形位误差的检测.ppt

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1、形位误差的检测,直线度平面度圆度圆柱度线轮廓度面轮廓度,平行度垂直度倾斜度同轴度对称度位置度跳动,直线度误差的检测GB11336-1989,光隙法：适合于小零件节距法：适合于一般零件或较大零件,设备：平尺（或刀口尺），厚薄规（塞尺）。,1、光隙法,将刀口尺与被测素线直接接触，并使两者之间的最大间隙为最小。误差的大小根据光隙确定，当光隙较小时，可按标准光隙估读，兰光：f=0.8m，红光：f=1.5m,白光：f=2.5m。当光隙大时，用塞尺测量。,光隙法节距法量规检验法,（一）常用的测量方法,2、节距法,直线度误差的检测测量方法（续）,设备：桥板和水平仪，自准直仪和反射镜，平 板和测微表,将水平仪

2、放在桥板上，先调整被测零件，使被测要素大致处于水平位置。水平仪按节距l沿被测素线移动，同时记录水平仪读数；根据记录的读数用计算法（或图解法）按最小条件（或两端点边线法）计算误差值。按上述方法测量若干条素线，取其中最大的误差值作为该被测零件的直线度误差。,A、水平仪和桥板,B、自准直仪和反射镜,直线度误差的检测测量方法（续）,C、平板和测微表,直线度误差的检测测量方法（续）,将被测零件放置在平板上，并使其紧靠直角座。在被测素线的全长范围内沿被测要素按一定节距移动表架进行测量。,3、综合量规,综合量规测的直径等于被测零件的实效尺寸，综合量规则必须通过被测零件。,直线度误差的检测测量方法（续）,直线

3、度误差的检测,评定方法有：最小包容区域法、最小二乘法和两端点连线法。,以被测误差曲线的两端点连线作为理想直线，则误差曲线相对该理想直线的最高点和最低点到该理想直线的纵坐标距离之和即为被测直线度误差值f。f=dmax+dmin,（二）评定方法,1、两端点连线法,2、最小二乘法,以使实际直线上各点到该直线的距离平方和为最小的一条理想线为评定基线。则误差曲线相对该理想直线的最高点和最低点到该理想直线的纵坐标距离之和即为被测直线度误差值f。f=dmax+dmin,直线度误差的检测评定方法（续）,3、最小区域法,根据最小条件的原则，作两条平行直线包容被测误差曲线，则两平行直线之间的纵坐标距离即为被测直线

4、符合最小条件的直线度误差值f。其评定结果小于或等于其它两种评定方法。f=dmax+dmin,直线度误差的检测评定方法（续）,直线度误差评定举例,例：某机床床身导轨直线度公差t=0.10mm，选用水平仪测量其直线度误差，读数为：,平面度误差的检测GB11337-1989,平晶法：适合于高精度的小平面测微法：适合于一般零件或较大零件,将平晶帖在被测表面上，观测它们之间的干涉条纹。平面度误差为：封闭的:干涉条纹数光波波长之半；图a，f=n/2 不封闭的:条纹的弯曲度与相邻两条纹间距之比再乘以光波波长之半。图b，f=/2,1、平晶法,（一）常用的测量方法,2、测微法,A、平板，带指示器的测量架，固定和

5、可调支承。,指示表一般用于测量小型平面。将被测零件支承在平板上，调整被测表面最远三点，使其与平板等高。按一定的布点测量被测表面，同时记录读数。,平面度误差的检测测量方法（续）,B、水平仪和桥板,将被测表面调水平，用水平仪按一定的布点和方向逐点地测量被测表面，同时记录读数，并换算成线值。,C、自准直仪和反射镜,将反射镜放在被测表面上，调整自准直仪与被测表面平行，按一定的布点和方向逐点测量，记录读数。,平面度误差的检测测量方法（续）,平面度误差的检测,评定方法有：最小包容区域法、最小二乘法、对角线平面法和三远点平面法。,1、三远点平面法,以三远点平面STP作为评定基面的方法。fTP=dmax-dm

6、indmax、dmin是测得点相对三远点平面的最大、最小偏离值。di在平面上方取正，下方取负。,0-3 0-2-30 0-8,（二）评定方法,2、对角线平面法,以对角线平面SDL作为评定基面的方法。fDL=dmax-dmin,-8+3-4 0-6-5-4-2-8,对角线平面法,平面度误差的检测评定方法（续）,3、最小二乘法,以实际平面上各点到该平面的距离平方和为最小的理想平面作为评定基面。fLS=dmax-dmin,平面度误差的检测评定方法（续）,4、最小包容区域法,以最小区域面SMZ作为评定基面的方法。fMZ=dmax-dmindmax、dmin是测得点相对最小区域面的最大、最小偏离值。di

