平面度误差测量及数据处理研究.doc

平面度误差测量及数据处理研究 《装备制造技术}2011年第1期 平面度误差测量及数据处理研究 罗梦文 (湖南娄底工贸职业中专学校,湖南娄底417000) 摘要:介绍了平面度误差的评定方法及平面度误差常用的几种测量方法,提出了采用旋转法处理数据,使之符合最小条件,从而计算 出平面度误差. 关键词:平面度误差;测量方法;评定方法;旋转法;测量数据处理分析 中图分类号:TG801文献标识码:A 零件在加工过程中,会产生形状和位置误差.这些误差的 存在,不仅会影响机械产品的整体品质,还会影响零部件的互 换性.平面度是形状公差的主要项目之一,其误差的测量与评 定,在几何量测量中有着重要的意义.平面度误差,是限制实 际表面对理想平面变动量的一项指标.平面度公差精度,反映 了零件某平面的平整程度,对仪器的测量精度,配合平面的结 合性能,密封性能等都有很大影响.因此,对平面度的测量,在 工程实际中显得格外重要.笔者通过多年的研究,归纳了平面 度误差几种常用检测方法,及平面度误差评定方法的特点.并 结合实例,对平面度误差测量数据处理进行了分析. 1平面度误差的测量 平面度误差的测量方法很多,常用的有如下所列的方法. (1)光隙法.将被测直线和测量基线间形成的光隙,与标 准光隙比较,测量不同方向的若干个截面上的直线度误差,取 其中最大值,作为平面度误差近似值的方法.该方法适用于磨 削或研磨加工的小平面的平面度误差测量. (2)指示器法.将被测零件支撑在平板上,平板工作面为 测量基准,按一定的方式布点,如图3所示,用指示器对被测 面上各点进行测量并记录所测数据,然后,按一定的方法评定 其误差值.该方法适用于中,小平面的平面度误差测量. (3)光轴法.以几何光轴建立测量基面,测出被测面相对 测量基面的偏离量,进而评定平面度误差值的方法,该方法适 用于一般精度大平面的平面度误差测量. (4)干涉法.利用光波干涉原理,根据干涉条纹形状,条 数,来确定平面度误差值的方法,该方法适用于精研表面的平 面度误差测量. (5)三坐标测量机.三坐标测量机是综合利用精密机械, 微电子,光栅和激光干涉仪等先进技术的测量仪器,其原理是 在三个相互垂直的方向上,有导向机构,测长元件,数显装置, 有一个能够放置工件的工作台,测头可以以手动或机动方式, 轻快地移动到被测点上,由读数设备和数显装置,把被测点的 文章编号:1672—545X(2011)01-0095—03 坐标值显示出来的一种测量设备. 除上面介绍的几种方法外,还有液面法,自准直仪法等, 娄底工贸职业中专学校实验室在教学中,常采用光学合像水 平仪测定平板的平面度误差. 2平面度误差的评定 平面度误差是被测实际表面相对理想平面的变动量.根 据GBfrl1337—2004((平面度误差检测》对形状误差的定义,理 想平面的位置应符合最小条件,平面度误差大小,等于包容实 际表面且距离为两平行平面之间的宽度.平面度误差的评定 方法有:最小包容区域法,对角线法,三远点法和最小二乘法. 2.1最小区域法 最小区域法,是两平行包容平面与实际被测要素的接触 状态符合平面度误差判别法中某一准则时,此时两平行平面 之间的距离,为平面度误差. 用最小条件评定平面度误差有3种判断准则:三角形准 则,交叉准则,直线准则. 平面度误差的最小区域判别方法是:由两个平行平面包 容被测实际表面时,至少有3点或4点相接触,接触点的高低 分布,有下列3种形式之一者,即符合最小区域. (1)三角形准则.如果被测实际表面上有3个最高(低) 点及一个最低(高)点分别与两个包容平面相接触,并且最高 (低)点能投影到3个最低(高)点之间,形成最小包容,如图1 (a)所示,称为三角形准则. (2)交叉准则.两个高点与两个低点某些实际表面具有鞍 形的形状特征,其与上下包容面各有两个接触点,若两高点的 投影位于两低点连线之两侧,形成最小包容,如图1(b)所示, 称为交叉准则. (3)直线准则.如果被测表面上的同一截面内有两个最高 (低)点与一个低(高)点分别和两个平行的包容面相接触,并 且有一个最低(高)点的投影要落在两高(或两低)点连线之 上,此时也形成最小包容,如图1(c)所示,称为直线准则. 收稿日期:2010-10-15 作者简介:罗梦文(1969一),女,湖南涟源人,高级讲师,研究方向:机械设计与制造. 95 EquipmentManufaetringTechnologyNo.1,2011 △△(a)三角形准则 — 卜——_口 O————_() (c)交叉准则 O’--最高点口一最低点 (b)直线准则 图1平面度误差最小区域判别法 2_2三远点法 三远点法,是以通过被测表面上相距最远且不在一条直 线上的3个点,建立一个基准平面,各测点对此平面的偏差中 最大值与