基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換在幾何量計(jì)量中的運(yùn)用分析

李高之

摘要：在當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)和機(jī)械制造等行業(yè)中，零部件在加工的時(shí)候?qū)τ趲缀瘟康木扔兄邩?biāo)準(zhǔn)的要求，實(shí)際測(cè)量時(shí)普遍存在測(cè)量基準(zhǔn)面的選擇問(wèn)題。基于此，本文以幾何量計(jì)量的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換作為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的原則進(jìn)行分析，探析基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換在幾何量計(jì)量中的作用，實(shí)際舉例說(shuō)明基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換在幾何量計(jì)量中的實(shí)際運(yùn)用，從而增加測(cè)量的精度，減小檢測(cè)誤差，提高機(jī)械測(cè)量的質(zhì)量與測(cè)量效率。

關(guān)鍵詞：基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換；幾何量計(jì)量；實(shí)際應(yīng)用

1基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換原則

基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換中，對(duì)于中間基準(zhǔn)的選擇尤為重要，基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換原則指的是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)以及測(cè)量基準(zhǔn)，三原則相互協(xié)調(diào)，相互統(tǒng)一，保持一致，從而在最大限度上保證測(cè)量的精確。在利用基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換原則進(jìn)行實(shí)際測(cè)量的時(shí)候，需要考慮基準(zhǔn)的精度以及方位，調(diào)整測(cè)量基準(zhǔn)的位置，無(wú)論是形狀公差還是支線要素，都是按照兩端等高的要求進(jìn)行測(cè)量，平面要素按被測(cè)量要素上相距較遠(yuǎn)的三點(diǎn)，將平面要素調(diào)整到相對(duì)于測(cè)量基準(zhǔn)等高的位置上，回轉(zhuǎn)面按照相距較遠(yuǎn)的兩橫向界面輪廓進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)調(diào)整，將回轉(zhuǎn)面的軸線和回轉(zhuǎn)系的軸線進(jìn)行重合，位置上存在的誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步數(shù)據(jù)處理后才能獲得進(jìn)一步的結(jié)論。

定位基準(zhǔn)的選擇分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)，粗基準(zhǔn)采用毛坯上沒(méi)有經(jīng)過(guò)機(jī)械加工的表面作為定位基準(zhǔn)，精基準(zhǔn)采用毛坯上經(jīng)過(guò)機(jī)械加工的表面作為定位基準(zhǔn)，選擇的時(shí)候應(yīng)該選擇不加工表面的作為粗基準(zhǔn)，如果有幾個(gè)不加工面，可以選擇其中與加工表面的位置精度要求較高的一個(gè)，從而保證二者之間的位置精度，為了保證重要表面的余量均勻，可以選擇該重要表面的本身作為粗基準(zhǔn)，在沒(méi)有要求保證重要表面加工余量均勻的時(shí)候，如果所有零件的表面都需要加工，這種情況下建議采用最小余量表面，并將其當(dāng)做粗基準(zhǔn)。測(cè)量的過(guò)程中一定要堅(jiān)定基準(zhǔn)重合原則，從而有效避免因基準(zhǔn)的不重合引起誤差。

2基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換在幾何量計(jì)量中的作用和實(shí)際應(yīng)用

2.1數(shù)顯測(cè)高儀示值的檢定

數(shù)顯測(cè)高儀是一種常見的測(cè)量?jī)x器，在當(dāng)前相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中廣泛應(yīng)用，無(wú)論是產(chǎn)品生產(chǎn)驗(yàn)收環(huán)節(jié)還是產(chǎn)品周期檢定環(huán)節(jié)都會(huì)用到數(shù)顯測(cè)高儀，實(shí)驗(yàn)室溫度的高低、濕度的大小，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用到的平板精準(zhǔn)度也會(huì)發(fā)生變化。在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，首先要排除環(huán)境因素，其次要考慮檢定方法是否存在不合理現(xiàn)象。

舉個(gè)例子，如果選取大理石當(dāng)做基準(zhǔn)平面，用來(lái)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)，這個(gè)時(shí)候就要保持儀器的溫度和量塊的溫度相互平衡，在等溫的狀態(tài)下開始檢定，首先儀器測(cè)頭打點(diǎn)清零，隨后測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)快規(guī)為100mm，測(cè)量后得到的數(shù)值為100.0052mm，經(jīng)過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，測(cè)量的結(jié)果出現(xiàn)問(wèn)題，有的工作人員會(huì)猜測(cè)也許是測(cè)量?jī)x的精度不準(zhǔn)確，也有可能是選擇的基準(zhǔn)面不合適，對(duì)此不能輕易下定結(jié)論。經(jīng)過(guò)調(diào)整，最科學(xué)有效的檢定方法是使用儀器中擁有的預(yù)設(shè)功能，在該功能的作用下測(cè)量得出標(biāo)準(zhǔn)快規(guī)，基準(zhǔn)面得到確定以后可以排除影響，最后對(duì)其他標(biāo)準(zhǔn)快規(guī)進(jìn)行測(cè)量即可。

