機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)課件：幾何誤差的檢測(cè)

幾何誤差的檢測(cè)《機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)》

目錄幾何誤差的評(píng)定準(zhǔn)則02幾何誤差的檢測(cè)03幾何誤差的檢測(cè)原則01內(nèi)容幾何誤差的檢測(cè)1.幾何誤差的檢測(cè)原則幾何誤差是指被測(cè)實(shí)際要素對(duì)其理想要素的變動(dòng)量。在幾何誤差的檢測(cè)中，是以測(cè)得的要素作為實(shí)際要素，根據(jù)測(cè)得要素來評(píng)定幾何誤差值的。根據(jù)幾何誤差是否在形位公差的范圍內(nèi)，得出零件合格與否的結(jié)論。（1）與理想要素比較原則將被測(cè)要素與理想要素相比較，理想要素用模擬法來體現(xiàn)。如平板、平臺(tái)、水平面等作為理想平面;一束光線、拉緊的鋼絲、刀口尺的刃口等作為理想直線;輪廓樣板作為線、面理想輪廓等。測(cè)量時(shí),被測(cè)要素上各測(cè)點(diǎn)相對(duì)于測(cè)量基準(zhǔn)的量值,通過測(cè)量直接獲得時(shí),稱為直接法。但是有的測(cè)量方法,對(duì)被測(cè)要素上各點(diǎn)相對(duì)于測(cè)量基準(zhǔn)的量值只能間接獲取,稱為間接法。內(nèi)容幾何誤差的檢測(cè)1.幾何誤差的檢測(cè)原則（1）與理想要素比較原則

圖直接法模擬理想要素

圖間接法模擬理想要素內(nèi)容幾何誤差的檢測(cè)1.幾何誤差的檢測(cè)原則（2）測(cè)量坐標(biāo)值原則測(cè)量被測(cè)實(shí)際要素的坐標(biāo)值(如直角坐標(biāo)值、極坐標(biāo)值、圓柱面坐標(biāo)值等)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理獲得幾何誤差值。如圖所示為采用坐標(biāo)測(cè)量裝置測(cè)量被測(cè)圓度誤差的示例。

圖采用直角坐標(biāo)測(cè)量裝置測(cè)量圓度誤差內(nèi)容幾何誤差的檢測(cè)1.幾何誤差的檢測(cè)原則（3）測(cè)量特征參數(shù)原則測(cè)量被測(cè)實(shí)際要素具有代表性的參數(shù)(特征參數(shù))表示幾何誤差值。例如在一個(gè)橫截面內(nèi)的幾個(gè)方向上測(cè)量直徑,取最大直徑差值的一半,作為該截面內(nèi)的圓度誤差。值這是一種近似評(píng)定幾何誤差的檢測(cè)原則,但該原則的檢測(cè)方法簡(jiǎn)易,無繁瑣的數(shù)據(jù)處理,在車間條件下較為適用。因此,在不影響使用功能前提下,允許采用該原則檢測(cè)幾何誤差,經(jīng)濟(jì)性能好。（4）測(cè)量跳動(dòng)原則被測(cè)實(shí)際要素繞基準(zhǔn)軸線回轉(zhuǎn)過程中，沿給定方向或線的變動(dòng)量。用V形架模擬基準(zhǔn)軸線,并對(duì)零件軸向定位,測(cè)量被測(cè)要素在回轉(zhuǎn)過程中于橫截面內(nèi)相對(duì)于某一參考點(diǎn)的變化狀況,變化值由指示器讀出。當(dāng)被測(cè)要素回轉(zhuǎn)一周中,指示器的最大、最小讀數(shù)之差就是徑向圓跳動(dòng)量。測(cè)量跳動(dòng)原則一般用于測(cè)量跳動(dòng)誤差。但在某些條件下,也可用于代替跳動(dòng)公差所綜合控制的一些幾何誤差項(xiàng)目的測(cè)量。如以徑向圓跳動(dòng)測(cè)量來代替同軸度、圓度的測(cè)量;徑向全跳動(dòng)測(cè)量代替圓柱度的測(cè)量等。內(nèi)容幾何誤差的檢測(cè)1.幾何誤差的檢測(cè)原則（5）控制實(shí)效邊界原則檢驗(yàn)被測(cè)實(shí)際要素是否超過實(shí)效邊界，以判斷被測(cè)實(shí)際要素合格與否。該原則只適用圖樣上采用最大實(shí)體原則的場(chǎng)合,即形位公差框格公差值后或基準(zhǔn)字母后標(biāo)注之處。一般用綜合量規(guī)來檢驗(yàn)。綜合量規(guī)的基本尺寸按被測(cè)要素的實(shí)效邊界來決定,當(dāng)被測(cè)要素的幾何誤差符合要求便能使綜合量規(guī)通過;反之,當(dāng)被測(cè)要素超越實(shí)效邊界就不能使綜合量規(guī)通過,表示被測(cè)要素不合格。

