GB-T 11337-1989 平面度误差检测

中华人民共和国国家标准平面度误差检测主题内容与适用范围本标准规定了平面度误差测量的术语定义评定方法测量方法和数据处理方法本标准适用于机械工业产品中零件要素的平面度误差测量本标准是对中平面度误差测量的具体规定引用标准形状和位置公差术语及定义形状和位置公差检测规定直线度误差检测术语及定义理想平面具有几何学意义的平面实际平面零件上实际存在的平面测得平面测量得到的平面注在评定平面度误差时用测得平面代替实际平面平面度误差实际平面对其理想平面的变动量理想平面的位置应符合最小条件平面度最小包容区域包容实际平面且具有最小宽度的两平行平面之间的区域平面度误差值用平面度最小包容区域的宽度表示的数值见图图测量基面在测量过程中获得测量值的参考面国家技术监督局批准实施评定基面评定平面度误差的理想平面最小区域面构成平面度最小包容区域的两平行理想平面之一最小二乘中心平面使实际平面上各点到该平面的距离平方和为最小的理想平面对角线平面通过实际平面一条对角线上的两个对角点且平行于另一条对角线的理想平面三远点平面通过实际平面上相距较远的三个点的理想平面极点在最小包容区域面上的测得点评定方法平面度误差的评定方法有最小包容区域法最小二乘法对角线平面法和三远点平面法其中最小包容区域法的评定结果小于或等于其他三种评定方法最小包容区域法及其判别法最小包容区域法以最小区域面作为评定基面的方法按此方法求得平面度误差值见图图式中各测得点相对最小区域面的最大最小偏离值在上方取正值下方取负值最小包容区域判别法由两平行平面包容实际表面时至少有三点或四点与之接触有下列三种准则三角形准则三个高极点与一个低极点或相反其中一个低极点或高极点位于三个高极点或低极点构成的三角形之内或位于三角形的一条边线上见图图交叉准则成相互交叉形式的两个高极点与两个低极点见图图直线准则成直线排列的两个高极点与一个低极点或相反见图图最小二乘法以最小二乘中心平面作为评定基面的方法按此方法求得平面度误差值见图图式中测得点相对最小二乘中心平面的最大最小偏离值在上方取正值下方取负值对角线平面法以对角线平面作为评定基面的方法按此方法求得平面度误差值见图图式中测得点相对对角线平面的最大最小偏离值在上方取正值下方取负值三远点平面法以三远点平面作为评定基面的方法按此方法求得平面度误差值见图图式中测得点相对三远点平面的最大最小偏离值在上方取正值下方取负值测量方法测量方法分类本标准中的测量方法按测量原理测量器具等分类见图图常用符号及说明本标准中所用的各符号及其说明见下表序号符号说明平板平台或测量平面固定支承可调支承续表序号符号说明连续直线移动沿几个方向直线移动指示器或记录器带有指示器的测量架测量架的符号根据测量设备的用途可画成其他式样测量布点形式本节给出了三种常用的测量布点形式主要适用于间接方法测量平面度误差时除选用这三种测量布点形式之一进行测量外也可采用其他形式的布点方法网格布点这种布点形式呈封闭的网状形式其测量顺序如图和图所示矩形平面图图图的测量顺序图的测量顺序图适用于公差等级较高的平面图适用于公差等级较低的平面圆形平面图图测量顺序与矩形平面相似若需要可从矩形向外延伸布点见图说明横向测量线的数目可随被测平面的大小及测量精度要求进行增减必要时可适当增加纵向测量线如图和图中的线对角线布点这种布点形式呈封闭的米字形状其测量顺序如图和图所示矩形平面图图测量顺序圆形平面图图测量顺序与矩形平面相似若需要可从矩形向外延伸布点见图说明横向测量线的数目可随被测平面的大小及测量精度要求进行增减必要时可适当增加纵向测量线如图和图中的线对于小平面可直接简化成图所示的布点形式图对角线方向的分段数一般应为偶数圆环形平面布点方式一圆环布点图图测量顺序圆环线圆环线方式二图图测量顺序方式三图图测量顺序注方式一方式二适用于圆环面较宽的表面圆环线数目可根据圆环面宽度和测量精度要求进行适当增减但不能少于两环方式三适用于圆环面较窄的表面圆环布点一般仅适用于用水平仪或与水平仪工作原理相似