如果選擇30mm塊規(guī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，先使用測(cè)高儀，將測(cè)高儀的零面設(shè)置為30mm，隨后開始測(cè)量30mm塊規(guī)，測(cè)量后得到了相關(guān)基準(zhǔn)面，測(cè)量工作不停止，從30mm變?yōu)?00mm繼續(xù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)快規(guī)的測(cè)量，結(jié)果為100.0010mm，根據(jù)判斷，結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于平面度存在誤差的問(wèn)題，哪怕是00級(jí)的平板，測(cè)頭采取單點(diǎn)進(jìn)行取點(diǎn)，就很容易采到凹點(diǎn)和凸點(diǎn)，雖說(shuō)凹面和凸面很是細(xì)微，但是最終對(duì)于儀器測(cè)量的精準(zhǔn)度會(huì)產(chǎn)生極大影響。所以在實(shí)際操作中采用標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)工作面當(dāng)做基準(zhǔn)面，以此可以排除平板產(chǎn)生的影響，使儀器可以得到測(cè)量的準(zhǔn)確度，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得知，該方法還能用在測(cè)量工件，使測(cè)量的結(jié)果更加準(zhǔn)確。[1]

2.2激光干涉儀檢測(cè)機(jī)床定位精度

在三角架上安裝激光頭并將三角架放在地面，測(cè)量反射鏡固定在運(yùn)動(dòng)軸上，分光鏡固定在工作臺(tái)上。對(duì)某臺(tái)金剛石加工中心進(jìn)行定位精度工作，如果定位太小無(wú)法將測(cè)量的結(jié)果在反射鏡中顯示，可以在機(jī)床和激光頭之間放一個(gè)三角架，分光鏡被吸在三角架的臺(tái)面，將光路調(diào)好以后正式開始測(cè)量，但是這樣測(cè)量的結(jié)果存在一定誤差，數(shù)據(jù)收集的時(shí)候較困難，經(jīng)過(guò)分析這不是激光干涉儀的問(wèn)題，而且分光鏡的放置存在問(wèn)題，由于運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)床重心被偏移，如果機(jī)床剛性一般還會(huì)引起機(jī)床的整體傾斜，導(dǎo)致系統(tǒng)存在誤差。而且分光鏡也會(huì)由于機(jī)床的振動(dòng)而振動(dòng)，干涉儀的穩(wěn)定性無(wú)法得到保障，數(shù)據(jù)在顯示的時(shí)候不停的跳動(dòng)，穩(wěn)定不下來(lái)。

2.3指示表檢定儀示值誤差的檢定

在實(shí)際檢測(cè)中，將電感測(cè)微儀的測(cè)量部分安裝在檢測(cè)儀上，被檢測(cè)的檢定儀在檢定部分對(duì)準(zhǔn)位置，電感測(cè)微儀的探測(cè)部分頂住測(cè)量面，隨后將測(cè)量?jī)x器調(diào)為0，將檢定儀器的手輪和微分筒旋轉(zhuǎn)到被檢測(cè)的地方，電感測(cè)微儀能夠準(zhǔn)確的讀出存在的誤差值，針對(duì)05受檢點(diǎn)，正向誤差分別為0.2，3.0，3.2，35，4.0，4.2，反向誤差分別0.2，3.2，3.0，3.2，3.6，4.0。按照相關(guān)要求可知，儀器在5mm的范圍內(nèi)，存在的誤差不能大于2μm，所以由此可見，檢測(cè)的時(shí)候存在問(wèn)題。

檢定時(shí)，通常將被檢測(cè)的儀器測(cè)桿測(cè)量面當(dāng)做是基準(zhǔn)面，電感測(cè)微儀對(duì)0，但是很多時(shí)候儀器都被長(zhǎng)時(shí)間使用，測(cè)桿的測(cè)量面無(wú)法保證精確的平面度，而且測(cè)量面的中心還會(huì)存在凹陷情況，所以出現(xiàn)了誤差現(xiàn)象。對(duì)此，正確的做法是，在測(cè)量的時(shí)候，將檢定測(cè)量桿的測(cè)量面與電感測(cè)微儀的測(cè)頭中間放置一個(gè)量塊，量塊的尺寸為1mm，且平面度必須保持完好，隨后將電感測(cè)微儀調(diào)整好，對(duì)準(zhǔn)零位，準(zhǔn)備好后重新檢定，檢定的數(shù)據(jù)為：05受檢點(diǎn)（mm），正向誤差（μm）：0.0，0.3，0.5，0.5，1.0，1.5。反向誤差（μm）為：0.1，0.5，0.5，0.6，1.0，1.2，通過(guò)重新測(cè)量可以看出儀器的誤差是1.5μm，符合指標(biāo)，結(jié)果合格。[2]

3總結(jié)

總而言之，通過(guò)對(duì)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的原則分析，結(jié)合實(shí)際案例闡述測(cè)量時(shí)基準(zhǔn)面的重要作用，分析測(cè)量時(shí)存在的問(wèn)題，找出相應(yīng)的解決辦法，選擇合理的測(cè)量基準(zhǔn)面，提高精準(zhǔn)度，減小檢測(cè)中的誤差。此外，在誤差檢測(cè)的時(shí)候，不能直接用測(cè)頭對(duì)準(zhǔn)就去清零，可以利用量塊確定零位，最終保證測(cè)量的結(jié)果真實(shí)可信，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)由于失誤帶來(lái)不良影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]李在崢.基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換在幾何量計(jì)量中的巧妙應(yīng)用[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2015，42（02）：1011.

[2]尤聿坤.測(cè)量基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換方法研究與精度分析[D].東北大學(xué)，2011.