圖采用綜合量規(guī)檢測(cè)同軸度的示例內(nèi)容2.幾何誤差的評(píng)定準(zhǔn)則（1）形狀誤差的評(píng)定評(píng)定形狀誤差須在實(shí)際要素上找出理想要素的位置。這要求遵循一條原則，即使理想要素的位置符合最小條件。①最小條件所謂最小條件是指確定理想要素位置時(shí)，應(yīng)使理想要素與實(shí)際要素相接觸，并使被測(cè)實(shí)際要素對(duì)其理想要素的最大變動(dòng)量為最小。如圖1所示為評(píng)定給定平面內(nèi)的直線度誤差的情況，如圖2所示為評(píng)定軸線在任意方向上的直線度誤差的情況。

圖1輪廓要素的理想要素的位置幾何誤差的檢測(cè)

圖2中心要素的理想要素的位置內(nèi)容2.幾何誤差的評(píng)定準(zhǔn)則（1）形狀誤差的評(píng)定②形狀誤差的評(píng)定方法—最小區(qū)域法用符合最小條件的包容區(qū)域（簡(jiǎn)稱最小區(qū)域）的寬度或直徑f表示。幾何誤差的檢測(cè)

圖

平面度誤差檢測(cè)最小區(qū)域

圖圓度誤差的最小包容區(qū)域內(nèi)容2.幾何誤差的評(píng)定準(zhǔn)則（2）位置誤差評(píng)定位置誤差評(píng)定的基本方法有:通常采用精確工具模擬的基準(zhǔn)要素來建立基準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)指出，實(shí)際基準(zhǔn)要素的理想要素的位置應(yīng)符合最小條件，在確定理想要素的位置時(shí)應(yīng)使實(shí)際基準(zhǔn)要素對(duì)其理想要素的最大變動(dòng)量為最小。①模擬法:模擬法就是采用足夠精確的實(shí)際要素來體現(xiàn)基準(zhǔn)平面、基準(zhǔn)軸線、基準(zhǔn)點(diǎn)等。如圖3所示為模擬基準(zhǔn)法，圖4檢測(cè)和評(píng)定平面誤差的情況，長方體的上表面為被測(cè)實(shí)際要素，下表面為實(shí)際基準(zhǔn)要素。

幾何誤差的檢測(cè)

圖4平面度誤差檢測(cè)的基準(zhǔn)

圖3基準(zhǔn)實(shí)際要素與模擬基準(zhǔn)的兩種接觸狀態(tài)內(nèi)容2.幾何誤差的評(píng)定準(zhǔn)則（2）位置誤差評(píng)定位置誤差評(píng)定的基本方法有:②分析法:就是通過對(duì)基準(zhǔn)實(shí)際要素進(jìn)行測(cè)量，再根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)用圖解法或計(jì)算法按最小條件確定的理想要素作為基準(zhǔn)。③直接法:就是以基準(zhǔn)實(shí)際要素為基準(zhǔn)。當(dāng)基準(zhǔn)實(shí)際要素具有足夠高的形狀精度時(shí)，可忽略形狀誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。

幾何誤差的檢測(cè)內(nèi)容2.幾何誤差的檢測(cè)（1）幾何誤差檢測(cè)的三個(gè)步驟①根據(jù)誤差項(xiàng)目和檢測(cè)條件確定檢測(cè)方案，根據(jù)方案選擇測(cè)量工具，并確定測(cè)量基準(zhǔn)。②進(jìn)行測(cè)量，得到被測(cè)實(shí)際要素的有關(guān)數(shù)據(jù)。③進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，按最小條件確定最小包容區(qū)域，得到幾何誤差數(shù)值。④判斷是否合格幾何誤差的檢測(cè)內(nèi)容2.幾何誤差的檢測(cè)（2）直線度誤差的檢測(cè)①指示器測(cè)量法:

