第12章 几何误差的评定与检测

1、华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院1第第12章章 几何误差的评定与检测几何误差的评定与检测12.1 几何误差的定义及有关规定（1）几何误差是指被测要素相对其理想要素的变动量（偏离量）。（2）最小条件是评定形状误差的基本原则，在满足零件功能要求的前提下，允许采用近似方法来评定。形状误差值用最小包容区域的宽度或直径表示。（3）定向误差是被测实际要素对一具有确定方向的理想要素的变动量，理想要素的方向由基准确定。定向误差值用定向最小包容区域的宽度或直径表示。（4）定位误差是被测实际要素对一具有确定位置的理想要素的变动量，理想要素的位置由基准和理论正确尺寸确定。定位误差值用定位

2、最小包容区域的宽度或直径表示。华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院2第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的评定与检测12.1 几何误差的定义及有关规定（5）测量定向或定位误差时，只要功能允许，可采用模拟方法体现被测实际要素。（6）圆跳动为被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动旋转一周时，由位置固定的指示器在给定方向上测得的最大读数与最小读数之差。（7）全跳动为被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动旋转，同时指示器沿理想素线连续移动（或被测实际要素每回转一周，指示器沿理想素线作最小的间断移动），由指示器在给定方向上测得的最大读数与最小读数之差。华南理工大学机械与汽车工程

3、学院华南理工大学机械与汽车工程学院3第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的评定与检测12.2 几何误差的评定准则几何误差的评定过程：首先测量出被测实际要素，找出并计算被测实际要素对理想要素的偏离变动量，此时要求遵守“最小条件”。最小条件的含义是：被测实际要素相对其理想要素存在的最大变动量为最小时，此最大变动量才是其误差值，这种评定方法称为最小条件法。若以此值为宽度或直径，作形状与公差带形状一致的区域，便能包容实际被测要素，且包容得最紧，故该方法又称为最小包容区域法。对于轮廓要素（线、面轮廓度除外），符合最小条件的理想要素位于实体之外并与被测实际要素相接触，使被测实际要素相对理想要素的

4、最大变动量为最小。对于中心要素（轴线、中心线、中心面等），符合最小条件的理想要素的位置位于被测实际要素之中，使实际中心要素相对理想要素的最大变动量为最小。华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院4第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的评定与检测12.2 几何误差的评定准则a）平面内直线度误差的评定 b）圆度误差的评定图12-1 最小包容区域法华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院5第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的评定与检测12.2 几何误差的评定准则位置误差的评定涉及被测要素和基准。基准是确定要素之间几何方位关系的依据，基准应

5、是理想要素。要求误差符合最小条件实质是要求基准要素的放置应符合最小条件，而理想要素则与基准要素保持特定的几何位置关系。因此，最小包容区域应是定向、定位的最小包容区域。通常采用精确工具模拟的基准要素来建立基准。在位置误差测量中，基准要素可用如下方法来体现。（1）模拟法。（2）分析法。（3）直接法。图12-2 基准实际要素与模拟基准的两种接触状态华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院6第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的评定与检测 12.3 几何误差的检测原则1. 与理想要素比较原则2. 测量坐标值原则3. 测量特征参数的原则4. 测量跳动原则5. 控制实效边界原

6、则华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院7第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的评定与检测 12.4 几何误差的检测12.4.1 形状误差的检测1. 直线度误差的检测（1）指示表测量法（2）刀口尺法（3）钢丝法（4）水平仪法（5）自准直仪法。图12-3 用指示表测量外圆轴线的直线度误差1-刀口尺 2-测量显微镜 3-水平仪 4-自准直仪 5-反射镜图12-4 直线度误差的测量方法华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院8第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的评定与检测 12.4 几何误差的检测12.4.1 形状误差的检测2. 平面度

7、误差的检测（1）指示表测量法（2）平晶测量法（3）水平仪法（4）自准直仪法a）指示表测量 b）平晶测量 c）水平仪测量 d）自准直仪测量图12-5 平面度误差的测量方法华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院9第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的评定与检测 12.4 几何误差的检测基准平面和最小包容区域方向平行的判别准则是：（1）三角形准则。如图12-6a所示，和基准平面平行的两平行平面包容被测表面时，被测表面上有三个最低点（或三个最高点）及一个最高点（或一个最低点）分别与两包容平面相接触；并且最高点（或最低点）能投影到三个最低点（或三个最高点）之间。（2）交叉

