打表法检测平板平面度误差

一、实验目的

①掌握平面度误差的检测方法。

②掌握用打表法进行平面度检测步骤。

③掌握用旋转法求平面度误差的方法。

二、实验设备

千分表、磁性表架、测量平板、可调支撑。

三、实验原理

方法一：直接打表法。

将被测工件通过可调支承放在作为测量基准的平板上，再将被测实际表面的最远3点调平，以平板作为基面，将指示仪表头放在被测表面某一点并调零，将指示仪表头在被测表面来回走动，观察表的变动量，其最大值与最小值之差，即为所求的平面度误差值。

方法二：间接打表测量法。

根据被测平板的大小，在平面上沿纵横方向画好网格，然后将被测工件通过可调支承放在作为测量基准的平板上，将被测平板大致调平，然后按照网格指示分别记录各点读数，如图15．1所示，通过旋转法，用最小包容区域法评定平面度误差。

图15．1 打表法检测平板平面度

1—指示表；2—基准平板；3—被测工件

四、实验步骤

①擦净被测小平板，按照图15．1所示的布点方式在被测表面上标定测点，并进行编号。

②将被测小平板安置在基准平板的3个可调支承上，3个可调支承应位于被测小平板上相距最远的3点。

③将千分表安装在万能表架上，用千分表将靠近3个千斤顶位置的被测表面点调整到等高，此时即以此3点建立的平面作为测量基准面。

④将指示仪表头放在被测表面某一点并调零，将指示仪表头在被测表面来回走动，观察表的变动量，其最大值与最小值之差，即为所求的平面度误差值f1。

⑤用基面旋转法求误差。 用千分表在被测表面上沿所分布的测点移动，得到各测点的读数值，按最小条件的评定准则，用基面旋转法求得平面度误差f2。

采用旋转法求平面度误差的步骤如下：

a．初步判断被测表面的类型，以便选择相应的最小区域判断准则。

b．拟订最高点和最低点，选定旋转轴的位置。

c．计算各点的旋转量。

d．进行旋转，即对各测点作坐标换算。

e．检查旋转后各测点的新坐标是否符合最小区域判断准则。 如不符合，则应作第二次旋转，重复上述步骤。

假设在基准平面上，用千分表测量一块400mm×400mm的平板平面度误差，测得数据如图15．2（a）所示，求该平板的平面度误差。

图15．2 旋转法数据处理

根据图15．2（a）所示，初步判断被测表面为中突平面。具有3个最低点a3，b1，c2和1个最高点b2，故选用三角形准则判断最小区域。

为了容易判定被测表面的类型，可将各点的数据同减一最大值，使全部数据变为同号，此例减80，得到图15．2（b）。 数值中有－110和－120两个最低点，先使这两点旋转成等高点，所以选c1～a3为Ⅰ⁃Ⅰ旋转轴。为了使旋转后的上述两点等高，其旋转量S为：

式中 m1，m2——要旋转成等高的两点的值；

i1，i2——两点距旋转轴的距离。

c2，b3的旋转量为＋5，c3为＋10，b1，a2的旋转量为－5，a1为－10，如图15．2（b）所示。经过旋转后各测点的新坐标值如图15．2（c）所示。为使3个最低点等值，选定a1～c3为Ⅱ⁃Ⅱ旋转轴，进行第二次旋转。 旋转量为：

经转换后的各点新坐标值如图15．2（d）所示。 此时由图可知，已符合三角形判断准则。则平面度误差为：

f2＝0－（－100） ＝100μm

⑥对f1和f2进行分析、比较，完成实验报告。

五、注意事项

①测点时，一定要按行、列等距顺序测量。

②作旋转计算时，尤其以斜线为轴时，应数好格距，算好比例。

六、思考题

①平面度误差的常用检测方法有哪些？

②打表法检测平板平面度时，如何提高检测精度？

③常用平面度误差测量的布点方法有哪些？

④平面度误差的评定方法有哪些？