第二节 平面度误差测量
分类:依布线方法不同又有水平面法和对角线法。
(1)水平面法:采用网格布点,基准平面为过被测表面上的某给定点
且与水平面平行的几何平面;测量时应采用同一桥板,各测点的统一坐 标值用累积法求得,计算比较简单。
例4.有一块400×400mm的1级平板。设计测量方案,测量平面度。
A、测量仪器选择 B、测点布置:见图5-22。选择a1点为起始点。
第五章课后作业
作业:
一、第五章习题: 必做 1,2,3,4,其他再任选6题。
二、补充作业题
1:要检定一长800mm的矩形0级级平尺的直线度,试 设计测量方法,简要说明测量步骤。
2、补充作业题2:要检定一长800mm×600mm的1级平 板的平面度,试设计测量方法,简要说明测量步骤。
课堂习题
适用于中大平面的测量。
测量方法分类:
按测量仪器分有水平仪法、自准直仪法等 按布点方式分有网格布点法、对角线布点法及其他方法
常见测量布线方法
1、水平仪法
原理:将固定有水平仪的桥板置于被测平面上,按一定的布点方式首
尾相界地拖动桥板,测出被测平面上相邻两点连线相对测量基面(水 平面或其垂直面)的倾斜角,通过数据处理求得平面度误差。
7)计算变换后的数值,直至符合准则。 例题
例.有一1000mm×800mm的平板,其统一坐标值如下表,求其平面度误差。
单位:um 0 -6 -3 -27 -36 19 -18 -10 -18 -17 10 -9 -18 -19 -8 -17 -54 -23 0 1 -36 -31 -10 10 0
图5-22 水平面法 问1:测量时选择的起始点不同,对测量结果是否有影响? 问2:是否存在一个最佳结果。
结论: 测量时选择不同的起始点和不同的测量线,其数据 处理的方法、结果不同。 存在一个最佳结果。如例4,若以b1 点为起始点, 则可找到使多项数为最小的“最佳测量方案”。
(2)对角线法: 采用对角线布点。 过渡基准平面是:过被测表面的一条对角线,且平行于 被测表面的另一条对角线的平面。 测量时常须用三块长度不同的桥板。数据处理较复杂。
平面度误差f=65.5um
+1.5 +3 +4.5 +6
2、对角线评定法 以此法评定时,就是前述用测微仪以四点法测量的基准平面
以及用对角法测量时获得统一坐标值的过渡平面作为评定的 基准平面。 在用对角线法测量时,获得统一坐标值后,取各点中最大与 最小偏差值的代数差作为平面度误差值。 对于用其它方法测量得到的统一坐标值,也可以用对角线法 评定其平面度误差。只要分别以两条对角线为转轴,旋转实 际表面使两对对角数值相等即可。
2.自准直仪法: 布点形式为对角线布点,具体数据处理同上。
(三)互检法:
平晶可利用技术光波干涉法直接读数,故多块 平晶间可以相互自检,而不需要标准器。
如三块平晶互检
二、平面度误差的评定
1、最小包容区域评定法
用最小包容条件来评定平面度误差的方法称为最小包 容区域法。
具体作法是:由各种测量方法获得统一坐标值以后, 先进行基面转换,把相对于测量过程中基准平面的统一坐标 值变换为相对于符合最小条件的理想平面(评定基准平面) 的数值。再以其中最高点与最低点值之差作为平面度误差值。 评定的基准平面其方位随被测实际表面的不同而各异。
图5-24 原始数据处理
获得平面度误差的统一坐标值如图所示,可进行下一步的误差评定 工作.
