3.4几何误差的检测方法 课件

第三章几何公差(GB/T1182—2008)三第四节几何误差的检测方法一、几何误差几何误差是指被测提取(实际)要素对其拟合(理想)要素的变动量。进行几何测量时,要将表面粗糙度、划痕、擦伤以及其他外观缺陷排除在外,分别处理。三第四节几何误差的检测方法二、几何误差的检测所采取的检测方案,要保证在满足测量要求的前提下,经济且高效地完成检测工作。1.形状误差的检测1)直线度误差的检测方法见表3-21。序号及名称检测设备图例检测方法1.比较法

刀口尺、平尺直线度误差的检测刀口尺直接与被测件表面接触,并使两者之间最大间隙为最小,该最大间隙即为直线度误差误差的大小可用标准光隙来估读。判别直线度光隙颜色与间隙大小的关系为当不透光时:间隙值<0.5μm蓝光隙:间隙值约为0.8μm红色光隙:间隙值为1.25~1.75μm色花光隙:间隙大于2.5μm当间隙大于20μm时,则用塞尺测量2.指示表检测法平板、带指示表的测架、支承块

轴类零件直线度误差的检测

以平板上某一方向作为理想直线,与用等高块支承的零件上的被测实际线相比较用指示表测量圆柱体素线或轴线的直线度误差3.节距法桥板、小角度仪器(自准直仪、合像水平仪、水平仪)较长表面直线度误差的检测

将小角度仪器(如水平仪、自准直仪)安装在桥板上,依次逐段移桥板,用小角度仪分别测出实际线各段的斜率变化,然后经过逐段测取数值后,进行数据数理,求得直线度误差值(见例3-1)表3-21直线度误差的检测方法图2-2极限偏差与极限尺寸的关系三第四节几何误差的检测方法【例3-1】用两端连线法做图求直线度误差:测量L=1400mm的导轨,使用分度值0.001mm/200mm(0.005mm/m)的直线度检查仪,跨距l=200mm,分段数为1400/200=7段。检测数据见表3-22,读数线性值=仪器角度值(mm/m)×桥板长度(mm)。测点序号01234567仪器示值02-1320-12逐点累积值02146657表3-22检测数据(单位:μm)图2-2极限偏差与极限尺寸的关系三第四节几何误差的检测方法图3-19所示为两端点连线法做图求直线度误差,步骤如下:①选择合适的X、Y轴放大比例。②根据仪器读数,在坐标图上描点。③做首尾两点的连线,量取坐标图上连线两侧最远点连线的正值距离Δhmax和负值距离Δhmin,并以两者绝对值之和作为直线度误差值f,又从图上量得Δhmax=2μm,Δhmin=-1μm。图3-19用端点连线法做图求直线度误差图2-2极限偏差与极限尺寸的关系三第四节几何误差的检测方法【例3-2】用最小条件法做图求直线度误差,如图3-20所示(用于评定形状误差,强调遵守基本原则时)。①选择合适的X、Y轴放大比例。②按读数值在坐标图上描点,画出误差折线图。③将整个误差折线最外围的点连接成封闭多边形,即将图中的0、b、f、g、d、a各点顺次连接起来,找出最大纵坐标距离,其中dd'为最大值,符合最小条件的直线度误差f=3μm。图3-20用最小条件法做图求直线度误差三第四节几何误差的检测方法二、几何误差的检测2)平面度误差的检测方法见表3-23,更多内容详见GB/T11337—2004。3)圆度、圆柱度误差的检测方法见表3-24。圆度和圆柱度误差的相同之处是均用半径差来表示,不同之处在于圆度公差用来控制横截面误差,而圆柱度公差则用来控制横截面与轴向截面两项的综合误差。序号及名称

检测设备图例检测方法1.光波

干涉法平晶

用光波干涉法,以平晶作为测量基准,应用光波干涉原理,根据干涉带的排列形状和弯曲程度来评定被测表面的平面度误差。此法适用于经过精密加工的小平面表3-23平面度误差的检测方法三第四节几何误差的检测方法二、几何误差的检测表3-23平面度误差的检测方法序号及名称

