ICS 17.040.40 CCS J 42
GF
中华人民共和国国家标准
GB/T 40742.2—2021
产品几何技术规范（GPS）几何精度的检测与验证第2部分：形状、方向、位置、
跳动和轮廓度特征的检测与验证
Geometrical product specifications (GPS)Geometrical precision verification- Part 2 : Verification of form characteristics, orientation characteristics, position
characteristics, run-out characteristics and profile characteristics
2022-05-01实施
2021-10-11 发布
国家市场监督管理总局 发布国家标准化管理委员会 GB/T 40742.2—2021
目 次
前言引言 1 范围
II
IV
规范性引用文件术语和定义一般规定
2
3
4 5 检验操作集
测量不确定度评估７ 合格评定附录A (资料性) 提取策略附录B(资料性) 拟合操作附录C（资料性) 基准的建立附录D(资料性) 滤波操作附录E (资料性) 形状特征检测与验证操作及应用示例附录F（资料性） 方向特征检测与验证操作及应用示例· 附录G（资料性）位置特征检测与验证操作及应用示例· 附录H（资料性）跳动特征检测与验证操作及应用示例附录I（资料性）轮廓度特征检测与验证操作及应用示例附录J（资料性）与GPS矩阵模型的关系· 参考文献
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17
23
30
-
2
56 73 79
88 89 GB/T 40742.2—2021
前創言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件是GB/T 40742《产品几何技术规范（GPS）几何精度的检测与验证》的第2部分。 GB/T 40742已经发布了以下部分：
第1部分：基本概念和测量基础符号、术语、测量条件和程序； -第2部分:形状、方向、位置、跳动和轮廓度特征的检测与验证；第3部分：功能量规与夹具应用最大实体要求和最小实体要求的检测与验证； -第 4部分：尺寸和几何误差评定、最小区域的判别模式; -第 5部分：几何特征检测与验证中测量不确定度的评估。
一
本文件由全国产品几何技术规范标准化技术委员会（SAC/TC 240)提出并归口本文件起草单位：郑州大学、马尔精密量仪(苏州)有限公司、陕西威尔机电科技有限公司、上海市计
量测试技术研究院、中机生产力促进中心、中机研标准技术研究院(北京)有限公司
本文件主要起草人：赵凤霞、邱文涵、王海涛、郑鹏、张波、姜志华、朱悦。
II GB/T 40742.2—2021
引言
针对生产过程中产品的尺寸、形状、方向、位置等几何精度的数字化测控方法不完善、几何精度的数字化检验方法和测量不确定度评估方法缺失、过程质量精度测控手段被动落后等关键问题，重点研究产品几何精度的数字化测量理论、方法和技术，构建符合新一代GPS的几何精度检验操作规范体系和控制策略。
GB/T 40742《产品几何技术规范（GPS）几何精度的检测与验证》是基于新一代GPS产品几何规范体系，运用数字化在线测量技术、统计学习及分析理论、先进制造技术、系统集成及管理技术等，通过理论分析、模型映射和仿真模拟/实验验证等手段开展制定的几何精度的检测与验证推荐性国家标准。 标准基于所提出的检验算子规范，分析实际测量过程中所涉及的测量设备、测量方法、测量原理和测量条件等影响因素,给出了要素在提取、滤波、拟合等操作中的不确定度构成及传递规律,建立了不确定度评定模型。通过生产过程中产品质量参数的在线采集、数据处理和系统评价的研究，有效地解决了生产过程中质量精度数字化测量的数据提取、误差分离、拟合评定、质量分析等操作及过程精度控制的规范统一问题。
GB/T 40742 主要用于规范关键要素操作及规范策略，建立相应的几何精度检验操作模型和检验
操作算子，为产品生产质量的分析和改进提供技术支持。为了方便读者使用,将标准分为 5个部分进行编写，5部分内容相互关联又各自独立,共同构成了几何精度检测与验证的内容。
GB/T40742由5部分构成。
第1部分：基本概念和测量基础符号、术语、测量条件和程序。规定了几何精度检测与验证的基本概念、测量基础、术语、符号、测量条件和测量程序等内容。 第2部分:形状、方向、位置、跳动和轮廓度特征的检测与验证。规定了形状、方向、位置、跳动和轮廓度特征检测与验证的一般规定、检验操作集、测量不确定度评估和合格评定等内容
