《长度计量第八章_形位误差测量》由会员分享，可在线阅读，更多相关《长度计量第八章_形位误差测量（79页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 第八章 形位误差测量 8.1 形位误差检测基础 8.2 直线度误差的测量 8.3 平面度误差的测量 8.4 圆度误差和圆柱度误差的测量 8.5 位置误差测量 2 形位误差的研究对象 形位误差的分类 形位误差评定 基准的建立和体现 形位误差的检测原则 8.1 8.1 形位误差检测基础形位误差检测基础 3 8.1 8.1 形位误差检测基础形位误差检测基础 形状和位置误差定义： 加工完毕的零件，其实际要素的形状和位置相对 于理想要素的形状和位置的偏移量。 形位误差对零件使用性能的影响： 1）影响零件的功能要求 2）影响零件的配合性质 3）影响零件的自由装配 形状和位置精度是评定零件质量的一项重要
2、指标。 4 一、形位误差的研究对象几何要素 几何要素：任何零件都是由点、线、面组合而构成的，这 些构成零件几何特征的点、线、面称为几何要素 8.1 8.1 形位误差检测基础形位误差检测基础 5 一、形位误差的研究对象几何要素 8.1 8.1 形位误差检测基础形位误差检测基础 （1）按是否存在误差分 理想要素：是指具有几何意义的要素，即不存在形位 和其它误差的要素。 实际要素：零件上存在并具有一定误差的要素。 6 （2）按设计要求分 被测要素：是指图样上给出了形状和位置公差要求的要素 ，也就是需要研究和测量的要素。 基准要素:指图样上规定用来确定被测要素的方向和位置的 要素。 一、形位误差的研究
3、对象几何要素 8.1 8.1 形位误差检测基础形位误差检测基础 7 一、形位误差的研究对象几何要素 (3）按功能要求分 单一要素:是指对要素本身提出形状公差要求的被 测要素。 关联要素:指相对基准要素有方向或位置功能要求 而给出位置公差要求的被测要素。 8.1 8.1 形位误差检测基础形位误差检测基础 8 一、形位误差的研究对象几何要素 （4）按几何结构特征分 轮廓要素：指构成零件轮廓的点、线和面的要 素。 中心要素：轮廓要素对称中心点、线、面或轴 线的要素。 8.1 8.1 形位误差检测基础形位误差检测基础 9 二、形位误差的分类 形状误差 位置误差 8.1 8.1 形位误差检测基础形位误差
4、检测基础 10 三、形位误差评定三、形位误差评定 1. 1. 最小条件：最小条件：理想要素位于零件实体之外与实际要素 接触，并使被测实际要素对其理想要素 的最大偏离值为最小。 8.1 8.1 形位误差检测基础形位误差检测基础 11 三、形位误差评定三、形位误差评定 2. 2. 最小区域：最小区域：若用包容概念来表达“最小条件”就称为最 小区域。 形状误差数值的大小用最小包容区域的宽度或直形状误差数值的大小用最小包容区域的宽度或直 径来表示，即包容被测实际要素时，具有最小宽度径来表示，即包容被测实际要素时，具有最小宽度f f 或或 直径直径f f 的区域。的区域。 8.1 8.1 形位误差检测基
5、础形位误差检测基础 12 三、形位误差评定三、形位误差评定 3. 3. 位置误差评定：位置误差评定： （1）按照最小条件确定基准的理想要素的方向和位置 （2）由基准理想要素的方向或位置确定被测理想要素的方向或 位置 （3）将被测实际要素的方向或位置与其理想要素的方向或位置进 行比较，以确定误差值 13 四、基准的建立和体现四、基准的建立和体现 1. 1. 基准建立原则基准建立原则 由实际基准要素建立基准时，应以该实际基准要素的理想要素为 基准，而理想要素的位置应符合最小条件。 （1）体外原则：对于轮廓基准要素，规定以其最小包容区域的体外边界 作为理想要素； （2）中心原则：对于中心基准要素，规
