PAGEPAGE30曲面質量檢查標準—A/B/C三級曲面檢查和定量分析標準前言為了使公司在汽車曲面光順技術規范化,做出本曲面光順標準.內容：本標準對以下幾個方面提出要求：1）A，B,C三級曲面的劃分；2）曲面光順的評價;3)曲面光順的精度;目錄1綜述……………………12數模精度誤差可交付標………………63曲面質量……..…。。……84曲面連續均勻過渡與質量……………135需符合工程制造標準的要求…………196模具拔模的工程制造需符合的要求…247A/B/C級曲面的定量化評價和檢測標準………….。。261綜述1.1A級曲面闡述A級曲面：對于高可見區零件(汽車全部外表面(槽孔少可見區小面可以為B級面）及儀表板上及前表面，門內飾板上部等)，曲面的質量要達到大的特征面及90％的高反光面，特征面在分塊線（分縫線)處在高可見區要2階曲率及2階曲率以上曲率連續，少可見區或不特別重要的零件分塊線（縫隙處）區可小區域1階曲率連續(如果是造型因素不連續也可以例外）。B級曲面:少可見區域的曲面或達不到A級要求的較好曲面,稱為B級曲面，如門框面及、儀表板下表面、頂棚、門內飾板下半部面等都屬于B級面中的較好的面的95%部分。B面中95%大面和明顯區域特征面間拼接處位置偏差小于0。01mm，角度偏差小于0.1度,且要1階連續或1階以上曲率連續。且必須為單片面(v和u方向控制點不超過六個,過渡區域不超過八個）.C級曲面：極少可見區域或不可見區域的曲面，稱為C級曲面。曲面的質量要達到如下所述的1階連續或1階以上連續,局部極少可見區或不可見區域要達到0階連續或0階以上連續。所有種類曲面，都要滿足如下一些要求：設計部門從美學角度通過的造型形狀面數模要符合所有已知的結構工程、制造工程和人機工程標準及人類能力因素（HumanFactorsCriteria)，以及保持造型特征或屬性不可變的性質，并保證不可丟失特征或加特征.并且要滿足所有的模具制造工程和工裝夾具的要求.但在不改變造型風格基礎上或造型能忍受的情況下,要盡力放寬曲面與測量點云之間的變化范圍，以獲得較好的曲面質量。2數模精度誤差可交付標準2。1數模誤差與輸出標準2.1。1較高要求的建模誤差與標準（一般要求而不是最高要求）車身或曲面內板件(C/B級曲面）建模，距離及間隙尺寸誤差Tol為0。01mm和角度誤差0.5度，以便滿足相鄰零件曲面的設計要求.在高可見區曲面建模(A級曲面），建議UG等軟件設定的建模系統誤差小于等于0。005mm及角度誤差為0.05度。(實體件及機械精加工件（車，銑，刨,磨等）建模尺寸誤差0.001mm和角度誤差0.01度。建議UG等軟件設定的建模系統誤差為0.001mm)。使用更嚴格的誤差是允許的和必要的，但對滿足以下的輸出標準可能不是必須的.對特殊要求的零件可提高數量級。2。2.1零件的開發注意事項１)基本曲面應該建立到或超過理論的相交區域，這提供了更大的自由度用來對過渡面變化調整，實現曲面高質量控制和高光線控制.同時也可為模具和工裝的設計提供工藝補充面。２）曲面應該產生預期的延伸，延伸后沒有任何不正常結果（例如猴尾巴或螺旋及曲面扭曲）.這允許下游的建模者產生延伸用來滿足實體建模、設計修改、工藝補充面、鉆模和夾具需要.３)曲面應該修剪到內部邊界并且能夠縫合,要提供生成修剪實體的理想數據。４）曲面應該具有偏置額定材料厚度的性質，如果圓角半徑比額定材料厚度小，將是例外情況，一般園角半徑大于等于料厚。