杏彩官方网址:培训教材-平直度计量

　　本章着重介绍形状误差的概念，直线度、平面度的定义，平面度国家基准、副基准的组成及其关系，平面度的传递系统图。第一节平直度基础知识一、形状误差形状误差是指被测实际要素对其理想要素的变动量，理想要素的位置应符合最小条件。形状误差涉及的要素是线和面，是单一要素。如讨论直线度误差时，理想要素是直线；讨论圆度误差时，理想要素是圆；讨论圆柱度误差时，理想要素是圆柱面。当被测实际要素与其理想要素相比较时，如两者完全重合，表明被测实际要素没有形状误差；如不重合或不完全重合，则表明有误差。平面度、直线度属于形位误差。形位误差是被测实际要素与其理想要素的形状进行比较而确定的。被测实际要素与其理想要素进行比较时，理想要素的位置不同，所反映的变动量也不同，因此如何确定理想要素的方位十分重要。理想要素的位置应按最小条件来确定。最小条件是指被测实际要素对其理想要素的最大偏离量为最小时的状态。为直观方便起见，习惯上对于轮廓要素(线、面轮廓度除外)，其符合最小条件的理想要素是处于实体之外与被测实际要素相接触，使被测实际要素的最大偏离量为最小。最小条件：被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小。(一)直线度直线度的定义为实际直线对其理想直线的变动量，它等于包容实际直线而且距离为最小的两平行直线间的距离。我国国家标准规定最小条件是评定形状误差的一个基本原则。但在实际检测中，在满足零件功能要求的前提下，允许采用近似的方法来评定形状误差。如评定直线度误差时，可以两端点连线作一理想直线进行评定。(二)平面度平面度被定义为实际平面对其理想平面的变动量，它包容实际表面而且距离为最小的两平行平面之间的距离。平面度误差值的测量一般是根据一定的评定原则，在被测件的某些截面上测出它们的直线度误差，然后根据这些截面的相互关系，求出被测面的平面度误差值。对较小的待测平面，也可用一定方法直接测出其平面度误差值。评定平面度误差可用最小包容区域法、最小二乘法、对角线平面法等。用最小包容区域法评定的平面度误差符合最小条件，误差值均小于(有时可能等于)用其他方法评定的平面度误差。二、国家基准(一)组成国家计量基准的主要计量器具及复现量的范围组成国家计量基准的主要计量器具有平面等倾干涉仪、mm150基准平晶组、mm210基准长平晶组、mm310基准长平晶组。基准复现量的范围，平面平晶为mm150mm210mm310(二)平面度计量基准的不确定度及传递方法对于mm150平面平晶和mm210。对于mm310基准用多面互检法，并以直接比较法向标准器具传递。三、副基准(一)组成副基准的主要计量器具组成副基准的主要计量器具有平面等倾干涉仪、mm150基准平晶组、mm210基准mm310基准长平晶组。(二)副基准的不确定度对于mm150mm210对于对于mm310四、主基准与副基准之间的关系主基准与副基准之间的关系每四年比对一次。五、测量基准几何量测量中需要来自外界规定的某种长度基准(标准)，然后被测长度与基准(标准)长度相比较而获得被测长度之值。直线度测量则不同，直线度本身具有确切的几何意义，不必根据来自外界规定的某种直线基准来测量被测对象的直线度，如利用多个直尺的互检以及误差分离技术等方法，从而获得高准确度的直线度、平面度的测量结果。但另一方面，在实际工作中，为了适应多种被测对象的需求，绝大多数的直线度测量都是凭借直线度基准进行测量。(一)实体直线基准实体直线基准有以下几种基准形式：经过多面互检或误差分离后的平面平晶、长平晶；刀口形直尺、研磨平尺、平尺等；精密测量仪器的精密导轨；张紧的钢丝。(二)重力基准受重力作用的液面、悬吊重物的铅垂直线。(三)光线基准准直的光束及激光束等。第二节传递系统图国家技术监督局于1989年06月22准的《平面度计量器具国家计量检定系统》(JJG2019—89)于1990年04月01日实施，该检定系统适用于光学行业、机械行业生产和使用中的平面平晶、长平晶以及用于检测平面度、直线是平面度检定系统框图。