剖面法检测方法研究

王建军

摘要：本文介绍了用剖面法设计检测工具的原理，制作方法，以及不规则三维内饰件的检测方法，并介绍了检测工具的使用方法和该方法的优缺点及适用范围。

关键词：剖面法；检测工具；不规则三维内饰件；检测方法

1前言

随着铁路技术的快速发展，对车辆内饰的造型要求也越来越高，许多内饰件都是用三维软件设计出来的不规则部件，很难用常规方法检测产品的外形尺寸。

检测不规则三维产品常用的工具是三坐标测量仪，使用三坐标测量仪来检测产品精确度高，但设备昂贵，操作繁琐，检测速度慢。内饰件无需太高的精度，无需使用三坐标测量仪这样的高精度的仪器。因此，设计合适的检测工具是最行之有效的方法。

2设计思路与原理

剖面法设计检测工具思路是，利用三维软件，对产品占用的三维空间进行剖切，形成二维剖面，将复杂的三维元素分解成简单的二维元素。将二维剖面按1：1的比例制造成多块卡板，再按照各卡板在三维空间的定位组装起来，制作出检测工具。

3检测工具的设计与制造方法

现以设计制作一节风道的检测工具为例，说明如何用剖面法设计、制作检测工具。

如图1所示，为一节玻璃钢送风道，是利用三维设计软件，形状不规则，很难用常规方法检测。该风道在样车生产时，样件的偏差很大，安装困难。在批量生产时，采用了本文介绍的检测工具，来控制该产品的外形尺寸，检测成品，效果很好。

3.1曲面提取

打开该风道的三维设计模型图，利用三维设计软件（以CATIA为例）按图1所示箭头指的面提取风道的三个面，形成该风道这一侧的曲面。提取出的曲面见图2。

3.2建立平行面組，形成相交曲线

创建两个相互垂直的平面（平面1、平面2），使提取的曲面一端与其中一个平面（平面1）相接触，“平面2”与曲面不相交。以200mm的偏移间距创建多个与平面1平行的平面，见图2。使面组各平行平面与曲面相交，形成一组相交曲线。见图3

3.3形成二维剖面

如图4所示，以各相交线为轮廓，做拉伸面形成垂直于“平面2”的多个二维剖面，使复杂的三维元素分解成简单的二维元素。

在“平面2”上做一个500mm×3200mm的矩形底面，使该面的一边与第一个拉伸面平行，并相距240mm，各拉伸面要都位于该面上，以用于做检测工具的底面。测出各拉伸面相同一侧的一边距底板同一个边的距离，以用于下一步卡板的定位。

做一个500mm×300mm的面，使之与第一个拉伸面平行，并距第一个拉伸面为240mm（风道端部距第一个拉伸面的距离），用以做限位板平面。

3.4制作检测工具

用钢板或铝板按1：1的比例制做图6所示的底板、挡板、卡板，并按三维图的比例装配成实物，形成了一个检测工具，示意图见图5。

4检测工具的使用方法

如图6所示，检测工具的使用非常简单，使用时，将做好的产品按正确的定位放到检测工具上，使产品的一端贴到定位板上。如果该产品被检测面与各卡板相合，则产品的该侧外形尺寸符合设计要求。如果不相合，则产品变形较大，不合格。

5优缺点

剖面的数量及制作工艺决定着检测工具检测精度的高低，剖面越多，检测精度越高。用这种方法检测内饰件，其精度是足够的了。优是制作简单，成本低，操作简单方便，检测速度快。缺点是检测精度低，适用于大批量生产和精度要求不高的产品，如内饰件。