项目二几何公差和几何误差检测

1、项目二几何公差和几何误差检测项目二几何公差和几何误差检测 任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误差用自准直仪测量零件的直线度误差 任务任务2用指示表测量零件的平面度误差用指示表测量零件的平面度误差 任务任务3用两点法、三点法测量零件的圆度误差用两点法、三点法测量零件的圆度误差 任务任务4用指示表测量零件的平行度和垂直度误差用指示表测量零件的平行度和垂直度误差 任务任务5用指示表测量键槽对称度误差用指示表测量键槽对称度误差 任务任务6用偏摆检测仪测量轴的径向圆跳动和全跳用偏摆检测仪测量轴的径向圆跳动和全跳动动 7拓展知识拓展知识任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差

2、差1. 1学习目标学习目标1)掌握形状公差及公差带掌握形状公差及公差带;2)掌握直线度公差的判定方法掌握直线度公差的判定方法;3)掌握用自准直仪测量零件直线度误差的原理和方法掌握用自准直仪测量零件直线度误差的原理和方法;4)掌握节距法测量直线度误差的数据处理方法。掌握节距法测量直线度误差的数据处理方法。1. 2任务描述任务描述用自准直仪测量桥尺的直线度误差。用自准直仪测量桥尺的直线度误差。1. 3任务分析任务分析 直线度误差主要针对长度较长、直线度要求较高的零件，如机床导直线度误差主要针对长度较长、直线度要求较高的零件，如机床导轨。在实验室条件下，我们采用桥尺轨。在实验室条件下，我们采用桥尺(

3、模拟机床导轨模拟机床导轨)来测量直线度误来测量直线度误差。如差。如图图2一一1所示，桥尺长所示，桥尺长1 200 mm，取跨距，取跨距L =100 mm，用分度，用分度值为值为1的自准直仪采用节距法进行测量。的自准直仪采用节距法进行测量。下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差1. 4相关知识相关知识1. 4. 1几何公差概述几何公差概述1.几何公差的研究对象几何公差的研究对象几何公差的研究对象是构成零件几何特征的点、线、面，这些点、线几何公差的研究对象是构成零件几何特征的点、线、面，这些点、线、面统称为几何要素。一般在研究形状公差时，涉及的对象有线和面

4、、面统称为几何要素。一般在研究形状公差时，涉及的对象有线和面两类要素，在研究位置公差时，涉及的对象有点、线和面三类要素。两类要素，在研究位置公差时，涉及的对象有点、线和面三类要素。几何公差就是研究这些几何要素在形状及其相互之间方向或位置方面几何公差就是研究这些几何要素在形状及其相互之间方向或位置方面的精度问题。几何要素可从不同角度来分类的精度问题。几何要素可从不同角度来分类: (1)按结构特征分类按结构特征分类 1）组成要素。组成要素即构成零件外形的具体要素，如）组成要素。组成要素即构成零件外形的具体要素，如图图2一一2 (a)中的球面、圆锥面、端平面、圆柱面、锥顶、素线。中的球面、圆锥面、端

5、平面、圆柱面、锥顶、素线。 2)导出要素。由一个或几个组成要素得到的中心点、中心线、中心导出要素。由一个或几个组成要素得到的中心点、中心线、中心面称为导出要素。其特点是它不能为人们直接感觉到，而是通过相应面称为导出要素。其特点是它不能为人们直接感觉到，而是通过相应的组成要素才能体现出来，如图的组成要素才能体现出来，如图2一一2(a)中的轴线和球心。中的轴线和球心。上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差 (2)按存在状态分类按存在状态分类 1)实际实际(组成组成)要素。接近实际要素。接近实际(组成组成)要素所限定的工件实际表面组要素所限定的工件实

6、际表面组成要素部分，这些要素不同程度上存在误差。成要素部分，这些要素不同程度上存在误差。 2)公称要素。按设计要求确定的理论正确要素称为公称要素。它是公称要素。按设计要求确定的理论正确要素称为公称要素。它是图样给出的点、线、面的理想形态图样给出的点、线、面的理想形态;它不存在任何误差，是绝对正确它不存在任何误差，是绝对正确的几何要素。公称要素又分为公称组成要素和公称导出要素。的几何要素。公称要素又分为公称组成要素和公称导出要素。 (3)按所处地位分类按所处地位分类 1)被测要素。被测要素即图样中给出的几何公差要求的要素，是测被测要素。被测要素即图样中给出的几何公差要求的要素，是测量的对象，如图

7、量的对象，如图2 -2 (b)中外圆表面及其轴线、台阶端面。中外圆表面及其轴线、台阶端面。 2)基准要素。用来确定理想被测要素的方向和位置的要素称为基准基准要素。用来确定理想被测要素的方向和位置的要素称为基准要素，如图要素，如图2一一2(b)中的内孔轴线。中的内孔轴线。 上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差(4)按功能关系分类按功能关系分类 1)单一要素。单一要素是仅对要素本身给出形状公差要求的要素，单一要素。单一要素是仅对要素本身给出形状公差要求的要素，如图如图2一一2(b)中的外圆表面。中的外圆表面。 2)关联要素。关联要素是对基准要素有

8、功能关系要求而给出位置公差关联要素。关联要素是对基准要素有功能关系要求而给出位置公差要求的要素，如图要求的要素，如图2 -2 (b)中的台阶端面及外圆轴线。中的台阶端面及外圆轴线。 2.几何公差项目及其符号几何公差项目及其符号 GB/T 1182-2008规定了几何公差的特征项目，各几何公差项目的规定了几何公差的特征项目，各几何公差项目的名称及其符号见名称及其符号见表表2. 1。现行附加符号见。现行附加符号见表表2. 2 3.几何公差带几何公差带 几何公差带是由一个或几个理想的几何线或面所限定的、由线性公几何公差带是由一个或几个理想的几何线或面所限定的、由线性公差值表示其大小的区域。它体现了被