有造型外觀要求的區域(如邊縫處）一般園角半徑取料厚值.3曲面質量3.1用來顯示和審核的曲面網格劃分為了完成Ideas、UG、SURFSEG等軟件的許多的顯示功能，曲面數模需要被網格化（定義為一種多邊形網絡，它近似代替數模，是一種三角形網格）。完成這種轉換以后，速度加快了。曲面形狀和曲率變化越復雜，網格劃分應該越精確.這樣的例子在以下后翼子板上顯示.對曲面質量不正確解釋有時是網格劃分不合適造成的。如果在曲面之間一個曲面或邊界條件有問題，為了對曲面質量作出切實判斷，精確的網格劃分是必要的.網格劃分指南（Surfseg、Ideas）所要的分析網格劃分外部件和內部高光可見區域0.02mm內部裝飾和織物零件0.05mm拉延/拔模斜角檢查或干涉/間隙檢查0。15mm3.2曲面分析工具每一個曲面在創建期間或之后都應該被評價,有許多適合的診斷工具用來審查曲面內在和邊界的質量，但是不能依靠一種分析來顯示所有的缺陷。所以要求這些工具結合起來完成一個曲面的徹底的審查。以下是一些建議使用的工具：1）追蹤高光線固定或移動光源。2)實體表面或曲面顏色曲率圖高斯曲率（分辨率要大于600，常用1000~2000)最大最小曲率平均曲率截面線U或V方向斜率或拔模方向3）反射線、地平線照片（ＰhotoHorizon）或紋理圖視4）用曲率梳進行截面分析5）控制頂點網格6)最小曲率半徑測量和曲面偏置3。3曲面分析步驟可以采用一些基本的步驟來評價一個曲面的內部質量１)渲染曲面,查找任何不正常（非特征)鼓起、波紋、扭曲或不連續的高光線。移動光源或旋轉零件,許多初始缺陷能被鑒別。２)在曲面的U、V方向產生或運行通過曲面的動態的曲率梳截面,尋找任何差異的曲率梳顯示:多個尖點或不想要（不是特征）的波折。其他的截面產生方法,如放射狀或垂直與一條曲線，對發現開口周圍區域的問題是有幫助的。３)查看曲面上的控制頂點網格來決定是否曲面構架是連續的和均勻變化的.４）使用U和V方向曲面分析工具來識別或支持U和V截面相切工具發現的任何問題。3.4致力于曲面的改正當一個曲面的問題被確定,需要針對曲面重構的最大最小范圍作出一個決定。并且需要考慮做修改需要的時間和改正是否有更大的價值.局部的改變通常是容易解決的,但是有時微小的改變會涉及整個面片和它的曲面的大部分，通常當一個初始曲面作了改變，它將驅動幾個曲面的改變.曲面缺陷的位置也應該被考慮.如果問題在一個很低的可見區域或極少見區域，曲面的修改可以不做，或更多的注意力用在修改位于高可見區域的曲面上。3。5曲面內在質量分析--—A柱外表面以下視圖顯示了幾種不同類型的曲面分析方法，這些方法都支持判定一種曲面內在質量.導入這個區域的相鄰曲面具有可接受的質量。在附近的這個結果顯示了從A柱的底部到后視鏡罩上部區域高光線流動或過渡的不連續。分析渲染模型的高光線不能顯示曲面其他分析顯示的問題。用高斯評價注意分辨率高于1000較好.表面區表面區相交線的形狀直接影響倒圓的形狀。應優先的更多注意苛刻的相交線是否合適，而不是去注意倒圓的開發。注意：最好的構造相交邊界線將為將來倒圓的變化提供較大的彈性。相交線的形狀直接影響倒圓的形狀。應優先的更多注意苛刻的相交線是否合適，而不是去注意倒圓的開發。注意：最好的構造相交邊界線將為將來倒圓的變化提供較大的彈性。相交線的形狀直接影響倒圓的形狀。應優先的更多注意苛刻的相交線是否合適，而不是去注意倒圓的開發。注意：最好的構造相交邊界線將為將來倒圓的變化提供較大的彈性。精密的反射線顯示模擬水平線顯示精密的反射線色彩顯示模擬水平線顯示精密的反射線色彩顯示曲率半徑的不連續的色譜圖反映了上面反射線的顯示3.6生成曲面的樣條曲線高質量曲面生成的基礎在于開始時構造較好的樣條曲線,這里有一些樣條曲線的通用規則。