直线度测量中利用基准线评定方法的探讨

    1 评定直线度基准线常用的3种方法

    直线度是限制实际直线对理想直线变动的一项指标。它是针对直线发生不直而提出的要求[1].    

    1)最小条件法.做两条符合最小条件、且包容实际轮廓的平行直线,则两平行直线间的坐标值,即为被测线的直线度,如图1所示.判断包容线符合最小条件的准则是:一条包容线通过误差曲线的两个最高点(或最低点),而另一条包容线则通过误差曲线上的一个最低点(或最高点),且该点位于第一条包容线上两最高点(或最低点)之间,则这组包容线符合最小条件.因此,图1中h1可定为直线度误差.

   2)用两端点连线作为评定基准线的方法是以实际轮廓或实际线与几何直线之间的最大正、负绝对值之和为直线度.几何直线为实际轮廓或实际线两端点的连线.因此,图1中h2为两端点的连线评定的直线度误差值.

    3)用最小平方和方法求评定基准线的方法是以实际曲线上各点到一直线距离的平方和为最小,则此线为基准线.曲线对此直线最大正、负偏差绝对值之和为其直线度.

    2 3种方法在实际测量中的应用

    2.1 符合最小条件的测量方法

    2.1.1 光隙法.用刀口尺与实际形状相接触,通过估计或比较间隙的大小而得到误差值,如图2所示.这种方法比较简单实用.

    2.1.2 光学平晶等厚干涉法.将平晶直接放在被测表面上,通过观察干涉带弯曲量与条纹间隔的比值,乘以K/2(K为所用光源波长)来确定直线的误差值$,$=b/a@K/2,如图3所示.该方法主要适用于小平面测量,如量块、平晶或平尺等.

    2.1.3 狭长平面的直线度测量.对于狭长平面,常用平尺进行测量.当被测零件表面直线度误差较大时(>0.03 mm)可用塞尺直接测量出误差值.当误差小于0.03 mm时,可在平尺上涂一层薄红丹,将平尺放在工件上反复移动,然后将平尺取下,观察被测工件表面着色细密均匀程度,由此判断零件直线度误差.

    2.2 用两端点连线数据处理的方法测量直线度

    这种方法主要使用框式水平仪、合像水平仪、自准直仪等小角测量仪器.在测量前,窄形平面要支承在最有利的支承处,再按被测平尺的长度L选用桥板的适当跨距(按被测长度的大小而定),测量时将桥板放在被测窄长平面上,仪器放在桥板上,然后依次地将桥板从窄长平面的一端移至另一端.每次移动桥板时,要首尾相接,并依次地读取数据,从而得到一组读数.再通过对数据的适当处理,可得到不同的误差值.数据处理方法有作图法和计算法,常用的是作图法,因此下面对作图法作详细讨论.