的仪器进行测量的场合直接方法通过测量可直接获得测得平面各点坐标值或直接评定平面度误差值的测量方法间隙法将被测直线和测量基线间形成的光隙与标准光隙相比较测量不同方向的若干个截面上的直线度误差取其中的最大值作为平面度误差近似值的方法见图该方法适用于磨削或研磨加工的小平面平面度误差测量图样板直尺被测工件灯光箱毛玻璃光源量块平晶测量步骤将测量基线与被测直线直接接触并置于光源和眼睛之间的适当位置见图调整样板直尺使最大光隙尽可能最小见图与标准光源图相比较估读出单个截面的直线度误差值根据被测平面形状沿多个方向进行测量图取其中的最大值作为被测平面的平面度误差近似值注测量基线常用样板直尺刀口尺平尺类量具体现标准光隙由样板直尺量块和平晶组合产生见图应在相同条件下观察标准光隙和被测工件的光隙用量块或塞尺测量被测直线和测量基线之间的间隙图测得不同方向上若干截面的直线度误差值取其中最大值作为平面度误差近似值的方法该方法适用于低精度平面的平面度误差测量图测量步骤将平尺类量具体现的测量基线置于被测直线上并在离平尺两端约为平尺长度处垫上等厚量块用片状塞规或塞尺直接测出平尺工作面与被测直线之间的距离测得的最大距离减等厚量块厚度即为该截面的直线度误差近似值根据被测平面的形状沿多个方向进行测量图取其中最大值作为被测平面的平面度误差近似值指示器法用带指示器的测量装置或坐标测量仪测出被测面相对测量基面的偏离量进而评定平面度误差值的方法见图该方法适用于中小平面的平面度误差测量图测量步骤将两对角线的角点分别调成等高或大致等高也可调整任意三远点按一定布点形式便于数据处理逐点移动测量装置或移动工件同时记录示值即可获得各测量点相对测量基面的坐标值注测量基面常用平板体现也可用坐标测量仪体现如两对角线点的示值分别相等则如任意三远点的示值相等则光轴法以几何光轴建立测量基面测出被测面相对测量基面的偏离量进而评定平面度误差值的方法见图该方法适用于一般精度大平面的平面度误差测量图瞄准靶准直望远镜转向棱镜测量步骤将两对角线的角点分别调成等高或大致等高也可调整任意三远点按一定布点形式移动瞄准靶逐点测量同时记录各点示值即可得各测量点相对测量基面的坐标值注测量基面由平面扫描仪形成如两对角线点示值分别相等则如任意三远点的示值相等则干涉法利用光波干涉原理根据干涉条纹形状条数来确定平面度误差值的方法见图该方法适用于精研表面的平面度误差测量图测量步骤将平晶工作面以微小角度逐渐与被测面相贴合若被测面内凹或外凸出现环形干涉带图则应调整平晶的位置使干涉带数为最少其平面度误差近似值为式中环形干涉带数其读取原则是以环心的带纹色泽为准读取色泽相同的带纹数光波波长如出现一个方向弯曲的干涉条纹图则应调整平晶位置使之出现条干涉带其平面度误差近似值为式中干涉带弯曲量干涉带间距液面法以液体构成的水平面作为测量基面测出被测面相对测量基面的偏离量进而评定平面度误差值的方法见图该方法适用于大平面的平面度误差测量图深度千分尺罐式水平量具测量步骤取罐式水平量具在同一位置的示值作为零位示值固定量具按一定布点形式逐点移动量具将测量示值与零位示值之差乘并进行记录即获得各测点相对测量基面的坐标值注测量基面由罐式水平量具的水平面体现如两对角线点的示值分别相等则如任意三远点的示值相等则间接方法通过测量不能获得测得直线各点坐标值需经过数据处理获得各点坐标值的测量方法水平仪法将固定有水平仪的桥板置于被测平面上按一定的布点形式首尾衔接地拖动桥板测出被测平面上相邻两点连线相对测量基面自然水平面或其垂直面的倾斜角通过数据处理求出平面度误差值的方法见图该方法适用于大中型平面的平面度误差测量图水平仪被测工件桥板测量步骤根据被测平面的形状尺寸选择布点形式并确定各个方向的分段数及桥板跨距式中被测截面的长度桥板跨距分段数将被测平面大致调水平对自然水平面的倾斜角不大于然后按选定的布线方式依测量顺序和方向逐线首尾衔接地进行测量并同时记录各点示值按条的方法将示值转换成各点坐标值按条的方法对各点坐标值进行数据处理求出平面度误差值自准直仪法