用于曲面的構造曲線的樣條曲線應該是單段曲線來幫助降低曲面的復雜性，使用不同階次不同段數的曲線組通常在單一一個特征曲面中將產生高的復雜性，結果是，投影到這個曲面的任何曲線將產生更復雜的曲面(更多段數)。這將產生曲線段數不能減小、曲線必須使用這種情況的錯誤的例子。3到5階（曲線自身階數，并非是曲率的階數）的樣條曲線通常具有足夠的自由度來合單一特征曲面生成的大多數形狀。多特征可以每一個特征面單獨建模（有單一特征的樣條曲線)然后再連接或用過渡特征面連接,以獲得復雜結構特征,但單一特征面采用3到5階的樣條曲線就夠了.太多的階數將使曲面（線)不易光順，導致面的質量很差。曲面的特征該分解的分解，該合并的合并，原則上曲率突然增加的區域必須分開成另一個特征面并與該面三階導數連續。4曲面連續均勻過渡與質量4。1曲線連續下面幾幅曲率梳圖像，有助于我們比較兩條曲線的曲率關系.最好的情況是曲率連續關系.在有些情況下，只能做到相切連續也是可以的.兩直線直接連接的連續兩直線直接連接的連續相交(G0)可接受切線（G1）不相交相交(G0)可接受切線（G1）不相交最理想的曲率（G3）理想的曲率最理想的曲率（G3）理想的曲率(G2)兩直線橋接的連續兩直線橋接的連續相交（G0）相切（G1）相交（G0）相切（G1）最理想的曲率（G2）理想的曲率（G2）最理想的曲率（G2）理想的曲率（G2）4.2相鄰曲面連續曲面的面片之間有四種連續級別曲率連續（G2~高斯2階和G3～高斯3階）--—-—-——最佳(高可見區域的曲面如外表面及內飾易見面即為高可見區域,這類區域要求采用三階連續（如上圖中G3)極少部分采2階曲率連續(G2)，一般單一特征的大曲面片應達到G3連續和光順;少可見區域（如儀表板下表面,A,B，C,D柱外面）可以用2階連續（如上圖中G2）極少部分采用1階連續（G1),極少見區域如發動機罩內板及后行李箱蓋內板及大的不可見沖壓件為了沖壓成型材料流動容易等一般用G1個別用G2；對于未見小零件可以用一階連續（如上圖中G1）。)相切連續（G1~1階）—————有些情況下可以接受，如不可見及極少可見區域零件或成型比較容易的小零件.相交（G0～0階）———-表達最初的設計意圖和快速面可以接受,粗設計階段可以暫用此面，精確設計階段要提升到G1，G2，及G3曲面.不相交———————任何設計都不允許，除非故意設計或在不重要的縫隙處。相切連續和曲率連續的實例：使用斑馬線和截面線曲率梳來檢查連續情況是很好的。S形S形曲率連續Z形相切連續相交表面（Thematingsurfaces）的連續約束是由設計意圖來決定的，不一定是曲率連續，但是能做到曲率連續是最好的。然而，利用曲面邊界約束來達到相切或曲率連續,卻以犧牲曲面內在質量為代價是不可取的.可以考慮犧牲部分邊界連續性如可以考慮部分邊界改變或降低邊界的連續的階數。相臨表面的約束引起了表面邊界的紊亂相臨表面的約束引起了表面邊界的紊亂4.3曲面片曲面必須避免太多的面片(有時多也是無奈的除外),否則，隨著曲率連續的變化，它會引起問題的增加，如：相鄰曲面檢查，縫隙，亮區斷開，曲面片間及曲面中間可能的振動和不連續問題.多重表面多重表面彩色斑馬線顯示曲面之間不一致的趨勢模型著色后顯示曲面片分裂高斯分析顯示儀表板內部曲率半徑的變化水平仿真顯示曲面片之間的反射斷裂數控加工模型是一種有效的設計檢測工具,它可以幫助鑒別出表面缺陷。但是它不能暴露出精細表面質量的問題,這種問題成為模具切削加工階段的主要問題。要詳細采用不同評價方法進行反復比較和檢查，以便獲得好的A級曲面.4。