实验四  形位误差测量

一、实验目的

了解并掌握自准直仪测量直线度的方法及数据处理（列表法和作图法），学会检测平面度、平行度、垂直度、圆跳动的一般方法。

二、设备与器材

自准直仪、百分表、磁力表座、偏摆检查仪、垂直度检定仪、扭簧仪等。

三、测量方法及步骤

1、直线度误差测量

该实验是利用JZD型自准直仪测量导轨的直线度误差。

仪器工作距离0～9米

仪器测量范围0～9米时0～10′

仪器读数鼓轮格值1″

被测零件长度1m，桥板跨距10mm

零件分段10段

要求测出零件的直线度误差，同时，用列表法和作图法进行误差分析。

测量方法及步骤

（1）按照被测表面长度选定桥板的跨距（一般为100～250毫米）。桥板长度l确定之后，把被测表面分成n等分（n=L/l，其中L是被测表面长度）。

（2）确定每一格（1秒）所表示的线值。在JZD型自准直仪中每格表示1秒。ai=ltgi=ltg1″=0.000005l若l的单位是mm，ai的单位为μm，则：

ai=0.000005l×103=0.005l，取l=100，于是有：ai=0.5μm

（3）仪器安装调试：应将自准直仪安装在稳固可靠的位置。最好与被测件刚性地连接固定，以减少振动，将反射镜装在桥板上，使桥板跨角处在分段的第0和第1点处。接通电源，使目镜视场内获得均匀照明调节目镜视度，使测量者感觉目镜分划板成像清晰，调整手轮4、5（见自准直仪），至在目镜视场内出现刻线的自准直象，并使自准直的十字丝象与物镜分划板的十字丝接近重合（即主光轴与反射镜面垂直），然后读数（假定为6′04″）。

（4）测量：

在读完第一次数后将桥板移到1、2段，等等，依次读出读数。如所测的全部读数为：

6′04″、6′04″、6′06″、6′06″、6′06″、6′08″、6′10″、6′08″、6′08″、6′04″、6′02″。

则各点对前一点的差值为：、ai′=ai″-ao″(秒)和线值ai=0.5(μm)

位

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

ai′(秒)

0

0

2

2

2

4

6

4

4

0

-2

ai(μm)

0

0

1

1

1

2

3

2

2

0

-1

（5）误差数据处理：

①列表法

测量点

各点读数

ai

积累高度

n

Δhi=Σαi

1

测量点相应的理想高度

直线度偏差

Δi=Δhi-Δhi

Δhi′=

i

nΣαi

1

n

0

0

0

0

0

1

0

0

1.1

-1.1

2

1

1

2.2

-1.2

3

1

2

3.3

-1.3

4

1

3

4.4

(-1.4)

5

2

5

5.5

-0.5

6

3

8

6.6

+1.4

7

2

10

7.7

+2.3

8

2

12

8.8

(+3.2)

9

0

12

9.9

+2.1

10

-1

11

11

0

 

平均值K=

1

n

Σai=

1

11

=1.1直线度误差Δ=+3.2-(-1.4)=4.6μm

n

10

②作图法

图解法就是把所测得的数值在坐标纸上作图：横坐标表示分段距离，纵坐标表示读数升降量，将各坐标点连接，即可画出补充测得近似轮廓线，然后按最小条件，作一组平行直线包容该轮廓线，两平等直线间的纵坐标值，即为直线度误差。

必须指出，不能把图中两包容线间的垂直距离作为直线度误差。因为坐标图上的纵横坐标不是按相同的比例绘制的，其中横坐标是按所测零件的长度尺寸缩小的比例绘制的，而纵坐标是按测得的升降值放大比例绘制的，同一测量结果，采用不同的比例，两包容线间的距离不等。

从以上两种误差处理方法可见，其结果有一定差异，列表法比作图法得到的误差大，这是因为作图法尽可能的接近了最小条件，而列表法实际上是采用了两端点的连线作为包容线的基准，这种方法对于一些情况是不符合最小条件的。上面的例子正是一个。但列表法的优点是简单方便，一般适应于精度要求低的零件。对于精度要求高的零件，则作图法比较好，但要注意作图的准确性，尽量减小作图误差。

2、平面度误差测量

测量小平板的平面度误差，采用设备：平台、可调千斤顶（锥型头）、百分表和百分表架等。

3、平行度误差测量

测量两平行孔轴心线的平行度误差。采用设备：平台、等高顶尖座、百分表、百分表架和心轴（根据孔径配制）。

4、垂直度误差测量

测量直角尺的垂直度误差。采用仪器：直角尺检定仪、扭簧仪。

5、圆跳动误差的测量

测量台阶轴的径向圆跳动和端面圆跳动。采用仪器：偏摆检查仪、百分表等。偏摆检查仪的顶针座的最大中心距  450mm

顶针座的中心高度  150mm