精密超精密加工作業(yè)平面度測(cè)量課件

平面度測(cè)量肖俊平面度的概念平面度是指基片具有的宏觀(guān)凹凸高度相對(duì)理想平面的偏差。公差帶是距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域。平面度屬于形位誤差中的形狀誤差。平面度誤差是將被測(cè)實(shí)際表面與理想平面進(jìn)行比較，兩者之間的線(xiàn)值距離即為平面度誤差值；或通過(guò)測(cè)量實(shí)際表面上若干點(diǎn)的相對(duì)高度差，再換算以線(xiàn)值表示的平面度誤差值。平面度誤差測(cè)量方法1、平晶干涉法2、打表測(cè)量法3、液平面法4、光束平面法平晶干涉法測(cè)量方法用天然油石打磨被測(cè)平面，除去毛刺，以免劃傷平晶，使平晶與被測(cè)平面接觸良好，用脫脂棉蘸汽油清洗被檢平面，除去油污。恒溫后，手持平晶輕輕在被測(cè)平面上稍加移動(dòng)。當(dāng)出現(xiàn)光斑時(shí)，在平晶邊緣的任意點(diǎn)上輕輕加壓使在平晶工作面與被檢表面間產(chǎn)生微小楔角。這樣，在平晶上將出現(xiàn)有規(guī)律的彩色千涉條紋。根據(jù)條紋形狀進(jìn)行估讀和計(jì)算，即可得到被測(cè)面的平面度誤差。平晶干涉法平面度誤差計(jì)算用平晶測(cè)量平面度時(shí)，一般將出現(xiàn)三種形式條紋，如圖所示。第一種是平行直線(xiàn)條紋，說(shuō)明被測(cè)平面的平面度很好，干涉條紋數(shù)量為零，可不進(jìn)行計(jì)算。第二種是彎曲條紋，它說(shuō)明被測(cè)平而稍凸或稍凹。估讀干涉條紋及計(jì)算平面度的方法是：首先根據(jù)楔形角小，條紋變密，楔形角大，條紋變疏寬的規(guī)律，適當(dāng)調(diào)整平晶壓力點(diǎn)的壓力，至被測(cè)表面出現(xiàn)3-5條干涉條紋，再選擇彎曲度最大的相鄰兩條千涉條紋之間的距離作為干涉帶寬度用a表示，取其中一條干涉條紋的最大彎曲距離b為彎曲量代入下式即可計(jì)算出平面度δ=（b/a)＊(λ/2)式中δ一平面度a一干涉帶寬度b一干涉帶彎曲度

