直接從干涉條紋讀出平面度誤差值的測(cè)量方法課件

平面度誤差檢測(cè)

主講人徐守品

現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)國(guó)培項(xiàng)目平面度誤差檢測(cè)主講人徐守品現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)國(guó)培項(xiàng)目一、平面度公差帶平面度

平面度公差帶是距離為公差值t的兩平行平面間的區(qū)域。

一、平面度公差帶平面度二、平面度誤差檢測(cè)方法平面度誤差測(cè)量方法直接方法間接方法間隙法水平儀法打表法干涉法準(zhǔn)直儀法跨步儀法光軸法液面法二、平面度誤差檢測(cè)方法平面度誤差直接方法間接方法間隙法水平儀1、打表法——適用于中、小平面的平面度誤差測(cè)量。

被測(cè)表面置于平板上，并調(diào)整至約與平板平行的位置，以平面作基面，將指示儀測(cè)頭放在被測(cè)表面上某一點(diǎn)調(diào)零，然后測(cè)出被測(cè)表面上若干點(diǎn)距平板距離的變動(dòng)量，其中最大值與最小值之差，即為平面度誤差值。

當(dāng)用平板或儀器工作臺(tái)面作為測(cè)量基面時(shí)，可用打表法測(cè)量。

二、平面度誤差檢測(cè)方法1、打表法——適用于中、小平面的平面度誤差測(cè)量。被測(cè)2、干涉法——適用于精研表面的平面度誤差測(cè)量。

干涉法是以平面平晶的測(cè)量面為測(cè)量基面，直接從干涉條紋讀出平面度誤差值的測(cè)量方法。如果被測(cè)表面凹，則干涉條紋如下圖（b、c）所示，其平面度誤差為：a為條紋的彎曲度

b為條紋間距為所用光波波長(zhǎng)K是光圈數(shù)調(diào)整平晶使干涉帶數(shù)為最少調(diào)整平晶使出現(xiàn)3~5條干涉帶二、平面度誤差檢測(cè)方法2、干涉法——適用于精研表面的平面度誤差測(cè)量。3、液面法——

采用罐式水平量器進(jìn)行測(cè)量，是以自然水平面作為測(cè)量基準(zhǔn)。

測(cè)量方法：把兩個(gè)罐式水平量a和b用軟管連通，放在被測(cè)表面上。根據(jù)在連通器中只灌進(jìn)某一種液體時(shí)，連通器各部分的液面總是保持在同一水平面上的原理而進(jìn)行測(cè)量。取罐式水平量具a、b在同一位置的示值作為零位示值，固定量具a，按一定布點(diǎn)形式逐點(diǎn)移動(dòng)量具b，將測(cè)量示值與零位示值之差h乘2并進(jìn)行記錄，其中最大值與最小值之差，即為平面度誤差值。適用于大平面的平面度誤差測(cè)量。二、平面度誤差檢測(cè)方法3、液面法——采用罐式水平量器進(jìn)行測(cè)量，是以自然水平面4、光束平面法——適用一般精度大平面的平面度誤差測(cè)量

測(cè)量時(shí)，將準(zhǔn)直光管放在被測(cè)表面上，并選定相距較遠(yuǎn)的三個(gè)點(diǎn)放置瞄準(zhǔn)鏡靶，調(diào)整準(zhǔn)直光管以光束瞄準(zhǔn)鏡靶，確定光束平面。然后將鏡靶依次放在被測(cè)表面的各個(gè)測(cè)點(diǎn)上，測(cè)得讀數(shù)，以各測(cè)得值中最大值與最小值之差，作為按照三點(diǎn)法評(píng)定的平面度誤差。該測(cè)量方法是用光束平面作為測(cè)量基準(zhǔn)。二、平面度誤差檢測(cè)方法4、光束平面法——適用一般精度大平面的平面度誤差測(cè)量測(cè)5、間接測(cè)量法（節(jié)距測(cè)量法）

使用水平儀、自準(zhǔn)直儀等儀器在被測(cè)量有預(yù)先擬定的若干測(cè)量面上，以節(jié)距法進(jìn)行測(cè)量，得到被測(cè)點(diǎn)相對(duì)測(cè)量基準(zhǔn)量值。平面度測(cè)量常用布點(diǎn)形式有米字型和網(wǎng)格型，主要用于間接測(cè)量。