检测设备图例检测方法2.三点法标准平板、可调支承、带指示表的测架调整被测表面上相距最远的三点1、2和3,使三点与平板等高,作为评定基准。被测表面内,指示表的最大读数与最小读数之差即为平面度误差3.对角线法调整被测表面对角线上的1和2两点与平板等高,再调整另一对角线上的3和4两点与平板等高。移动指示表,在被测表面内最大读数与最小读数之差即为该平面的平面度误差4.电子水平仪法

电子水平仪测量系统常用旋转法处理平面度误差,不仅计算复杂而且精度差,将被电子水平仪测量系统取代,如DEG系列电子水平仪通过RS232接口与计算机连接,利用DEG-CL测量软件组成检测系统,测量效果快速且精确三第四节几何误差的检测方法二、几何误差的检测表3-24圆度、圆柱度误差的检测方法序号及名称

检测设备图例检测方法1.三点法平板、V形架、带指示表的测架

将V形架放在平板上,被测件放在比它长的V形架上被测件回转一周的过程中,测取一个横截面上的最大与最小读数

按上述方法测量若干个横截面,取其各截面所测得的最大读数与最小读数之差的一半作为该零件的圆柱度误差(此法适用于测量奇数棱形状的外表面)2.圆度仪

圆度仪或其他类似仪器将被测件的轴线调整到与仪器同轴,记录被测件回转一周过程中测量截面上各点的半径差在测头没有径向偏移的情况下,按需要重复上述方法,测量若干个横截面电子计算机按最小条件确定圆柱度误差,也可用极坐标图近似求圆柱度误差三第四节几何误差的检测方法二、几何误差的检测2.线轮廓度及面轮廓度误差的检测(见表3-25)1)线轮廓度误差的检测。当工件要求精度较低时,可用轮廓样板观察间隙的大小,检测其合格性;精度要求高时,用轮廓投影仪或万能工具显微镜的投影装置,将被测零件的轮廓放大成像于投影屏上,进行比较测量。2)面轮廓度误差的检测。工件要求精度较低时,一般用截面轮廓样板检测;精度要求高时,可用三坐标机或光学跟踪轮廓测量仪进行检测。三第四节几何误差的检测方法二、几何误差的检测序号及名称

检测设备图例检测方法1.投影仪轮廓投影仪被测轮廓投影于投影屏上,并与极限轮廓相比较,实际轮廓的投影应在极限轮廓之间2.样板法

截面轮廓样板用截面轮廓样板检测面轮廓度误差

将若干截面轮廓样板放在各指定位置上,用光隙法估计间隙的大小3.跟踪法光学跟踪轮廓检测仪用光学跟踪仪检测面轮廓度误差

被测件置于工作台上,进行正确定位仿形测头沿被测剖面轮廓移动,画有剖面状的理想轮廓板随之一起移动,被测轮廓的投影应落在其公差带内表3-25线轮廓度及面轮廓度误差的检测方法三第四节几何误差的检测方法二、几何误差的检测3.位置度误差的检测(1)平行度误差的检测面对基准面、面对基准线、线对基准线的平行度误差的检测方法见表3-26。(2)垂直度误差的检测面对基准面、面对基准线、线对基准线的垂直度误差的检测方法见表3-27。(3)倾斜度误差的检测面对基准面、线对基准面、线对基准线的倾斜度误差的检测方法见表3-28。(4)同轴度误差的检测用仪器、指示表、量规检测同轴度误差的常用方法见表3-29。三第四节几何误差的检测方法二、几何误差的检测(5)对称度误差的检测面对基准面、面对基准线的对称度误差的常用检测方法见表3-30。(6)位置度误差的检测表3-31所列为使用指示表及综合量规检测位置度误差。(7)圆跳动、全跳动误差的检测见表3-32。应用说明:1)斜向圆跳动误差的检测方向是被测表面的法线方向。2)全跳动是一项综合性指标,可以同时控制圆度、同轴度、圆柱度、素线的直线度、平行度和垂直度等误差,即全跳动误差合格,则其圆跳动误差、圆柱度误差、同轴度误差和垂直度误差也都合格。三第四节几何误差的检测方法二、几何误差的检测序号