4二階圓角面的質量和連續二階曲面應該是曲率連續的，但是，如果該處比較簡單，相切連續的圓角也是可以的。下面幾種數模只能生成相切連續的圓角，而不能生成曲率連續的圓角，也可以使用：兩相切線生成圓角的尺寸和寬度一般小圓角只需相切連續（R小于5mm）主曲面的方向如果主面上曲線的方向與生成圓角的方向一致,那它比較容易生成曲率連續的圓角3）圓角的引入線相切圓角上有長的引入線，有助于面的過渡和高亮更加柔和.4)可視區域截面曲線的曲率梳顯示主要和圓角面的連續性(高斯2階連續)。高斯分析截面曲線的曲率梳顯示主要和圓角面的連續性(高斯2階連續)。高斯分析彩色反射線彩色斑馬線用于檢查一些細小的或主要表面與相鄰面是否裂開。高斯彩色圖譜用于檢查曲面內部形狀和橫跨相切圓角面的流動趨勢。4。5邊界曲線的相切連續和曲率連續紅色曲線代表曲率連續當生成一個曲率連續的圓角時，延長或偏置相切曲線，對獲得曲率連續和保持形狀是有必要的。兩相交面獲得理論交線后再進行倒角或搭橋是必需的方法。紅色曲線代表曲率連續當生成一個曲率連續的圓角時，延長或偏置相切曲線，對獲得曲率連續和保持形狀是有必要的。兩相交面獲得理論交線后再進行倒角或搭橋是必需的方法。黃色曲線代表相切連續黃色曲線代表相切連續相切連續斑馬線顯示使用彩色邊界線構成相切連續斑馬線顯示使用彩色邊界線構成相切圓角面的結果.斑馬線顯示使用彩色曲線生成曲率連續圓角面和生成相切圓角形狀的結果,斑馬紋光順,連續粗細變化均勻.斑馬線顯示使用彩色曲線生成曲率連續圓角面和生成相切圓角形狀的結果,斑馬紋光順,連續粗細變化均勻.曲率連續曲率連續4。6高可見區域高可見區域一定是曲率連續的.為了獲得曲率連續,考慮到更多的引入線能生成更好的過渡特征，需要延長相切線（或曲率線）。AAAAA-A截面曲率連續的圓角拐點拐點高可見區~后側圍板渲染后的圖象。具有很好的光順質量高可見區~后側圍板渲染后的圖象。具有很好的光順質量斑馬線顯示曲率連續的圓角面的光滑過渡一般在該顯示區域S形狀斑馬線是比較理想的。屬2階以上連續，如形狀象Z形就是1階或以下連續，必須優化。5需符合工程制造標準的要求1.5毫米間隙2.0毫米間隙典型的間隙、偏移和拔模需求2.0毫米偏移如果要得到高質量的數模輸出結果且避免重復勞動，將所有獲知的標準組成一個產品設計版本就顯得很有必要。保證零件制造與組裝所要求的詳細程度是一個主要的適時因素。10％-20%的表面細節工作占整個設計和工程工作量的80％—90％。把時間花在不典型的斷面設計上等于浪費時間.為了保證以后產品設計的設計進度，這樣的情況必須消除。下面的例子顯示了如果所有必須的條件不滿足,設計中該達到何種詳細程度.1.5毫米間隙2.0毫米間隙典型的間隙、偏移和拔模需求2.0毫米偏移5.0度斜度7.0度斜度5.0度斜度7.0度斜度典型的間隙、偏移和拔模需求典型的間隙、偏移和拔模需求2.0毫米間隙2.0毫米間隙5.0度斜度7.0度斜度5.0度斜度7.0度斜度2.0毫米間隙2.0毫米偏移2.0毫米間隙2.0毫米偏移5.0度斜度5.0度斜度3.0度斜度3.0度斜度2.0毫米間隙適合生產要求的運用考慮到制造要求的斷面。改變設計的詳細程度會影響零件的高亮區和設計時間2.0毫米間隙適合生產要求的運用考慮到制造要求的斷面。改變設計的詳細程度會影響零件的高亮區和設計時間正確錯誤無制造關系的設計情況正確錯誤無制造關系的設計情況7.0度斜度5.0度斜度7.0度斜度5.0度斜度本圖是考慮沖壓拉延工序的拔模斜度設計，不是產品設計邊界，除非沒有整形工藝和卷邊工藝。