λ一光波波長(zhǎng)平晶干涉法特點(diǎn)及應(yīng)用范圍儀器簡(jiǎn)單操作方便測(cè)量面積小測(cè)量精度高主要用于測(cè)量小平面，如量規(guī)的工作面和千分尺測(cè)頭測(cè)量面的平面度誤差打表測(cè)量法特點(diǎn)及應(yīng)用范圍測(cè)量?jī)x器簡(jiǎn)單精度低直觀(guān)、經(jīng)濟(jì)主要用于中小型平面的低精度測(cè)量液平面法測(cè)量原理液平面法測(cè)量平面度誤差以連通器的工作原理為基礎(chǔ)。由于重力影響，連通器兩側(cè)液面等高，構(gòu)成測(cè)量基準(zhǔn)，按照提前設(shè)定的布點(diǎn)測(cè)量出各點(diǎn)相對(duì)測(cè)量基準(zhǔn)的偏移量，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后得到平面度誤差。液平面法測(cè)量方法連通器兩邊用軟管連接，用傳感器測(cè)量頁(yè)面高度。測(cè)量時(shí)首先將連通器兩邊放在被測(cè)平面同一位置上。調(diào)整傳感器零位。然后將一邊固定，另一邊逐點(diǎn)移動(dòng)到選定的測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，記錄各點(diǎn)相對(duì)零位的差值。光束平面法（激光）測(cè)量原理及方法采用激光的直線(xiàn)性（無(wú)撓度）的特性，將一旋轉(zhuǎn)激光發(fā)射器放置在被測(cè)平面任一角，調(diào)整后將其激光掃過(guò)一個(gè)90度范圍的平面，另有一高精度(0.001mm)接受器依次按工藝要求在被測(cè)平面的分布點(diǎn)上，讀取每一個(gè)位置相對(duì)于激光平面垂直于平面方向上的偏移量。在主機(jī)里將這些數(shù)據(jù)記錄后，按工藝要求選擇三點(diǎn)作為基準(zhǔn)，其他點(diǎn)的偏差量就會(huì)計(jì)算出來(lái)。測(cè)量原理如圖所示。光束平面法基點(diǎn)的選取基點(diǎn)的選取主要根據(jù)所能利用的工藝為依據(jù)，可按照以下幾種方法選?。?1)工藝只加墊片，則選最高三點(diǎn)為基準(zhǔn)，其余數(shù)據(jù)全為負(fù)值，負(fù)多少，則加多少墊片。(2)工藝只能打磨，則選最低三點(diǎn)基準(zhǔn)，其余數(shù)據(jù)為正值，正多少，則打磨多少。(3)工藝既可加墊片，又可打磨，則可優(yōu)化自動(dòng)選三點(diǎn)基準(zhǔn)，使其加工量最小。(4)關(guān)鍵點(diǎn)在中央?yún)^(qū)，則可選取中央?yún)^(qū)為基準(zhǔn)。(5)關(guān)鍵點(diǎn)在邊緣區(qū)，則可選邊緣區(qū)為基準(zhǔn)。(6)數(shù)據(jù)結(jié)果有平面度有效值，偏差峰峰值，平均平面，標(biāo)準(zhǔn)等參數(shù)供選取。光束平面法特點(diǎn)

高精度，該系統(tǒng)可在R≤40m范圍內(nèi)，保證0.001mm的精度，傳統(tǒng)的方式一般在0.01-0.1mm精度。測(cè)量范圍大，因激光無(wú)撓影響，故可測(cè)量R≤40m的平面。人為誤差小，傳統(tǒng)辦法測(cè)量時(shí)，不同操作人員因鋼絲松緊、人工讀數(shù)等人為因素，數(shù)據(jù)受人為因素影響較大。而激光測(cè)量法由儀器自動(dòng)讀取數(shù)據(jù)，人為誤差大大減小。平面度測(cè)量?jī)x器水平儀水平儀是一種測(cè)量小角度的常用量具。在機(jī)械行業(yè)和儀表制造中，用于測(cè)量相對(duì)于水平位置的傾斜角、機(jī)床類(lèi)設(shè)備導(dǎo)軌的平面度和直線(xiàn)度、設(shè)備安裝的水平位置和垂直位置等。按水平儀的外形不同可分為：框式水平儀和尺式水平儀兩種；按水準(zhǔn)器的固定方式又可分為：可調(diào)式水平儀和不可調(diào)式水平儀。平面度測(cè)量?jī)x器自準(zhǔn)直儀右圖為1X5/1X5c雙向精密自準(zhǔn)直儀。本儀器可廣泛應(yīng)用于各級(jí)計(jì)量單位，研究所和大學(xué)實(shí)驗(yàn)室，及大廠(chǎng)計(jì)量室和車(chē)間加工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)機(jī)床、儀器的精密導(dǎo)軌和精密平板作運(yùn)動(dòng)直線(xiàn)性和平直度測(cè)量，以及角度儀器和器具的角值精度測(cè)定。該儀器采用二維測(cè)量的結(jié)構(gòu)原理，可方便地對(duì)水平、垂直方向進(jìn)行角值和線(xiàn)值測(cè)量，是一種結(jié)構(gòu)緊湊，攜帶輕巧、使用方便、測(cè)量穩(wěn)定可靠的計(jì)量?jī)x器。測(cè)量精度：