6、定以其最小包容区域的中心要素 作为理想要素 基准是指理想基准要素，被测要素的方向和位置由基准确定。但基准是指理想基准要素，被测要素的方向和位置由基准确定。但 在位置误差评定中，基准是由实际基准要素来确定的在位置误差评定中，基准是由实际基准要素来确定的 。 14 四、基准的建立和体现四、基准的建立和体现 2. 2. 基准体现方法基准体现方法 （1 1）模拟法：以具有足够精度形状的面、线、点与实际基准要素相接触）模拟法：以具有足够精度形状的面、线、点与实际基准要素相接触 来体现基准，注意这些模拟基准与实际基准接触应符合最小条件；来体现基准，注意这些模拟基准与实际基准接触应符合最小条件； （2 2）
7、直接法：当实际基准要素具有足够的形状精度时，就以其自身为基）直接法：当实际基准要素具有足够的形状精度时，就以其自身为基 准准 15 四、基准的建立和体现四、基准的建立和体现 2. 2. 基准体现方法基准体现方法 （3 3）分析法：通过对实际基准要素进行测量，然后经过）分析法：通过对实际基准要素进行测量，然后经过 数据处理求出符合最小条件的理想要素作为基准；数据处理求出符合最小条件的理想要素作为基准； （4 4）目标法：以实际基准要素上规定的若干点、线、面）目标法：以实际基准要素上规定的若干点、线、面 构成基准。它主要用于铸、锻、焊接等粗糙表面或不构成基准。它主要用于铸、锻、焊接等粗糙表面或不
8、规则表面，以保证基准的统一。规则表面，以保证基准的统一。 16 五、形位误差的检测原则五、形位误差的检测原则 （1 1） 与理想要素比较原则：将被测要素与理想要素相比较，量值与理想要素比较原则：将被测要素与理想要素相比较，量值 由直接法或间接法获得。由直接法或间接法获得。 （2 2） 测量坐标值原则：测量被测实际要素的坐标值，经数据处理测量坐标值原则：测量被测实际要素的坐标值，经数据处理 获得形位误差值获得形位误差值 （3 3） 测量特征参数原则：测量被测实际要素具有代表性的参数表测量特征参数原则：测量被测实际要素具有代表性的参数表 示形位误差值。示形位误差值。 17 五、形位误差的检测原则五
9、、形位误差的检测原则 （4 4） 测量跳动原则：被测实际要素绕基准轴线回转过程中，测量跳动原则：被测实际要素绕基准轴线回转过程中， 沿给定方向或线的变动量。沿给定方向或线的变动量。 （5 5）控制实效边界原则：检验被测实际要素是否超过实效边）控制实效边界原则：检验被测实际要素是否超过实效边 界，以判断被测实际要素合格与否。界，以判断被测实际要素合格与否。 18 直线度误差定义:被测实际线对理想直线的偏移量 （变动量） 直线度误差分类： （1）给定平面内的直线度 （2）给定方向上的直线度 （3）任意方向上的直线度 8.2 8.2 直线度误差的测量直线度误差的测量 19 8.2 8.2 直线度误差
10、的测量直线度误差的测量 直线度误差的评定 直线度误差的测量方法 直线度误差的数据处理 20 一、直线度误差的评定一、直线度误差的评定 1、最小区域法 以最小包容区域的宽度或直径来表达直线度误差值。 （1）给定平面内的直线度 最小区域要求两平行直线包容被测实际线成高低相间三点 接触。 （2）给定方向上的直线度 最小区域要求两平行平面包容被测实际线成高低相间三 点接触 （3）任意方向上的直线度 最小区域判别困难，仅能用电子计算机才能进行。 21 一、直线度误差的评定一、直线度误差的评定 2、两端连线法 以被测要素的两端点连线作为理想直线，被测实际要 素对其最大变动量为直线度误差。 一般两端点连线法