一第3部分：功能量规与夹具应用最大实体要求和最小实体要求时的检测与验证。规定了应
用最大实体要求和最小实体要求的检测与验证过程一般规定及检测用夹具设计的一般要求一第 4部分：尺寸和几何误差评定、最小区域的判别模式。规定了尺寸验收及几何误差的评定操
作。针对不同的目标任务（离线、在线检验），给出了产品尺寸合格性评定、几何误差评定方法以及相关缺省原则和形状误差、方向误差、位置误差的最小区域判别法。 第5部分：几何特征检测与验证中测量不确定度的评估。规定了测量结果的不确定度评估的操作。提供了针对产品尺寸和几何公差检测与验证过程中不确定度的评估方法，给出了根据不确定度管理程序(PUMA)对检验验证过程优化的应用规范
IV GB/T 40742.2—2021
产品几何技术规范（GPS）几何精度的检测与验证第2 部分：形状、方向、位置、
跳动和轮廓度特征的检测与验证
1范围
本文件规定了形状、方向、位置、跳动和轮廓度特征检测与验证的一般规定、检验操作集、测量不确定度评估和合格评定等内容。
本文件适用于形状、方向、位置、跳动和轮廓度特征的检测与验证。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 1182 产品几何技术规范（GPS）几何公差　形状、方向、位置和跳动公差标注 GB/T 1958一2017　产品几何技术规范（GPS）几何公差　检测与验证 GB/T 4249产品几何技术规范（GPS）基础概念、原则和规则 GB/T16671　产品几何技术规范（GPS）几何公差　最大实体要求（MMR）、最小实体要求
(LMR)和可逆要求（RPR)
GB/T 18779.2产品几何量技术规范（GPS）工件与测量设备的测量检验第2部分：测量设备校准和产品检验中 GPS 测量的不确定度评定指南
GB/T 24637.1产品几何技术规范（GPS）通用概念　第1部分：几何规范和检验的模型 GB/T 24637.2产品几何技术规范（GPS）通用概念第 2部分:基本原则、规范、操作集和不确
定度
GB/T 38762.1　产品几何技术规范（GPS）尺寸公差　第1部分：线性尺寸
3术语和定义
GB/T 1182、GB/T 4249、GB/T 16671、GB/T 24637.1、GB/T 24637.2 和 GB/T 38762.1 界定的术语和定义适用于本文件。
4　一般规定
4.1本文件涉及的几何特征有:形状特征（直线度、平面度、圆度和圆柱度）、方向特征（平行度、垂直度、 倾斜度）、位置特征（同轴度、对称度、位置度）、跳动特征（圆跳动、全跳动)和轮廓度特征（线轮廓度、面轮廓度），它们的检测与验证过程主要包括：
确认技术文件中所要求的几何特征规范；
V GB/T 40742.2—2021
一制定并实施检测与验证规范或检验操作集；
评估测量不确定度； -测量结果合格评定
4.2技术文件是制定检验操作集的依据。若技术文件未准确规范或规范的检验操作内容不完整,检验方与送检方对技术文件的解读和应对措施应达成共识。 4.3根据规范操作集制定实际检验操作集，编制测量过程规范文件（即检测与验证规范），其测量过程的规范包括测量方法、测量条件和测量程序等,其中,测量过程规范文件可参考 GB/T19022 制定。 4.4按实际检验操作集进行操作得到测量结果，测量结果应包括几何误差测得值和测量不确定度。 4.5除非指定了其他检测条件，几何特征检测与验证时理想检测条件为：
标准温度 20℃; 标准测量力 Ｏ N; 测量几何特征时,表面划痕、擦伤以及塌边等其他外观缺陷，应排除在外。
5检验操作集
5.1探测方法
根据探测头工作时与被测要素接触与否可分为接触式探测方法和非接触式探测方法，探测方法的
选择影响检验操作集的制定
采用接触式探测方法，测量力的存在会使探头尖端部分与被测件之间发生局部变形而影响测量值
的实际读数，同时,探头的几何形状也会影响测量值的实际读数，因此，按规范进行几何特征的合格评定时应考虑测量力和探头几何形状的影响。
非接触式探测方法有很多，常用的有激光扫描测量、结构光扫描测量和工业 CT等。采用非接触式测量，检验操作集的制定与测量数据的提取方式和处理方法相关。 5.2提取策略
几何特征测量截面的布置、测量点的数目及其布置方法，应根据技术文件的规定确定，主要考虑被测要素的结构特征、功能要求、加工工艺等因素，几何特征的提取策略参见附录 A。 5.3拟合操作 5.3.1形状特征的拟合操作
