量中常用的符號及說明見表A.5。序號符號說明1平板、平臺(或測量平面)2固定支承3可調支承9序號符號說明4-----間斷直線移動5X沿幾個方向直線移動6連續轉動(不超