基准转换在几何量计量中的运用分析

深圳市计量质量检测研究院 广东 深圳 518000

随着基准转换结束在零部件加工中应用范围的不断扩大,进一步深化其对于零部件生产所具有的测量功能和精度控制功能则成为提升测量精度的重要措施。以基准转换在几何量计量中的运用分析,需要从基准转换的原则出发,结合不同的运用内容而逐渐推进其研究深入。下面针对基准转换在几何量计量的运用进行详细的分析。

1 基准转换的原则分析

一般而言,基准转换主要是通过划分基准点、基准平面以及基准直线等内容来确定基准量等几何要素。但是,在实际的测量过程中,需要同时决定几何量的形状公差或者位置公差等方面,提高测量结果的精度和准确性。由此,在基准转换的测量原则上就是要把握各种测量要求而进行必要的分析,并掌握几何量测量的各种要素,从操作上提高测量精度。具体原则构成见图1。

图1 基准转换的基础原则构成

1.1 中间基准利用原则 在基准转换的中间基准利用原则当中,主要是包括了设计基准、测量基准以及工艺基准等三方面的应用,从多个角度出发保持设计、测量到工艺的协调性,从而有效地提升测量的准确性。

具体而言,在设计基准和测量基准当中就是通过对基准精度的掌握以及测量的方位等来选择合适的几何量测量位置并最终得出具有代表性的测量结果。通过不断调整测量的位置、形状公差以及支线要素等内容,来作为几何量测量的准确位置,并得出两端较高位置测量点更为准确的测量结果。在其中的平面要素测量上,是要求选择被测量要素中距离最远的三点之间的测量位置,并及时调整其与测量基准之间的距离,最终得出能够得到最准确测量结果的测量位置。而在回转面的测量位置上,则是通过将距离较远的横向界面的回转面与回转系的轴线相重合的方式来得出适宜测量的位置。总而言之,在中间基准利用原则中,选择合适的测量位置是在几何量计量中应用基准转换中基础的内容,并且需要通过其误差而得出不同的数据结论。

1.2 定位基准利用原则 在定位基准利用原则中主要是分为了精基准与粗基准的选择。两者之间的差异可以简单概括为:毛坯是否经过加工步骤等内容。粗基准是利用未经加工的毛坯表面作为测量的基准定位,而精基准则是选择经过加工的毛坯表面作为基准定位来进行测量。但是,在粗基准的定位基准选择时,应该注意到如果一个毛坯上同时存在若干个未经加工的表面,则可以利用中间基准法选择处于合适位置精度的表面进行测量。

实际上,在具体的定位基准应用过程中不可避免的会存在其他情况而导致基准定位的选择存在难题,就需要针对毛坯表面的余量进行对比。在余量均匀的情况下,选择此表面作为粗基准;而如果对于余量没有要求时,则可以基于毛坯表面的加工情况而选择小余量表面作为粗基准。对于粗基准与精基准的划分,并不是简单地依靠毛坯是否经过加工而可以得出结论的,需要根据实际情况、按照基准重合的基本原则进行判断,从而得出合适的基准定位,推动测量精度的提升。

2 基准转换在几何量计量中的实际运用

在分析基准转换在几何量计量中的实际运用时,一定要从基准转换的原则出发,结合不同的零部件生产实践而进行几何量计量的应用突破。一般情况下,基准转换在几何量计量中的实际运用大致是分为数显测高仪的检测、指示表检定仪的检测以及激光干涉仪的检测等三个角度。下面针对不同的测量用具以及其测量价值等进行详细的分析。

2.1 数显测高仪检测 数显测高仪作为在基准转换中较为基础的测量用具,其主要是在生产验收以及质量检测等环节对于零部件进行检测,从而保障零部件的各项数据符合标准。但是,在利用数显测高仪检测的过程中,其还会受到检测环境的温度、检测湿度以及检测平板精准度标准等影响,导致对产品的质量检测结果存在不准确情形。由此,在数显测高仪检测过程中一定要排除外在环境因素的限制性,同时并保障检测方法的可操作性和价值性。

具体而言,在利用数显测高仪进行检测的过程中,主要的步骤可以概括为基准平面选择、测量标准确定、仪器温度控制以及平面度误差分析等。其中,在选取合适的测量基准平面之后,就要开始标准块规的测量。在保持合适的仪器和量块温度的前提下,测定标准块规需要先对仪器自身的准确性进行测量或者对比分析,确保数显测高仪的测量误差可以得到基本控制。此时,可以发挥数显测高仪所具有的预设功能,从而得出准确的标准块规测量数据,并排除基准面选择所存在的问题和数显测高仪自身的精度影响。