9、测要素的设计要求，也是加工和差值表示其大小的区域。它体现了被测要素的设计要求，也是加工和检验的根据。几何公差带具有形状、大小、位置、方向四个要素。检验的根据。几何公差带具有形状、大小、位置、方向四个要素。 上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差(1)几何公差带的形状几何公差带的形状 几何公差带的形状是指限制被测要素变动的包容区域的理想形状，几何公差带的形状是指限制被测要素变动的包容区域的理想形状，它是由被测要素的理想形状和给定的公差特征项目所确定的，几何公它是由被测要素的理想形状和给定的公差特征项目所确定的，几何公差带的主要形状有差带的主要形状

10、有11种，如种，如图图2-3所示。所示。 (2)几何公差带的大小几何公差带的大小 几何公差带的大小指理想包容区域的宽度或者直径，如图几何公差带的大小指理想包容区域的宽度或者直径，如图2一一3中中的的t，t、St等数值。等数值。 (3)几何公差带的方向几何公差带的方向 几何公差带的方向就是评定被测要素误差的方向。对于方向、位置几何公差带的方向就是评定被测要素误差的方向。对于方向、位置公差带而言，公差带的方向就是公差框格指引线箭头所指示的方向公差带而言，公差带的方向就是公差框格指引线箭头所指示的方向;对于形状公差带，在设计时不做出规定，其方向遵守最小条件原则。对于形状公差带，在设计时不做出规定，其

11、方向遵守最小条件原则。 上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差(4)几何公差带的位置几何公差带的位置 几何公差带的位置，对于位置公差以及多数跳动公差，由设计者确几何公差带的位置，对于位置公差以及多数跳动公差，由设计者确定，与被测要素的实际状况无关，可以称为位置固定的公差带定，与被测要素的实际状况无关，可以称为位置固定的公差带;对于对于形状公差、方向公差和少数跳动公差，项目本身并不规定公差带位置形状公差、方向公差和少数跳动公差，项目本身并不规定公差带位置，其位置随被测实际要素的形状和有关尺寸的大小而改变，可以称为，其位置随被测实际要素的形状和有关

12、尺寸的大小而改变，可以称为位置浮动的公差带。位置浮动的公差带。 4.几何公差的标注几何公差的标注 在技术图样上，几何公差应采用代号标注。只有在无法采用代号标在技术图样上，几何公差应采用代号标注。只有在无法采用代号标注时才允许在技术要求中用文字说明几何公差要求。几何公差代号主注时才允许在技术要求中用文字说明几何公差要求。几何公差代号主要包括要包括:几何公差有关项目符号，几何公差框格和指引线，几何公差几何公差有关项目符号，几何公差框格和指引线，几何公差数值及相关符号，基准符号。几何公差框格图样布置要求水平或垂直数值及相关符号，基准符号。几何公差框格图样布置要求水平或垂直(指引线弯折次数不能超过指引

13、线弯折次数不能超过2次次)，如，如图图2一一4所示。所示。上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差 (1)公差框格公差框格 GB/T 1182-2008规定了几何公差要求的公差框格形状应为矩形方规定了几何公差要求的公差框格形状应为矩形方框，含两格或多格框，含两格或多格;公差框格的高度为字体高的公差框格的高度为字体高的2倍，第一格宽度应等倍，第一格宽度应等于框格的高度，第二格宽度应与标注内容的长度相适应，第三格及以于框格的高度，第二格宽度应与标注内容的长度相适应，第三格及以后各格后各格(如属需要如属需要)的宽度需与有关字母的宽度相适应。无基准要求的

14、的宽度需与有关字母的宽度相适应。无基准要求的形状公差，公差框格仅两格形状公差，公差框格仅两格;有基准要求的方向或位置公差，公差框格有基准要求的方向或位置公差，公差框格为三格至五格，如为三格至五格，如图图2一一5所示所示 注意事项注意事项:1)公差带形状为圆形或圆柱形，公差值前加公差带形状为圆形或圆柱形，公差值前加“”;公差带形状为球形，公差带形状为球形，公差值前加公差值前加S”，如，如图图2一一6所示。所示。 2)一个以上要素为被测要素，在框格上方表明数量，如一个以上要素为被测要素，在框格上方表明数量，如图图2一一7所示。所示。 3)同一要素具有两项或多项公差要求，可将框格重叠，如同一要素具有

15、两项或多项公差要求，可将框格重叠，如图图2一一8所示所示 4)若要求在公差带内进一步限定被测要素的形状，应在公差框格的下若要求在公差带内进一步限定被测要素的形状，应在公差框格的下方注明，如方注明，如图图2一一9所示所示上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差 (2)基准符号基准符号 与基准要素相关的基准用一个大写字母表示。字母标注在基准方格与基准要素相关的基准用一个大写字母表示。字母标注在基准方格内，与一个涂黑的或空白的三角形相连以表示基准内，与一个涂黑的或空白的三角形相连以表示基准;基准字母标注在基准字母标注在方格内，涂黑和空白的基准三角形含义

