直线度误差检测

直线度误差检测

国家标准 GB/T11336一2004 代替GBll336一1989 检测 直线 Measurementofdeparturesfromstraightness 2004-11-11发布 2005-07-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 中 国国家标准化管委员会国家标准
GB/T11336一2004 前 言 本标准代替GB/Tll336一1989(《直线度误差检测》. 本标准与GB/T11336一1989相比主要变化如下 -规范性引用文件考虑了最新标准的制修订情况 术语定义根据相关标准的新概念作了适当的补充修改; 一删掉了原标准的两个参考件附录:附录A“直线度误差的测量误差分析”和附录B“直线度误差 测量应用示例" 本标准由全国产品尺寸和几何技术规范标准化技术委员会提出并归口 本标准起草单位;机械科学研究院,计量科学研究院 本标准主要起草人;李晓沛、张恒 本标准所代替标准的历次版本情况为 GB/T113361989.

GB/T11336一2004 直线度误差检测 范围 本标准规定了直线度误差检测的术语定义、评定方法、检测方法和数据处理方法 本标准适用于机快产品中零件要素的直我度误差检调 本标准是对GB/T1958中直线度误差检测的具体规定 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 凡是注日期的引用文件,其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本 凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准 GB/T1182形状和位置公差通则、定义,符号和图样表示法(GB/T1182一1996,eqISODIS1l01: 1996 GB/T1958形状和位置公差检测规定 GB/T8069-1998功能量规 GB/T18780.1 产品几何量技术规范(GPs)几何要素第1部分;基本术语和定义 GB/T18780.12002,idtIsO14660-1:1999) 术语和定义 GB/T1182,GB/T1958和GB/T18780.1中确立的以及下列术语和定义适用于本标准 3.1 理想直线straightline 具有几何学意义的直线 3.2 实际直线renlline 零件上实际存在的直线(参见GB/T18780.1的2.4工件实际表面) 测得直线(提取直线)measuredline(extraectedline 测量时按规定方法,由实际直线提取有限数目的点所形成的直线(参见GB/T18780.1的2.5提取 组成要素) 注;在评定直线度误差时,用测得直线代替实际直线 直线度误差(值)departurefromstraightnes 实际直线对其理想直线的变动量,理想直线的位置应符合最小条件 即用直线度最小包容区域的 宽度f或直径克表示的数值,见图1图3 直线度误差分为: 给定平面内的直线度误差(见图1)7 a 图1
GB/T11336一2004 b)给定方向上的直线度误差(见图2); a)给定一个方向 b)给定两个方向 图2 任意方向上的直线度误差(见图3) c 图3 直线度最小包容区域minimumzoneofstraightness 包容实际直线，且具有最小宽度的两平行直线或两平行平面之间的区域,或具有最小直径的圆柱面 内的区域 3.6 测量基线refereneelineforassessmentofdeparturefromstraightnes 在测量过程中,获得测量值的参考线 3.7 评定基线reftereneelineforassessmmentofdeparturefrommstraightness 评定直线度误差的理想直线 3.7.1 minimuzoneline 最小区域线 构成直线度最小包容区域的两平行理想直线之一或轴线 注:当用两平行平面构成最小包容区域时,最小区域线是平行平面在平行于给定方向平面上的投影线之一 3.7.2 最小二乘中线l leastsquaresmeanline 使实际直线上各点到该直线的距离平方和为最小的一条理想直线
GB/T11336一2004 3.7.3 两端点连线l#e endpiontsline t0 实际直线上首末两点的连线 3.8 最小二乘中线包容圆柱面eylndrie withtheleastsquaresmeanline calenvelopc 在评定任意方向直线度误差时,为包容实际直线，且轴线的方向与最小二乘中线平行(或重合 并具有最小直径中的圆柱面 3.g 两端点连线包容圆柱面eylindricalenveope withtheleastsquaresean 在评定任意方向直线度误差时,为包容实际直线,且轴线的方向与两端点连线e平行(或重合)并 具有最小直径中f睬的圆柱面 8 .10 极点extremepoint 在最小包容区域线(或面)上的测得点 评定方法 直线度误差的评定方法有;最小包容区域法、最小二乘法和两端点连线法 其中最小包容区域法的 评定结果小于或等于其他两种评定方法 4.1最小包容区域法及其判别法 4.1.1最小包容区域法 以最小区域线lz作为评定基线的方法,按此方法求得直线度误差值f 4.1.1.1对给定平面(或给定方向)的直线度误差(见图4): f= 图4 0 dl f2= Iax 式中: 各测得点中相对最小区域线l.的最大、最小偏离值 dmdaa d在ls贼上方取正值,下方取负值 4.1.1.2对任意方向直线度误差(见图5): f=克=2d 式中 测得点到最小区域线,的最大距离值 d、 4.1.2最小包容区域判别法 4.1.2.1在给定平面内,由两平行直线包容实际直线时,成高一低一高或低 低相间接触形式之 -(见图6) 4.1.2.2在给定方向上,由两平行平面包容实际直线时,沿主方向(长度方向上成高低一高或低 高一低相间接触形式之一(见图7),也可按投影进行判别,其投影方向应垂直于主方向及给定方向
GB/T11336一2004 f=of 图5 -高极点 -低极点 图6 高极点 低极点 图7 4.1.2.3在任意方向上,由圆柱面包容实际线时,成下列三种形式之一 三点形式 a 三点在同一轴截面上,且在轴向相间分布(见图8).
