08精密测量技术电子教案03

第 三 章
位 置 误 差 测 量
及
•平行度：控制被测相对于基准的平行程度。 a、给定方向 (1)一个方向：两平行平面且平行于基准 • (2)二个方向：以t1×t2为尺寸的两组平行平面且平行于基准 • b、任意方向： 以φt为直径的小圆柱且平行于基准 • •一、平行度误差的评定 • 基准为平面 • 基准为直线 •二、平行度误差的测量 • 例 面对面 • 线对面 • 线对线 •三、计算处理
形 状
第 三 章
位 置 误 差 测 量
及
•四、计算机处理方法： • 1．计算机一般处理方法：按步长搜索 • 2．计算机优化处理方法： • 一维寻优——黄金分割法 • 讨论黄金分割法来源及思路 • 边界的设定：amin= (yi/xi)min • amax= (yi/xi)max
3.2 平面度误差的测量
ρ (θ ) = r0 + ∑ c i sin(iθ + α i )
i =1 ∞
• r0为平均圆直径，一次项为偏心影响，c1= e • I >= n+1 属于波度、表面粗糙度，要滤波：滤波器或斧形测头
3.3 圆度误差的测量
形 状
第 三 章
位 置 误 差 测 量
及
•圆度仪
3.4 平行度误差的测量
形 状
3.1 直线度误差的测量
（二）线差法： •1．干涉法（平晶法）：分段测量 •测量次数 n = l/r -1 •2．跨步仪法 •3．光轴法：自准直仪 •4．激光准直仪：四象限光电靶，利用差动式连接得到相互垂直方向上的 误差值 • （三 ）角差法： 水平仪、自准直仪，因其直接测量的是角度得名。 • 介绍水平仪的基本工作原理。 • 二、 误差的评定： •最小条件的判定：高低相间的3点 •两端点连线：首尾两点连线为基准直线
第三章 形状及位置误差测量 教学纲要
形
第 三 章
及 位 置 误 差 测 量
状
教学要求： 明确常用形位公差(如直线度 平面度、平行度、 如直线度、 教学要求：1. 明确常用形位公差 如直线度、平面度、平行度、圆 圆柱度等)的定义及测量方案 的定义及测量方案。 度、圆柱度等 的定义及测量方案。 • 2. 了解常用计量器具如圆度仪、干涉显微镜等的测量 了解常用计量器具如圆度仪、 原理 • 教学重点： 教学重点： 能掌握形位误差常用误差测量方法与测量 步骤以及常用数据处理方法 教学难点：理解掌握平面度误差检测中的数据处理方法（ 教学难点：理解掌握平面度误差检测中的数据处理方法（最小条 件评定法，）即用旋转法求平面度误差。 ，）即用旋转法求平面度误差 件评定法，）即用旋转法求平面度误差。 本章教学内容： 本章教学内容： • 主要阐述了平行度、平面度、平行度、圆度、 主要阐述了平行度、平面度、平行度、圆度、圆柱度 等的测量方法 本章教学建议: 本章教学建议 • 为了使学生能较好地理解， 为了使学生能较好地理解，教师对一些内容必须作比 较详细的分析讲解， 较详细的分析讲解，一般情况下形位误差检测分三个 步骤：一是根据误差项目和检测条件确定检测方案， 步骤：一是根据误差项目和检测条件确定检测方案， 据此选择计量器具，并确定测量基准。 据此选择计量器具，并确定测量基准。二是进行测量 得到被测实际要素的有关数据。 ，得到被测实际要素的有关数据。三是进行数据处理 按最小条件确定包容区域，得到形位误差数值。 ，按最小条件确定包容区域，得到形位误差数值。
•
形位公差的特征项目及符号
形
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及 位 置 误 差 测 量
状
• 一、形位公差 • 形位公差是被测实际要素允许形状和位置变动的 范围。 • 二、形位公差的特征项目及符号 • 直线度（—）平面度（ ）圆度（○） • 形状公差 • 圆柱度（ ）线轮廓度（⌒）轮廓度（ ） • 形位公差 平行度（∥）定向公差 垂直度（ ⊥） • 倾斜度（∠）位置公差 同轴度（◎） • 定位公差 对称度（ ）位置度（ ） • 跳动公差 圆跳动（ ）全跳动（ ）
一、误差分离法在直线度误差测量中的应用 形 状 及 位 置 误 差 测 量 • 移位法
第 三 章
• 反向法
3.7 误差分离法在形位误差测量中的应用
形 状
•3．多测头法 •
第 三 章
位 置 误 差 测 量
及
•
•二、误差分离法在圆度误差测量中的应用
第三章 形状及位置误差测量
• 形状误差 位置误差
形
第 三 章
及 位 置 误 差 测 量
状
直线度 平面度 圆柱度 圆度 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 圆跳动 全跳动
第三章 形状及位置误差测量
• • • • • • 平面度是限制实际表面对其理想平面变动量的一项指标 ,控 制任一平面或圆柱体的端面。其公差带为两平行平面 一、平面度误差的评定 1．最小区域法：三角形、交叉、直线准则 三点法 对角线法 注意：三角形、交叉准则与三点法、对角线法的联系与区 别 色点法：较粗略的方法，车间用 二、平面度误差的测量 平晶 精密平台：被测件用可调支承置于精密平台上 三点调平、四点调平、水平面调平 便于用三点法、对角线法进行评定 水平面和几何光束 网格法，米字线法（误差联系法） 三、平面度误差的数据处理 计算（旋转法、计算机），作图法
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位 置 误 差 测 量
及
3.6 同轴度误差的测量