将固定有反射镜的桥板置于被测平面上按对角线布点形式拖动桥板测出被测平面上相邻两点连线相对测量基线面的倾斜角通过数据处理求出平面度误差值的方法见图该方法适用于大中型平面的平面度误差测量图自准直仪反射镜测量步骤根据被测平面的形状尺寸选择对角线布点形式并根据公式确定各个方向的分段数及桥板跨距将被测平面大致调水平然后按测量顺序和方向逐线进行测量并同时记录各点示值按条的方法将各点示值转换成各点坐标值按条的方法对各点坐标值进行数据处理求出平面度误差值跨步仪法以跨步仪相邻两支点连线为测量基线按对角线布点形式测出第三点相对测量基线的偏离量通过数据处理求出平面度误差值的方法见图该方法适用于大中平面及圆环面的平面度误差测量图跨步仪被测平面测量步骤根据被测平面的形状尺寸确定各方向的分段数及跨步仪的跨距跨距为跨步仪两固定支点的中心距将跨步仪放在研磨平尺上使指示器示值对零沿测量方向依次逐段测量每次移动一个跨距同时记录各点示值按条的方法将各点示值转换成坐标值按条的方法对各点坐标值进行数据处理求出平面度误差值表桥法以表桥相间两支点的连线为测量基线按对角线布点形式测出中间点相对测量基线的偏离量通过数据处理求出平面度误差值的方法见图该方法适用于大中平面的平面度误差测量图表桥被测平面测量步骤根据被测平面的形状尺寸确定各方向的分段数及表桥跨距跨距为表桥两固定支点的中心距离之半将表桥放在研磨平尺上使指示器示值对零沿测量方向依次逐段测量每次移动一个跨距同时记录各点示值按条的方法将各点示值转换成坐标值按条的方法对各点坐标值进行数据处理求出平面度误差值组合方法通过误差分离技术消除测量基线或基面本身的直线度或平面度误差的测量方法反向消差法通过正反翻转两个方向测量经数据处理消除测量基线本身的直线度误差获得被测平面上各条测量线上测得值求出被测工件平面度误差值的方法本方法适用于窄长工件的高精度平面度误差测量用一个指示器进行反向消差测量图图测量步骤将被测零件放置在可作直线移动的工作台上指示器固定在测量支架上或将工件放置在平板上指示器固定在可作直线移动的工作台上移动工作台或指示器调整被测零件使三远点示值大致相等按网格布点形式图沿方向测量线和逐点顺序测量图同时记录指示器的示值测量方向旋转测量测量线各点示值为将零件翻转图并尽可能保证翻转前后在两个方向分别使用同一段导轨重复步骤的操作测得被测平面翻转后对应点处的指示器示值用下式求出各条测量线上各测得点的示值通过平移和旋转使测量线上的首末点与测量线上对应点的坐标值和等值同时变换测量线上其余各点的示值求出各点的坐标值其中即两条测量线上各点测得值等于转换后的坐标值按第条的方法对进行数据处理求出平面度误差值注测量方向测量线时不得调整工件测量方向测量线时不得调整工件用两个指示器对两个被测表面进行反向消差测量图图测量步骤将工件放置在可作直线移动的工作台上两指示器固定在工作台底座上或将工件放置在测量平板上两指示器固定在可作直线移动的工作台上第一次测量将工件的被测表面同向放置图移动指示器或工件分别调整工件使其三远点示值大致相等按网格布点形式沿各条测量线逐点顺序测量同时记录两指示器的示值将测量方向旋转测量测量线上各点测得值将工件翻转图并尽可能与翻转前处于相同轴向位置点即翻转前后在两个方向分别用同一段导轨重复上述操作测得工件在第一次测量对应点处的第二次测得示值用下式求出工件上各条测量线上各测得点的坐标值通过平移和旋转分别使工件的线上的首末点与各自的测量线上相应点的坐标值和等值同时变换测量线上其余各点的坐标值求出各点的坐标值其中按第条的方法对进行数据处理求出平面度误差值注测量测量线上各点测得值的过程中不得调整或移动工件测量测量线上各点测得值的过程中不得调整或移动工件数据处理当用水平仪自准直仪法进行等跨距测量时可直接用示值进行数据处理最后将处理结果乘以系数换算成线性值也可先将示值乘以系数换算成线性值后再进行数据处理或式中桥板跨距仪器分度值仪器分度值角秒测量示值和转换成坐标值将水平仪网格布点的测量示值转换成坐标值以过起始点的水平