形状误差是被测要素的提取要素对其理想要素的变动量。理想要素的形状由理论正确尺寸或／和参数化方程定义，理想要素的位置由对被测要素的提取要素进行拟合得到。拟合的方法有：最小区域法 C(切比雪夫法)、最小二乘法 G、最小外接法 N 和最大内切法 X。如果技术文件中没有指定拟合方法，获得理想要素的位置一般缺省采用最小区域法
拟合操作的数学模型参见附录B。 5.3.2方向特征的拟合操作
对于有方向公差要求的被测要素，缺省情况下，方向公差规范是对被测的实际提取组成要素或导出要素的要求，当方向公差值后面带有最大内切（）、最小外接（)、最小二乘（）、最小区域（）、贴切 ()等符号时，则是对被测要素的拟合要素的方向公差要求。
方向误差是被测要素的提取要素对具有确定方向的理想要素的变动量,理想要素的方向由基准和理论正确尺寸确定。被测要素和基准要素拟合操作的数学模型参见附录B,基准的建立参见附录C。
2 GB/T 40742.2—2021
5.3.3位置特征的拟合操作
对于有位置公差要求的被测要素，缺省情况下，位置公差规范是对被测的实际提取组成要素或导出要素的要求，当位置公差值后面带有最大内切（）、最小外接（）、最小二乘（）、最小区域（）、贴切 ()等符号时，则是对被测要素的拟合要素的位置公差要求
位置误差是被测要素的提取要素对具有确定位置的理想要素的变动量，理想要素的位置由基准和
理论正确尺寸确定。被测要素和基准要素拟合操作的数学模型参见附录 B,基准的建立参见附录 C。 5.3.4跳动特征的拟合操作
跳动特征根据被测要素是线要素还是面要素分为圆跳动和全跳动。 圆跳动的被测要素是线组成要素，其公称被测要素的形状是一条圆线或者一组圆线。 全跳动的被测要素是面组成要素,其公称被测要素的形状为圆柱表面或平面对于有跳动公差要求的被测要素，缺省情况下，跳动公差规范是对被测的实际提取组成要素的要
求，当跳动公差值后面带有最大内切（）、最小外接（）、最小二乘（③)最小区域（）、贴切（①)等符号时，表示的是对被测要素的拟合要素的跳动公差要求
圆跳动值为两个同心圆线之间的半径差（径向圆跳动)或一段圆柱面上的两同轴圆线之间的距离（轴向圆跳动)或一段圆锥面上的两同轴圆线之间沿圆锥素线方向的距离（斜向圆跳动），两同心圆的中心点或两同轴圆的中心线的位置由基准轴线确定。基准轴线由在实体外对基准要素或其提取组成要素进行拟合建立。
全跳动值为两个与基准轴线保持同轴的圆柱面之间的距离(径向全跳动)或两个与基准轴线保持垂直的两平行平面之间的距离（轴向全跳动）。基准轴线由在实体外对基准要素或其提取组成要素进行拟合建立。
被测要素和基准要素拟合操作的数学模型参见附录B。基准的建立参见附录 C 5.3.5轮廓度特征的拟合操作 5.3.5.1无基准要求的轮廓度特征
轮廓度误差是被测要素的提取要素对其理想要素的变动量。理想要素的形状由理论正确尺寸或/ 和参数化方程定义，理想要素的方位由对被测要素的提取要素进行拟合得到。拟合的方法有最小区域法C(切比雪夫法)和最小二乘法G。如果技术文件中没有指定拟合方法，获得理想要素的位置一般缺省采用最小区域法。 5.3.5.2有基准要求的轮廓度特征
缺省情况下，轮廓度公差规范是对所标注的实际提取组成要素或导出要素的要求，当轮廓度公差值
后面带有最大内切（)、最小外接（?)、最小二乘()、最小区域(）、贴切（①)等符号时，体现被测要素时需要对被测要素的提取要素进行拟合;如果图样中对被测要素规定有滤波器规范元素，则拟合是对滤波后的被测要素的提取要素进行的要素操作。被测要素和基准要素拟合操作的数学模型参见附录 B。基准的建立参见附录 C。 5.4滤波操作 5.4.1通则
目前在GPS标准中针对方向特征还未规定缺省的滤波规范，因此，如果技术文件中没有明确给出滤波规范，那么就是没有要求使用滤波操作
3 GB/T 40742.2—2021
5.4.2传输带
滤波器传输带由两个不同截止波长的滤波器分离获得的轮廓波长范围。被测要素和/或基准要素属于开放轮廓时,其传输带特性参见附录 D的D.2。被测要素和/或基准要素属于闭合轮廓时,其传输带特性参见 D.3。
测量不确定度评估
6
按GB/T 18779.2进行测量不确定度的评估，具体评估方法及示例见 GB/T 40742.5。
合格评定
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几何特征的检测与验证应在规范下展开,应用示例分别参见附录 E、附录 F、附录G、附录 H 和附录 I 合格评定是几何误差测量结果与几何公差规范符合性的评价过程，合格评定规则按照
GB/T 1958一2017第 10 章的要求进行。
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