第二章直线度本章讲述的是直线度的评定方法、测量方法。第一节直线度误差评定方法简述一、最小包容区域评定方法最小包容区域法是以最小区域线lMZ作为评定基线的方法。最小区域线是构成直线度最小包容区域的两平行理想直线．对给定平面(或给定方向)的直线）MZminmax分别为实际表面上各点中距离最小区域线的最大、最小偏离值。图2-1-1最小包容区域法评定给定方向的直线最小包容区域法评定任意方向的直线给定方向最小包容判别方法图2-1-4任意方向最小包容判别方法2．对任意方向的直线d来表示，一般用于轴线。maxMZ的最大距离值。3．判别最小包容区域的方法在给定平面内，由两平行直线包容实际直线时，如形成“高一低一高”或“低一高一低”三点相间接触形式之一（见图2-1-3），则此两平行直线形成最小包容区域。在给定方向上，由两平行平面包容实际直线时，沿主方向（长度方向）上，如成“高一低一高”或“低一高一低”相间接触形式之一，则此两平行平面形成最小包容区域（见图2-1-4），也可按投影进行判别，其投影方向应垂直于主方向及给定方向。在任意方向上，由圆柱面包容实际线时(一般为轴线)，构成圆柱面最小区域的条件形式很多，但可归纳为三点接触、四点接触和五点接触三种基本形式。二、最小二乘评定方法最小二乘法是以最小二乘中线lLS作为评定基线(或基线方向)的方法。最小二乘中线是使被测实际直线上各点到该直线的距离的平方和为最小的一条理想直线。(一)对给定平面(或给定方向)的直线）LSminmax分别为实际表面上各测点距离最小二乘中线lLS的最大、最小偏离值。LS上方取正值，图2-1-5最小二乘法评定给定方向的直线度下方取负值。(二)对任意方向的直线)LS是最小二乘中线包容圆柱面的直径，包容实际直线且轴线方向与最小二乘中线平行(或重合)的最小包容圆柱面的直径，一般用于轴线。当用轴线平行于最小二乘中线lLS的圆柱面包容实际直线时，如在垂直于轴线的投影圆上形成三点接触(见图2-1-7a)，或在对径方向上形成两点接触(见图2-1-7b)，则该圆柱面即为最小二乘中线包容圆柱面。在实际应用中，若测得点在最小二乘中线的各个方向分布较匀称，如图(2-1-7c)所示，则可按下式进行简化计算：lLSmax2d为测得点到最小二乘中线lLS距离中的最大值。图2-1-6最小二乘法评定任意方向的直线任意方向最小二乘法直线度的评定方法三、两端点连线法评定方法两端点连线是以两端点连线l作为评定基线（或基线方向）的方法。对给定平面（或给定方向）的直线 两端点连线法评定直线度 minmax 上方取正值，下方取负值。第二节 直线度误差的测量方法 一、直接测量法 光隙法是用样板直尺（刀口尺）、平尺量具作为理想直线，将被测直线和理想直线(测量基线)间形成的光隙与标准光隙比较，用目测的方法直接评定出直线度的误差值。 将样板直尺放在被测直线上，并置于光源和眼睛之间的适当位置，如图2-2-1 所示。 为了保证测量结果的一致性，当被测工件是凹形表面时，将样板直尺放在工件上面即可； 对凸形表面，应使两端的光隙大小相等；对不规则表面，应尽可能使最大光隙为最小。 然后，与标准光隙相比较，估读出所测直线度误差值。标准光隙可由 级平晶组合产生，如图2-2-2-所示，图中有5块量块，两侧支承的量块尺寸相同。 与标准光隙比较时，要注意使比较的条件(例如光强的大小和表面粗糙度等)尽可能相同， 否则容易造成误判；选用样板直尺时，应保证样板直尺的工作边的直线度误差不大于被 测线。 该方法适用于磨削或研磨加工的高精确度小平面及短圆柱面和圆锥面等的直线 用光隙法检测直线 标准光隙的组成 (二)间隙法 间隙法是用平尺作为理想直线 所示，将平尺架在置 于被测工件上的两等高小尺寸量块上，用精密片状塞块及塞尺直接检测平尺工作面与被 测直线之间的间隙，测得的最大与最小间隙尺寸之差，即为所求得的直线 干涉法测量直线度 (三)干涉法 干涉法是直接测量中准确度最高的一种方法，适用于测量精研表面的直线度误差。