型材直线尺寸偏差的检测与判断

型材直线度偏差的检测与判断

周书贤 姚春贵

门窗用未增塑聚氯乙烯（ＰＶＣ－Ｕ）型材的新标准（ＧＢ／Ｔ８８１４－１９９８的替代标准）即将发布和实施新的标准更加完善和合理，同时也向企业提出了更高的要求，对规范型材市场、规范企业行为将起到重要作用，各生产企业有必要根据新标准逐项逐条地进行研究，调整产品结构、产品设计以及产品检验、检测的相关工作。 笔者在认真学习新标准的同时，对照了新、老标准转换的特点，立足把工作做早做细，在积极调整相关工作时，争取各个环节保持相对稳定。现就“型材直线偏差的检测”谈一谈用标准计算检测和目测判定的经验。

在原ＧＢ／Ｔ８８１４－１９９８标准中规定 ３ 技术要求 ３．３ 尺寸偏差

尺寸偏差见表２“弯曲度…２ｍｍ” ４ 试验方法

４．４ 弯曲度“取三段１Ｍ长型材作试样，将试样的侧边平行放在平台的面上，用塞尺测量试样底边与平台的最大距离。”

ＧＢ／Ｔ８８１４－２００×新标准中规定 ５ 要求 

５．４型材的直线偏差

长度为１Ｍ的主型材直线偏差应≤１ｍｍ，长度为１Ｍ的纱扇直线偏差应≤２ｍｍ。 ６ 试验方法 ６．４ 直线偏差

６．４．１ 试样制备

从三根型材上各截取长度为（１００００＋１０）ｍｍ的试样一个。 ６．４．２ 试验步骤

把试样的凹面放在三级以上的标准平台上。用精度至少为０．１ｍｍ的塞尺测量型材和平台之间的最大间隙，然后再测量与第一次测量相垂直的面，取三个试样中的最大值。

不难看出，新标准的直线偏差较旧标准弯曲度从概念上更加明晰，测量取样规定更明确，定出了型材检测方法，从理论上更加系统化，型材检测的精度提高了一倍，并且检测过程更详细，要求精度更严格（取三个试样中的最大值，而不是平均值）。

从企业型材生产和型材检测过程上说，此项检测不同於其它检测项目，可以整体测量或取少量试样检测，而是一次破坏三根型材（从三根型材上各截取长度为１Ｍ的试样一个，应理解为取任意段的１Ｍ长的型材试样）。在生产过程中型材弯曲是经常发生的，如果不经过判断，就盲目地取样会造成一定的浪费。为了保证检测精度和尽可能少的破坏型材，我们可采用一种型材整体判断方法，这种方法除异常情况外，可不用破坏整根型材实施检测，只在取值测量时，再按标准规定的检测程序进行。

首先应该承认，型材肯定是弯曲的，只是弯曲度大小问题，所谓１Ｍ长的型材，实际可以理解为在标准弯曲范围内弦长为１Ｍ的型材（严重扭曲或不成型的型材不在考虑范围内），既然理解为弦长，首先，假设它正好在标准直线偏差规定的范围内，（直线偏差≤１ｍｍ／１Ｍ，假设按１ｍｍ计算），既然它的弦高是１ｍｍ，那么它形成的或占据的圆是什么状态呢？

设： Ｈｏ＝１ｍｍ Ｃ＝１０００ｍｍ 则： Ｈｏ（２ｒ－Ｈｏ）＝（Ｃ／２）２ １（２ｒ－１）＝（１０００／２）２ ｒ＝１２５０００．５ｍｍ

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如图１

就是说，这段型材所形成的或占据的圆半径为１２５Ｍ。前面说到１Ｍ的型材一般只能测量为弦长为１Ｍ的型材，因为弦高只有１ｍｍ，取测的型材弧长实际很难测量（见后面※计算公式）。但是按弦长状态形成的圆截取一根６Ｍ长的型材时，便可较容易地按弧长截取或测量了。根据这种测量思路就会有下面的计算过程。 弧Ｌ＝（π／１８０）·ｒ·α

６０００＝（π／１８０）１２５０００．５·α α＝２．７５０１８６４１６ｏ

弦长Ｃ＝２ｒ·ｓｉｎ（α／２）

＝２５０００１·ｓｉｎ（２．７５０１８６４１６ｏ／２） ＝２５０００１·０．０２３９９７６＝５９９９．４２４０２１ 如图２

从此计算结果看，实际弦长Ｃ仍可认为是６０００ｍｍ。所以对误差很小的型材（１Ｍ弯曲１ｍｍ）来说按弦长取值和按弧长取值都能保证检测状态。这时弦高ｈ值为：

这表明一段６Ｍ长的型材在较规范的状态下，如果任意一个１Ｍ长都符合１ｍｍ／１Ｍ的弯曲量，那么这根６Ｍ长的型材计算允许整体直线偏差３６ｍｍ，这在实际观察中弯曲度已经很大了，因此，很容易整体判断这根型材，是否在规定的直线偏差范围内和进行预测量预检验。

