平行度误差测量方法
平行度与垂直度测量方法与精度控制
平行度与垂直度测量方法与精度控制平行度与垂直度是工程测量中常用的两个重要概念，它们对于确保零件、工具或设备的准确定位和安装至关重要。
本文将介绍平行度与垂直度的定义、测量方法以及精度控制的重要性。
一、平行度的定义和测量方法平行度是指两个表面或轴线之间的相对偏离程度。
在实际生产中，为了确保零件的装配精度和工作性能，平行度的控制非常重要。
平行度的测量可以使用各种工具和仪器。
其中常用的工具包括直尺、游标卡尺和测微卡尺等。
对于较高精度要求的测量，可以使用光学投影仪、激光干涉仪或三坐标测量机等精密测量设备。
在具体操作中，测量平行度时需要将被测表面放置在相对平整的支撑面上，确保测量时无干扰因素。
通过对被测表面进行多个测量点的测量，可以得到平行度的具体数值。
二、垂直度的定义和测量方法垂直度是指两个表面或轴线之间的相对垂直程度。
在工程中，准确测量垂直度对于确保立柱、墙面、楼梯等结构的垂直性至关重要。
垂直度的测量方法与平行度类似，可以使用直尺、游标卡尺、测微卡尺等简单工具进行初步测量。
对于更高精度的测量，可以使用测量夹座、激光测量仪或三坐标测量机等设备。
具体操作中，进行垂直度的测量时，需要确保被测表面平整，并在测量过程中排除可能的干扰因素。
通过多个测量点的测量结果，可以确定垂直度的准确数值。
三、平行度与垂直度的精度控制平行度和垂直度的精度控制对于工程设计和生产具有重要意义。
合理控制平行度和垂直度的误差范围，可以有效提高装配的准确性和设备的工作性能。
在实际生产过程中，可以通过以下几种方法来控制平行度和垂直度的精度：1. 选择合适的加工工艺：在零件的设计和加工过程中，应充分考虑平行度和垂直度的要求，并选择适当的加工工艺和设备，以确保产品的准确性。
2. 使用高精度测量设备：在测量平行度和垂直度时，选择精密的测量工具和设备，以提高测量的准确性和可靠性。
3. 建立严格的质量控制体系：在生产过程中，建立完善的质量控制体系，对于平行度和垂直度进行严格的监控和管理，及时发现和纠正偏差，确保产品的质量。
激光干涉仪平行度测量原理与方法
激光干涉仪平行度测量原理与方法
激光干涉仪是一款功能强大的几何量检测仪器，可以测量线性定位、直线度、垂直度、平行度、角度等多个参数，很多朋友熟悉线性定位测量，但是对于平行度测量却不太清楚，今天就给大家讲解如何进行平行度测量。
▲SJ6000激光干涉仪
1、平行度测量原理
平行度测量由两组直线度测量组成，两次测量都以直线度反射镜的光学轴为参考基准。
需要说明的是，要得到两轴的平行度，要在两个正交平面内沿每个要被比较的轴测量直线度。
因此，平行度或平行线测量实际是四次直线度测量，每次的步骤和方法同测量直线度一样，如下图所示。
得到平行度的计算公式为：
线性平行度=|θ1−θ2 |
其中，θ1为第1运动轴的斜度，θ2为第2运动轴的斜度。
第一步（测第1运动轴）
第二步（测第2运动轴）
▲ 平行度测量的光路原理构建图
2、数据采集和处理
按照上面的分析，平行度测量分成正交平面内的两次直线度测量，在同一个面内的测量分两步：第一步测量其中一轴的直线度，其方法跟直线度测量一样；第二步测量另一轴的直线度。
每次测量后均把以共同反射镜为参考基准所采集的直线度数据保存。
最后根据上述四个直线度测量结果，计算得到两轴之间的平行度或平行线误差。
3、平行度测量用组件
平行度测量用到的激光干涉仪组件：平行度测量配置主要由SJ6000激光干涉仪主机、短直线度镜组（或长直线度镜组）、SJ6000静态测量软件等组件构成。
Z 轴的平行度测量需增添可调转向镜。
4、平行度测量应用
数控机床/坐标测量机Ｘ、Ｙ轴上多导轨平行度
▲双直线导轨安装的平行度测量。
平行度测量
平行度测量引言平行度是一个工程中非常重要的参数，它用于评估物体表面或轴线相对于参考平面或轴线的平行关系。