16、相同。方格内，涂黑和空白的基准三角形含义相同。 基准符号的组成如基准符号的组成如图图2一一10所示。所示。 注意事项注意事项: 1)方框内大写字母必须竖直书写方框内大写字母必须竖直书写; 2)为了避免混淆和误解，基准字母尽量不采用为了避免混淆和误解，基准字母尽量不采用E, F, I, J, L, M, 0, P, R等等9个字母，也不能与向视图字母重合。个字母，也不能与向视图字母重合。 (3)被测要素的标注法被测要素的标注法 依据被测要素是组成要素还是导出要素，标注方法可概括为下述两依据被测要素是组成要素还是导出要素，标注方法可概括为下述两种情况种情况: 上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪

17、测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差1)被测要素为组成要素被测要素为组成要素:箭头指向几何要素轮廓线或其延长线，且必箭头指向几何要素轮廓线或其延长线，且必须与尺寸线错开，必要时可采用引出线，如须与尺寸线错开，必要时可采用引出线，如图图2一一11所示。所示。 2)被测要素为导出要素被测要素为导出要素:带箭头的指引线应与尺寸线对齐，且可以带箭头的指引线应与尺寸线对齐，且可以替代尺寸线的一个箭头，如替代尺寸线的一个箭头，如图图2一一12所示所示 3)被测要素为局部要素被测要素为局部要素:如只以要素的某一局部作被测要素，则应用如只以要素的某一局部作被测要素，则应用粗点划线表示出该部分并加

18、注尺寸，如粗点划线表示出该部分并加注尺寸，如图图2一一13所示。所示。 (4)基准要素的标注方法基准要素的标注方法 基准要素的标注要采用基准符号，标注时要注意以下内容基准要素的标注要采用基准符号，标注时要注意以下内容: 1)基准要素为组成要素，如轮廓线或平面，此时基准符号的三角形基准要素为组成要素，如轮廓线或平面，此时基准符号的三角形应位于该要素的轮廓线或其延长线上，并且连线必须与尺寸线明显错应位于该要素的轮廓线或其延长线上，并且连线必须与尺寸线明显错开开;对于实际的基准表面，可以用带点的参考线把该表面引出，基准对于实际的基准表面，可以用带点的参考线把该表面引出，基准符号的三角形位于这条参考线

19、上。基准要素为组成要素的标注如符号的三角形位于这条参考线上。基准要素为组成要素的标注如图图2一一14所示。所示。 上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差2)基准要素为轴线和中心平面等导出要素时，基准符号的连线对准尺基准要素为轴线和中心平面等导出要素时，基准符号的连线对准尺寸线，基准符号可以代替尺寸线的一个箭头，如寸线，基准符号可以代替尺寸线的一个箭头，如图图2一一15所示。所示。 3)对于由两个同类要素构成而作为一个基准使用的公共基准轴线、对于由两个同类要素构成而作为一个基准使用的公共基准轴线、公共基准中心平面等公共基准，应对两个同类要素分别标

20、注基准符号公共基准中心平面等公共基准，应对两个同类要素分别标注基准符号，在公差框格的第三或以后格中填写用短横线隔开的字母，如图，在公差框格的第三或以后格中填写用短横线隔开的字母，如图2一一16 (a)所示。对两个或多个要素组成的多基准体系，表示基准的大写所示。对两个或多个要素组成的多基准体系，表示基准的大写字母按基准优先顺序填写在公差框格第三及以后格中，如字母按基准优先顺序填写在公差框格第三及以后格中，如图图2一一16 (b)所示。所示。 4)基准要素为局部要素基准要素为局部要素:如只以要素的某一局部作基准要素，则应如只以要素的某一局部作基准要素，则应用粗点划线表示出该部分并加注尺寸，如用粗点

21、划线表示出该部分并加注尺寸，如图图2一一17所示。所示。 (5)常用的简化标注方法常用的简化标注方法 1)同一被测要素具有几项几何公差要求，可将这几项要求的公差框同一被测要素具有几项几何公差要求，可将这几项要求的公差框格重叠绘出，只用一条指引线指向被测要素，如格重叠绘出，只用一条指引线指向被测要素，如图图2一一18所示。所示。上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差 2)当若干个分离要素分别有相同的公差带时，可以只使用一个公差框当若干个分离要素分别有相同的公差带时，可以只使用一个公差框格，由该框格的一端引出一条指引线，从这一条指引线再绘出几个带格

22、，由该框格的一端引出一条指引线，从这一条指引线再绘出几个带箭头的连线，分别指向每个被测要素，如箭头的连线，分别指向每个被测要素，如图图2一一19所示所示(a)所示。当若所示。当若干个分离要素有公共公差带时，应在公差值后面注明干个分离要素有公共公差带时，应在公差值后面注明CZ,如图如图2一一19所示所示(b)所示所示3)多个同类要素具有同一项公差要求，如对成组要素，可以只标注一多个同类要素具有同一项公差要求，如对成组要素，可以只标注一个要素，同时在公差框格上方写明成组要素的数量标记及其他相关要个要素，同时在公差框格上方写明成组要素的数量标记及其他相关要求，如图求，如图2一一20所示。所示。 (6

23、)理论正确尺寸理论正确尺寸当给出一个或一组要素的位置、方向或轮廓度公差时，分别用来确定当给出一个或一组要素的位置、方向或轮廓度公差时，分别用来确定其理论正确位置、方向或轮廓的尺寸，称为理论正确尺寸，代号为其理论正确位置、方向或轮廓的尺寸，称为理论正确尺寸，代号为TED TE D也用以确定基准体系中各基准之间的方向、位置关系也用以确定基准体系中各基准之间的方向、位置关系;TED没有没有公差，并标注在一个方框中，如公差，并标注在一个方框中，如图图2一一20所示。所示。上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差 1.4.2形状公差及其公差带形状公差及其公