7、在平面上方取正，下方取负。,平面度误差的检测评定方法（续）,最小包容区域判别法,0-9-7-16-21 0-5 0-13,直线准则,-4-2 0-8-6-50-3-8,0-8 0-3-15-20-7-5,三角形准则,交叉准则,平面度误差的检测评定方法（续）,平面度误差的检测,（三）数据处理,变换作图法旋转变换法极点计算法（最小二乘法只有此法）,1、最小区域法的旋转变换步骤：（1）根据测量得点坐标值，判别被测面可能符合的判别准则，并将其中两个可能的高（或低）极点旋转变换成等值，同时变换其余各点的坐标值。（2）若可能符合交叉准则，则以平行于上述等值点连线的线为轴，将轴两侧的低（或高）点旋转变换成等

8、值，同时变换其余各点的坐标值。（3）若可能符合三角形准则，则以平行于上述等值点的线为轴，将另一个高（或低）点旋转变换成等值，同时变换其余各点的坐标值。（4）旋转变换后符合判别准则之一，则平面度误差值f=Zmax-Zmin,例1、按最小区域法评定,平面度误差值:f=Zmax-Zmin=70-(-30)=100m,0 40-10-30 70-1510-50-20,0 40-10-30 70-1510-50-20,-20 20-30-30 70-1530-30 0,根据测得点坐标值，判断被测面可能符合三角形准则。将其中两可能的低极点Z10=-30，Z21=-50旋转变换成等值-30，并同时变换其余各

9、点。,平面度误差的检测数据处理（续）,2、对角线平面法的旋转变换步骤：,（1）以选定的某条线为转轴进行旋转，使一条对角线上两个角点的坐标值旋转变换为等值，同时变换其余各点的坐标值。（2）以平行于上述对角线的某条线为转轴进行旋转，使另一条对角线上两个角点的坐标值旋转变换为等值，同时变换其余各点的坐标值。（3）找出旋转变换后各坐标值中的最大值和最小值。则平面度误差值f=Zmax-Zmin,平面度误差的检测数据处理（续）,例2、按对角线平面评定,选择Z00、Z22连线为转轴，使Z20、Z02等值。选择Z20、Z02为转轴，使Z00、Z22等值。f=Zmax-Zmin=70-(-50)=120m,0

10、40-10-30 70-1510-50-20,0 45 0-35 70-100-55-20,-10 40 0-40 70-50-50-10,平面度误差的检测数据处理（续）,3、三远点平面法的旋转变换步骤：,（1）以选定的某条线为转轴进行旋转，使两个远点的坐标值旋转变换为等值，同时变换其余各点的坐标值。（2）以平行于上述等值远点连线的某条线为转轴进行旋转，使另一远点的坐标值旋转变换为等值，同时变换其余各点的坐标值。（3）找出旋转变换后各坐标值中的最大值和最小值。则平面度误差值f=Zmax-Zmin,平面度误差的检测数据处理（续）,例3、按三远点平面评定,平面度误差值：f=Zmax-Zmin=70

11、-(-55)=125m,0 40-10-30 70-1510-50-20,0 40-10-35 65-20 0-60-30,0 55 20-35 80 10 0-45 0,0 40-10-30 70-1510-50-20,0 45 0-35 70-100-55-20,-20 35 0-45 70 00-50 0,平面度误差值：f=Zmax-Zmin=70-(-45)=115m。结果不唯一。,平面度误差的检测数据处理（续）,例4：读数如图，平面度公差t=0.1mm，试评定平面度误差并判断其合格性。,首先用极值法评定其平面度误差ff=70-(-40)=110mft，不能判断。,0 50+10-30

12、 70+5+10-40 0,-10 40 0-30 70+5+20-30+10,0 50+10-30 70+5+10-40 0,-20+20-30-30+60-15+30-30 0,平面度误差：f=60-(-30)=90m，ft，故该平面是合格的。,用最小区域法评定：,平面度误差的检测数据处理（续）,圆度误差的检测,1、圆度仪2、光学分度头3、V形块和带指示表的表架4、千分尺及投影仪5、坐标测量装置或带电子计算机的测量显微镜等。,（一）常用测量方法,GB4380确定圆度误差的方法 两点、三点法GB7234圆度测量 术语、定义及参数GB7235评定圆度误差的方法 半径变化量测量,1、圆度仪测量（