GB/T11336一2004 图8 注;图中1,3两点沿轴线方向的投影重合在一起,即l.3两点在一条素线上,且2点在1,3两点之间 b四点形式(见图9) (12,34)=(12,34 图g c 五点形式见图10) 说明 l)上列各图中,在直线上有编号的点“O”表示包容圆柱面上的测得点在其轴线上的投影 2 上列各图中,在圆周上有编号的点“O”表示包容圆柱面上的测得点在垂直于轴线的平面上的 投影,其编号与直线上点的编号对应 (12,34) - ,其中a表示图中直线上两个编号点之间的距离 3 营 sin13 sin24 [12,34们 4 ,其中ah表示图中圆周上两个编号点对圆心的张角 sin23 sin14 四点形式中的(12,34)=C12,34] 5 24 sin13sin24 即 23 sin23 Sinl4 上述等式成立,相当于图11所示的作图成立 将图11中圆周上的四个点与圆心连接并延长,作任意一条直线与这四条线相交于1',2',3',4';将 具有相应编号直线移向上图,使其点1与点1'重合,若2,2'连线,3,3'连线,4、4'连线的延长线汇交于一 点,那么上述等式成立,即圆柱面包容区域的直径已为最小 6)五点形式还有其他的变形形式,在此从略 4.2最小二乘法及其判别法 4.2.1最小二乘法 以最小二乘中线作为评定基线(或基线方向)的方法,按此方法求得直线度误差值i
GB/T11336一2004 (I2,34)<(12,34 弟 (12,34)>(12,34) (12,34)s[12,34 (23,45)<(23,45 图10 图11 4.2.1.1对给定平面(或给定方向)的直线度误差(见图12): 图12 fLs=dm一dm 式中 测得点相对最小二乘中线的最大、最小偏离值 dmx、nin” d在最小二乘中线上方取正值,下方取负值 4.2.1.2对任意方向的直线度误差(见图13): fs=内s 式中
GB/T11336一2004 图13 最小二乘中线包容圆柱面的直径 fis” 4.2.2任意方向直线度误差的判别法 用轴线平行于最小二乘中线s的圆柱面包容实际直线时,成下列两种形式之 三点形式(见图14). a b)两点形式(见图15). 图14 图15 在实际应用中,可按式(5)进行简化计算(见图16). 图16
GB/T11336一2004 (5 fis2de 式中 测得点到最小二乘中线距离中的最大值 de 4.3两端点连线法及其判别法 4.3.1两端点连线法 以两端点连线l作为评定基线(或基线方向)的评定方法,按此方法求得直线度误差值fE 4.3.1.1对给定平面(或给定方向)的直线度误差(见图17): 图17 f=mx一lm 式中 测得点相对两端点连线l的最大、最小偏离值 dm、dnm d在两端点连线上方取正值,下方取负值 4.3.1.2对任意方向的直线度误差(见图18): 中fm 图 18 fiE=f醒 式中 克fe -两端点连线包容圆柱面的直径 4.3.2任意方向直线度误差判别法 用轴线平行于两端点连线匣的圆柱面包容实际直线时,成下列两种形式之一 三点形式(见图19). 两点形式(见图20) b 在实际应用中,若测得点在两端点连线的各个方向分布较均匀,则可按式(8)进行简化计算(见图21) fE2dma (8 式中 -测得点到两端点连线e距离中的最大值 dn
GB/T11336一2004 l of 图19 图20 图21 检测方法 检测方法的分类 本标准中的检测方法按测量原理、测量器具等分类,见图22 间除法 5.3.1 指示器法 5.3.2 5.3 直接方法 干涉法 5.3.3 光轴法 5.3.4 钢丝法 5.3.5 5.4.1 真 水平仪法 自准直仪法 5.42 谈 差 间接方法 跨步仪法 5.4.3 检 5.4.4 表桥法 法 平晶法 5.4.5 反向消差法 5.5.1 b,5 5.5.2 组合方法 移位消差法 多测头消差法 5.5.3 量规检验法 5.6 22 图
