第五节垂直度误差测量

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1、第五节垂直度误差测量第1页，共13页。一垂直度误差基本概念：一垂直度误差基本概念： 1 1垂直度误差：垂直度误差：属定向误差属定向误差被测实际要素相对于被测实际要素相对于基准要素垂直的基准要素垂直的理想要素的变动量。理想要素的变动量。v2 2特征：特征：被测要素的理想要素的方位应与基准垂直被测要素的理想要素的方位应与基准垂直v3 3误差值：误差值：是与基准保持垂直的定向最小区域的宽度或直径来表示。是与基准保持垂直的定向最小区域的宽度或直径来表示。v4 4类型：类型：按线、面两类几何要素的垂直关系，有四种类型，既按线、面两类几何要素的垂直关系，有四种类型，既 面对面面对面 面对线面对线 线对面线

2、对面 线对线线对线第2页，共13页。v当两要素互相垂直时，用垂直度公差来控制当两要素互相垂直时，用垂直度公差来控制被测要素对基准的方向误差。被测要素对基准的方向误差。当给定一个方当给定一个方向上的垂直度要求时，垂直度公差带是向上的垂直度要求时，垂直度公差带是距距离为公差值离为公差值t，且垂直于基准平面（或直径、，且垂直于基准平面（或直径、轴线）的两平行平面（或直线）之间的区轴线）的两平行平面（或直线）之间的区域。域。 v当给定任意方向时，当给定任意方向时，平行度公差带是直径平行度公差带是直径为公差值为公差值t，且垂直于基准平面的圆柱面，且垂直于基准平面的圆柱面内的区域内的区域。如图所示。如图所

3、示, d孔轴线必须位于直孔轴线必须位于直径公差值径公差值 0.05mm，且平行于基准平面的，且平行于基准平面的圆柱面内。圆柱面内。第3页，共13页。v垂直基准：垂直基准： 用直角尺模拟基准平面，并转用直角尺模拟基准平面，并转化，化，使垂直度误差的测量变为类似使垂直度误差的测量变为类似于平行度误差的测量。于平行度误差的测量。v测量基准：测量基准：平板平板v测量：测量：测量前将被测面调整到与平板测量前将被测面调整到与平板基本平行，按所布测点记录读数，基本平行，按所布测点记录读数，然后通过数据处理得到评定结果。然后通过数据处理得到评定结果。 图图5-44 面对面垂直度测量面对面垂直度测量 二、测量方

4、法：二、测量方法：（一）、面与面之间的垂直度测量（一）、面与面之间的垂直度测量、指示表法：、指示表法：图图5-445-44是测量面与面垂直度误差的一种常用方法。是测量面与面垂直度误差的一种常用方法。第4页，共13页。 3 8 7 3 1 2 9 12-2 -1 10 11 0 6 11 12 0 5 4 0 -1 0 7 10 -3 -2 9 10 0 6 11 12 +3 +2 +1 0 0数据处理：数据处理：采用坐标旋转法求解垂直度误差：如图采用坐标旋转法求解垂直度误差：如图5-455-45。设转。设转轴轴 0-00-0的位置放在方框所列数据中最下列，取单位旋转量为的位置放在方框所列数据中

5、最下列，取单位旋转量为1 1以使两个最高点之值变为等高，变换过程和结果见方框所示。以使两个最高点之值变为等高，变换过程和结果见方框所示。从图从图5-455-45中可看出，最高两点等值为中可看出，最高两点等值为1212，最低点为，最低点为2 2，且三，且三点投影到基准面上满足高低相间的要求，故垂直度误差点投影到基准面上满足高低相间的要求，故垂直度误差f=12f=12( (2)2) m=m=1414 m m。图图5-45 数据处理数据处理 第5页，共13页。 对于狭长大型零件，常用自准直仪或水平仪对对于狭长大型零件，常用自准直仪或水平仪对基基准准要素和要素和被测被测要素同时进行要素同时进行分段测量