24、差带 1.形状公差带的定义及分类形状公差带的定义及分类 形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。形状公差带形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。形状公差带用以限制实际要素变动的区域。形状公差没有基准要求，其公差带是用以限制实际要素变动的区域。形状公差没有基准要求，其公差带是浮动的。形状公差有直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面浮动的。形状公差有直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度轮廓度6个项目。个项目。 (1)直线度直线度 直线度公差用于限制平面内或空间直线的形状误差。根据零件的功直线度公差用于限制平面内或空间直线的形状误差。根据零件的功能要求不同，可分别提

25、出给定平面内、给定方向上和任意方向上的直能要求不同，可分别提出给定平面内、给定方向上和任意方向上的直线度要求。线度要求。 1)在给定平面内，公差带是距离为公差值在给定平面内，公差带是距离为公差值t的两平行直线之间的区的两平行直线之间的区域。如域。如图图2一一21所示，表示被测表面的素线必须位于平行于图样所示所示，表示被测表面的素线必须位于平行于图样所示投影面内且距离为公差值投影面内且距离为公差值0. 05 mm的两平行直线内。的两平行直线内。上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差 2)在给定方向上。在给定方向上。 给定一个方向，公差带是距离为公

26、差值给定一个方向，公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域的两平行平面之间的区域。如。如图图2一一22 (a)所示，表示两平面相交的棱线只在一个方向上给出了所示，表示两平面相交的棱线只在一个方向上给出了直线度要求，该棱线必须位于距离为公差值直线度要求，该棱线必须位于距离为公差值0. 02 mm的两平行平面的两平行平面之间。之间。 给定相互垂直的两个方向，公差带是距离分别为公差值，和给定相互垂直的两个方向，公差带是距离分别为公差值，和tz的的两组平行平面之间的区域。如图两组平行平面之间的区域。如图2 -22 (b)所示，表示被测表面的素线所示，表示被测表面的素线必须位于相互垂直且距离分别为公

27、差值必须位于相互垂直且距离分别为公差值0. 1 mm和和0. 2 mm的两组平的两组平行平面之间行平面之间(四棱柱四棱柱)。 3)在任意方向上，公差带是直径为公差值在任意方向上，公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域。如的圆柱面内的区域。如图图2 - 23所示，被测圆柱面的轴线必须位于直径为公差值小所示，被测圆柱面的轴线必须位于直径为公差值小0. 08 mm的圆柱面内。的圆柱面内。上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差 (2)平面度平面度 平面度公差用于限制被测实际平面的形状误差，公差带是距离为公平面度公差用于限制被测实际平面的形状误差，公差带

28、是距离为公差值差值t的两平行平面之间的区域。如的两平行平面之间的区域。如图图2 - 24所示，表示被测表面必须所示，表示被测表面必须位于距离为公差值位于距离为公差值0. 08 mm的两平行平面之间。的两平行平面之间。 (3)圆度圆度 圆度公差用于限制实际被测零件截面圆的形状变动，公差带是在同圆度公差用于限制实际被测零件截面圆的形状变动，公差带是在同一正截面上，半径差为公差值一正截面上，半径差为公差值t的两同心圆之间的区域。如的两同心圆之间的区域。如图图2一一25 ( a )所示，被测圆柱面任一正截面的圆周必须位于半径差为公差值所示，被测圆柱面任一正截面的圆周必须位于半径差为公差值0. 03 m

29、m的两同心圆之间的两同心圆之间;如图如图2一一25 (b)所示，要求被测圆锥面任一正所示，要求被测圆锥面任一正截面上的圆周必须位于半径差为公差值截面上的圆周必须位于半径差为公差值0. 03 mm的两个同心圆之间的两个同心圆之间。上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差 (4)圆柱度圆柱度 圆柱度公差用于限制实际被测圆柱面的形状变动，公差带是半径差圆柱度公差用于限制实际被测圆柱面的形状变动，公差带是半径差为公差值为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域。如的两同轴圆柱面之间的区域。如图图2 - 26所示，表示被测圆所示，表示被测圆柱面必须位于公差值为柱面

30、必须位于公差值为0. 1 mm的两同轴圆柱面之间。圆柱度能对圆的两同轴圆柱面之间。圆柱度能对圆柱面纵、横截面各种形状误差进行综合控制。柱面纵、横截面各种形状误差进行综合控制。 (5)线轮廓度线轮廓度(无基准要求无基准要求) 线轮廓度公差用来限制平面曲线或者曲面的截面轮廓的形状变动，线轮廓度公差用来限制平面曲线或者曲面的截面轮廓的形状变动，其公差带是包络一系列直径为公差值其公差带是包络一系列直径为公差值t的圆的两包络线之间的区域。的圆的两包络线之间的区域。诸圆的圆心位于具有理论正确几何形状的线上。如诸圆的圆心位于具有理论正确几何形状的线上。如图图2一一27所示，表所示，表示在平行于图样所示投影面

31、的任一截面上，被测轮廓线必须位于包络示在平行于图样所示投影面的任一截面上，被测轮廓线必须位于包络一系列直径为公差值一系列直径为公差值0. 04 mm且圆心位于具有理论正确几何形状的且圆心位于具有理论正确几何形状的线上的两包络线之间，这时理想轮廓线的位置是不定的。线上的两包络线之间，这时理想轮廓线的位置是不定的。上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差 (6)面轮廓度面轮廓度(无基准要求无基准要求) 面轮廓度公差用于限制一般曲面轮廓的形状变动，公差带是包络一面轮廓度公差用于限制一般曲面轮廓的形状变动，公差带是包络一系列直径为公差值系列直径为公差值c