GB/T11336一2004 5.2常用符号及说明 本标准中所用的各符号及其说明见表1 表1 符 号 说 明 符 号 明 序号 序号 说 平板、平台或测 连续转动(不超过 量平面 周 间断转动(不超过 固定支承 -周 可调支承 旋转 指示器或记录器 连续直线移动 10 带有指示器的测 间断直线移动 量架测量架的符号 11 根据测量设备的用 沿儿个方向直线 途，可画成其他式 易 移动 样 5.3直接方法 通过测量可直接获得测得直线各点坐标值或直接评定直线度误差值的测量方法 5.3.1间隙法 5.3.1.1将被测直线和测量基线间形成的光隙与标准光隙相比较,直接评定直线度误差值的方法,见 图23 该方法适用于磨削或研磨加工的小平面及短圆柱(锥)面等的直线度误差测量 -样板直尺; 被测工件; 灯光箱 光源 毛玻璃 a测量原理 b使最大光隙为最小 图23 10
GB/T11336一2004 2um 3m 样板直尺 量块 平晶 c)标准光隙 图23(续 测量步骤 样板直尺与被测直线直接接触,并置于光源和眼睛之间的适当位置,见图23a)7 2)调整样板直尺,使最大光隙尽可能最小,见图23b); 3)与标准光隙相比较,估读出所求直线度误差值 注1;测量基准常用样板直尺(刀口尺),平尺类量具体现; 注2;标准光隙由样板直尺、量块和平晶组合产生,见图23c); 注3;应在相同条件下观察标准光隙和被测工件的光欧 5.3.1.2用量块(或塞尺)测量被测直线和测量基线之间的间隙,直接评定直线度误差值的方法,见 图24 该方法适用于低精度被测零件的直线度误差测量 图24 测量步骤: 将平尺翼于被甜直线上.并在离平尺两猫的导1u为平尺长度)处垫上等厚量块 1 22) 用片状塞规或塞尺直接测出平尺工作面与被测直线之间的距离 3) 测得的最大距离减等厚量块的厚度即为所求的直线度误差近似值 注;测量基线常用平尺类量具体现 5.3.2指示器法 用带指示器的测量装置测出被测直线相对测量基线的偏离量,进而评定直线度误差值的方法,见 图25一图27 该方法适用于中,小平面及圆柱,圆锥面素线或轴线等的直线度误差测量 5.3.2.1给定平面线的直线度误差测量 1
GB/T11336一2004 b 图25 测量步骤: 1)将被测直线的两端点连线与测量基线大致调平行; 沿被测直线移动指示器,同时记录各点示值(x.Z) 2 3)按第6章的方法对(X,Z)进行数据处理,求出直线度误差值; 按上述方法测量若干条素线,取其中的最大值作为被测零件的直线度误差值 4 注;测量基线常用平板、精密导轨等体现 5.3.2.2对任意方向的轴线直线度误差测量 5.3.2.2.1用一个指示器测量 毛 图26 测量步骤 1)将被测零件安装在平行于平板且具有精密分度装置的两同轴顶尖之间,见图26; 2)确定横向测量截面数及各截面上的等分测量点数 3转动被测零件,在各横向截面上对等分测量点逐一进行测量,并记录各点的示值 4将各点的示值绘制在极坐标图上(或按其他方法),按最小区域圆心,最小二乘圆心之一确定各 截面中心坐标值(X,Y,Z) 5)按第6章的方法对中心坐标X.,Y,乙进行数据处理,求出轴线的直线度误差值 5.3.2.2.2用两个指示器测量 测量步骤 将被测零件安装在平行于平板的两同轴顶尖之间,见图27; 1 按图27所示,将固定在同一测量架上的两个指示器对径放置于被测零件铅垂横截面上下两侧 2 沿铅垂轴截面的两条素线移动测量架进行测量,同时分别记录两指示器在各测点的示值M 3 M.;并求出其差值 ，=M一M; 4)取各测得点示值差A，中最大值Am和最小值Amn之差的一半作为该截面的轴线直线度误差 近似值',即 12