检测设备图例检测方法1平板、带指示表的测架面对基准面平行度误差的检测被测件直接置于平板上,在整个被测面上按规定检测线进行检测,取指示表最大读数差作为平行度误差2平板、心轴等高支承、带指示表的测架面对基准线平行度误差的检测被测件放在等高支承上,调整零件使L3=L4,然后检测被测表面,以指示表的最大读数作为平行度误差3平板、心轴等高支承、带指示表的测架表3-26平行度误差的检测方法三第四节几何误差的检测方法二、几何误差的检测表3-27垂直度误差的检测方法序号

检测设备图例检测方法1水平仪、固定和可调支承面对基准面垂直度误差的检测用水平仪调整基准表面至水平。把水平仪分别放在基准表面和被测表面,分段逐步检测,记下读数,换算成线值。用图解法或计算法确定基准方位,再求出相对于基准的垂直度误差2平板、导向块、支承、带指示表的测架

面对基准线垂直度误差的检测将被测件置于导向块内,基准由导向块模拟。在整个被测面上进行检测,所得数值中的最大读数差即为垂直度误差3心轴、支承、带指示表的测架线对基准线垂直度误差的检测基准轴线和被测轴线由心轴模拟。转动基准心轴,在测量距离L2的两个位置上测得读数Mi和M2,垂直度误差为Δ=L1M1-M2/L2三第四节几何误差的检测方法二、几何误差的检测表3-28倾斜度误差的检测方法序号

检测设备图例检测方法1平板、定角座、支承(或正弦规)、带指示表的测架面对基准面倾斜度误差的检测被测件放在定角座上,调整被测件,使整个测量面的读数差为最小值。取指示表的最大与最小读数差作为该零件的倾斜度误差2平板、直角座、定角垫块、固定支承、心轴、带指示表的测架序号

检测设备图例检测方法3心轴、定角锥体、支承、带指示表的测架线对基准线倾斜度误差的检测在测量距离为L2的两个位置上进行测量,读数为M1和M2。倾斜度误差为Δ=L1M1-M2/L2三第四节几何误差的检测方法二、几何误差的检测表3-29同轴度误差的检测方法序号

检测设备图例检测方法1圆度仪、径向变动测量装置、记录器或计算机、固定和可调支承

调整被测件,使基准轴线与仪器主轴的回转轴线同轴。测量被测零件的基准和被测部位,并记下在若干横剖面上测量的各轮廓图形。根据剖视图,按定义经计算求出基准轴线至被测轴线最大距离的两倍,即为同轴度误差2刃口状V形架、平板、带指示表的测架

在被测件基准轮廓要素的中剖面处用两等高的刃口状V形架将其支架起来。在轴剖面内测得上、下两条素线相互对应的读数差,取其最大差值作为该剖面的同轴度误差,即Δ=M1-M2

max转动被测件,按上述方法在若干剖面内进行测量,取各轴剖面所得的同轴度误差值的最大者,作为该零件的同轴度误差3综合量规量规的直径分别为基准孔的最大实体尺寸和被测孔的实效尺寸。凡量规所通过的零件为合格三第四节几何误差的检测方法二、几何误差的检测表3-30对称度误差的检测方法序号

检测设备图例检测方法1平板、带指示表的测架

将被测件置于平板上,测量被测表面与平板之间的距离,再将被测件翻转,测量另一被测表面与平板之间的距离。取各剖面内测得的对应点最大差值作为对称度误差2

V形架、定位块、平板、带指示的测架基准轴线由V形架模拟,被测中心平面由定位块模拟

1)截面测量:调整被测件,使定位块沿径向与平板平行,测量定位块与平板之间的距离,再将被测件翻转180°,在同一剖面上重复上述测量,得到该剖面上、下两对应点的读数差的最大值为a,则该剖面的对称度误差为Δ剖=(ah/2)/(R-h/2)=ah/(d-h)式中R——轴的半径;h——槽深;d——轴的直径

2)沿键槽长度方向测量:取长度方向两点的最大读数差为长度方向对称度误差Δ长=a高-a低取两个方向误差值最大者为该零件的对称度误差三第四节几何误差的检测方法二、几何误差的检测表3-31位置度误差的检测方法序号