6、分段测量，然后将数据经过处理，就，然后将数据经过处理，就可获得垂直度误差。如图所示。可获得垂直度误差。如图所示。图图 A 被测工件图被测工件图被测工件：被测工件：狭长大型零件狭长大型零件（如图，设尺寸为（如图，设尺寸为30003000* *15001500* *100100），或机），或机床、三坐标测量机等的导床、三坐标测量机等的导轨轨2、水平仪法：、水平仪法：问问2：可选测量仪器有可选测量仪器有:指示指示表、直角尺、水平仪、准直表、直角尺、水平仪、准直仪、平晶，选哪个仪器？仪、平晶，选哪个仪器？问问1：如何测量垂直度？：如何测量垂直度？图图B：水平仪法测量垂直度误差：水平仪法测量垂直度误差问

7、问3：如何处理数据：如何处理数据第6页，共13页。A A表面测点序号表面测点序号xixi0 01 12 23 34 45 5偏差值偏差值yiyi（um）0 00.50.5-0.5-0.51.01.00.50.50 0B B表面测点序号表面测点序号yiyi0 01 12 23 34 45 5偏差值偏差值xixi （um）0 02.02.01.01.03.03.02.02.03.03.0例例对大型工件的导轨垂直度误差的测量，得到的数据如下表对大型工件的导轨垂直度误差的测量，得到的数据如下表所示。可以用图解法、计算法或旋转法求得垂直度误差。所示。可以用图解法、计算法或旋转法求得垂直度误差。 图解法求

8、垂直度误差图解法求垂直度误差如左图。如左图。 f=3.83um (P144有误有误)问问4：若用计算法、旋转：若用计算法、旋转法，如何处理数据？法，如何处理数据？第7页，共13页。如图如图5-465-46所示。所示。图图5-46 准直仪法测量垂直度误差准直仪法测量垂直度误差3 3、准直仪法：、准直仪法：问问5：用自准直仪如何：用自准直仪如何测量工作面测量工作面B ？答：加五角棱镜将光线答：加五角棱镜将光线折转折转90度测量工作面度测量工作面B ？第8页，共13页。（二）、面与线之间的垂直度测量（二）、面与线之间的垂直度测量问问6：如何测量垂直度？：如何测量垂直度？第9页，共13页。图图5-47

9、 面对线垂直度测量面对线垂直度测量 v如图如图5-475-47，测量中所用导向块的下端，测量中所用导向块的下端面应与孔的轴线间有足够精度的垂直面应与孔的轴线间有足够精度的垂直度要求，孔与轴的配合也不应松动。度要求，孔与轴的配合也不应松动。v对对带孔轴线的基准轴线带孔轴线的基准轴线，可用，可用心心轴轴体现，采用如图体现，采用如图5-485-48（P144P144）所示的方法测量。借助于精密的所示的方法测量。借助于精密的直角座将心轴调整到与平台垂直，直角座将心轴调整到与平台垂直，然用指示器测量整个被测表面。然用指示器测量整个被测表面。（二）、面与线之间的垂直度测量（二）、面与线之间的垂直度测量基准

10、轴线：基准轴线：用导向块或心轴模拟；用导向块或心轴模拟；测量基准：测量基准：平板，垂直于基准轴线。平板，垂直于基准轴线。导向块（导向块（有何要求有何要求）垂直度测量转化为被测平面相对测垂直度测量转化为被测平面相对测量平板的平行度测量量平板的平行度测量 。第10页，共13页。如何测量垂直度？如何测量垂直度？第11页，共13页。（三）、线与线之间的垂直度测量（三）、线与线之间的垂直度测量v线与线之间的垂直度最常见的是轴线之间的垂直度。为测量方便，线与线之间的垂直度最常见的是轴线之间的垂直度。为测量方便，可将基准和被测轴线可将基准和被测轴线都用心轴来体现都用心轴来体现，并将体现被测要素的心轴，并将体现被测要素的心轴安置到与测量基准成平行的位置，这就是安置到与测量基准成平行的位置，这就是把垂直度的测量转化为把垂直度的测量转化为平行度的测量平行度的测量。 第12页，共13页。倾斜度倾斜度 （一）v当两要素在当两要素在090之间的某一角之间的某一角度时，用倾斜度要求时，倾斜度公度时，用倾斜度要求时，倾斜度公差带是距离为公差值差带是距离为公差值t，且与基准平，且与基准平面面(或直线、轴线或直线、轴线)成理论正确角度的成理论正确角度的两平行平面两平行平面(或直线或直线) 之间的区域。之间的区域。 第13页，共13页。