自由曲面类零件已广泛应用于汽车制造、航空航天、模型加工等许多工业领域,对零件的加工精度也提出了更高的要求。零件的加工精度对使用性能有着重要的影响。目前如何更高效率、高精度地检测自由曲面类零件的加工质量,已成为产品加工和质量检测的重要内容。完整的测量结果必须同时包含被测量的值以及对该测量值质量的定量说明。因此合理评定测量不确定度的值对产品的验收有着重要的意义。本文以“S”形试件为模型,研究自由曲面几何质量的测评方法及测量不确定度的估算方法。针对自由曲面轮廓度误差的评定提出了新的方法,利用实际曲面的重构模型和理论设计模型比较,判断误差是否在要求的公差带范围内。评定的过程为:利用三坐标测量机在实际加工曲面上获得离散的测点坐标;利用序列二次规划算法,并结合距离函数的线性微分模型求解匹配过程中的最优化问题;利用定位后的测量点坐标,采用B样条插值的方法重构实际加工曲面;采用分割逼近结合迭代算法求解点到曲面的最短距离,实现轮廓度误差的评定。分析了应用三坐标测量机检测自由曲面轮廓度误差中,导致测量不确定度的影响因素。首先由直接测量点坐标的不确定度和变换矩阵参数的不确定度计算定位点的不确定度,然后由定位点的不确定度,根据重构过程得到重构曲面上任意一点坐标的不确定度,最终得到评定轮廓度误差值的不确定度。通过模拟仿真实验和实际测量结果,对上述模型和算法的有效性进行了验证。针对波纹度粗糙度评定中的滤波操作,研究了线性轮廓度滤波器的不确定度传递计算。根据线性轮廓滤波器方程,推导了由输入轮廓不确定度计算输出波纹度粗糙度轮廓不确定度的计算公式。