此外,在平面度误差上,主要是避免利用单点取点的方式来减少取点位置不当而存在的误差问题。在解决这种问题时,可以将标准块规作为基准面来进行取点和对照,减少取点不当带来的影响,从而得出准确的测量结果。总而言之,在几何量测量中应用基准转换的方式,数显测高仪作为一个重要体现,可以有效地提高测量的准确度,并提升测量结果的精度。

2.2 指示表检定仪检测 指示表检定仪检测是利用电感测微仪的作用来核定检测位置的准确性,从而选择合适的测定位置。其主要的测量步骤为:电感测微仪位置校准与核准、刻度归零处理、手轮和微分筒移动、误差值读出与记录、测定误差方向、基准面选择与检测。在针对指示表检定仪的检测应用中主要是借助电感测微仪来发挥其对误差的感知和位置的核对作用。当电感测微仪正对测量面进行测量时,就可以利用指示表检定仪的手轮、微分筒等设备来进行旋转,从而移动到待测量的位置,得出准确的误差数值。但是,在对待误差上,还要准确的判断出其误差的方向和数值,同时有必要利用调试设备将误差控制在合理的范围内。

此后,在指示表测定仪开始检测时一般是将测定仪所对准的测量面作为测量基准面,并将归零的电感测微仪进行利用和测量,从而提高测杆测量的精度。但在此过程中,如果仍然是存在误差的则证明测量面可以存在不平整等问题。此时,就需要利用量块来检测测量面的平整度,从而合理的规避误差。由此,可以总结出:指示表检定仪的测定过程中,是在量块以及电感测微仪发挥价值的前提下,通过对误差的测量分析,将检定得出的数据进行仪器设备的指标研究,从而得出相应的结论。

2.3 激光干涉仪检测 在激光干涉仪检测上,是通过与三角架的共同配合来分析测量反射镜与分光镜的校准操作,从而得出精准的定位。其主要的工作步骤包括:三角架安装与固定、测量反射镜的固定处理、分光镜的对准操作、激光测量开始。其中,固定的过程中也是选择合适的测量定位的过程,只有当测量的结果能全面的反应到测量反射镜上,才能顺利的得出准确结论。

具体而言,首先将三角架放置于测量机床与激光头之间,通三角架台面吸附分光镜的方式,做好分光镜的固定操作。其次,调整光路为测量做好准备工作。如果按照这个测量过程会导致测量结果存在误差,就需要从分光镜的位置入手进行调整。一般而言,机床在操作过程中一般是处于运动的状态,很容易在机床自身的移动中而导致三角架随之运动或者发生倾斜等情况,进而影响到分光镜的稳定性。这样一来光路也就会随之受到影响,自然而然也就导致定位误差的存在。这种运动状态下测定的定位基准数据大部分是跳动或者不稳定的情况,无法全面、准确的反应定位的准确性。由此,在进行激光干涉仪的利用中,一定要选择合适的三角架位置来保持光路的畅通,从而合理的反应测量结果。

2.4 其他基准测定设备 除了数显测高仪、指示表检定仪以及激光干涉仪之外,还存在其他的基准转换所利用的测量仪器,大致包括螺纹基准测量、三坐标基准测量等方法。在螺纹基准测量的应用过程中是针对螺纹的准确性和千分表的数据显示来得出其他设备的测量结果。这种通过固有测量基准的方法可以有效的减少测量的时间,保障测量结果的配套性。但是,一旦测量的基准螺纹存在误差,将直接影响到利用其得出的测量数据准确性。而三坐标测量基准法则是利用三坐标来处理一些测量难度较大的设备。三坐标基准测量法可以利用测量基准面、同轴度、公轴线等因素作为基准线,并选择最佳的测量位,做到对同轴度误差的最佳控制。但是,这种基准的应用,必须要避开一些油孔等位置,防止由于部件外观缺陷而影响其对测量基准线的选择,得出误差较大的数据。

3 总结

综上所述,对基准转换在几何量计量中的运用分析,是在坚持基准转换基本原则的基础上,而进行各种几何量计量仪器的选择和应用,并在掌握基准转换本质的前提下,不断提升几何量计量的精度和准确性,从而提高生产质量。