基準轉(zhuǎn)換在幾何量計量中的運用分析

深圳市計量質(zhì)量檢測研究院 廣東 深圳 518000

隨著基準轉(zhuǎn)換結(jié)束在零部件加工中應(yīng)用范圍的不斷擴大,進一步深化其對于零部件生產(chǎn)所具有的測量功能和精度控制功能則成為提升測量精度的重要措施。以基準轉(zhuǎn)換在幾何量計量中的運用分析,需要從基準轉(zhuǎn)換的原則出發(fā),結(jié)合不同的運用內(nèi)容而逐漸推進其研究深入。下面針對基準轉(zhuǎn)換在幾何量計量的運用進行詳細的分析。

1 基準轉(zhuǎn)換的原則分析

一般而言,基準轉(zhuǎn)換主要是通過劃分基準點、基準平面以及基準直線等內(nèi)容來確定基準量等幾何要素。但是,在實際的測量過程中,需要同時決定幾何量的形狀公差或者位置公差等方面,提高測量結(jié)果的精度和準確性。由此,在基準轉(zhuǎn)換的測量原則上就是要把握各種測量要求而進行必要的分析,并掌握幾何量測量的各種要素,從操作上提高測量精度。具體原則構(gòu)成見圖1。

圖1 基準轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)原則構(gòu)成

1.1 中間基準利用原則 在基準轉(zhuǎn)換的中間基準利用原則當中,主要是包括了設(shè)計基準、測量基準以及工藝基準等三方面的應(yīng)用,從多個角度出發(fā)保持設(shè)計、測量到工藝的協(xié)調(diào)性,從而有效地提升測量的準確性。

具體而言,在設(shè)計基準和測量基準當中就是通過對基準精度的掌握以及測量的方位等來選擇合適的幾何量測量位置并最終得出具有代表性的測量結(jié)果。通過不斷調(diào)整測量的位置、形狀公差以及支線要素等內(nèi)容,來作為幾何量測量的準確位置,并得出兩端較高位置測量點更為準確的測量結(jié)果。在其中的平面要素測量上,是要求選擇被測量要素中距離最遠的三點之間的測量位置,并及時調(diào)整其與測量基準之間的距離,最終得出能夠得到最準確測量結(jié)果的測量位置。而在回轉(zhuǎn)面的測量位置上,則是通過將距離較遠的橫向界面的回轉(zhuǎn)面與回轉(zhuǎn)系的軸線相重合的方式來得出適宜測量的位置。總而言之,在中間基準利用原則中,選擇合適的測量位置是在幾何量計量中應(yīng)用基準轉(zhuǎn)換中基礎(chǔ)的內(nèi)容,并且需要通過其誤差而得出不同的數(shù)據(jù)結(jié)論。

1.2 定位基準利用原則 在定位基準利用原則中主要是分為了精基準與粗基準的選擇。兩者之間的差異可以簡單概括為:毛坯是否經(jīng)過加工步驟等內(nèi)容。粗基準是利用未經(jīng)加工的毛坯表面作為測量的基準定位,而精基準則是選擇經(jīng)過加工的毛坯表面作為基準定位來進行測量。但是,在粗基準的定位基準選擇時,應(yīng)該注意到如果一個毛坯上同時存在若干個未經(jīng)加工的表面,則可以利用中間基準法選擇處于合適位置精度的表面進行測量。

實際上,在具體的定位基準應(yīng)用過程中不可避免的會存在其他情況而導(dǎo)致基準定位的選擇存在難題,就需要針對毛坯表面的余量進行對比。在余量均勻的情況下,選擇此表面作為粗基準;而如果對于余量沒有要求時,則可以基于毛坯表面的加工情況而選擇小余量表面作為粗基準。對于粗基準與精基準的劃分,并不是簡單地依靠毛坯是否經(jīng)過加工而可以得出結(jié)論的,需要根據(jù)實際情況、按照基準重合的基本原則進行判斷,從而得出合適的基準定位,推動測量精度的提升。

2 基準轉(zhuǎn)換在幾何量計量中的實際運用

在分析基準轉(zhuǎn)換在幾何量計量中的實際運用時,一定要從基準轉(zhuǎn)換的原則出發(fā),結(jié)合不同的零部件生產(chǎn)實踐而進行幾何量計量的應(yīng)用突破。一般情況下,基準轉(zhuǎn)換在幾何量計量中的實際運用大致是分為數(shù)顯測高儀的檢測、指示表檢定儀的檢測以及激光干涉儀的檢測等三個角度。下面針對不同的測量用具以及其測量價值等進行詳細的分析。

2.1 數(shù)顯測高儀檢測 數(shù)顯測高儀作為在基準轉(zhuǎn)換中較為基礎(chǔ)的測量用具,其主要是在生產(chǎn)驗收以及質(zhì)量檢測等環(huán)節(jié)對于零部件進行檢測,從而保障零部件的各項數(shù)據(jù)符合標準。但是,在利用數(shù)顯測高儀檢測的過程中,其還會受到檢測環(huán)境的溫度、檢測濕度以及檢測平板精準度標準等影響,導(dǎo)致對產(chǎn)品的質(zhì)量檢測結(jié)果存在不準確情形。由此,在數(shù)顯測高儀檢測過程中一定要排除外在環(huán)境因素的限制性,同時并保障檢測方法的可操作性和價值性。

