形位误差测量方法

形位误差的测量方法很多。这里仅介绍一些例子，用以说明如何应用前节中的评定原理解决实际问题。

15.4.1 直线度误差测量

用光学自准直仪测量长导轨面的直线度误差。如图15－13所示。在导轨面上放置带有反射镜的桥板，按照桥板两端支点节距L，将导轨分成若干段，由光学自准直仪射出的平行光线模拟理想直线与导轨面进行比较。将桥板依次放在导轨各段上，测出各段导轨相对于理想光线的倾角ai，然后转换成相邻两节点之间的高度差hi，用累加值Hi=hi作出与导轨面近似的轮廓线，按最小包容区域法，作出两条平行的包容直线，取其包容区宽度f作为被测导轨的直线度误差，如图15－14所示。

图15－13 长导轨面的直线度误差测量

图15－14 直线度误差图

15.4.2 平面度误差测量

如图15－15所示为用光学平晶测量平面度误差的情形。将光学平晶置于被测实际表面上，形成干涉条纹，如干涉条纹弯曲，表示被测表面不平，其平面度误差按下式计算

式中：a——干涉带的弯曲量；

b——相邻干涉带的间距；

λ——光波波长（白光波长λ=0.54μm）

用平晶测量时，要求被测表面的粗糙度小，且为小平面（见图15－15）。

如图15－16所示为用测微计测量平面度误差的情形。将被测平板支承在大平板上，调整被测平面上的两对角处高度，即使Z1=Z4和Z2=Z3。平稳地移动表架，测微计指示器在被测表面上的最大、最小读数之差可近似地作为平面度误差。

图15－15 平晶测量平面度误差

图15－16 测微计测量平面度误差

15.4.3 圆度误差测量

圆度误差可用圆度仪直接读数，也可在光学分度头上测量，如图15－17所示，测量时，利用光学分度盘将被测工件的外圆周分成n个测量点，被测件每转一个θ（θ=360°／n），由测微计读出相对读数Δri，将Δri按一定的放大比例，在极坐标纸上绘成轮廓图形。根据图形即可评出圆度误差。

图15－17 光学分度头测量圆度误差

图15－18 最小区域法求圆度误差

用最小区域法求圆度误差的方法：在被测工件轮廓上找出两个最外点和两个最内点，连接成两交叉线，作两线的中垂线，它们的交点O即为最小区域的中心。以其为圆心，分别以内、外两点到圆心的距离为半径，画两个同心的包容圆，量出两包容圆之间的径向宽度值，乘以放大倍数的倒数，即得圆度误差fo，如图15－18所示。

15.4.4 平行度误差测量

如图15－19所示为测量箱体左右表面之间的平行度误差的情形。图15－19（a）为测量示意图；图15－19（b）为误差放大分析图。测量时，用平板模拟定向基准，平稳地移动表架，指示器在被测表面上的最大读数与最小读数之差则为平行度误差f∥（下标∥表示平行度）。

图15－19 平行度误差测量

由图15－19（b）可见，平行度误差为定向最小包容区域的宽度f∥，它大于平面度最小包容区域的宽度f，因此，平面度误差包含在平行度误差之中。

15.4.5 垂直度误差测量

如图15－20所示为测量箱体侧面对底面之间的垂直度误差的情形。将箱体侧面与底面之间的角度与直角尺比较，以此确定垂直度误差。用平板模拟底面基准，将表架指示器靠上角尺，对准和调整指示器零位（图15－20（a））；再将表架移至箱体侧面，与侧面平稳接触，并前后平稳移动表架，注意表架左端面要始终与箱体侧面接触（图15－20（b））。读取指示器最大读数与最小读数。将指示器向上或向下调整高度，同样地校对零件并测出最大读数与最小读数。取最大读数中的最大值与最小读数中的最小值作为垂直度误差f⊥。

图15－20 垂直度误差测量