在许多工业领域，平行度测量是必不可少的工作，因为它直接关系到产品的质量和性能。
本文将介绍平行度的概念、测量方法和应用场景。
一、平行度的概念平行度是指两个平面之间或两条轴线之间的平行性。
对于平面而言，平行度是指平面与参考平面之间的平行关系；对于轴线而言，平行度是指轴线与参考轴线之间的平行关系。
通过测量平行度，可以了解物体表面或轴线的形状和位置误差，从而进行调整和改进。
平行度一般用角度、长度或表面间隙来表示，常见的单位有度、毫米或微米。
较小的平行度误差表示物体表面或轴线越平行，相对较大的误差表示物体表面或轴线之间的平行关系较差。
二、平行度的测量方法1. 直观方法直观方法是最简单的一种测量平行度的方法，通常使用目视观察或简单的辅助工具。
例如，使用直尺或平行尺在物体表面或轴线上进行观察，通过比较不同点的距离或间隙来判断平行度。
这种方法简单易行，但精度相对较低。
2. 测量仪器针对更精确的平行度测量，可以借助各类测量仪器来实现。
常见的仪器包括平行度测量仪、千分尺、投影仪、3D扫描仪等。
使用这些仪器可以测量表面间隙、角度偏差以及轴线的垂直度等参数，从而准确地评估平行度。
平行度测量仪通常由一个测头和一个显示器组成，测头可以对物体表面或轴线进行实时测量，并将结果传输到显示器上。
千分尺可以通过测量两个点之间的距离来判断平行度的误差。
投影仪可以通过投射光线在物体表面上形成影像，从而快速判断平行度的误差。
3D 扫描仪可以对物体进行全方位的扫描，并生成详细的平行度报告。
3. 数学计算在某些情况下，我们可以通过数学计算来估算平行度的误差。
例如，对于平面之间的平行度测量，可以使用三角函数来计算角度差异。
对于轴线之间的平行度测量，可以使用线性代数中的矩阵运算来计算角度偏差。
三、平行度的应用场景1. 机械制造在机械制造业中，平行度的测量是必不可少的。
平行度误差的测量
实验四测量平行度误差一、实验目的熟悉用水平仪测量垂直平面内的直线度误差的方法，和用作图法求直线度误差的方法。
二、实验内容1、测量面对面平行度误差；2、测量线对面平行度误差；3、测量线对线平行度误差。
三、实验方法和步骤1、测量面对面平行度误差公差要求是测量面相对于基准平面的平行度误差。
基准平面用平板体现，如图4-1 所示。
测量时，双手推拉表架在平板上缓慢地作前后滑动，用百分表或千分表在被测平面内滑过，找到指示表读数的最大值和最小值。
图4-1面对面平行度误差测量示意图被测平面对基准平面的平行度误差可按公式计算为：1 .........f J =Ma Mb| mm彳2’2、测量线对面平行度误差公差要求是测量孔的轴线相对于基准平面的平行度误差。
需要用心轴模拟被测要素，将心轴装于孔内，形成稳定接触，基准平面用精密平板体现，如图4-2所示。
测量时，双手推拉表架在平板上缓慢地作前后滑动，当百分表或千分表从心轴上素线滑过，找到指示表指针转动的往复点（极限点）后，停止滑动，进行读数。
在被测心轴上确定两个测点a、b，设二测点距离为12,指示表在二测点的读数分别图4-2线对面平行度误差测量示意图为Ma、Mb,若被测要素长度为l],那么，被测孔对基准平面的平行度误差可按比例折算得到。
计算公式为：1一f / = —|Ma Mb| mml23、测量线对线平行度误差公差要求是测量孔的轴线相对于基准孔的轴线的平行度误差。
需要用心轴模拟被测要素和基准要素，将两根心轴装于基准孔和被测孔内，形成稳定接触，如图4-3所示。
测量前，要先找正基准要素，找正基准心轴上素线与平板工作面平行。
实验时用一对等高支承支承基准心轴，就认为找正好了。
也可以用一个固定支承和一个可调支承支承基准心轴，双手推拉表架在平板上缓慢地作前后滑动，调整可调支承，当指示表在基准心轴上素线左右两端的读数相同时，就认为找正好了。
指示表图4-3线对线平行度误差测量示意图测量方法与计算公式与线对面平行度误差的测量方法与计算公式相同。