11、评定的直线度误差大于最小区域法 评定误差值。但当被测要素为全凸或全凹形时，两种方法 的评定结果相同。 f=f1+f2 22 直线度误差测量的两个过程: . 首先确定测量对象，然后确定基准直线，测量出实际线 各点相对与理想直线的偏差值。 2. 根据这些测量数据，用误差评定的方法算出直线度误差。 二、直线度误差的测量方法二、直线度误差的测量方法 通常采用“与理想要素比较原则”，理想要素用模拟 方法体现。 理想直线体现方法： 实物（刀口尺，标准平尺，光学平晶） 光线（自准直仪，双频激光准直仪） 水平面（平板，模拟平面） 23 （1） 测微法 （2） 平晶干涉法 （3） 跨步仪法 （4） 光轴法 （5
12、） 水平仪法 二、直线度误差的测量方法二、直线度误差的测量方法 24 用平板或平尺某一方向作为理想直线，在平 板上移动指示表座，由指示表读出被测零件表面 相对于平板的直线偏差。 （1 1） 测微法测微法/ /打表法打表法 指示器法指示器法 25 （2 2）平晶干涉法）平晶干涉法 a、在测小尺寸精密平面的直线度误差时 方法：把平晶置于被测表面，在单色光照射下，两 者之间形成等厚干涉条纹，条纹弯曲度为a，两条纹 相邻间距为b，则直线度误差 26 （2 2）平晶干涉法）平晶干涉法 b、在测较长表面的直线度时，用三点连环干涉法 方法：当被测平尺长为200mm时，可用100mm的圆形 平晶，分四段测量，
13、以两端点连线，测中间点的偏差。 每次平移50mm，三次测得值a1、 a2、 a3。 例：用60mm的平晶以三点连环干涉 法测量一长度为150mm平尺的直线 度误差。 27 以两个支撑点的连线作为理想直线测量第三点相对于 此连线的偏差。 方法： a、把跨步仪放在高精度的平板上，将指示表调零。 b、将跨步仪放在被测面上测量，每移动一个l 距离，读一 个值： a2，a3 c、作图将a2 、a3 统一到同一基准下得到y2、y3. （3 3）跨步仪法）跨步仪法 28 用自准直仪和瞄准靶进行测量。 测量基准是光轴。 （4 4）光轴法）光轴法 29 方法：方法： a a、把水平仪固定在桥板调零。把水平仪固定
14、在桥板调零。 b b、将被测表面分为长度为将被测表面分为长度为l l的若干小段。的若干小段。 c c、将固定有水平仪的桥板放在被测面上，测出每段的将固定有水平仪的桥板放在被测面上，测出每段的 相对数值，再通过数据处理得到直线度误差值。相对数值，再通过数据处理得到直线度误差值。 （5 5）水平仪法）水平仪法 30 三、直线度误差的数据处理三、直线度误差的数据处理 直线度测量的数据处理可按最小区域法或两端点连线 法进行，而这两种方法均可用图解法和计算法分别进行。 例：用分度值为0.02mm/m的水平仪测量长度为1.4m的 机床导轨，桥板跨距为200mm，各测量点上水平仪的读 数（格数）依次为：+2
15、，-1，+3，+2，0，-1，+3。求该 导轨的直线度误差。 解： 1. 按最小区域法求误差值 （1）图解法 包容误差的两平行线沿 着y向的距离为3格，则 31 三、直线度误差的数据处理三、直线度误差的数据处理 1. 按最小区域法求误差值 （2）计算法 b、两平行直线包容实际直线时，以高-低-高相间接触时 a、两平行直线包容实际直线时，以低-高-低相间接触时 本题以低-高-低相间 接触，则 32 三、直线度误差的数据处理三、直线度误差的数据处理 2. 按两端点连线法求误差值 （1）图解法 沿y向取误差曲线上偏离理想直线最高点与最低点的 代数差为直线度误差。 最高点4：+1.43格；最低点6: -1.86格 则 化成线值： 33 三、直线度误差的数据处理三、直线度误差的数据处理 2. 按两端点连线法求误差值 各测点对两端点连线的偏差： （2）计算法 i测量点序号； n
