平面误差测量
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课堂习题
❖ 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。
百度文库
§5—2平面度误差测量
（ 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
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。
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。
❖ 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。
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。
❖ （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：
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5-22 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。
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，简要说明测量步骤。
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。
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
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。
❖ 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。
百度文库
§5—2平面度误差测量
（ 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
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。
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。
❖ 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。
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。
❖ （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：
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5-22 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。
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，简要说明测量步骤。
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。
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
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。