32、的球的两包络面之间的区域。诸球的球心位于具的球的两包络面之间的区域。诸球的球心位于具有理论正确几何形状的面上。如有理论正确几何形状的面上。如图图2一一28所示，表示被测轮廓面必须所示，表示被测轮廓面必须位于包络一系列球的两包络面之间，诸球的直径分别为公差值位于包络一系列球的两包络面之间，诸球的直径分别为公差值0. 02 mm，且球心位于具有理论正确几何形状的面上的两包络面区域。，且球心位于具有理论正确几何形状的面上的两包络面区域。 2.形状误差的评定形状误差的评定(GB/T 1958-2004 ) 形状误差值用最小区域的宽度或直径表示，按最小区域法所得到的形状误差值用最小区域的宽度或直径表示，

33、按最小区域法所得到的形状误差值最小，且是唯一的，如形状误差值最小，且是唯一的，如图图2一一29所示。最小区域所体现的所示。最小区域所体现的原则称为最小条件原则，这是评定形状误差的基本原则。所谓最小条原则称为最小条件原则，这是评定形状误差的基本原则。所谓最小条件是指实际被测提取要素对其拟合件是指实际被测提取要素对其拟合(理想理想)要素的最大变动量为最小。要素的最大变动量为最小。上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差 1.4.3直线度最小区域判别法直线度最小区域判别法 1)在给定平面内，由两平行直线包容提取要素时，成高低相间三点在给定平面内，由两平

34、行直线包容提取要素时，成高低相间三点接触，表示被测提取要素已被最小区域所包容，如接触，表示被测提取要素已被最小区域所包容，如图图2一一30所示。所示。 2)在给定方向上，由两平行平面包容提取要素时，沿主方向在给定方向上，由两平行平面包容提取要素时，沿主方向(长度方长度方向向)上成高低相间三点接触上成高低相间三点接触(可按投影进行判别可按投影进行判别)，表示被测提取要素已，表示被测提取要素已被最小区域所包容，如被最小区域所包容，如图图2一一31所示。所示。 1.4.4自准直仪测量直线度的方法自准直仪测量直线度的方法 直线度误差的测量方法有光隙法直线度误差的测量方法有光隙法(贴切法贴切法)、测微法

35、和节距法。、测微法和节距法。 节距法是车间或计量室测量较长工件直线度误差常用的方法。其基节距法是车间或计量室测量较长工件直线度误差常用的方法。其基本测量原理是本测量原理是:将被测直线的长度分成若干小段，用仪器将被测直线的长度分成若干小段，用仪器(如水平仪、如水平仪、自准直仪等自准直仪等)测出每一段的相对读数，最后通过数据处理测出每一段的相对读数，最后通过数据处理(图解或计算图解或计算)求出直线度误差。节距法测量直线度误差的方法广泛应用于精密测量求出直线度误差。节距法测量直线度误差的方法广泛应用于精密测量上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差 下

36、面举例说明节距法测量直线度误差的数据处理方法。下面举例说明节距法测量直线度误差的数据处理方法。 例例2-1用两端连线法和最小区域法求直线度误差。用分度值为用两端连线法和最小区域法求直线度误差。用分度值为1的的自准直仪测量自准直仪测量L=800 mm的导轨，跨距的导轨，跨距L=100 mm。测量数据如。测量数据如表表2. 3所示。所示。 解解: 1)在坐标纸上建立坐标系，以在坐标纸上建立坐标系，以x轴代表测量长度，数字表示读数间轴代表测量长度，数字表示读数间隔相等处的各测点，隔相等处的各测点，y,轴代表各测点的累积值。选择合适的放大比例轴代表各测点的累积值。选择合适的放大比例，使图上被测线起点和

37、终点的连线与，使图上被测线起点和终点的连线与x轴夹角不大于轴夹角不大于35，以保证作，以保证作图的评定精度。图的评定精度。 2)在坐标纸上描点，如在坐标纸上描点，如图图2一一32(a)所示。各点的所示。各点的x坐标按照比例和坐标按照比例和节距值确定，节距值确定，y,坐标按照累加值确定，累积值如坐标按照累加值确定，累积值如表表2. 4所示。所示。上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差 3)作误差折线图。依次连接各坐标点得到误差折线图，如图作误差折线图。依次连接各坐标点得到误差折线图，如图2一一32 (b)所示。所示。 4)评定直线度误差值。评定直

38、线度误差值有两种方法评定直线度误差值。评定直线度误差值有两种方法:两端点连线两端点连线法和最小区域法。法和最小区域法。 两端点连线法两端点连线法(近似法近似法)。连接误差折线的首末两端点，以此连线。连接误差折线的首末两端点，以此连线作为评定直线度的基准线，取折线上各点对该基准线纵坐标距离的最作为评定直线度的基准线，取折线上各点对该基准线纵坐标距离的最大正值与最大负值的绝对值之和为被测长度直线度误差值。本例中，大正值与最大负值的绝对值之和为被测长度直线度误差值。本例中，包容实际折线且平行于基准线的纵坐标距离为包容实际折线且平行于基准线的纵坐标距离为35格格(即即35um)，所以，所以直线度误差值