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位 置 误 差 测 量
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•同轴度: 控制圆柱面（圆锥面）与圆 柱面（圆锥面）轴线间的同轴程度。 此时，轴线可能发生平移，倾斜或弯 曲，或同时发生 1．大型零件：准直望远镜或激光准 直仪 •2．小型零件：圆度仪
3.7 误差分离法在形位误差测量中的应用
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位 置 误 差 测 量
及
最小条件 端点连线
3.1 直线度误差的测量
形 状
光学平直仪
及 位 置 误 差 测 量
第 三 章
3.1 直线度误差的测量
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•水准仪
及 位 置 误 差 测 量
第 三 章
3.1 直线度误差的测量
•例：用分度值为0.01mm/m的水平仪测量1.4米导轨，桥板跨 距为200 mm，测得格数如下，试求分别按最小条件法和两 端点连线法确定的直线度误差 •“0” 0 1 -2 3 -2 0 2 •解本题时，要特别提醒学生注意添加一个“0” •例
3.1 直线度误差的测量
形 状
第 三 章
位 置 误 差 测 量
及
•直线度是控制零件上被测要素的不直程度，被限制的直线有：平面内的直 线，回转体的素线，平面等的交线，轴线等 • a、给定平面内的直线度（素线） 公差带：两条平行直线t • b、给定方向的直线度： (1)一个方向：两平行平面 • (2)两个方向：两组平行平面t1，t2 • (3)任意方向上的直线度(空间) 公差带为直径为φt的圆柱面 •一、误差的测量 • （一） 光隙法： • 刀口尺、研磨平尺：与标准光隙比较或观察光隙颜色（衍射- 蓝0.8u,红 1.5u,白>2.5u）
0 0 0 0 0 -4 0
3.3 圆度误差的测量
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•圆度是控制实际圆对其理想圆的变动量（任一截面的圆度） 公差带：半径差为t的两同心圆 •一、圆度误差的评定
第 三 章
位 置 误 差 测 量
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•二、圆度误差的测量： •1．圆度仪：转轴式、转台式 •2．光学分度头：顶尖+ 指示器（百分表）：转一等分读一次数 •3．V型块（奇数棱）、L型座（偶数棱）+ 指示器 •三、圆度误差的数据处理 •1．同心圆模板 •2．电子法： • 圆形零件实际轮廓可看成中心角的周期为2的周期函数，用傅氏级数表示为
形ห้องสมุดไป่ตู้状
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位 置 误 差 测 量
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• • • • • • • • • •
3.2 平面度误差的测量
• 3.2 平面度误差的测量
例：用三点法和对角线法 d1 d5 b1b5: 0 3 -6 -1 0
形 状
第 三 章
位 置 误 差 测 量
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例：用三点法和对角线法评定误差 a1 a5 a1a5 : 0 -8 -5 3 b1 b5 a5e5: 0 1 -2 2 a1e1: 0 -5 0 2 c1 c5 e1e5: 0 -7 5 -4 d1 d5 b1b5: 0 3 -6 -1 c1c5: 0 -1 0 -1 e1 e5 d1d5: 0 0 -2 -4 例：用最小区域法评定误差 :交叉准则 0 -5 15 20 7 -8 15 30 0 高点：a3,c2 低点：a1,b3 2．作图法 例：对角线法评定误差 书P67
3.5 垂直度误差的测量
•垂直度：限制实际要素对基准在垂直方向上允许的变动全量。 a、给定方向： (1)一个方向：两平行平面且平行于基准 (2)二个方向：以t1×t2为尺寸的两组平行平面且平行于基准 b、任意方向： 以φt为直径的小圆柱且平行于基准 •一、垂直度误差的评定 • 基准为平面 • 基准为直线 •二、垂直度误差的测量 • 可转换为平行度 • 例 面对面 • 线对线 •三、数据处理 • 例 ：见书 P84
第三章 形状及位置误差测量
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第 三 章
及 位 置 误 差 测 量
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1.直线度: 它是控制零件上被测要素的不直程度，被限制的直线 有：平面内的直线，回转体的素线，平面等的交线，轴线 等 • 2.平面度 是限制实际表面对其理想平面变动量的一项指标 ,控 制任一平面或圆柱体的端面。其公差带为两平行平面t。 3.圆度 它是控制实际圆对其理想圆的变动量（任一截面的圆 度） 4.圆柱度（综合性指标） • 它控制圆柱面的圆度，素线的直线度，两条素线的平 行度以及轴线的直线度等等半径差为t的两同轴圆柱。 测量：可用全跳动来检测