8、准则。如图12-6b所示，被测表面上有两个最高点和两个最低点分别和两个平行的包容面相接触，并且两最高点（最低点）投影于两最低点（最高点）连线的两侧。（3）直线准则。如图12-6c所示，被测表面上同一截面内有两个高点及一个低点（或两个低点及一个高点）分别与两个平行的包容面相接触。图12-6 平面度误差的最小包容区域判别准则华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院10第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的评定与检测 12.4 几何误差的检测3. 圆度误差的检测检测外圆柱表面的圆度误差时，可用千分尺测出同一正截面的最大直径差，此差值的一半即为该截面的圆度误差。测量若干个

9、正截面，取其中最大的误差值作为该外圆的圆度误差。圆柱孔的圆度误差可用内径百分表（或千分表）检测，测量方法与上述方法相同。a）测量方法 b）误差图12-7 用两点法测量圆锥面的圆度误差华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院11第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的评定与检测 12.4 几何误差的检测3. 圆度误差的检测a）测量方法 b）误差图12-8 用三点法测量圆锥面的圆度误差华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院12第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的评定与检测 12.4 几何误差的检测3. 圆度误差的检测a） b） c） d

10、）1-圆度仪回转轴 2-传感器 3-测量头 4-被测零件 5-转盘 6-放大器 7-记录笔图12-9 用圆度仪测量圆度华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院13第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的评定与检测 12.4 几何误差的检测4. 圆柱度误差的检测圆柱度误差的检测可在圆度仪上测量若干个横截面的圆度误差，按最小条件确定圆柱度误差。如圆度仪具有使测量头沿圆柱轴向作精确移动的导轨，使测量头沿圆柱面作螺旋运动，则可利用计算机算出圆柱度误差。图12-10 外圆表面的圆柱度误差检测华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院14第十二章第十二章 几何

11、误差的评定与检测几何误差的评定与检测 12.4 几何误差的检测5. 轮廓度误差的检测（1）用轮廓度样板模拟理想轮廓曲线，与实际轮廓进行比较。（2）另一类是用坐标测量机测量曲线或曲面上若干点的坐标值。 图12-11 轮廓样板测量线轮廓度 图12-12 三坐标测量机测量面轮廓度华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院15第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的评定与检测 12.4 几何误差的检测12.4.2 位置误差的检测在实际测量中，常用模拟法来体现基准，即用有足够精确形状的表面来体现基准平面、基准轴线、基准中心平面等基准要素。图12-13 模拟基准平面 图12-14

12、 模拟孔的基准轴线图12-15 模拟外圆柱面基准轴线 图12-16 模拟基准中心平面华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院16第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的评定与检测 12.4 几何误差的检测12.4.2 位置误差的检测1. 平行度误差的检测图12-17 面对面平行度误差的检测 图12-18 线对面平行度误差的检测华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院17第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的评定与检测 12.4 几何误差的检测12.4.2 位置误差的检测2. 垂直度误差的检测图12-19 面对面的垂直度误差的检测图12-

13、20 面对线的垂直度误差的检测华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院18第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的评定与检测 12.4 几何误差的检测12.4.2 位置误差的检测3. 倾斜度误差的检测图12-21 倾斜度误差的检测华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院19第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的评定与检测 12.4 几何误差的检测12.4.2 位置误差的检测4. 同轴度误差的检测图12-22 同轴度误差的检测华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院20第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的评

14、定与检测 12.4 几何误差的检测12.4.2 位置误差的检测5. 对称度误差的检测图12-23 对称度误差的检测华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院21第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的评定与检测 12.4 几何误差的检测12.4.2 位置误差的检测6. 位置度误差的检测（1）用测长量仪测量要素的实际位置尺寸，再与理论正确尺寸比较，以最大差值绝对值的两倍作为位置度误差。a） 以平面为基准 b） 以两孔中心连线为基准图12-24 位置度误差的检测华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院22第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的

15、评定与检测 12.4 几何误差的检测12.4.2 位置误差的检测6. 位置度误差的检测（2）用位置量规测量要素的合格性。1-活动测销 2-被测零件 3-基准测销 4-固定测销图12-25 位置量规检验孔的位置度华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院23第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的评定与检测 12.4 几何误差的检测12.4.2 位置误差的检测7. 圆跳动误差的检测图12-26 径向圆跳动误差的检测 图12-27 端面圆跳动误差的检测 图12-28 斜向圆跳动误差的检测华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院24第十二章第十二章 几何误差的评定与检测几何误差的评定与检测 12.4 几