平面度误差测量及数据处理研究

    零件在加工过程中，会产生形状和位置误差。这些误差的存在，不仅会影响机械产品的整体品质，还会影响零部件的互换性。平面度是形状公差的主要项目之一，其误差的测量与评定，在几何量测量中有着重要的意义。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，在工程实际中显得格外重要。笔者通过多年的研究，归纳了平面度误差几种常用检测方法，及平面度误差评定方法的特点。并结合实例，对平面度误差测量数据处理进行了分析。

    1 平面度误差的测量

    平面度误差的测量方法很多，常用的有如下所列的方法。

   （1）光隙法。将被测直线和测量基线间形成的光隙，与标准光隙比较，测量不同方向的若干个截面上的直线度误差，取其中最大值，作为平面度误差近似值的方法。该方法适用于磨削或研磨加工的小平面的平面度误差测量。

   （2）指示器法。将被测零件支撑在平板上，平板工作面为测量基准，按一定的方式布点，如图3 所示，用指示器对被测面上各点进行测量并记录所测数据，然后，按一定的方法评定其误差值。该方法适用于中、小平面的平面度误差测量。

   （3）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，该方法适用于一般精度大平面的平面度误差测量。

   （4）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，该方法适用于精研表面的平面度误差测量。

   （5）三坐标测量机。三坐标测量机是综合利用精密机械、微电子、光栅和激光干涉仪等先进技术的测量仪器，其原理是在三个相互垂直的方向上，有导向机构、测长元件、数显装置，有一个能够放置工件的工作台，测头可以以手动或机动方式，轻快地移动到被测点上，由读数设备和数显装置，把被测点的坐标值显示出来的一种测量设备。

    除上面介绍的几种方法外，还有液面法、自准直仪法等，娄底工贸职业中专学校实验室在教学中，常采用光学合像水平仪测定平板的平面度误差。

    2 平面度误差的评定

    平面度误差是被测实际表面相对理想平面的变动量。根据GB/T11337- 2004《平面度误差检测》对形状误差的定义，理想平面的位置应符合最小条件，平面度误差大小，等于包容实际表面且距离为两平行平面之间的宽度。平面度误差的评定方法有：最小包容区域法，对角线法，三远点法和最小二乘法。