注意先计算出的各 截面内各测点对于 其两端点连线的偏 差值
例5:某企业有一长8500mm×2000mm的1级 平板,已有桥尺的最大尺寸为700mm,要检 定该平板的平面度,试设计测量方法,简 要说Байду номын сангаас测量步骤。
例4:若测量一个400×400mm2平板的平面度误差,试拟 定测量方法,并计算平面度误差的原始数据。 测点选择为9点,如图。 后四个截面所用桥板长度为200mm,前两个测量截面所 用的桥板长度为283mm 。
仪器是格值为0.01/1000的合象水平仪,此时每格的线 值与桥板长度有关,即分别为2µm与2.8µm。
各测点的统一坐标值计算步骤: (a)测得各截面上相邻高度差(格值)。 (b)计算出的各截面内各测点对于其两端点连线的 偏差值(格值)。 (c)格值化成线值的偏差值。 (d)将各截面的偏差联系成整个平面内各测点对同 一基准平面的偏差值,即统一坐标值。
具体布线依被测件大小、精度及形状,根据平板检定规 程的规定而定。
3、三点评定法 以此法评定时,就是以前述平板测微仪三点法测量时的理想
平面作为评定的标准平面,将读数的最大变动量作为被测表 面的平面度误差值。
-9 -29.5 -40 -42.5 -33 -4.5 -31.5 -70 -40.5 -19 -19.5 -3
-46 -42.5 -23 -4.5 -16 -1.5
-22 -31 -31 -58 -70 0 -40 -35 -46 -48
-6 -28 -40 -44 -36 -30 -70 -42 -22 -24 -46 -44 -26 -9 -22
课堂习题:判断下面的对错,并说明原因
1、两端点连线法评定直线度误差的评定结果肯定大于最 小包容区域法的评定结果。
2、长距离准直测量,光线基准比重力水平基准精度高。 3.张丝法适合水平面内直线度误差的测量。 4、对角线法评定平面度误差只能用于对角线测量方法取
得的测量数据。
§5—2平面度误差测量
的两平行平面之间的区域。
平面度最小包容区域:包容实际平面且有最小宽度的两平行平面间
的区域.
测量基面:测量过程中获得测量值的参考面. 评定基面:评定误差的理想平面,有最小区域面、对角线平面、三远
点平面、最小二乘平面。
平面度公差
二.测量方法
由于任一平面都可看成由若干条直线组成,因此可以用 几个截面的直线度误差来综合反映该平面度误差。测量直线 度误差所用的仪器和方法,也能适用于测量平面度误差。
(1)平面度误差的最小包容区域判别法 两平行平面包容实际表面至少有四点或三点接触,且符 合下列判别形式之一时,其间距离即为最小包容区域, 此两平行平面位置即为理想平面方位。 1)三角形准则: 2)交叉准则: 3)直线准则:
平面度误差最小包容区域的判别
(2)平面度误差值的评定方法 评定过程就是根据上述判别准则去寻找符合最小条件的 理想平面位置的过程。可有多种数据处理方法,其中旋 转法为最基本的方法。此法适用于前述各种测量方法获 得的统一坐标值的数据处理。 步骤 1)建立零平面:目的是有利于观察。 2)选择旋转轴:以使各点数值关系符合判别准则。 3)确定旋转量:要使旋转后两目标点的数值相等。 4)计算变换后的数值:此时仍未符合判别准则。 5)再选旋转轴: 6)确定旋转量:
主要内容: 1、测量方法:
直接测量法:统一基准 间接测量法:节距法 互检法 (基准、仪器、辅具、布线、特点、 过程)
2、平面度误差的评定方法 重点:
水平仪法测平面度 平面度误差的评定方法
一.基本概念
平面度误差:实际平面相对理想平面的变动量。
理想平面的位置应符合最小条件。
平面度公差:用以限制平面的形状误差,其公差带是距离为公差值t
-3 -6 -9 -12 -15 -19 -25 -22 -46 -55 0 -37 -29 -37 -36 -9 -28 -37 -38 -27 -36 -73 -42 -19 -18 -55 -50 -29 -9 -19
+9 +6 +3 0
-28 -35.5 -34 -59.5 -70 -4.5 -43 -36.5 -46 -46.5 -6
( a )指示表法
( b )平晶法
( c)水平仪法
( d )自准直仪法
平面度误差的常见测量方法
(一)直接测量法——统一基准法
通过测量可直接获得平面上各点坐标值或能直接评定平 面度误差值的方法。具体如下:
1、平晶干涉法 如何判断凹凸?
适用于精研表面、小平面
2、平板测微法(指示表法):
用三点法或四点法(对角线法) 若被测平面为铲刮面,如何
进行测量
测量时为什么要让 解决示值不稳定的现象?
步骤
三点或四点等高?
适用于中小平面的测量
3、其他:
刀口尺、光轴法、液面法
图5-20 平晶干涉法
(二)间接测量法
特点:
测量精度高,但数据处理麻烦。因被测平面需测若干个截面(若干 条线),而各截面内的偏差值在测量时不是由同一基准产生,故须 经复杂的数据后,才能获得各测量截面相对统一基准的坐标值。