具體而言,在利用數(shù)顯測高儀進行檢測的過程中,主要的步驟可以概括為基準平面選擇、測量標準確定、儀器溫度控制以及平面度誤差分析等。其中,在選取合適的測量基準平面之后,就要開始標準塊規(guī)的測量。在保持合適的儀器和量塊溫度的前提下,測定標準塊規(guī)需要先對儀器自身的準確性進行測量或者對比分析,確保數(shù)顯測高儀的測量誤差可以得到基本控制。此時,可以發(fā)揮數(shù)顯測高儀所具有的預(yù)設(shè)功能,從而得出準確的標準塊規(guī)測量數(shù)據(jù),并排除基準面選擇所存在的問題和數(shù)顯測高儀自身的精度影響。

此外,在平面度誤差上,主要是避免利用單點取點的方式來減少取點位置不當而存在的誤差問題。在解決這種問題時,可以將標準塊規(guī)作為基準面來進行取點和對照,減少取點不當帶來的影響,從而得出準確的測量結(jié)果。總而言之,在幾何量測量中應(yīng)用基準轉(zhuǎn)換的方式,數(shù)顯測高儀作為一個重要體現(xiàn),可以有效地提高測量的準確度,并提升測量結(jié)果的精度。

2.2 指示表檢定儀檢測 指示表檢定儀檢測是利用電感測微儀的作用來核定檢測位置的準確性,從而選擇合適的測定位置。其主要的測量步驟為:電感測微儀位置校準與核準、刻度歸零處理、手輪和微分筒移動、誤差值讀出與記錄、測定誤差方向、基準面選擇與檢測。在針對指示表檢定儀的檢測應(yīng)用中主要是借助電感測微儀來發(fā)揮其對誤差的感知和位置的核對作用。當電感測微儀正對測量面進行測量時,就可以利用指示表檢定儀的手輪、微分筒等設(shè)備來進行旋轉(zhuǎn),從而移動到待測量的位置,得出準確的誤差數(shù)值。但是,在對待誤差上,還要準確的判斷出其誤差的方向和數(shù)值,同時有必要利用調(diào)試設(shè)備將誤差控制在合理的范圍內(nèi)。

此后,在指示表測定儀開始檢測時一般是將測定儀所對準的測量面作為測量基準面,并將歸零的電感測微儀進行利用和測量,從而提高測桿測量的精度。但在此過程中,如果仍然是存在誤差的則證明測量面可以存在不平整等問題。此時,就需要利用量塊來檢測測量面的平整度,從而合理的規(guī)避誤差。由此,可以總結(jié)出:指示表檢定儀的測定過程中,是在量塊以及電感測微儀發(fā)揮價值的前提下,通過對誤差的測量分析,將檢定得出的數(shù)據(jù)進行儀器設(shè)備的指標研究,從而得出相應(yīng)的結(jié)論。

2.3 激光干涉儀檢測 在激光干涉儀檢測上,是通過與三角架的共同配合來分析測量反射鏡與分光鏡的校準操作,從而得出精準的定位。其主要的工作步驟包括:三角架安裝與固定、測量反射鏡的固定處理、分光鏡的對準操作、激光測量開始。其中,固定的過程中也是選擇合適的測量定位的過程,只有當測量的結(jié)果能全面的反應(yīng)到測量反射鏡上,才能順利的得出準確結(jié)論。

具體而言,首先將三角架放置于測量機床與激光頭之間,通三角架臺面吸附分光鏡的方式,做好分光鏡的固定操作。其次,調(diào)整光路為測量做好準備工作。如果按照這個測量過程會導(dǎo)致測量結(jié)果存在誤差,就需要從分光鏡的位置入手進行調(diào)整。一般而言,機床在操作過程中一般是處于運動的狀態(tài),很容易在機床自身的移動中而導(dǎo)致三角架隨之運動或者發(fā)生傾斜等情況,進而影響到分光鏡的穩(wěn)定性。這樣一來光路也就會隨之受到影響,自然而然也就導(dǎo)致定位誤差的存在。這種運動狀態(tài)下測定的定位基準數(shù)據(jù)大部分是跳動或者不穩(wěn)定的情況,無法全面、準確的反應(yīng)定位的準確性。由此,在進行激光干涉儀的利用中,一定要選擇合適的三角架位置來保持光路的暢通,從而合理的反應(yīng)測量結(jié)果。

2.4 其他基準測定設(shè)備 除了數(shù)顯測高儀、指示表檢定儀以及激光干涉儀之外,還存在其他的基準轉(zhuǎn)換所利用的測量儀器,大致包括螺紋基準測量、三坐標基準測量等方法。在螺紋基準測量的應(yīng)用過程中是針對螺紋的準確性和千分表的數(shù)據(jù)顯示來得出其他設(shè)備的測量結(jié)果。這種通過固有測量基準的方法可以有效的減少測量的時間,保障測量結(jié)果的配套性。但是,一旦測量的基準螺紋存在誤差,將直接影響到利用其得出的測量數(shù)據(jù)準確性。而三坐標測量基準法則是利用三坐標來處理一些測量難度較大的設(shè)備。三坐標基準測量法可以利用測量基準面、同軸度、公軸線等因素作為基準線,并選擇最佳的測量位,做到對同軸度誤差的最佳控制。但是,這種基準的應(yīng)用,必須要避開一些油孔等位置,防止由于部件外觀缺陷而影響其對測量基準線的選擇,得出誤差較大的數(shù)據(jù)。

3 總結(jié)

綜上所述,對基準轉(zhuǎn)換在幾何量計量中的運用分析,是在堅持基準轉(zhuǎn)換基本原則的基礎(chǔ)上,而進行各種幾何量計量儀器的選擇和應(yīng)用,并在掌握基準轉(zhuǎn)換本質(zhì)的前提下,不斷提升幾何量計量的精度和準確性,從而提高生產(chǎn)質(zhì)量。