采用封閉“米”字形布點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量的方法，亦稱對(duì)角線法。采用呈封閉網(wǎng)格形布點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量的方法又叫環(huán)線法。二、平面度誤差檢測(cè)方法5、間接測(cè)量法（節(jié)距測(cè)量法）使用水平儀、自準(zhǔn)對(duì)角線布點(diǎn)≤400mm×400mm受檢點(diǎn)數(shù)應(yīng)等于或多于9點(diǎn)；630mm×400mm～1600mm×1000mm受檢點(diǎn)數(shù)等于或多于25點(diǎn)；﹥1600mm×1000mm受檢點(diǎn)應(yīng)等于或多于49點(diǎn)。測(cè)量時(shí)，先測(cè)出兩對(duì)角線截面各受檢點(diǎn)讀數(shù)，然后再測(cè)出四邊和兩對(duì)稱平分截面各點(diǎn)讀數(shù)，圖中箭頭表示儀器的移動(dòng)方向。矩形平面圓形平面小平面簡(jiǎn)化二、平面度誤差檢測(cè)方法對(duì)角線布點(diǎn)≤400mm×400mm受檢點(diǎn)數(shù)應(yīng)等于或多于9點(diǎn)；網(wǎng)格布點(diǎn)矩形平面圓形平面二、平面度誤差檢測(cè)方法網(wǎng)格布點(diǎn)矩形平面圓形平面二、平面度誤差檢測(cè)方法（1）水平儀法——適用于大、中型平面的平面度誤差測(cè)量將固定有水平儀的橋板置于被測(cè)平面上，按一定的布點(diǎn)形式首尾銜接地拖動(dòng)橋板，測(cè)出被測(cè)平面上相鄰兩點(diǎn)連線相對(duì)測(cè)量基面(自然水平面)的傾斜角，通過數(shù)據(jù)處理求出平面度誤差值的方法。二、平面度誤差檢測(cè)方法（1）水平儀法——適用于大、中型平面的平面度誤差測(cè)量

以過起始點(diǎn)A的水平面作為轉(zhuǎn)換基面，按測(cè)量順序逐點(diǎn)累加，將水平儀網(wǎng)格布點(diǎn)的測(cè)量示值ai轉(zhuǎn)換成相對(duì)轉(zhuǎn)換基面坐標(biāo)值Zi:整個(gè)測(cè)量過程是封閉的，從兩個(gè)測(cè)量方向(A-D-C和A-B-C)累加所得的C點(diǎn)坐標(biāo)值Zc理論上應(yīng)相等。當(dāng)兩者相差較小時(shí)，可取其平均值為Zc;當(dāng)相差較大時(shí)，一般應(yīng)重新測(cè)量。然后用旋轉(zhuǎn)變換法對(duì)各點(diǎn)坐標(biāo)值Zi進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，求出平面度誤差值。二、平面度誤差檢測(cè)方法以過起始點(diǎn)A的水平面作為轉(zhuǎn)換基面，整個(gè)測(cè)量過程（2）自準(zhǔn)儀法——適用于大、中型平面的平面度誤差測(cè)量將固定有反射鏡的橋板置于被測(cè)平面上，按對(duì)角線布點(diǎn)形式拖動(dòng)橋板，測(cè)出被測(cè)平面上相鄰兩點(diǎn)連線相對(duì)測(cè)量基線(面)傾斜角，通過數(shù)據(jù)處理求出平面度誤差值方法。二、平面度誤差檢測(cè)方法（2）自準(zhǔn)儀法——適用于大、中型平面的平面度誤差測(cè)量三、平面度誤差評(píng)定平面度誤差的評(píng)定方法有:最小包容區(qū)域法、最小二乘法、對(duì)角線平面法和三遠(yuǎn)點(diǎn)平面法。其中最小包容區(qū)域法的評(píng)定結(jié)果小于或等于其他三種評(píng)定方法。當(dāng)用最小包容區(qū)域來(lái)評(píng)定平面度誤差值時(shí)，由兩平行平面包容實(shí)際表面時(shí)，至少有三點(diǎn)或四點(diǎn)與之接觸，有下列三種準(zhǔn)則：

（1）三角形準(zhǔn)則：至少有三個(gè)高(低)極點(diǎn)與一個(gè)平面接觸，有一個(gè)低(高)極點(diǎn)與另一個(gè)平面接觸，并且這一個(gè)低(高)極點(diǎn)的投影落在上述三個(gè)高(低)極點(diǎn)連成的三角形內(nèi)，或者落在該三角形的一條邊上。

