《精密和超精密加工技术》

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第4节 直线度、平面度和垂直度的测量
一、直线度的测量
1）干涉法举例
测量数据
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数据处理
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第4节 直线度、平面度和垂直度的测量
一、直线度的测量
2）跨步仪法
原理：以两支承点的连线作为理 想直线测量第三点相对于此连线 的偏差。测量前，把此装置放在 高精度平尺或平板上，将指示表的 示值调整为零，然后将测量装置放 置在被测面上进行测量，每次移动 一个l距离，读取一个读数。移动 时，前次的测点位置，就是后次测 量的前支承点位置，如此依次逐段 测完全长，最后数据处理，即可求 出被测件的直线度误差。
《精密和超精密加工技术》
执教教师：XXX
第5章 精密加工中的测量技术
5.1 精密测量技术概述 5.2 长度基准 5.3 测量平台 5.4 直线度、平面度和垂直度的测量 5.5 角度和圆分度的测量 5.6 圆度和回转精度的测量 5.7 激光测量
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第1节 精密测量技术概述
一、精密测量的意义
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第4节 直线度、平面度和垂直度的测量
一、直线度的测量
3）光轴法
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测微准直望远镜或自准直仪发出的 光线为理想直线，测出被测直线相对 于该理想直线的偏差值，经数据处理 求出被测线的直线度误差。
测量步骤：
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1）将被测线两端点连线调整到与光 轴测量基线大致平行；
2）若被测线为平面线，则xi代表被 测线长度方向的坐标值， yi为被测线 相对于测量基线的偏差值。
的照射下，两者之间形成等厚干涉
条纹，然后读出条纹弯曲度a及相
邻两条纹的间距b值，被测表面的
直线度误差为
。ba 2条纹向外弯，
表面是凸的，反之，则表面是凹的。
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第4节 直线度、平面度和垂直度的测量
1）干涉法
用平晶测平尺的直线度
对于较长的研磨表面，如研磨平尺，可采用圆形平晶 进行分段测量，即所谓3点连环干涉法测量。若被测平尺 长度为200mm，则可选用Φ100mm的平晶，将平尺分成4段 进行测量，每次测量以两端点连线为准，测出中间的偏差。 测完一次，平晶向前移动50mm（等于平晶的半径）。然后 通过数据处理，得出平尺的直线度误差。
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第3节 测量平台
二、测量平台的支承
三、测量平台的本身的精度检验
常用三块平台轮流对研，找出凸起进行刮研，直到接触斑点分布均匀。 对高精度测量平台用电子水平仪、自准直光管或双频激光干涉仪，测出平 台的水平倾角，经过数据处理，可得到平台各处不平面度误差的具体数值。
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既圆柱端面规后又制成步距规，英制的步距规每一 步距的增量为1in（全长18和16in），公制的步距规每 一步距的增量为30mm（全长480mm）。全长步距的误差 不超过0.05µm。
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第3节 测量平台
一、测量平台的选择
1.平台精度等级 测量平台采用00或0级，生产中使用的平台的测量表面多 数为矩形，长宽比约为4：3，高精度的平台采用正方形 台面，平面度达到0.6µm。 2.平台结构 多数采用箱式结构，扁平的箱中有加强筋支承。 3.测量平台的材料 铸铁或花岗岩
第4节 直线度、平面度和垂直度的测量
一、直线度的测量
1.线差法
线差法的实质是：用模拟法建立理想直线，然后把被测实 际线上各被测点与理想直线上相应的点相比较，以确定实际 线各点的偏差值，最后通过数据处理求出直线度误差值。
1）干涉法
等厚干涉条纹
对于小尺寸精密表面的直线度误差。
把平晶置于被测表面上，在单色光
精密测量技术是机械工业发展的基础和先决条件之一。 由于有了千分尺类量具，使加工精度达到了0.01mm，有了测 微比较仪，使加工精度达到了1µm左右；有了圆度仪等精密 测量一起，使加工精度达到了0.1µm；有了激光干涉仪，使 加工精度达到了0.01µm。
目前在基础工业的某些领域，精密测量已成为不可分割 的重要组成部分。在电子工业部门，精密测量技术也被提到 从未有过的高度。例如制造超大规模集成电路，目前半导体 工艺的典型线宽为0.25µm，正向0.18µm过渡，2009年的预 测线宽是0.07µm。此外，在高纯度单晶硅的晶格参数测量中， 以及对生物细胞、空气污染微粒、石油纤维、纳米材料等基 础研究中，无不需要精密测量技术。
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第1节 精密测量技术概述
一、精密测量的发展
1.极高精度测量方法的测量仪器的发展 2.精密在线自动测量技术的发展 3.测量数据的自动采集处理技术的发展
三、精密测量的的环境条件
1.恒温条件 2.隔振条件 3.气压、自重、运动加速度和其他环境条件
四、量具和量仪材料的选择
1.根据材料热膨胀系数选择 2.根据材料的稳定性和耐磨性选择
1983年11月第17届国际计量大会上，批准了米的最新定义。
新定义的内容：米是光在真空中在1/299 792 458 s的时间 间隔内所进行的路程长度。
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第2节 长度基准
二、量块的检定
量块是由两个平行的测量面之间的距离来确 定其工作长度的高精度量具，其长度为计量器 具的长度标准。按JJG2056－1990《长度计量器 具（量块部分）检定系统》的规定，量块分为 00、0、K、1、2、3六级。我国对各类量块的检 定按JJG146-1994进行。
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第2节 长度基准
一、长度基准和米定义
米制是18世纪法国最早提出的，“以经过巴黎的地球子午线 自北极至赤道这一段弧长的一千万分之一为一米”。1880年国 际计量局又制作了30多根铂铱合金的高精度米尺——国际米原 器。
1960年10月14日在巴黎通过用氦Kr86在真空中的波长作为长 度基准：1m＝1650763.73xKr86的波长。
为了使用上的需要常将各级精度的量块进行 检定，得到量块的实际长度，将检定量块长度 实际值的测量极限误差作为误差处理。
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第2节 长度尺寸测量
三、工厂自己专用的长度基准
美国穆尔公司经过实践和反复研究，采用圆柱端面 规作为长度基准。外圆柱面可磨到很高圆柱度，水平放 在V形支架内，可旋转以校验端面和外圆柱面的垂直度， 容易达到两端面的高度平行。