检测设备图例检测方法1分度和坐标测量装置、指示表、心轴2综合量规量规销的直径为被测孔的实效尺寸,量规各销的位置与被测孔的理论位置相同,凡被量规通过的零件,而且与量规定位面相接触,则表示位置度合格三第四节几何误差的检测方法二、几何误差的检测表3-32圆跳动、全跳动误差的检测方法序号及名称

检测设备图例检测方法1.圆跳动支架、指示表等当零件绕基准回转时,在被测面的任何位置,要求跳动量不大于给定的公差值。在测量过程中,应绝对避免轴向移动2.全跳动支承、平板、指示表等当零件绕基准旋转时,使指示表的测头相对基准沿被测表面移动,测遍整个表面,要求整个表面的跳动误差处于给定的全跳动公差带内图2-2极限偏差与极限尺寸的关系三第四节几何误差的检测方法1.几何公差有形状、方向、位置和跳动4大类14个项目。几何公差带是限制被测要素变动的区域,选择几何公差值时应满足:t形状<t定向<t位置。2.国家标准中几何要素分为理想要素与实际要素、轮廓要素与中心要素、被测要素与基准要素、单一要素与关联要素。3.形状公差是指实际单一要素的形状所允许的变动量,位置公差是指实际关联要素相对于基准的位置所允许的变动量。几何公差带具有形状、大小、方向和位置四个特征,应熟悉常用几何公差的公差带定义和特征,并能正确识读与应用。4.检测后得出的几何误差是实际被测要素对理想被测要素的变动量,即几何误差是指被测提取要素对其拟合(具有理想形状的)要素的变动量。5.公差原则是处理几何公差与尺寸公差关系的基本原则,分为独立原则和相关要求两大类。应深刻理解有关公差原则的术语及定义实质及公差原则的应用特点和适用场合,并能正确运用独立原则和包容要求。※检测产品的技能必须在长期实践工作中学习,要亲身操练体会,课堂学习不能替代。它属于技艺、技能范畴。产品测量不准确,是造成产品报废的主要原因,是造成质检人员“误收”“误判”的根本原因。为了正确地理解和采用几何公差与尺寸公差所应遵循的原则,现将独立原则与相关要求的应用场合、功能要求、控制边界及检测方法等进行综合归纳与对比,见表3-33。图2-2极限偏差与极限尺寸的关系三第四节几何误差的检测方法公差原则符号及应用场合应用要素应用项目功能要求控制边界允许的几何误差变化范围允许的实际尺寸变化范围检测方法几何误差实际尺寸独立原则无符号一般场合轮廓要素及中心要素各种几何公差项目各种功能要求但互相不能关联无边界,几何误差和实际尺寸各自满足要求按图样中注出或未注几何公差的要求按图样中注出或未注尺寸公差的要求通用量仪两点法测量相关要求包容要求Ⓔ单一要素保证配合性质较高的部位单一尺寸要素(圆、圆柱面、两平行平面)形状公差(线、面轮廓度除外)配合要求最大实体边界各项形状误差不能超出其控制边界t=0最大实体尺寸不能超出其控制边界,而局部实际尺寸不能超越其最小实体尺寸通端极限量规及专用量仪通端极限量规测最大实体尺寸,两点法测量最小实体尺寸最大实体要求保证可装配性适应于中心要素,不能用于组成(轮廓)要素导出(中心)要素(轴线及中心平面)直线度、倾斜度、平行度、垂直度、同轴度、对称度、位置度满足装配要求但无严格的配合要求时采用,如螺栓孔轴线的位置度,两轴线的平行度等最大实体实效边界当局部实际尺寸偏离其最大实体尺寸时,几何公差可获得补偿值(增大)t>0其局部实际尺寸不能超出尺寸公差的允许范围综合量规(功能量规及专用量仪)两点法测量最小实体要求保证最低强度和最小壁厚,仅应用于中心要素,不能应用于组成(轮廓)要素导出(中心)要素(轴线及中心平面)直线度、垂直度、同轴度、位置度等满足临界设计值的要求,以控制最小壁厚,提高对中度,满足最小实体要求最小实体实效边界当局部实际尺寸偏离其最小实体尺寸时,几何公差可获得补偿值(增大)t>0其局部尺