39、为直线度误差值为f _ = 35 um，如图，如图2一一32(b)所示。所示。也可按上述误差折线用几何方法精确计算出直线度误差值也可按上述误差折线用几何方法精确计算出直线度误差值f_上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差 最小区域法。包容实际折线的平行线有多组，如最小区域法。包容实际折线的平行线有多组，如图图2一一33中包容平中包容平行直线有行直线有I一一I，II一一II , IQ - IQ等，其中有一组包容平行直线的纵坐标等，其中有一组包容平行直线的纵坐标距离最小，如距离最小，如IQ - IQ所示。此包容平行直线区域的宽度符合最小包容所示。此

40、包容平行直线区域的宽度符合最小包容区域法按最小条件准则评定的直线度误差值。区域法按最小条件准则评定的直线度误差值。 按比例作图或几何方法计算，可得包容平行直线间的纵坐标距离按比例作图或几何方法计算，可得包容平行直线间的纵坐标距离AM，即直线度误差值，即直线度误差值f_。 5)判断合格性。根据几何误差合格性判断原则判断合格性。根据几何误差合格性判断原则:被测零件几何误差值被测零件几何误差值是否在相应的几何公差值的范围内，得出零件合格与否的结论。是否在相应的几何公差值的范围内，得出零件合格与否的结论。采用两端点连线法判断采用两端点连线法判断: ，该直线度，该直线度不合格。不合格。采用最小区域法判断

41、采用最小区域法判断: ，则该直线，则该直线度合格。度合格。上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差 “两端点连线法两端点连线法”是一种近似的评定法，它不符合几何误差的定义，是一种近似的评定法，它不符合几何误差的定义，但求解简便，是生产上常用的方法。但求解简便，是生产上常用的方法。“最小区域法最小区域法”评定直线度误差评定直线度误差的方法符合直线度误差的定义，又称定义法。按的方法符合直线度误差的定义，又称定义法。按“两端点连线法两端点连线法”评评定为合格的直线度误差，按定为合格的直线度误差，按“最小区域法最小区域法”评定也一定合格。国家标评定也一定

42、合格。国家标准规定准规定:在满足功能要求的前提下，允许采用近似法评定几何误差。在满足功能要求的前提下，允许采用近似法评定几何误差。当由于采用不同评定方法，对所得到的误差值有争议时，若没有特殊当由于采用不同评定方法，对所得到的误差值有争议时，若没有特殊说明，则应按说明，则应按“最小区域法最小区域法”评定的误差值作为仲裁依据。评定的误差值作为仲裁依据。上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差1.5任务实施任务实施 自准直仪测量直线度误差示意图如图自准直仪测量直线度误差示意图如图2 - 33所示。自准直仪本体所示。自准直仪本体I是是固定的，通过移动带有

43、平面反射镜固定的，通过移动带有平面反射镜II的桥板进行测量。测量步骤如下的桥板进行测量。测量步骤如下: 1)清洗被测桥尺表面。选择桥板跨距清洗被测桥尺表面。选择桥板跨距L = 100 mm，根据被测表面总，根据被测表面总长，将被测桥尺等分长，将被测桥尺等分12等份。等份。 2)计算每一格计算每一格(1)所表示的线值，即所表示的线值，即:ai = l tan1 =100 x 0. 000 005 = 0. 0 005 (mm )=0. 5(um)。 3)仪器安装调试仪器安装调试:将自准直仪本体安装在稳固的位置，与桥板刚性连将自准直仪本体安装在稳固的位置，与桥板刚性连接固定接固定;将平面反射镜放在

44、桥板的第将平面反射镜放在桥板的第0一一1处处;接通本体电源后左右微微接通本体电源后左右微微转动反射镜座，使镜面与仪器光轴垂直，此时从仪器口镜中能看到从转动反射镜座，使镜面与仪器光轴垂直，此时从仪器口镜中能看到从镜面反射回来的十字亮带。旋转鼓轮，使活动分划板上的水平刻线与镜面反射回来的十字亮带。旋转鼓轮，使活动分划板上的水平刻线与十字亮带的水平亮带中间重合，并读出鼓轮读数十字亮带的水平亮带中间重合，并读出鼓轮读数(即即0一一1测点位置上测点位置上读数读数a1就是就是1点相对零点的高度差值点相对零点的高度差值)。上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差

45、差 4)将桥板依次移到将桥板依次移到12, 23, 34,，1112等各位置，并重复上等各位置，并重复上述述3)的操作，记取各次读数的操作，记取各次读数2，3，4，11等数值等数值; 5)再将桥板按再将桥板按1211,，43, 32, 21,10的顺序，依次回的顺序，依次回测，记下各次读数测，记下各次读数11，.4, 3,2,1。若两次读数相差较大，应。若两次读数相差较大，应检查原因后重测检查原因后重测; 6)按照前文介绍的方法对测得值进行数据处理。按照前文介绍的方法对测得值进行数据处理。 7)用作图法求出直线度误差。用作图法求出直线度误差。上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线

46、度误用自准直仪测量零件的直线度误差差1. 6其他方法测量零件直线度误差简介其他方法测量零件直线度误差简介 1.节距法节距法用合像水平仪或框式水平仪测零件直线度误差用合像水平仪或框式水平仪测零件直线度误差 (1)合像水平仪合像水平仪 1)合像水平仪的结构。合像水平仪的结构。 合像水平仪是一种精密测量仪器，用自然水平面为测量基准。合像合像水平仪是一种精密测量仪器，用自然水平面为测量基准。合像水平仪的结构如水平仪的结构如图图2 - 34所示，它的水准器所示，它的水准器s是一个密封的玻璃管，管是一个密封的玻璃管，管内注人精馏乙醚，并留有一定量的空气，以形成气泡。管的内壁在长内注人精馏乙醚，并留有一定量