本圖是考慮沖壓拉延工序的拔模斜度設計，不是產品設計邊界，除非沒有整形工藝和卷邊工藝。本圖是考慮沖壓拉延工序的拔模斜度設計，不是產品設計邊界，除非沒有整形工藝和卷邊工藝。本圖是考慮沖壓拉延工序的拔模斜度設計，不是產品設計邊界，除非沒有整形工藝和卷邊工藝。但對于絕大多數設計焊接面,是由翻邊模完成，可不考慮拔模斜度，但對于個別焊接翻邊面為拉延成型邊，因此在這類焊接翻邊處應考慮拔模斜度,但要考慮到盡力使另一塊板翻邊面平行，以便于焊接，設計時不能留任何間隙，才能確保焊接尺寸鏈，因為沖壓件和塑料件都有一定的變形,焊裝時可以回彈回來,因此不需留間隙，翻邊斜度可以在設計模具時再考慮。以上圖中內容考慮的是對于個別特殊情況下需要考慮的斜度和間隙。定位安裝面處最好不要留有間隙，以便不影響外觀.下圖顯示了對產品生產版本有影響的符合最后設計標準的局部視圖。如果需求不滿足，許多相關表面不得不按照設計部門要求重新設計。這些斷面和視圖反映了每個平臺設計工程部門中產品工程的設計要求。注意，行李箱蓋調整在后側圍下以隱藏側視角中的輪廓線,后尾燈建構在后側圍下以防止裝配時的表面干涉。但實際設計時，也常常考慮做成一個曲面，再切割出縫隙，但在微調分塊面時可以按照此規律設計調整.圖4—9上偏移量太大,設計時希望以同一曲面設計，分塊后在調整和光順時可按照如上圖規律調整，但數值可控制在0。1mm以下,個別0.5mm以下為好.且趨勢與上圖相同.后牌照板上段凸緣設計在行李箱表面以下。所有相鄰部件之間的間隙構成了工程必須的典型斷面。復雜需求影響了行李箱蓋表面的輪廓線。所有符合要求的凸臺和翻邊都需要板件的拉延與合適的拔摸角度，在后尾燈與行李箱蓋之間的錐化導角形成了變化的偏置尺寸。留的間隙主要考慮拔模斜度原因及尺寸鏈校合因素。6模具拔模的工程制造需符合的要求要滿足沖壓與拉延，拔摸角度與分模線是零部件設計中至關重要的一步，它提供了表面原形與包裝件的信息。工程和生產決定了鈑金件、塑料件，織物件所要求的沖壓與拉延，拔摸角度。許多CAD軟件在模具設計方面的模塊（例如UG的Modelwizard）功能已經相當完善，關于分模線以及拔模斜度已經提供了相應的檢測功能,因此在這里不詳加敘述。方向盤例子注意：在設計之前，先確認織物結構，繪制角度依賴于它.對織物材質的選擇與織物結構的更改將影響最終的設計。方向盤例子輪緣斷面平面分模線輪緣斷面平面分模線拉延矢量拉延矢量輪輻斷面平面輪輻斷面平面輪緣和輪輻斷面輪緣和輪輻斷面5度斜度5度斜度5度斜度5度斜度分模線分模線輪輻斷面輪緣斷面輪輻斷面輪緣斷面A/B/C級曲面的定量化評價和檢測標準7。1輸出數模應滿足如下要求：１）數模精度誤差及設計中心的可交付要求２）曲面內在質量３）曲面連續過渡與質量４）過渡曲面的流動路徑５）曲面或局部協調性和對局部特征分界面需考慮的項目６)工程制造標準需符合的要求７）模具拔模的工程制造需符合的要求８）設計、質量和驗證審核９）標準檢查列表7。2誤差定義對于給定的TOL，當出現應該相交的兩條不同線段的兩個相鄰端點A和B之間的距離大于TOL時，我們認為兩條線段不相交。即誤差定義為:當結構件曲面建模尺寸誤差0.01mm和角度誤差0。5度將有助于滿足相鄰曲面的輸出要求。高可見區要有更高的精度，一般小于0。001(0。005），具體詳見下表（1)所述.2）所有數模輸出以UG、CATIA、ProE，Ideas等文件提供.3）曲面數據應有利于構造實體.7。3曲面分析要求1）曲面應被網格化劃分。2)曲面的審查應用多種分析工具結合分析.3)曲面分析應遵守7個步驟。4）曲面的更改及樣條曲線的通用規則。