如圖5所示，將被測(cè)零件安裝于平行于平板的兩頂尖之間，用帶有兩個(gè)指示表的表架沿鉛垂軸截面的兩條素線測(cè)量，同時(shí)分別記錄兩指示器在各自測(cè)點(diǎn)的讀數(shù)M1和M2，取各測(cè)點(diǎn)讀數(shù)差一半中的最大值作為該截面軸線的直線度誤差。將零件轉(zhuǎn)位，按上述方法測(cè)量若干個(gè)截面，取其中最大的誤差作為被測(cè)零件軸線直線度誤差。幾何誤差的檢測(cè)圖5用兩只指示器測(cè)直線度內(nèi)容2.幾何誤差的檢測(cè)（2）直線度誤差的檢測(cè)②刀口尺法:如圖6（a）所示，刀口尺法是用刀口尺和被測(cè)要素接觸，使刀口尺和被測(cè)要素之間的最大間隙為最小，此最大間隙即為被測(cè)的直線度誤差。③鋼絲法:如圖6（b）所示，鋼絲法是用特別的鋼絲作為測(cè)量基準(zhǔn)，用測(cè)量顯微鏡讀數(shù)。④水平儀法:如圖6（c）所示，水平儀法是將水平儀放在被測(cè)表面上，沿被測(cè)要素按節(jié)距，逐段連續(xù)測(cè)量。⑤自準(zhǔn)直儀法:如圖6（d）所示，用自準(zhǔn)直儀和反射鏡測(cè)量是將自準(zhǔn)直儀放在固定位置上，測(cè)量過程中保持位置不變。幾何誤差的檢測(cè)

圖6直線度誤差的檢測(cè)內(nèi)容2.幾何誤差的檢測(cè)（3）平面度誤差的檢測(cè)常見的平面度測(cè)量方法如圖7所示:①指示器測(cè)量法:如圖7（a），將被測(cè)零件支承在平板上，將被測(cè)平面上兩對(duì)角線的角點(diǎn)分別調(diào)成與平板等高，按一定布點(diǎn)測(cè)量被測(cè)表面。指示儀器上最大讀數(shù)與最小讀數(shù)之差即為該平面的平面度誤差近似值。②平晶法：將平晶緊貼在被測(cè)平面上，由產(chǎn)生的干涉條紋經(jīng)過計(jì)算得到平面度誤差值。如圖7（b）。

幾何誤差的檢測(cè)圖7平面度誤差的檢測(cè)內(nèi)容2.幾何誤差的檢測(cè)（3）平面度誤差的檢測(cè)③水平儀法：將水平儀放在被測(cè)表面上，用水平儀按一定布點(diǎn)和方向逐點(diǎn)測(cè)量，經(jīng)過計(jì)算得到平面度誤差。如圖7（c）。④自準(zhǔn)直儀法：如圖7（d）將自準(zhǔn)直儀固定在平面外的一定位置，反射鏡放在被測(cè)平面上。調(diào)整自準(zhǔn)直儀，使其和被測(cè)表面平行，按一定布點(diǎn)和方向逐點(diǎn)測(cè)量。經(jīng)過計(jì)算得到平面度誤差。幾何誤差的檢測(cè)圖7平面度誤差的檢測(cè)內(nèi)容2.幾何誤差的檢測(cè)（4）跳動(dòng)誤差的檢測(cè)①徑向圓跳動(dòng)誤差的檢測(cè)如圖8所示，用一對(duì)同軸的頂尖模擬體現(xiàn)基準(zhǔn)，將被測(cè)工件裝在兩頂尖之間，保證大圓柱面繞基準(zhǔn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)但不發(fā)生軸向移動(dòng)。②端面圓跳動(dòng)誤差的檢測(cè)如圖9所示，用一V形架來模擬體現(xiàn)基準(zhǔn)，并用一定位支承使工件沿軸向固定。取各測(cè)量圓柱面的跳動(dòng)量中的最大值作為該零件的端面圓跳動(dòng)誤差。幾何誤差的檢測(cè)圖8徑向圓跳動(dòng)誤差檢測(cè)圖9端面圓跳動(dòng)誤差檢測(cè)內(nèi)容2.幾何誤差的檢測(cè)（4）跳動(dòng)誤差的檢測(cè)③斜向圓跳動(dòng)誤差的檢測(cè)如圖10所示，將被測(cè)零件固定在導(dǎo)向套筒內(nèi)，且在軸向固定。取各測(cè)量圓錐面上測(cè)得的跳動(dòng)量中的最大值為該零件的斜向圓跳動(dòng)誤差。④端面全跳動(dòng)誤差的檢測(cè)如圖11所示，將被測(cè)零件支承在導(dǎo)向套筒內(nèi)，并在軸向固定，導(dǎo)向套筒的軸線應(yīng)與平板垂直