GB/T11336一2004 图27 (9 /'=(Ama 转动被测零件,在若干个轴截面上重复上述测量,取其中的最大值作为轴线直线度误差近 似值 注;测量基线由两顶尖连线体现,适合用带和差演算的仪器进行测量 5.3.3干涉法 利用光波干涉原理,根据干涉条纹的形状或干涉带条数来评定直线度误差值的方法,见图28. 该方法适用于精研表面的直线度误差测量 图28 测量步骤 将平品工作面与被测面接触,使之出现干涉带 1 2)按下式计算所求的直线度误差近似值f 均匀弯曲干涉带 a (10 o 式中: 干涉带间距; 干涉带弯曲量; 光波波长 b)环形干涉带 11 -会 n 13
GB/T11336一2004 式中: -环形干涉带数量 注:尽量采用单色光,否则应取与环心带纹色彩相同的干涉带数 5.3.4光轴法 以几何光轴作为测量基线,测出被测直线相对该基线的偏离量,进而评定直线度误差值的方法,见 图29 该方法适用于大,中型平面和孔、轴的轴线直线度误差测量 测微准直望远镜; 瞄准靶 图29 测量步骤: 将被测直线的两端点连线与光轴测量基线大致调平行 1) 22) 沿被测直线移动瞄准靶,同时记录各点示值 a 若被测直线为平面线(X.,Z),则X，为被测直线长度方向坐标值,Z乙为相对测量基线的偏 离值; b 若被测直线为轴线(X,,Y,Z),则X,Y为各测量截面上的水平和垂直方向相对测量基线的 偏离值,Z为被测轴线长度方向的坐标值 3)按第6章的方法对(X,,Z)或(X,Y,Z)进行数据处理,求出直线度误差值 注:几何光轴常用自准直仪、测微准直望远镜类仪器产生 5.3.5钢丝法 以张紧的优质钢丝作为测量基线,测出被测直线相对测量基线的偏离量,进而评定直线度误差的方 法,见图30 该方法适用于测量水平方向的直线度误差 视场 被测工件; 显微镜或测微表; -钢丝 重锤; 被测直线 图30 14
GB/T11336一2004 测量步骤: 调整钢丝,使其两端点连线与被测直线大致平行 1) 22) 沿被测直线移动显示装置,同时记录各点示值(X,Z) 3)按第6章的方法对(X,,Z)进行数据处理,求出直线度误差值 5.4间接方法 通过测量不能直接获得测得直线各点坐标值,需经过数据处理获得各点坐标值的测量方法 5.4.1水平仪法 将固定有水平仪的桥板放置在被测直线上,等跨距首尾衔接地拖动桥板.测出被测直线各相邻两点 连线相对水平面(或其垂面)的倾斜角,通过数据处理求出直线度误差值的方法,见图31 该方法适用于大,中型零件垂直截面内的直线度误差测量 己 w 桥板; 水平仪; 被测直线 图31 测量步骤: 1 根据被测直线的长度!,确定分段数n和桥板跨距L,并在被测直线上标出各测点的位置; L (12) = 用水平仪将被测直线大致调成水平沿被测直线等跨距首尾衔接地拖动桥板,同时记录各点示 2 值a,(i=1.2,n):; 拨下述方法之一求出各点坐标值么 3 作图法(见图32) 图32 作图步骤: 选择适当比例,将起始点“o”绘于坐标系XOZ的原点; a b按水平仪测量原理,在图上绘出第，点相对第(i-1)点在乙输方向的示值a,即;团是第1点 相对起始点在Z轴方向的距离,a是第2点相对第1点在Z轴方向的距离,,，是第i点相对第 (i一1)点在Z轴方向的距离;示值为正,绘在相对点之上,为负绘在相对点之下,由此可得各测得点的坐 标值Z(水平仪格值); 连接图中各测得点,得到测得直线图形 c 计算法 15
GB/T11336一2004 各测得点坐标值Z由下式计算 (13 Z，=Z-1十a/ Z =0,(i=1,2,,n 式中 水平仪示值(格值); a 4)按第6章的方法对Z进行数据处理,求出直线度误差值 5.4.2自准直仪法 将固定有反射镜的桥板置于被测直线上,等跨距首尾衔接地拖动桥板,测出被测直线各相邻两点连 线相对主光轴的倾斜角,通过数据处理求出直线度误差值,见图33 该方法适用于大、中型零件的直线度误差测量 点一 -桥板， 自准直仪 反射镜1 -被测直线 图33 测量步骤 1按公式(12)确定分段数n和桥板跨距L,并在被测直线上标出各测点的位置 2)将光轴与被测直线的两端点连线大致调平行,沿被测直线等跨距首尾衔接地拖动桥板,同时记 录各点示值a.,(i=1,2,,n). 33) 求出各点坐标值Z见水平仪测量的相应方法) 4) 按第6章的方法对Z进行数据处理,求出直线度误差值 5 4.3跨步仪法 以跨步仪两固定支点连线作为测量基线,测出第三点相对测量基线的偏离量,通过数据处理求出直 线度误差值,见图34 该方法适用于大、中型零件的直线度误差测量 由 来 跨步仪 被测直线 图34 测量步骤 1)按公式(12)确定分段数"和跨步仪跨距L(其跨距为跨步仪两固定支点的中心距),并在被测 16