7.4曲面連續應注意的問題。祥見如上曲面評價及下表(1)所述。7。5為了在主要曲面和倒圓面上控制倒圓的流動路徑及高亮度顯示區域,創建相交線是重要的一步。7.6曲面的審查需經過三步評估過程：第一步—--——曲面板和特征連續性檢查。第二步———-相鄰表面及表面內部的連續性。第三步——--全面檢查。如表(1）—A/B/C級曲面數模質量檢查DFMEA確認表所示：A/B/C級曲面數模質量檢查DFMEA確認表(1）序號標準A級曲面B級曲面C級曲面單位是否檢測1微小曲線長度小于0。010。020．05mm2微小曲線段長度小于0.010。020．05mm3微小邊界曲線長度小于0。010.020．05mm4微小邊界曲線段長度小于0。010。020．05mm5絕對微小面片邊長小于0.010。020．05mm6相對微小面片邊長小于0。01或者1％0.020．05mm7微小特征曲面邊長小于0.010.020．05mm8微小修剪曲面邊長小于0。010。020．05mm9微小曲面片邊長小于0。010.020．05mm10微小實體邊長小于0.010。020．05mm11微小體單元邊長小于0.010．020．05mm12重復曲線段長小于0。0010．0020．01mm13重復特征曲面段長小于0.0010．0020．01mm14重復修剪曲面段長小于0.0010．0020．01mm15重復實體邊長小于0。0010．0020．01mm16曲線間隙（0階位置連續TOL值)小于大面0。005局部0.01大面0.01局部0。02大面0.02局部0.03少量0。05mm17邊間隙（0階位置連續TOL值)小于大面0.005局部0。01大面0。01局部0。02大面0。02局部0。03少量0.05mm18邊界曲面間隙（0階位置連續TOL值)小于大面0.005局部0。01大面0.01局部0。02大面0。02局部0.03少量0.05mm19兩個特征曲線分塊連接處相切角（相切連續角誤差（一階連續GC1）TOL值）小于大面0.02,局部0.03度大面0．05局部0.1大面0．1局部0。5少數1。0°20曲線曲率連續（三階連續）CAD軟件設定誤差TOL小于0.005，不重要面0。010。010．01或0.025421兩個特征曲線分塊連接處光順相切角CAD軟件設定誤差值TOL小于0。050。10。522邊界面與面一階GC1相切連續角度值誤差TOL小于大面0.05,局部0。1度大面0。1局部0.2大面0．1局部0.5少數1.0°23邊界過渡曲率二階連續GC2相鄰曲率梳長短比小于1。11．21．324邊界過渡曲率三階連續GC3相鄰曲率梳長短比小于1．051．11．225大面上兩面相連處切角光順CAD軟件設定誤差值TOL小于0。0050。010。05度26大面上曲率三階連續光順CAD設定誤差值TOL小于0。005，個別區域0.0127單特征面曲線GC1連續(相切連續角度公差TOL值）（度)小于0．010．050．1度28單特征面曲線GC2連續（曲率相等連續公差TOL值）小于0.005//29二階連續G2值0。1//30三階連續G3值0.5//31曲線最高階次f=f（x,y，z）=aXn+..。的n56少8少1232曲線最低階次f=f（x，y,z）=aXn+..。的n11133邊最高階次f=f(x，y,z）=aXn+。。.的n581234邊最低階次f=f（x,y,z)=aXn+.。.的n11135曲線波動NONO36面波動NONO37曲線重復節點大于(以便可刪掉）0.010．0250．0538邊重復