1.7用指示表和平板测量平面度、平行度和位置度误差[22页]
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五、实验数据处理
1.平面度误差值的数据处理方法 （1）按对角线平面法评定平面度误差值。
③按对角线上两个值相等，列出下列方程，求旋转量P和Q： 把求出的和代入图1-90中。按最大最小读数值之差来确定被测表 面的平面度误差值。
五、实验数据处理
1.平面度误差值的数据处理方法 （1）按对角线平面法评定平面度误差值。
无论采用何种方法测量任何实际表面的平面度误差，按最 小包容区域评定的误差值一定小于或等于按对角线平面法 和其他方法评定的误差值，因此，按最小包容区域评定平 面度误差值可以获得最佳的技术经济效益。
2. 面对面平行度误差评定
2．面对面平行度误差的评定
面对面平行度误差值用定向最 小包容区域评定，如图1-85所 示。用平行于基准面A的两个平 行平面包容实际被测表面S时， 若实际被测表面各测点中至少 有一个高极点和一个低极点分 别与这两个平行平面接触，这 两个平行平面之间的区域U称为 定向最小包容区域。该区域的 宽度fU即为平行度误差值。
2. 面对面平行度误差评定
3．面对面位置度误差评定
面对面位置度误差值用定位最小包容区域评定，如图1-86所 示。评定面对面位置度误差，首先要确定理想平面（评定基 准）P的位置：它平行于基准平面A且距基准平面A的距离为图 样标注的理论正确尺寸。
2. 面对面平行度误差评定
由平行于基准平面A的两个平行平面相对于理想平面P对称 地包容实际被测表面S时，实际被测表面各测点中只有有 一个极点与这两平行平面中任何一个平面接触，则这两个 平行平面之间的区域U称为定位最小包容区域。该区域的 宽度即为位置度误差值fU，它等于该极点至理想平面P的距 离hmax的两倍，即fU=2hmax。
1.平面度误差的测量原理和评定方法
3-6平行度误差测量
6、面对线测量平行度误差
平同 行心 平圆 面
两 圆
柱 面
线
面
面
P-7
平行度公差 问题：谁和谁平行？
两个点？ 两条线？
两个面？
P-7
三、工作环境
前后导轨的平行度误差
1.平行度的概念
平行度指两平面或者两直线平行的程度，指一平面（边） 相对于另一平面（边）平行的误差最大允许值。
平行度评价直线之间、平面之间或直线与平面之间的平 行状态。其中一个直线或平面是评价基准，而直线可以 是被测样品的直线部分或直线运动轨迹，平面可以是被 测样品的平面部分或运动轨迹形成的平面。
零件测量
形位公差——平行度误差
一、 复习
形状公差： 直线度、平面度、圆度、圆柱度
形位公差：
线轮廓度、面轮廓度
分类
平行度、垂直度、倾斜度 位置公差： 位置度、同轴度（同心度）、
对称度、圆跳动、全跳动
P-3
直线度、平面度、圆度、圆柱度
—
给定 平面
给定 方向
任意 方向
两 平 行 直
两两
两 平 行 平
一 个 圆 柱
M1
M2
4、线对面测量平行度误差
平行度公差带 是距离公差值 t，且平行于 基准线，并位 于给定方向上 的两平行平面 之间的区域
5、面对面测量平行度误差
平行度公差带 是距离公差值 t，且平行于 基准线，并位 于给定方向上 的两平行平面 之间的区域
【活动实施】
平行度误差： Δ = M max M min
【活动实施】
线对线
l 平行度误差计算公式：Δ = L h1 h2
l=
mm
垂直方向
百分表 读数
形状和位置误差测量
圆度误差的评定方法有多种，GB7235-1987《评定圆度误差的方法-半径变化 量测量》标准中规定了四种圆心所作的圆为理想基准圆，来评定被测零件圆轮廓 的圆度误差。 这四种圆的同心是： ① 最小区域圆圆心
② 最小二乘方圆圆心
③ ④ 最小外接圆圆心 最大内切圆圆心
最小区域圆法评定圆度误差 最小二乘圆法评定圆度误差
