精密测量技术电子教案课件.ppt

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第三章形状及位置误差测量第三章形状及位置误差测量教学纲要教学要求：1.明确常用形位公差(如直线度、平面度、平行度、圆度、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原理教学重点：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（最小条件评定法，）即用旋转法求平面度误差。本章教学内容：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: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，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，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。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。 第三章形状及位置误差测量第三章形状及位置误差测量形状误差位置误差 第三章形状及位置误差测量第三章形状及位置误差测量形位公差的特征项目及符号一、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（） 第三章形状及位置误差测量第三章形状及位置误差测量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 第三章形状及位置误差测量第三章形状及位置误差测量5.线轮廓度用来控制平面曲线或空间曲线与截面的交线的公差：实际对理想轮廓所允许的变动全量        公差带：包络一系列直线为t的图所形成的两包络线之间的区域，诸圆的圆心应位于理想轮廓线上。理论正确尺寸：确定被测要素的理想形态、方向、位置的尺寸测量：用轮廓样板6.面轮廓度（也可有基准）控制空间曲面的形状误差公差公差带：包络一系列直径为公差值t的球的两包络面之间的区域 球心应位于理想轮廓面上。      标注应在法线上。      测量：三坐标测量仪 第三章形状及位置误差测量3.1直线度误差的测量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tb、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） 第三章形状及位置误差测量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-12．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3.1直线度误差的测量光学平直仪 第三章形状及位置误差测量3.1直线度误差的测量水准仪 第三章形状及位置误差测量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200mm，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”01-23-202解本题时，要特别提醒学生注意添加一个“0”例四、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)minamax=(yi/xi)max 第三章形状及位置误差测量3.2平面度误差的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 第三章形状及位置误差测量3.2平面度误差的测量例：用三点法和对角线法评定误差a1a5a1a5:0-8-530b1b5a5e5:01-220a1e1:0-5020c1c5e1e5:0-75-40d1d5b1b5:03-6-10c1c5:0-10-1-4e1e5d1d5:00-2-40例：用最小区域法评定误差:交叉准则0-515207-815300高点：a3,c2低点：a1,b32．作图法例：对角线法评定误差书P673.2平面度误差的测量例：用三点法和对角线法d1d5b1b5:03-6-10 第三章形状及位置误差测量3.3圆度误差的测量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r0为平均圆直径，一次项为偏心影响，c1=eI>=n+1属于波度、表面粗糙度，要滤波：滤波器或斧形测头 第三章形状及位置误差测量3.3圆度误差的测量圆度仪 第三章形状及位置误差测量3.4平行度误差的测量平行度：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 第三章形状及位置误差测量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3.6同轴度误差的测量同轴度: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 第三章形状及位置误差测量3.7误差分离法在形位误差测量中的应用一、误差分离法在直线度误差测量中的应用反向法移位法 第三章形状及位置误差测量3.7误差分离法在形位误差测量中的应用3．多测头法二、误差分离法在圆度误差测量中的应用