深圳市計(jì)量質(zhì)量檢測研究院 廣東 深圳 518000

隨著基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換結(jié)束在零部件加工中應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大,進(jìn)一步深化其對(duì)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(zhǔn)轉(zhuǎn)換在幾何量計(jì)量中的運(yùn)用分析,需要從基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的原則出發(fā),結(jié)合不同的運(yùn)用內(nèi)容而逐漸推進(jìn)其研究深入。下面針對(duì)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換在幾何量計(jì)量的運(yùn)用進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1 基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的原則分析

一般而言,基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換主要是通過劃分基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)平面以及基準(zhǔn)直線等內(nèi)容來確定基準(zhǔn)量等幾何要素。但是,在實(shí)際的測量過程中,需要同時(shí)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(zhǔn)確性。由此,在基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的測量原則上就是要把握各種測量要求而進(jìn)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(zhǔn)轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)原則構(gòu)成

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

具體而言,在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)當(dāng)中就是通過對(duì)基準(zhǔn)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(zhǔn)確位置,并得出兩端較高位置測量點(diǎn)更為準(zhǔn)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(yuǎn)的三點(diǎn)之間的測量位置,并及時(shí)調(diào)整其與測量基準(zhǔn)之間的距離,最終得出能夠得到最準(zhǔn)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(yuǎn)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?？偠灾?在中間基準(zhǔn)利用原則中,選擇合適的測量位置是在幾何量計(jì)量中應(yīng)用基準(zhǔn)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(zhǔn)利用原則 在定位基準(zhǔn)利用原則中主要是分為了精基準(zhǔn)與粗基準(zhǔn)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(zhǔn)是利用未經(jīng)加工的毛坯表面作為測量的基準(zhǔn)定位,而精基準(zhǔn)則是選擇經(jīng)過加工的毛坯表面作為基準(zhǔn)定位來進(jìn)行測量。但是,在粗基準(zhǔn)的定位基準(zhǔn)選擇時(shí),應(yīng)該注意到如果一個(gè)毛坯上同時(shí)存在若干個(gè)未經(jīng)加工的表面,則可以利用中間基準(zhǔn)法選擇處于合適位置精度的表面進(jìn)行測量。

實(shí)際上,在具體的定位基準(zhǔn)應(yīng)用過程中不可避免的會(huì)存在其他情況而導(dǎo)致基準(zhǔn)定位的選擇存在難題,就需要針對(duì)毛坯表面的余量進(jìn)行對(duì)比。在余量均勻的情況下,選擇此表面作為粗基準(zhǔn);而如果對(duì)于余量沒有要求時(shí),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(zhǔn)。對(duì)于粗基準(zhǔn)與精基準(zhǔn)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(shí)際情況、按照基準(zhǔn)重合的基本原則進(jìn)行判斷,從而得出合適的基準(zhǔn)定位,推動(dòng)測量精度的提升。

2 基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換在幾何量計(jì)量中的實(shí)際運(yùn)用

在分析基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換在幾何量計(jì)量中的實(shí)際運(yùn)用時(shí),一定要從基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的原則出發(fā),結(jié)合不同的零部件生產(chǎn)實(shí)踐而進(jìn)行幾何量計(jì)量的應(yīng)用突破。一般情況下,基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換在幾何量計(jì)量中的實(shí)際運(yùn)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(gè)角度。下面針對(duì)不同的測量用具以及其測量價(jià)值等進(jìn)行詳細(xì)的分析。

2.1 數(shù)顯測高儀檢測 數(shù)顯測高儀作為在基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換中較為基礎(chǔ)的測量用具,其主要是在生產(chǎn)驗(yàn)收以及質(zhì)量檢測等環(huán)節(jié)對(duì)于零部件進(jìn)行檢測,從而保障零部件的各項(xiàng)數(shù)據(jù)符合標(biāo)準(zhǔn)。但是,在利用數(shù)顯測高儀檢測的過程中,其還會(huì)受到檢測環(huán)境的溫度、檢測濕度以及檢測平板精準(zhǔn)度標(biāo)準(zhǔn)等影響,導(dǎo)致對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量檢測結(jié)果存在不準(zhǔn)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(shí)并保障檢測方法的可操作性和價(jià)值性。

