剖面法檢測方法研究

王建軍

摘要：本文介紹了用剖面法設(shè)計(jì)檢測工具的原理，制作方法，以及不規(guī)則三維內(nèi)飾件的檢測方法，并介紹了檢測工具的使用方法和該方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。

關(guān)鍵詞：剖面法；檢測工具；不規(guī)則三維內(nèi)飾件；檢測方法

1前言

隨著鐵路技術(shù)的快速發(fā)展，對車輛內(nèi)飾的造型要求也越來越高，許多內(nèi)飾件都是用三維軟件設(shè)計(jì)出來的不規(guī)則部件，很難用常規(guī)方法檢測產(chǎn)品的外形尺寸。

檢測不規(guī)則三維產(chǎn)品常用的工具是三坐標(biāo)測量儀，使用三坐標(biāo)測量儀來檢測產(chǎn)品精確度高，但設(shè)備昂貴，操作繁瑣，檢測速度慢。內(nèi)飾件無需太高的精度，無需使用三坐標(biāo)測量儀這樣的高精度的儀器。因此，設(shè)計(jì)合適的檢測工具是最行之有效的方法。

2設(shè)計(jì)思路與原理

剖面法設(shè)計(jì)檢測工具思路是，利用三維軟件，對產(chǎn)品占用的三維空間進(jìn)行剖切，形成二維剖面，將復(fù)雜的三維元素分解成簡單的二維元素。將二維剖面按1：1的比例制造成多塊卡板，再按照各卡板在三維空間的定位組裝起來，制作出檢測工具。

3檢測工具的設(shè)計(jì)與制造方法

現(xiàn)以設(shè)計(jì)制作一節(jié)風(fēng)道的檢測工具為例，說明如何用剖面法設(shè)計(jì)、制作檢測工具。

如圖1所示，為一節(jié)玻璃鋼送風(fēng)道，是利用三維設(shè)計(jì)軟件，形狀不規(guī)則，很難用常規(guī)方法檢測。該風(fēng)道在樣車生產(chǎn)時(shí)，樣件的偏差很大，安裝困難。在批量生產(chǎn)時(shí)，采用了本文介紹的檢測工具，來控制該產(chǎn)品的外形尺寸，檢測成品，效果很好。

3.1曲面提取

打開該風(fēng)道的三維設(shè)計(jì)模型圖，利用三維設(shè)計(jì)軟件（以CATIA為例）按圖1所示箭頭指的面提取風(fēng)道的三個(gè)面，形成該風(fēng)道這一側(cè)的曲面。提取出的曲面見圖2。

3.2建立平行面組，形成相交曲線

創(chuàng)建兩個(gè)相互垂直的平面（平面1、平面2），使提取的曲面一端與其中一個(gè)平面（平面1）相接觸，“平面2”與曲面不相交。以200mm的偏移間距創(chuàng)建多個(gè)與平面1平行的平面，見圖2。使面組各平行平面與曲面相交，形成一組相交曲線。見圖3

3.3形成二維剖面

如圖4所示，以各相交線為輪廓，做拉伸面形成垂直于“平面2”的多個(gè)二維剖面，使復(fù)雜的三維元素分解成簡單的二維元素。

在“平面2”上做一個(gè)500mm×3200mm的矩形底面，使該面的一邊與第一個(gè)拉伸面平行，并相距240mm，各拉伸面要都位于該面上，以用于做檢測工具的底面。測出各拉伸面相同一側(cè)的一邊距底板同一個(gè)邊的距離，以用于下一步卡板的定位。

做一個(gè)500mm×300mm的面，使之與第一個(gè)拉伸面平行，并距第一個(gè)拉伸面為240mm（風(fēng)道端部距第一個(gè)拉伸面的距離），用以做限位板平面。

3.4制作檢測工具

用鋼板或鋁板按1：1的比例制做圖6所示的底板、擋板、卡板，并按三維圖的比例裝配成實(shí)物，形成了一個(gè)檢測工具，示意圖見圖5。

4檢測工具的使用方法

如圖6所示，檢測工具的使用非常簡單，使用時(shí)，將做好的產(chǎn)品按正確的定位放到檢測工具上，使產(chǎn)品的一端貼到定位板上。如果該產(chǎn)品被檢測面與各卡板相合，則產(chǎn)品的該側(cè)外形尺寸符合設(shè)計(jì)要求。如果不相合，則產(chǎn)品變形較大，不合格。

5優(yōu)缺點(diǎn)

剖面的數(shù)量及制作工藝決定著檢測工具檢測精度的高低，剖面越多，檢測精度越高。用這種方法檢測內(nèi)飾件，其精度是足夠的了。優(yōu)是制作簡單，成本低，操作簡單方便，檢測速度快。缺點(diǎn)是檢測精度低，適用于大批量生產(chǎn)和精度要求不高的產(chǎn)品，如內(nèi)飾件。