Mahr Suzhou 2009-5
三、位置误差测量----跳动误差的测量
跳动与其他一些形位误差项目的关系：
----径向圆跳动与圆度。 -----相同各自半径差为各自公差值上的两同心圆的区域。 -----不同跳动是基准轴线上的同心圆。 -----圆度是振动实测表面的实际浮动。 ----径向圆跳动包含圆度误差，如被测工件有圆度误差，则肯定有径向圆跳动。但有 径向圆跳动不一定有圆度误差，因为还有不同轴的偏心影响。
Mahr Suzhou 2009-5
高低极点图
二、形状误差测量----形状公差种类与形状误差评定
② 平面度误差的评定
三角形准则：三个高极点与一个低极点（或相反），其中一个低极点（或高极点） 位于三个高极点（或低极点）构成的三角形之内或位于三角形的一条边线上。 交叉原则：成相互交叉形式的两个高极点与两个低极点。
2.V型架法
Mahr Suzhou 2009-5
三、位置误差测量----跳动误差的测量
测量跳动时应该注意以下几个问题： （1）顶尖的定位精度明显优于V形块和套筒的定位精度，而且对质量不大的被测件， 只要顶尖和顶尖孔二者之一的圆度误差较小，就可保证较高的回转精度，因此，在 测量跳动时，应尽可能用顶尖定位。 （2）使用套筒和V型块定位时，要注意确保轴向定位的可靠性，特别是测量端面圆 跳动和全跳动，轴向的变动将全部反映到测量结果中去。 （3）很多跳动测量是在车间生产条件下进行的，要避免振动和尘土赃物的影响。 测量前，应对顶尖和顶尖孔、V型块或套筒的工作面、被测工件的支持轴颈等部位 清洗干净。 （4）测量全跳动，保证指示表架沿与被测件回转轴线平行（测径向全跳动）或垂 直（测端面全跳动）方向移动的导轨，除应具备应有的精度外，还要运动灵活，指 示表架移动时，不得有滞阻或摇摆现象。决不能用导轨精度不够或不知精度情况的 测量装置来测全跳动。
平行度误差测量
图 5-34 指示器测量法
水平仪法测量平行度
2．水平仪测分量别法在：基准面和被测表面沿长度方向分段测量，将 测得的值按直线度误差的方法求出基准面符合最小条件的理 想直线，以该理想直线作为被测表面的评定基准，求得实际 被测表面的直线度误差即为平行度误差。
旋转后
0 2.5 +10 -2.5 +10 +12.5 0 -7.5 -5
（二）、线与面之间的平行度测量
❖ 方法:线与面之间的平行度误差测量方法较多，而最常用的方 法是采用模拟基准，用指示器测量。
❖ 类型：线对面和面对线两种。
❖ 线对面：图5-38所示是测量孔的轴线对底面的平行度。实际 线用心轴模拟，平板为测量和模拟基准
旋转量 ip
0 -2.5 -5 -7.5 -10
旋转后
0 +2.5 +10 +2.5 +5
被测实际要素L’ 0 +5 +15 +10 +20
-12.5 -15 -17.5 -20 -2.5 +5 +7.5 +10 +25 +15 +10 +15
旋转量 ip 0 -2.5 -5 -7.5 -10 -12.5 -15 -17.5 -20
线对基准直线。
依检测原则和基准体现方法不同，可组成多种测量方法。
面对基准直线、
于是可得平行度误差为：f=20 m。
二、平行度误差测量方法：
有指示器法、水平基准法、自准直法、干涉法、量规法等。
用与基准保持平行关系的定向最小区域的宽度来表示。
位置误差的测量——实验报告
位置误差的测量实验报告一、实验目的1. 熟悉零件有关位置误差的含义和基准的体现方法。
2. 掌握有关通用量仪的使用方法。
二、实验用量具齿轮跳动检查仪、平板、千分表、百分表、千分表架、V型块、直角尺、钢板尺等三、实验内容及说明1、平行度误差的测。
连杆小孔轴线对大孔轴线的平行度1）连杆孔的平行度要求如图1-15所示2）测量方法如图1-16所示平行度误差为将零件转位使之处于图中0度位置，使两心轴中心与平板等高，然后在测出0度位置的平行度误差。