GB/T11336一2004 直线上标出各测点的位置; 2将跨步仪放在研磨平尺上,使指示器示值对零; 3)沿被测直线等跨距首尾衔接地移动跨步仪,同时记录各点的示值c(i=2,3, n; 4求出各点坐标值Z 作图法(见图35 o 图35 作图步骤 选择适当比例,使X轴与跨步仪起始位置的相邻两固定支点连线重合，即.0.两点在X轴 上,Z =Z=0 各点示值 是相对两个固定支点连线(测量基线)的偏离量当 ，为正值时,在第点的Z-会 b -两点连线上方,距离为e(沿乙方向量取)处绘出Z，点;e,为负值时,绘制在其下; Z 连接各测得点得到测得直线图形 计算法 各测得点坐标值Z，可按下式计算 +>-习" =Z 乙 一k)c (14 Z =Z=0(i=2,3,,n) 5)按第6章的方法对Z，进行数据处理,求出直线度误差值 5.4.4表桥法 以表桥相间两固定支点的连线作为测量基线，测出中间点相对测量基线的偏离量b,通过数据处理 求出直线度误差值,见图36. 该方法适用于大、中型零件的直线度误差测量 手才 表桥; 被测直线 图36 测量步骤: 1)按公式(12)确定分段数n和表桥跨距L其跨距为表桥两固定支点的中心距离之半),并在被 测直线上标出各测点的位置; 2)将专用表桥放在研磨平尺上,使指示器示值对零; 3)沿被测直线等跨距首尾衔接地移动表桥,同时记录各点示值b(i=1,2,,n-1); 4)按下述方法之一求出各点坐标值Z 17
GB/T11336一2004 作图法(见图37) 图37 作图步骤 a)选择适当的比例,使x轴与表桥起始位置固定支点和测头的连线重合,即;0、1两点在X轴 上,Z =Z=0, b) 各点示值6是相对前后两点连线(测量基线)的偏离量,当为正值时,在Z点向下绘制,为 负值时,在Z点向上绘制 依b的正负,将绘制在Z处,连接Z 与b顶点交第2点纵坐标线于Z 点,求出坐标值 c Z;同理,已知b及Z-1,即可绘制出Z点的位置,求出i+1点的坐标值Z 连接各测得点,得到测得直线图形 d 计算法 各测得点坐标值Z，可按下式计算 15 -)6 么一么 -凶4-->- Z=Z=0(i= 2,3,,n) 5 按第6章的方法对Z，进行数据处理,求出直线度误差值 .4.5平晶测量 5 以小平晶某一轴向截面边缘的两点连线作为测量基线,测出各段误差值,通过数据处理求出直线 度误差值,见图38 该方法适用于无大平晶时的窄长精研表面的直线度误差测量 图38 测量步骤 按公式(12)确定分段数"和平晶的半径L 1 将平晶放置在被测零件上,使之出现平行于测量方向的干涉条纹; 2 等跨距移动平晶,同时根据干涉带形状按公式(10)或公式(11)求得各段误差值b.(i=1,2 3 1); 求出各点的坐标值z(方法见5.4表桥测鼠中的相应方法》7 5)按第6章的方法对Z，进行数据处理,求出直线度误差值 5.5组合方法 通过两次测量,利用误差分离技术,消除测量基线本身直线度误差,从而提高测量精度的测量方法 18