回过头来，再来看一下符合标准直线偏差要求的型材上１Ｍ弦长所对应的弧长。 ※由弦长 Ｃ＝２ｒ·ｓｉｎα／２

１０００＝２·１２５０００．５·ｓｉｎα／２ ｓｉｎα／２＝０．００３９９９９８４ α＝０．４５８３６５６２５ｏ 弧长Ｌ＝π／１８０·ｒ·α

＝π／１８０·１２５０００．５·０．４５８３６５６２５ｏ ＝１０００．００２６６７ｍｍ 实际测量图解表示为如图３

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在实际运用中，为了将型材其它因素的影响，如弯曲的不均匀性、表面的不规范性、断面尺寸大小等因素考虑进去，可将型材生产中整体直线偏差控制在２０～３０ｍｍ左右，（依照新标准）各厂家可根据本厂型材特点和实际状况掌握。这样的偏差在型材生产中已是很容易控制和目测了。

实际操做方法是：将整根型材放在光滑的平面上，将其抖成自由状态，两端拉一条直线，然后用精度较高的钢板尺，测量型材与直线的之间的最大距离（整根型材的弦高）。当整体型材超差太大或必要的取值测量时（见型材整体检测表），再按标准中规定的程序取样测量。这样型材整体直线偏差既能达到质量控制要求，又能避免盲目取样产生的浪费。下面举一质量纠纷实例，原因是目测型材弯曲。

某厂出售的型材被一门窗厂家退回，该厂家已将型材下料，长度１．２Ｍ，因目测型材弯曲，门窗厂家要求退换和赔偿。此事件引起该型材生产厂家领导的高度重视，该厂本着为客户负责和对本厂质量管理也负责的态度，工程技术人员按照ＧＢ／Ｔ８８１４－１９９８的标准对该批型材进行了检测，对目测弯曲的型材截取１．２Ｍ和１Ｍ进行测量。 结果：１．２Ｍ→弦长，按照ＧＢ／Ｔ８８１４－１９９８规定测量实际弦高（弯曲量）２．３ｍｍ。

那么，如何从整体上判断这根型材是否弯曲超差呢？首先，可按ＧＢ／Ｔ８８１４－１９９８标准规定计算弯曲程度。１０００ｍｍ允许弯曲２ｍｍ，则其所占半圆半径为： ｒ＝（ｃ２＋４ｈ２）／８ｈ

＝（１０００２＋４·２２）／８·２＝６２５０１ｍｍ

那么，１２０００ｍｍ长的型材计算允许直线偏差（弯曲量）为，

这段型材实测直线偏差（弯曲量）２．３ｍｍ＜２．８８ｍｍ应视为合格。 为使问题更加明朗，又将这段型材截取１０００ｍｍ长，实际测量直线偏差（弯曲量）为１．７ｍｍ＜２ｍｍ。

结论：符合ＧＢ／Ｔ８８１４－１９９８规定标准。同时也说明了型材整体检验的可行性。实际上这根型材所占实际圆半径有如下计算： ｒ＝（ｃ２＋４ｈ２）／８ｈ

＝（１２００２＋４·２．３２）／８·２．３＝７８２６２．０１９５７ｍｍ

（此计算这根型材所占实际圆半径７８２６２．０１９５７ｍｍ与按ＧＢ／Ｔ８８１４－１９９８规定标准计算的结果６２５０１ｍｍ半径圆相比较趋于平直：圆半径越大弧度越平。）

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这段型材１０００ｍｍ的理论弯曲量为（按上述实际圆计算）

（实际测量直线偏差１．７ｍｍ）

实际测量与理论计算有误差前面已有说明和保证措施。

结论：该１２００ｍｍ型材符合ＧＢ／Ｔ８８１４－１９９８规定标准，应属合格产品。

遇到此种质量纠纷时用这种检测方法，不用破坏性检测，就可以判定型材的直线偏差（弯曲量）是否在质量控制标准范围内。这在加强企业内部质量管理，降低废品率，提高质检员业务水平和确认型材直线偏差（弯曲量）是否在质量控制标准范围内很有实际意义，而且直观性强，操作简便，容易掌握，判断迅速能够依据标准和依据标准推导的计公式结果，向用户作出合理合情的解释。

下面将按照ＧＢ／Ｔ８８１４－１９９８和ＧＢ／Ｔ８８１４－２００×标准计算的型材直线偏差（弯曲量）的分段计算结果，提供给型材生产厂家参考。

型材生产厂家按前面介绍的整体型材直线偏差检测的推导计算思路，根据本厂生产质量控制要求计算列表，用于生产的运行观察和质量控制，必要时也可作为售后服务的指导依据。希望对大家有所帮助，文中不严谨处，望业内同仁指正。 

对照表（仅供参考）

主型材直线偏差计算检测表（推荐数据）标准GB/T8814-1998（2m/100mm)型材长度标准GB/T8814-200×（1m/100mm)（弦长）mm允许最大偏差mm推荐控制偏差mm允许最大偏差mm推荐控制偏差mm60003625726050002517.505042400016113226300096.30181524005.711.529.618003.242.306.485.4015002.251.574.503.7514001.961.363.923.3013001.691.183.382.8212001.441.002.882.40100010.7021.66 注： 6000mm型材弦高36mm的标准计算圆为ｒ＝125000。5ｍｍ（符合GB/T8814-200×标准）

6000mm型材弦高25mm的标准计算圆为r=180012.5mm（推荐直线偏差0.7mm/1M） 6000mm型材弦高72mm的标准计算圆为r=62501mm（符合GB/T8814-1998准） 6000mm型材弦高60mm的标准计算圆为r=75030mm（推荐直线偏差1.66mm/1M）

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