具體而言,在利用數(shù)顯測高儀進(jìn)行檢測的過程中,主要的步驟可以概括為基準(zhǔn)平面選擇、測量標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)平面之后,就要開始標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)需要先對(duì)儀器自身的準(zhǔn)確性進(jìn)行測量或者對(duì)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(shí),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(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)測量數(shù)據(jù),并排除基準(zhǔn)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(diǎn)取點(diǎn)的方式來減少取點(diǎn)位置不當(dāng)而存在的誤差問題。在解決這種問題時(shí),可以將標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)作為基準(zhǔn)面來進(jìn)行取點(diǎn)和對(duì)照,減少取點(diǎn)不當(dāng)帶來的影響,從而得出準(zhǔn)確的測量結(jié)果?？偠灾?在幾何量測量中應(yīng)用基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的方式,數(shù)顯測高儀作為一個(gè)重要體現(xiàn),可以有效地提高測量的準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)與核準(zhǔn)、刻度歸零處理、手輪和微分筒移動(dòng)、誤差值讀出與記錄、測定誤差方向、基準(zhǔn)面選擇與檢測。在針對(duì)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(duì)誤差的感知和位置的核對(duì)作用。當(dāng)電感測微儀正對(duì)測量面進(jìn)行測量時(shí),就可以利用指示表檢定儀的手輪、微分筒等設(shè)備來進(jìn)行旋轉(zhuǎn),從而移動(dòng)到待測量的位置,得出準(zhǔn)確的誤差數(shù)值。但是,在對(duì)待誤差上,還要準(zhǔn)確的判斷出其誤差的方向和數(shù)值,同時(shí)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(shí)一般是將測定儀所對(duì)準(zhǔn)的測量面作為測量基準(zhǔn)面,并將歸零的電感測微儀進(jìn)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(shí),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(jià)值的前提下,通過對(duì)誤差的測量分析,將檢定得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行儀器設(shè)備的指標(biāo)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(zhǔn)操作,從而得出精準(zhǔn)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(duì)準(zhǔn)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(dāng)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(zhǔn)確結(jié)論。

具體而言,首先將三角架放置于測量機(jī)床與激光頭之間,通三角架臺(tái)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(zhǔn)備工作。如果按照這個(gè)測量過程會(huì)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(jìn)行調(diào)整。一般而言,機(jī)床在操作過程中一般是處于運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),很容易在機(jī)床自身的移動(dòng)中而導(dǎo)致三角架隨之運(yùn)動(dòng)或者發(fā)生傾斜等情況,進(jìn)而影響到分光鏡的穩(wěn)定性。這樣一來光路也就會(huì)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)下測定的定位基準(zhǔn)數(shù)據(jù)大部分是跳動(dòng)或者不穩(wěn)定的情況,無法全面、準(zhǔn)確的反應(yīng)定位的準(zhǔn)確性。由此,在進(jìn)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(zhǔn)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(zhǔn)轉(zhuǎn)換所利用的測量儀器,大致包括螺紋基準(zhǔn)測量、三坐標(biāo)基準(zhǔn)測量等方法。在螺紋基準(zhǔn)測量的應(yīng)用過程中是針對(duì)螺紋的準(zhǔn)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(zhǔn)的方法可以有效的減少測量的時(shí)間,保障測量結(jié)果的配套性。但是,一旦測量的基準(zhǔn)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(zhǔn)確性。而三坐標(biāo)測量基準(zhǔn)法則是利用三坐標(biāo)來處理一些測量難度較大的設(shè)備。三坐標(biāo)基準(zhǔn)測量法可以利用測量基準(zhǔn)面、同軸度、公軸線等因素作為基準(zhǔn)線,并選擇最佳的測量位,做到對(duì)同軸度誤差的最佳控制。但是,這種基準(zhǔn)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(duì)測量基準(zhǔn)線的選擇,得出誤差較大的數(shù)據(jù)。

3 總結(jié)

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