三、平面度誤差評(píng)定平面度誤差的評(píng)定方法有:最小包容區(qū)

（2）交叉準(zhǔn)則：至少有兩個(gè)高極點(diǎn)和兩個(gè)低極點(diǎn)分別與這兩個(gè)平行平面接觸，并且兩個(gè)高極點(diǎn)的連線和兩個(gè)低極點(diǎn)的連線在空間呈交叉狀態(tài)。（3）直線準(zhǔn)則：有兩個(gè)高(低)極點(diǎn)與兩個(gè)平行包容平面中的一個(gè)平面接觸，還有一個(gè)低(高)極點(diǎn)與另一個(gè)平面接觸，且該低(高)點(diǎn)的投影落在兩個(gè)高(低)極點(diǎn)的連線上。三、平面度誤差評(píng)定（2）交叉準(zhǔn)則：至少有兩個(gè)高極點(diǎn)和兩個(gè)低極點(diǎn)分別與這

根據(jù)各測(cè)得點(diǎn)的坐標(biāo)值進(jìn)行多次旋轉(zhuǎn)變換，使最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的分布形式符合最小包容區(qū)域判別準(zhǔn)則之一，進(jìn)而求出平面度誤差值的方法。數(shù)據(jù)如何處理，即如何求出平面度誤差值?旋轉(zhuǎn)變換法求平面度誤差值?三、平面度誤差評(píng)定根據(jù)各測(cè)得點(diǎn)的坐標(biāo)值進(jìn)行多次旋轉(zhuǎn)變換，使最高

旋轉(zhuǎn)變換法步驟:

1)根據(jù)測(cè)得點(diǎn)坐標(biāo)值，判別被測(cè)面可能符合的判別準(zhǔn)則。確定旋轉(zhuǎn)軸，將其中兩個(gè)可能的高(或低)極點(diǎn)旋轉(zhuǎn)變換成等值，同時(shí)變換其余各點(diǎn)坐標(biāo)值。m1、m2——要旋轉(zhuǎn)成等高的兩點(diǎn)的值

i1、i2——這兩點(diǎn)距旋轉(zhuǎn)軸的距離

旋轉(zhuǎn)量：Q=±S*L增大者取正號(hào)，減小者取負(fù)號(hào)。

L為各點(diǎn)距旋轉(zhuǎn)軸的間距格數(shù)三、平面度誤差評(píng)定旋轉(zhuǎn)變換法步驟:m1、m2——要旋轉(zhuǎn)成等高的兩點(diǎn)的值

2)若可能符合交叉準(zhǔn)則，則以平行于上述等值點(diǎn)連線的線為軸，將軸兩側(cè)的低(或高)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)變換成等值，同時(shí)變換其余各點(diǎn)的坐標(biāo)值；

3)若可能符合三角形準(zhǔn)則，則以平行于上述等值點(diǎn)的線為軸，將另一個(gè)高(或低)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)變換成等值，同時(shí)變換其余各點(diǎn)的坐標(biāo)值；

4)旋轉(zhuǎn)變換后符合判別準(zhǔn)則，平面度誤差值f=Zmax-Zmin；5)旋轉(zhuǎn)變換后不符合判別準(zhǔn)則，則重復(fù)2)或3)步驟，直至符合最小包容區(qū)域判別準(zhǔn)則。三、平面度誤差評(píng)定2)若可能符合交叉準(zhǔn)則，則以平行于上述等值點(diǎn)連線的線例：在基準(zhǔn)平面上，用千分表測(cè)量一塊400（mm）×400（mm）平板平面度誤差，測(cè)得數(shù)據(jù)如圖所示，求該平板的平面度誤差。解:（1）據(jù)圖初步判斷被測(cè)表面為中突平面?？赡苓x用三角形準(zhǔn)則判斷最小區(qū)域。為了容易判定被測(cè)表面的類型，可將各點(diǎn)的數(shù)據(jù)同減一最大值，使全部數(shù)據(jù)變?yōu)橥?hào)，此例減80。數(shù)值中有-110和-120兩個(gè)最低點(diǎn)，先使這兩點(diǎn)旋轉(zhuǎn)成等高點(diǎn)，所以選c1-a3為Ⅰ-Ⅰ為旋轉(zhuǎn)軸。其旋轉(zhuǎn)量