47、的空气，以形成气泡。管的内壁在长度方向上具有一定的曲率半径。气泡在管中停止时，气泡的位置必然度方向上具有一定的曲率半径。气泡在管中停止时，气泡的位置必然垂直于重力方向。也就是说，当水平仪倾斜时，气泡本身并不倾斜，垂直于重力方向。也就是说，当水平仪倾斜时，气泡本身并不倾斜，而始终保持水平位置。利用这个原理，将合像水平仪放在桥板上使用而始终保持水平位置。利用这个原理，将合像水平仪放在桥板上使用，便能测出实际被测直线上相距一个桥板跨距的两点间的高度差，如，便能测出实际被测直线上相距一个桥板跨距的两点间的高度差，如图图2一一35所示。所示。上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准

48、直仪测量零件的直线度误差差 在合像水平仪水准器玻璃管管长的中部，从气泡的边缘开始向两端在合像水平仪水准器玻璃管管长的中部，从气泡的边缘开始向两端对称地按照弧度值刻有若干条等距刻线。合像水平仪的分度值用对称地按照弧度值刻有若干条等距刻线。合像水平仪的分度值用角角秒和秒和mm/m表示，分度值为表示，分度值为2。该角度相当于在。该角度相当于在1 m的长度上，对的长度上，对边高边高0. 01 mm的角度，这时分度值也用的角度，这时分度值也用0. 0l mm/m或者或者0. 01/1000表表示。示。 2)测量方法。测量方法。 测量时，合像水平仪水准器测量时，合像水平仪水准器8中的气泡两端经棱镜中的气泡

49、两端经棱镜7反射的两半像反射的两半像从放大镜从放大镜6观察。当桥板两端相对于自然水平面无高度差时，水准器观察。当桥板两端相对于自然水平面无高度差时，水准器8处于水平位置，气泡在水准器处于水平位置，气泡在水准器8的中央，位于棱镜的中央，位于棱镜7两边对称的位置上两边对称的位置上，因此从放大镜，因此从放大镜6看到的两半像相合，如看到的两半像相合，如图图2一一36 (a)所示。所示。上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差如果桥板两端相对于自然水平面有高度差，则水平仪倾斜一个角度如果桥板两端相对于自然水平面有高度差，则水平仪倾斜一个角度a，因此气泡不在

50、水准器因此气泡不在水准器8的中央，从放大镜的中央，从放大镜6看到的两半像是错开的，如看到的两半像是错开的，如图图2一一36 (b)所示产生偏移量。为了确定气泡偏移量的数值，转所示产生偏移量。为了确定气泡偏移量的数值，转动测微螺杆动测微螺杆10使水准器使水准器8倾斜一个角度倾斜一个角度a，使气泡返回到棱镜，使气泡返回到棱镜7两边对两边对称的位置上。从放大镜称的位置上。从放大镜6看到气泡的两半像恢复到图看到气泡的两半像恢复到图2一一36 (a )所示所示相合的状态。偏移量先从放大镜相合的状态。偏移量先从放大镜11由刻线尺由刻线尺12读数，它反映测微读数，它反映测微螺杆螺杆10转动的整圈数转动的整圈

51、数;再从测微螺杆手轮再从测微螺杆手轮9的分度盘读数的分度盘读数(该盘每格为该盘每格为刻线尺一格的刻线尺一格的1% )，它是测微螺杆，它是测微螺杆10转动不足一圈的细分读数。读数转动不足一圈的细分读数。读数取值的正负由测微螺杆手轮取值的正负由测微螺杆手轮9指明。测微螺杆指明。测微螺杆10转动的格数转动的格数a，桥板，桥板跨距跨距l(mm)与桥板两端相对于自然水平面的高度差与桥板两端相对于自然水平面的高度差h之间的关系为之间的关系为上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差(2)框式水平仪框式水平仪1)框式水平仪的结构。框式水平仪的结构。框式水平仪一般

52、是制成框式水平仪一般是制成200 mm x 200mm的矩形框架，下方框边的的矩形框架，下方框边的上面装有一个水准器上面装有一个水准器(密封的玻璃容器密封的玻璃容器)，如，如图图2一一37所示。水准器是所示。水准器是一个具有一定曲率半径的圆弧形玻璃管，管内装有赫度很小的液体如一个具有一定曲率半径的圆弧形玻璃管，管内装有赫度很小的液体如乙醚或乙醇，液体不装满，留有一定长度的气泡，称水准气泡。我们乙醚或乙醇，液体不装满，留有一定长度的气泡，称水准气泡。我们利用液体往低处流，气泡往高处跑的道理进行测量。水准器玻璃管表利用液体往低处流，气泡往高处跑的道理进行测量。水准器玻璃管表面上的刻度相等，以圆弧中

53、心相对称，其刻线间距为面上的刻度相等，以圆弧中心相对称，其刻线间距为2 mm 2)测量工作原理。测量工作原理。 水平仪的工作原理是利用水准器气泡偏移来测量，实质是重力原理水平仪的工作原理是利用水准器气泡偏移来测量，实质是重力原理。它以自然水平面为测量基准。它以自然水平面为测量基准(模拟理想要素模拟理想要素)。测量时，先将被测要。测量时，先将被测要素调整到接近水平位置，使在测量过程中被测要素的变化不超过水平素调整到接近水平位置，使在测量过程中被测要素的变化不超过水平仪的示值范围。将水平仪放在跨距适当的桥板或正弦尺仪的示值范围。将水平仪放在跨距适当的桥板或正弦尺)上并置于上并置于上一页 下一页返回

