平面度误差测量的研究与实践

　　0 引言

　　平面度误差是机械零部件工作表面的形状误差,它直接影响机器工作表面的质量,工作性能和机器寿命.平面度误差的测量通常是先用某种测量方法测量出被测实际面的原始数据,然后进行数据处理以求得被测实际面的平面度误差.平面度误差的测量一般采用统一基准法.即是通过实物(如精密平板、平晶、水平面等)建立一基准平面,然后被测实际面与该基准平面相比较,以确定被测实际面的平面度误差.

　　1 平面度误差测量方法

　　对于精密小平面(如量块工作面)的平面度误差可用平晶法测量.用平晶干涉法检定量块工作面平面度误差时,把平晶置于被测表面上,在单色光的照射下,两者之间形成等厚干涉条纹,然后读出条纹弯曲度a及相邻两条纹的间距b值,则量块工作面的平面度误差值为f''x.=(a/b).K/2(K为光波波长).用水平面法测量平面度误差时,基准平面建立在通过被测表面上某角点(如A1点),并与水平面平行的平面上,然后用自准直仪或水平仪按节距法测出距前后两点的高度差,将自准值仪或水平仪在各段上读数值累加,可得各点对起始点(A1点)的高度差.通过基面旋转可求出被测平面的平面度误差值.

　　用水平面法测量并评定平面度误差值的方法有三种:

　　1)三点法

　　以实际被测要素上任意选定的三点所形成的平面作为评定基准,并以平行于基准平面的两包容平面之间的最小距离作为平面度误差值f''x.

　　2)对角线法

　　以通过实际被测要素的一条对角线的两端点的连线,且平行于另一条对角线的两端点连线的平面作为评定基准,并以平行于此基准平面的两包容平面之间的最小距离作为平面度误差值f''x.

　　3)最小包容区域法

　　两平行包容平面与实际被测要素的接触状态,符合平面度误差判别法t中的三角形准则或交叉准则或直线准则时,此两平行平面之间的距离即为平面度误差值f''x.

　　以上三种平面度误差值的评定方法均要进行坐标变换.

　　所谓坐标变换其实质就是通过基面旋转求出被测平面的平面度误差值的方法,设测点Pij(i,j),坐标变换前后两坐标值之差称为旋转量$ij,显然,各点的旋转量与其在被测要素上的位置(i,j)有关,且呈线性关系.可写成下面附表形式,并不失其一般性.

　　只有按某种评定方法的要求确定评定基准,即可算出相应的P,Q值,获得各点的旋转量,从而实现坐标变换,获得相应评定方法的平面度误差值.举例:设用水平仪按下面所示的布线方式测得9点共8个读数,试按各种评定方法确定其平面误差值.