GB/T11336一2004 5.5.1反向消差法 通过正反(翻转180)两次测量,经数据处理消除测量基线本身的直线度误差,求出被测零件直线 度误差的方法 该方法适用于高精度零件的直线度误差测量 5.5.1.1用一个指示器进行反向消差测量,见图39. V7777 b) 图39 测量步骤 将被测零件装在可作直线移动的工作台上指示器固定在固定支架上;或将被测零件放置在测 1 量平板上,指示器固定在可作直线移动的工作台上; 2)移动工作台,调整被测零件,使其两端点示值大致相等; 3)沿被测直线逐点顺序测量,见图39a),同时记录各点示值h 4将被测零件翻转180°,见图39b),并尽可能与翻转前处于相同轴向位置(k,e点之间),即使用 同一段导轨,重复上述操作,测得被测直线上与第一次测量对应点处的第二次测量示值hn; 求出各测得点的坐标值Z: 5 16 Z，=(h1i十h)/2 6)按第6章的方法对乙进行数据处理.求出直线度误差值 注1;测量基线由移动导轨或测量平板体现; 注2;通过该方法测量,可同时获得导轨或平板各测得点的坐标值 2，= /2 (17 =(h1一h 5.5.1.2用两个指示器对两个相同规格,精度相近的平尺进行反向消差测量,见图40. 该方法适用于无标准平尺,标准平晶,而又需进行高精度测量的场合 测量方法 将A、B两被测零件放置在可作直线移动的工作台上,两指示器固定在固定支架上;或将被测 零件放置在测量平板上指示器固定在可作直线移动的工作台上或直接放置在测量平板上; 2)第一次测量时.把A、B两被测零件的被测面同向安装,见图40a),移动工作台或指示器,分别 调整两被测面,使其两端点示值大致相等; 3 沿被测直线逐点顺序测量,同时分别记录两指示器的示值hAIl,hsl,完成第一次测量; 将被测要素A翻转180",见图40b),并尽可能与翻转前处于相同的轴向位置(k，e点对齐),即 4 使用同一段导轨,然后重复上述操作,获得A,B两被测直线上与第一次测量对应点处的第二次测量示 19
GB/T11336一2004 b 图40 值hAli,hsni; 5)按下式求出A,B两被测直线上各测得点的坐标值: 18 ZN=[(hA，十hel))十(hAIi一hew1,)]/2 -(h.n Z=(hA;十ha )/2 19 'a. Al，一hBI 按第6章的方法对ZZ么进行数据处理,分别求出A.B被渊直线的直线度设差价 6 注1;测量基线可由移动导轨或测量平板体现" 注2;本方法宜于采用带和差演算装置的仪器进行测量 当按图40a)安装时,用(A一B)演算装置,按图40b)安装 时,用(A+B)演算装置; 注3:采用该方法测量,可同时获得移动导轨或测量平板的各测得点坐标值 Z，=h1一Z=hw，一Zw=ZN一h,nl -个平尺和两个指示器对被测零件进行反向消差测量,见图打. 5.5.1.3用一 该方法适用于被测零件难于翻转的高精度直线度误差测量 I面 图41 测量步骤: 1) 按测量要求将平尺分成n段; 2)测出平尺上各测得点的厚度尺寸H,(i=0.1.2.,n); 3)将平尺和被测零件放置在可作直线移动的工作台上,两个指示器固定在工作台底座上; 4移动工作台,分别调整平尺和被测零件,使其两端点的示值大致相等; 5)沿平尺和被测直线逐点顺序测量,同时分别记录平尺上指示器的示值h，和被测直线上指示器 的示值h,完成第一次测量,见图4la); 20
GB/T11336一2004 6将平尺翻转180",并尽可能与翻转前处于相同轴向位置(k,《点对齐),见图4lb),重复上述操 作,测得平尺和被测直线上与第一次测量对应点处的第二次测量示值h;和hl; 7)求出各测得点坐标值 -(h， )]/2 (20 乙=CA-(h一h)- 3 一hl， 式中;A,=H-(i/n)H,一H.(n一)/" 8)按第6章的方法对Z，进行数据处理,求出直线度误差值 注1;测量基线由工作台导轨或测量平板体现" 注2.