54、任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差实际直线的一端，测量示意图同实际直线的一端，测量示意图同2一一35所示所示(将合像水平仪换成框式水将合像水平仪换成框式水平仪平仪)。按桥板的跨距。按桥板的跨距(即测量分段的长度即测量分段的长度)依次逐段首尾相接地移动桥依次逐段首尾相接地移动桥板，至另一端为止，同时记录水平仪在各测量分段上的读数。水平仪板，至另一端为止，同时记录水平仪在各测量分段上的读数。水平仪上各段位置的读数，其实就是以该段前点的水平位置作为参考基准而上各段位置的读数，其实就是以该段前点的水平位置作为参考基准而后点相对于前点的高度差。根据各测点的读数，经过数

55、据处理或作图后点相对于前点的高度差。根据各测点的读数，经过数据处理或作图，即可获得直线度误差值。，即可获得直线度误差值。 2.光隙法光隙法(贴切法贴切法) 光隙法是采用将被测要素与理想要素比较的原理来测量的。这里的光隙法是采用将被测要素与理想要素比较的原理来测量的。这里的理想要素用实物理想要素用实物(刀口形直尺、平尺、平晶、精密短导轨等刀口形直尺、平尺、平晶、精密短导轨等)来体现。来体现。刀口形直尺是光隙法测量工件直线度误差和平面度误差的计量器具，刀口形直尺是光隙法测量工件直线度误差和平面度误差的计量器具，其测量面呈刀口状，分为刀口尺、三棱尺、四棱尺。刀口尺有一个测其测量面呈刀口状，分为刀口尺

56、、三棱尺、四棱尺。刀口尺有一个测量面，三棱尺有三个互为量面，三棱尺有三个互为120的测量面，四棱尺有四个互为的测量面，四棱尺有四个互为90的的测量面。如测量面。如图图2 -38所示是用刀口形直尺测量直线度误差的示意图。所示是用刀口形直尺测量直线度误差的示意图。上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差测量时，让刀口形直尺的刃口与被测表面接触，调整刃目的位置，并测量时，让刀口形直尺的刃口与被测表面接触，调整刃目的位置，并用肉眼观察间隙的变化情况，在最大间隙为最小时，便符合最小条件用肉眼观察间隙的变化情况，在最大间隙为最小时，便符合最小条件，此时最大间

57、隙即为直线度误差。当间隙较大时可用塞尺测出最大间，此时最大间隙即为直线度误差。当间隙较大时可用塞尺测出最大间隙值隙值;当间隙较小时可借助标准光隙判断间隙的大小或者根据颜色判当间隙较小时可借助标准光隙判断间隙的大小或者根据颜色判断间隙的大小。这种方法简便、实用，适合于小平面或短圆柱面素线断间隙的大小。这种方法简便、实用，适合于小平面或短圆柱面素线的直线度误差测量。的直线度误差测量。 标准光隙由量块、刀口形直尺和平晶标准光隙由量块、刀口形直尺和平晶(或精密平板或精密平板)组合而成，如组合而成，如图图2 - 39所示。标准光隙的大小借助于光线通过狭缝时呈现各种不同颜色的所示。标准光隙的大小借助于光线

58、通过狭缝时呈现各种不同颜色的光来鉴别。在平面平晶上研合光来鉴别。在平面平晶上研合1. 002 mm , 1. 003 mm , 1. 004 mm , 1. 005 mm的量块，再在上面放一刀口尺，则可以得到的量块，再在上面放一刀口尺，则可以得到D. 001 mm , 0. 002 mm , 0. 003 mm的标准光隙。具体测量时应将标准光隙放在旁的标准光隙。具体测量时应将标准光隙放在旁边，将测量中刀口形直尺与被测表面之间形成的光隙直接与标准光隙边，将测量中刀口形直尺与被测表面之间形成的光隙直接与标准光隙比较，以估计被测间隙值。当光隙较小时，也可根据透光的颜色直接比较，以估计被测间隙值。当光

59、隙较小时，也可根据透光的颜色直接估计光隙的大小，如估计光隙的大小，如表表2. 5所示。所示。上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差 3.测微法测微法(指示表法指示表法) 测微法用于测量圆柱体素线或轴线的直线度。这种方法简单易行，测微法用于测量圆柱体素线或轴线的直线度。这种方法简单易行，常用于测量精度不高的直线度误差。常用于测量精度不高的直线度误差。 圆柱体轴线的直线度误差测量示意图如圆柱体轴线的直线度误差测量示意图如图图2一一40所示，将被测零件所示，将被测零件安装在平行于平板的两顶尖之间，其测量方法如下安装在平行于平板的两顶尖之间，其测量方法

60、如下: 1)沿铅垂轴截面的两条素线测量，同时分别记录两指示表在各自测沿铅垂轴截面的两条素线测量，同时分别记录两指示表在各自测点的读数点的读数Ma , Mb，取各测点读数差的一半，取各测点读数差的一半(即即(Ma一一Mb)/2)中最大值中最大值的差值作为该轴截面轴线的直线度误差。的差值作为该轴截面轴线的直线度误差。 2)按上述方法测量若干条素线的若干个截面，取其中最大的误差值按上述方法测量若干条素线的若干个截面，取其中最大的误差值作为该被测零件轴线的直线度误差。作为该被测零件轴线的直线度误差。上一页 下一页返回任务任务1用自准直仪测量零件的直线度误用自准直仪测量零件的直线度误差差1. 7“做中学