根据测量结果判断零件平行度误差是否合格2. 垂直度误差的测量十字头孔轴线对孔轴线以及对侧面B的垂直度要求，如图1-17所示。
1）轴线对轴线的垂直度误差的测量如图1-18所示。
将测量表架安装在基准孔心轴上部，在距离为L2两端用千分表测得读数分别为M1，M2，则该零件轴线对轴线的垂直度误差为：2) 轴线对侧面B的垂直度误差测量如图1-19所示。
被测孔轴线用心轴模拟，先将心轴穿入零件被测孔，以零件顶面为支撑面，放在三个千斤顶上。
再用一直角尺，使其一面放在平板上，另一面与基准面B靠拢，同时调节千斤顶使其与基准面贴合为止，这说明基准面B与平板垂直。
然后用千分表分别测出图中L2长度两端读数M1，M2，则垂直度误差为根据以上结果，判断两项垂直度要求是否合格3. 圆跳动误差的测量被测零件圆跳动公差要求如图1-23所示，其测量方法如图1-24所示1）径向圆跳动误差的测量：将工件旋转一周，记下千分表读数的最大差值。
共测三个截面，取其中最大跳动量作为该表面的径向圆跳动误差值，并判断该指标是否合格2）端面圆跳动误差的测量：分别在端面靠近最大直径处和较小直径处测量，每测一处，转动工件一转，读取指示表的最大最小读数差，取其较大者作为该端面的圆跳动误差值图1-15图1-16图1-17图1-18中国石油大学（华东）四、数据分析1. 单位（mm）实验内容L1L21L22L2M1M2F允许值是否合格孔轴线平行度0度位置36.262.059.0157.2 1.191 1.1950.000920.25合格孔轴线平行度90度位置36.279.578.5194.2 1.981 2.4650.09020.1合格孔轴线与端面垂直度93.860.060.0213.80.7100.5260.08070.06不合格孔轴线与孔轴线垂直度93.878.077.8249.60.8390.8890.01880.06合格图1-19图1-23图1-242. 单位（µm ）3. 单位（µm ）五、思考题1. 求垂直度、平行度误差时为什么要有L1/L2，L1、L2分别指什么？L2指被测心轴长度；L1指被测工件孔的长度。
平行度实验报告
一、实验目的1. 理解平行度的基本概念和测量原理。
2. 掌握使用测量工具（如千分尺、光学仪器等）对平行度进行测量的方法。
3. 学会分析平行度误差产生的原因，并探讨提高测量精度的措施。
4. 通过实验，提高学生对机械加工和测量技术的实际操作能力。
二、实验原理平行度是指两个平面、直线或曲线在空间中的相对位置关系，即它们之间的夹角是否为0°。
在机械加工中，平行度误差会对产品的精度和使用性能产生重要影响。
本实验主要研究平面平行度误差的测量方法。
三、实验仪器与材料1. 千分尺：用于测量长度和距离。
2. 光学仪器：如水平仪、光学平行仪等，用于观察和测量平行度。
3. 待测件：一组具有不同平行度误差的零件。
4. 记录纸和笔。
四、实验步骤1. 准备阶段：熟悉实验仪器和材料，了解实验原理和步骤。
2. 测量阶段：a. 将待测件放置在测量平台上，确保其稳定。
b. 使用千分尺测量待测件上两个相互平行的表面之间的距离，记录数据。
c. 使用光学仪器观察待测件上两个相互平行的表面之间的夹角，记录数据。
d. 重复步骤b和c，分别测量其他待测件。
3. 数据处理：a. 计算待测件上两个相互平行的表面之间的实际距离与理论距离之间的差值，即平行度误差。
b. 分析平行度误差产生的原因，如加工误差、装配误差等。
c. 讨论提高测量精度的措施，如选择合适的测量工具、提高操作技能等。
4. 实验总结：总结实验结果，提出改进措施。
五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验，测量得到待测件上两个相互平行的表面之间的实际距离与理论距离之间的差值，即平行度误差。
2. 分析：a. 平行度误差产生的原因主要有加工误差、装配误差、测量误差等。