平尺1,2两面各测得点的坐标值: Z，=CA,十(h;十h)-(h;十hn)刀/2 21 Za=A，十h;十h一h一h)/2 注3;本方法宜于采用带和差演算装置的仪器进行测量 5.5.2移位消差法 通过起始测量位置的变动进行两次测量，经数据处理消除测量基线本身的直线度误差,求出被测零 件直线度误差的方法,见图42 该方法适用于高精度的直线度误差测量 图42 测量步骤 将被测零件分为n段,并固定在可作直线移动的工作台上,指示器固定在工作台底座上或 相反; 2)如图42a)所示,先将被测直线大致调平行,然后沿测量方向移动工作台进行第I次测量,同时 记录各点示值h1,(i=0,1,2, n; 将零件逆测量方向平移一个跨距,如图42b)所示,从第1点开始进行第I次测量,同时记录备 3 点示值hn,(i=1,2,,n); 4)求出各测得点的坐标值 Z =hp Z，=Z-1十(h，一h1-n i=l,2,3,,n 23 5)按第6章的方法对Z，进行数据处理,求出直线度误差值 注;测量基线由工作台导轨体现;导轨各测得点的坐标值为:Z =0,Z，=h1i Z i=1,2,,n 5.5.3多测头消差法 通过两个测头同时测量，经数据处理消除测量基线本身的直线度误差,求出被测零件直线度误差的 方法,见图43 该方法适用于高精度的直线度误差测量 测量步骤: 21
GB/T11336一2004 图43 1 将被测零件分为n段,两测头相距为一个跨距L的两个指示器装在可作直线移动的工作台或 刀架上,零件放置在工作台底座的固定支撑上;并调整被测直线,使其两端点示值大致相等; 2)沿被测直线移动指示器,逐点顺序测量,同时分别记录A,B两指示器上的示值: 1.2,,n); h(i=0,l,2,,n), hG 3)求出各测点的坐标值: 24 Z，=Z，十hN一hi=0,1,2,,n) 式中:Z =0; Z，=Z-十hw一h、(i=1,2,,n)7 按第6章的方法对Z进行数据处理,求出直线度误差值 5.6量规检验法 用直线度量规判断被测零件是否超越实效边界的检验方法,见图44 该方法适用于检验轴线直线度公差遵守最大实体要求的零件 a 量规; -被测零件 图44 检验步骤 将直线度量规置人被测零件;若量规能通过,则被测零件未超越规定的理想边界;否则零件不 合格 2)直线度量规测量部位的基本尺寸d,Da计算 对孔类零件 d=D =D一1 25 (26 对轴类零件: D=d、=d十1 式中: D. -零件内、外表面的实效尺寸; ve,v" D. -零件孔的最小极限尺寸即:孔的最大实体尺寸); n 零件轴的最大极限尺寸(即;轴的最大实体尺寸); d 框格中注有O的轴线直线度公差值 22
GB/T11336一2004 直线度量规的量规公差参照GB/T8069的规定 数据处理 获得被测点坐标值后,根据需要选用不同的评定方法,按作图法或计算法进行数据处理,求出相应 的直线度误差值 对水平仪、自准直仪的等跨距测量,应将求出的直线度误差值格值)乘以系数K换算为线性误 差值f(m);如为不等跨距测量,则应将示值a，乘以系数K后再进行数据处理,求出直线度误差值 f(m). K=rL(m 27 K=0.0048-'×L(Am) 或 28 式中: 仪器分度值,单位为毫米每米(mm/m); 仪器分度值(角),单位为秒("); 桥板跨距,单位为毫米(mm). 6.1按最小包容区域法评定 作图法 将各测得点坐标值按一定比例绘制在坐标图上,并顺序连接各测得点,得到测得直线图形;用下述 -求出符合最小包容区域评定方法的直线度误差值 方法之一 该方法适用于给定平面、给定方向的直线度误差值的评定 方法一(见图45): 图45 作图步骤: 1)作测得直线图形的外接多边形(见图45),此时,多边形的任一内角必须小于180"或必须为凸 边形 2沿乙轴方向量取该多边形的最大距离f,则直线度误差值fz=f; 方法二(见图46): 作图步骤: 在测得直线图形上作首末两端点连线,找出连线上方和下方的最大偏离值点(图40的么 和 Z点); 2)过上方最大偏离值点(图46中的Z点),向下方的最大偏离值点(图46中的Z点)一侧作测 得直线图形的上外接线(过图46中的Z 点)4; 3)过下方最大偏离值点(图46中的Z点),向上方的最大偏离值点(图46中的Z点)一侧作测 得直线图形的下外接线(过图46中的Z 点); 4)分别以两条连线为评定基线,沿Z方向量取各测得点到基线的最大距离f和; 5)两值中的最小值即为直线度误差值 23
