旋转法处理平面度误差测量数据

　　平面度误差是限制实际表面对理想平面变动量的一项指标。平面度公差精度反映了零件某平面的平整程度，对仪器的测量精度、配合平面的结合性能、密封性能等都有很大影响。因此，对平面度的测量在工程实际中泉得格外重要。本文主要介绍使用旋转法测量平面度误差原理和本实验室自主开发的数据处理软件。

　　1平面度误差的测量原理

　　1.1测量方法

　　平面度的测量方法很多，在基准平面法中有平晶十涉法、光束平面法和指示计反映法等;在间接测量中有水平面法及对角线法等、我校实验室在教学中常采用光学合象水平仪测定平板的平面度误差。为了便于分析，以图1a所示的平面为例，通过光学合象水平仪测量3x3个点的相对C1点的高度，测量结果如图1b(单位:μm)。

　　1.2平面度误差的评定方法

　　根据GB/T11337-1989《平面度误差检测》对形状误差的定义，平面度误差是被测实际表面相对其理想平面的变动量，理想平面的位置应符合最小条件。平面度误差值的大小等于包容实际表面而且距离为两平行平面之间的宽度。

　　基于国家标准，可以采用最小区域法(最小条件法)、基准面方程法、三点法、对角线法、最小二乘法等多种方法去评定被测平面的平面度误差。利用数据处理软件的“最小区域法”，评定平面度误差，即当两平行理想平面与被测实际平面的接触状态符合下述三种情况之一时，两平行平面间的区域为最小区域，两平行平面间的距离为平面度误差。平面度误差的最小区域法判别有:三角形准则、交叉准则、直线准则等。

　　(1)三角形准则:如图2所示，被测实际平面与两平行理想平面的接触点，投影在一个面上呈三角形，且三高夹一低或三低夹一高。

　　(2)交叉准则:如图3a所示，被测实际平面与两平行理想平面的接触点，投影在一个面上旱两线段交叉形。

　　(3)直线准则:如图3b所示，被测实际平面与两平行理想平面的接触点，投影在一个面上旱一直线型，且两高间一低或两低间一高。

　　1.3测量数据处理

　　将测量数据处理转换成符合最小条件判别的方式有:旋转法、作图法和坐标转换法等。其中旋转法处理过程较为直观，但是手工处理数据时，工作量非常繁重。以图1h中3x3的测量点阵为例，介绍用旋转法处理平面度误差的测量结果。

　　(1)初步判定被测表面的类型，选用相适应的最小区域判别条件。根据经验，我们可以大致判定这组数据可能满足交叉准则(三角形准则和直线准则两种情况的操作方法类似。