b. 提高测量精度的措施包括：选择合适的测量工具、提高操作技能、控制环境因素等。
六、实验结论1. 本实验成功地测量了待测件上两个相互平行的表面之间的平行度误差。
2. 通过分析实验结果，了解了平行度误差产生的原因，并提出了提高测量精度的措施。
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平行度误差测量方法
一、平行度误差
平行度公差是一种定向公差，是被测要素相对相对基准在方向上允许的变动全量。
所以定向公差具有控制方向的功能，即控制被测要素对准基准要素的方向。
二、实验目的
熟悉用水平仪测量垂直平面内的直线度误差的方法，和用作图法求直线度误差的方法，还有用太友科技数据采集仪连接百分表测量平行度方法。
三、实验内容
1、测量面对面平行度误差；
2、测量线对面平行度误差；
3、测量线对线平行度误差。
四、传统测量方法
实验方法与步骤
1、测量面对面平行度误差
公差要求是测量面相对于基准平面的平行度误差。
基准平面用平板体现，如图
4-1所示。
测量时，双手推拉表架在平板上缓慢地作前后滑动，用百分表或千分表在被测平面内滑过，找到指示表读数的最大值和最小值。
图4-1 面对面平行度误差测量示意图
被测平面对基准平面的平行度误差可按公式计算为：
2、测量线对面平行度误差
公差要求是测量孔的轴线相对于基准平面的平行度误差。
需要用心轴模拟被测要素，将心轴装于孔内，形成稳定接触，基准平面用精密平板体现，如图4-2所示。
测量时，双手推拉表架在平板上缓慢地作前后滑动，当百分表或千分表从心轴上素线滑过，找到指示表指针转动的往复点(极限点)后，停止滑动，进行读数。
在被测心轴上确定两个测点a、b，设二测点距离为1
2
，指示表在二测点的读数分别
图4-2 线对面平行度误差测量示意图
为Ma、Mb，若被测要素长度为l
1
，那么，被测孔对基准平面的平行度误差可按比例折算得到。
计算公式为：
f ／／=Mb
Ma
l
1
2
1 mm
3、测量线对线平行度误差
公差要求是测量孔的轴线相对于基准孔的轴线的平行度误差。
需要用心轴模拟被测要素和基准要素，将两根心轴装于基准孔和被测孔内，形成稳定接触，如图4-3所示。
测量前，要先找正基准要素，找正基准心轴上素线与平板工作面平行。
实验时用一对等高支承支承基准心轴，就认为找正好了。
也可以用一个固定支承和一个可调支承支承基准心轴，双手推拉表架在平板上缓慢地作前后滑动，调整可调
支承，当指示表在基准心轴上素线左右两端的读数相同时，就认为找正好了。
图4-3 线对线平行度误差测量示意图
测量方法与计算公式与线对面平行度误差的测量方法与计算公式相同。
五、利用数据采集仪连接百分表测量方法
测量仪器：偏摆仪、百分表、太友科技QSmart 数据采集仪。
测量原理：数据采集仪会从百分表中自动读取测量数据的最大值跟最小值，然后由数据采集仪软件里的计算软件自动计算出所测产品的平行度误差，最后数据采集仪会自动判断所测零件的平行度误差是否在平行度公差范围内，如果所测平行度误差大于平行度公差值，采集仪会自动发出报警功能，提醒相关操作人员该产品不合格。
测量效果示意图：
利用数据采集仪连接百分表来测量平行度误差值的优势：
1）无需人工用肉眼去读数，可以减少由于人工读数产生的误差；
2）无需人工去处理数据，数据采集仪会自动计算出平行度误差值。
3）测量结果报警，一旦测量结果不在平行度公差带时，数据采集仪就会自动报警。
以上讲述了平行度误差的两种常用的测量方法，在实际测量中还要根据实际情况和设备选择合适的测量方法，但最终目的都是尽可能的减小平行度误差，在节约成本的情况下，提高平行度的精度，达到生产所需要的精度值，其中利用数据采集仪连接百分表来测量是操作最简单，效率最高一种方法。
以上资料由太友科技编辑—专业提供各种形状误差测量解决方案。