GB/T11336一2004 图46 6.1.2计算法 根据各测得点的坐标值,用下述方法之一求出符合最小包容区域评定方法的直线度误差值 6.1.2.1给定平面(或给定方向)的直线度误差 方法一;变换计算法 根据各测得点坐标值经多次变换直线方程系数们,逐步使求出的直线度误差值为最小的计算 方法 计算步骤 以各测得点中的两个端点坐标值(x,,Z;x.Z.)求出两端点连线的直线方程系数作为初 1 始值 *#*# 29 g 式中 末端点的坐标值 起始点的坐标值 将各测得点的坐标值Z，用下式变换为新的坐标值 d，=Z，一Z 一gX 30 式中: d变换后的各点纵坐标值 Z 变换前的各点纵坐标值 3)求出d，中的最大、最小值之差h; f=d dnmin 4 按一定优化方法改变g值 5 按式(30)逐个算出变换后的坐标值d,并求出d中的最大、最小值之差a; 6 将与相比较,使较小者为f; 反复进行4)6)的步骤使f为最小 7 8)最后求出的f最小值即为直线度误差值f 方法二:极点计算法 根据各测得点的坐标值,用某种方法判断出符合最小包容区域法的极点,并将极点坐标值代人公式 算出直线度误差值的方法 计算步骤 按下述方法判断极点: 按式(29)计算出两端点连接直线方程系数g的初始值 按式(30)求出各点相对两端点连线的偏离值d 找出d，中的最大偏离值点(x.m.d)和最小偏离值点(Xwm,d) 24
GB/T11336一2004 若最大或最小偏离值中有一个为零,则两端点和一个不为零的最大或最小偏离值点即为极点; -若最大或最小偏离值均不为零,则进一步按下式计算出过最大偏离值点,向最小偏离值点一侧 与该侧其余各点连线的斜率K和过最小偏离值点,向最大偏离值点一侧与该侧其余各点连 线的斜率K des 31 K，- Xdmas dmin K2 32 Xdmm 分别求出Kn,K中的最小值K1,Ka; 若KK.则确定K,的(x.wad)点和(x".d')点.以及最大槲离值点(Xad.)为极点 2用三个极点(L,M,R)的坐标值(见图47)按下式计算出直线度误差值fis: 号么- 33 -Z-(Z fMz= 式中 Xx、Z 中间极点M的坐标值; X、Z 左极点L的坐标值 XR、Z 右极点R的坐标值 注;给定方向线可经投影后按上述方法处理 M(KM，ZM) R(XR，Z L(XI，Z X XM 图47 6.1.2.2任意方向上的直线度误差(见图48) lX,，Y.，Z. I2 aX，Y，Zo) 图48 25
GB/T11336一2004 计算步骤: 1以各测得点中的两个端点坐标值C(X ,Y ,Z)和(X.,Y,,Z,)]求出两端点连线的直线方程系 数q户作为初始值 (34 会 会 q一 35 将各测得点的坐标值代人下式,算出各点距该直线的径向距离 乙)l2 (36 R，=(X，一X 一qZ'+(Y，-Y 一” 3)找出R中的最大值; 4按一定优化方法改变X,Yw,p,q值; 5)按式(36)逐个计算变换后的R值,并找出R中的最大值fa 6将 与f相比较,使较小者为fi; 7)反复进行4)一6)的步骤,使为最小; 8)最后求出的最小值f的两倍即为直线度误差值内/Nz 注:第1)步骤也可改为 1 的初始值,系数a, .b.g,卢按公式(4 (47)计算 以各测得点的坐标值求出最小二乘中线方程系数a,b.gp 按最小二乘法评定 6.2.1作图法 将各测得点坐标值绘制在坐标图上,用下述方法之一求出符合最小二乘法评定的直线度误差值 本方法仅适用于给定平面、给定方向的直线度误差在等跨距测量时的数据处理 方法一(见图49);本方法适用于测量点数较少(一般少于10点)的场合 注;本方法称为“阿斯卡维兹(A )”作图法 skovitz)" 员 49 图 作图步骤: 1将各测得点的坐标值按一定比例绘制在坐标系中; 孩图相所示.从首来两点分别标出x辅方向的是L线段长度 从起始点绘制0,l两点的连线,与第1段L线交于a，点 3 ，点和第点的连线.与第飞段号上线交于" 4)绘制a aa?点; 同理,逐步向右作图 5 26