13、最常用的方法）,转台式适用于测量小型工件，转轴式适用于测量大型工件。,圆度误差的检测测量方法（续）,转轴式是电感传感器安装在仪器精密回转轴系上。测量时，工件不动，传感器测头线主轴轴线作旋转运动，测头在空间的运动轨迹形成一理想圆。工件实际轮廓与此理想圆连续进行比较，其半径变化由传感器测出，经电路处理后，由记录器描绘出被测实际轮廓的图形。,2、用分度头测量,将被测零件安装两顶尖之间，利用分度头使之每次转一个等分角，从指示表上读取被测截面上各测点的半径差。将所得读数值按一定比例放大后，可绘制出误差曲线图（极坐标），经过必要的数据处理即可评定出圆度误差值。,圆度误差的检测测量方法（续）,3、用V形块和

14、指示表测量（三点测量法）,顶式三点测量：测头位于固定测量支承夹角之外。（图a）鞍式三点测量：测头位于固定测量支承夹角之内。（图b）将V形架置于被测孔内（图c）,被测零件的轴线应与测量截面垂直，并固定其轴向位置。在被测零件回转一周过程中，指示表读数的最大差值之半即为被测截面的圆度误差。如此测量若干个截面，取其中最大误差值作为该零件的圆度误差。,圆度误差的检测测量方法（续）,4、用千分尺或平板和带指示表的表架测量（两点测量法）,在被测零件回转一周过程中，千分尺或指示表读数的最大差值之半作为被测截面的圆度误差。测量多个截面，取其中最大误差值作为该零件的圆度误差。,圆度误差的检测测量方法（续）,圆度误

15、差的检测,评定方法有：最小外接圆法、最大内切圆法、最小区域法、最小二乘法、,（二）误差评定,圆柱度误差的检测,目前只能采取近似的方法，比如：多个截面测圆度。,线轮廓度误差的检测,设备：轮廓样板、投影仪、仿形测量装置和坐标测量装置等。,1、轮廓样板,将轮廓样板按规定的方向放置在被测零件上，根据光隙法读间隙的大小，取最大间隙为该零件的线轮廓度误差。,2、投影仪,将被测轮廓，投影在投影屏上与极限轮廓相比较，实际轮廓的投影应在极限轮廓线之间。此方法适用于测量尺寸较小和薄的零件。,线轮廓度误差的检测,3、仿形测量装置,调正被测零件相对于仿形系统和轮廓样板的位置再将指示器调零。仿形测头在轮廓样板上移，由指

16、示器上读取数值。取其数值的两倍作为该零件的线轮廓度误差。指示器测头应与仿形测头的形状相同。,线轮廓度误差的检测,4、坐标测量装置,测量被测轮廓上各点的坐标，同时记录其读数并绘出实际轮廓图形。,线轮廓度误差的检测,面轮廓度误差的检测,设备：成套的截面轮廓样板、仿形测量装置、三坐标测量机及光学跟踪轮廓测量仪等,平行度误差的检测,被测零件放在平板上，用平板的工作面模拟被测零件的基准。在被测实际表面上的各测点进行测量，指示表的最大、最小读数值之差即为该零件的平行度误差,垂直度误差的检测,将被测零件放置在导向块内，基准轴线由导向块模拟。测量整个被测表面，并记录读数，取其最大读数差作为该零件的垂直度误差。

17、,倾斜度误差的检测,将被测零件放在定角座上。调整被测件，使整个被测表面的读数差为最小值，取指示器的最大、最小读数之差作为该零件的倾斜度误差。,同轴度误差的检测,设备：圆度仪、三坐标测量机、V形架和带指示表的表架等。,图示中：公共基准轴线由两等高的刃口状V形架。将两指示表分别在上、下垂轴截面调零，取指示表在垂直于基准轴线的正截面上对应点读数差值作为该截面上的同轴度误差。,对称度误差的检测,平板、V形块，定位块，带指示器的测量架基准轴线由V形块模拟，被测中心平面由定位块模拟,截面测量：调整被测件使定位块沿径向与平板平行，测量定位块至平板的距离，再将被测件旋转180后重复上述测量，得到该截面上下两对

18、应点的读数差a，则f截=a.h/(d-h)长向测量：沿键槽长度方向测量，取长向两点的最大读数差为长向对称度误差f长=a高-a低取以上两个方向测得误差的最大值作为该零件的对称度误差。,位置度误差的检测,设备：坐标测量装置，心轴按基准调整被测件，使其与测量装置的坐标方向一致。将心轴放置在孔中，在靠近被测零件的板面处，测量x1、x2、y1、y2。计算实际孔心位置的坐标：x=x1+x2/2 y=y1+y2/2实际孔心相对于理想轴心位置的坐标差：fx=x-x,fy=y-y位置度误差为：,位置度误差的检测,平板、专用测量支架、带指示器的测量架，标准零件调整被测零件在专用支架上的位置，使指示器的读数差为最小。,指示器按专用的标准零件调零。,圆跳动的检测,径向圆跳动端面圆跳动斜向圆跳动,全跳动的检测,径向全跳动端面全跳动,