1、JJG 429-2000 圆度、圆柱度测量仪检定规程Verification regulation for Measurement Standard Instrument 。fRoundness and Cylindricity 、电-AU四-AUv-AUV-AUv-AUv-AUV-AUv才HV飞-d6U 、JQOO9白OOVZ且-d响-u207巾。-9MKP-4啡。牛UBud4UJU 川、EEJO:-dJ:c dJ替U川仁，叫。1 d10 口-OO-Oo-OG-6巳本规程经国家质量技术监督局于2000年08月28日批准，并自2000年12月01日起施行。归口单位:全国几何量工程参量计量技术委
2、员会主要起草单位:哈尔滨工业大学中国计量科学研究院北京市计量科学研究所陕西省计量测试研究所参加起草单位:航天工业总公司102所本规程委托全国几何量工程参量计量技术委员会负责解释139 JJG 429-2000 本规程主要起草人:谭久彬(哈尔滨工业大学)赵维谦(哈尔滨工业大学)张恒(中国计量科学研究院)吴迅(北京市计量科学研究所)常青(陕西省计量测试研究所)参加起草人:张蕴玉(航天工业总公司102所)140 JJG 429-2000 圆度、圆柱度测量仪检定规程引言本规程在确保满足被检定仪器主要性能要求的前提下，精简了部分检定项目，增加了检定圆柱度仪的有关部分。对模拟式仪器，除按本规程中规定内容检
3、定外，还须按附录A中有关内容进行补充检定。1 范围本规程适用于圆度、圆柱度测量仪的首次检定、后续检定和使用中的检验。2 引用文献本规程引用下列文献:JJF 1001-1998 通用计量术语及定义JJF 1059-1999 测量不确定度评定与表示GB/T 1182-1996形状和位置公差通则、定义、符号和图样表示法GB 7234-1987 圆度测量术语、定义及参数GB 7235-1987 评定圆度误差的方法半径变化量测量JB/T10028-1999 圆度仪(代替ZBJ42030-1988) 使用本规程时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3 术语测量系统:由传感器、放大器检测电路、滤波器、计
4、算处理、显示输出系统构成。4 概述圆度测量仪(以下简称圆度仪)是以精密回转中心为回转测量基准，通过传感器测量被测件不同转角位置上的实际轮廓到回转中心半径的变化量，来定量评价被测件某一横截面圆度的测量仪器。按基准回转轴线形成方式分为传感器回转式(见图1)和工作台回转式(见图2)两类。按信号处理形式分为模拟输出式(记录仪显示、输出)和数字输出式(计算机处理评定、显示、输出)两类。可用于测量内、外回转表面各截面轮廓的圆度、同心度和端面跳动等参数。圆柱度测量仪(以下简称圆柱度仪)是以精密回转中心线为回转测量基准，精密直线运动导轨为直线测量基准，通过位于直线运动导轨上的位移传感器，测量圆柱体表面若干截面
5、在不同转角位置上的实际轮廓到回转中心线半径的变化量，来定量评价圆柱体表面圆柱度的测量仪器。按基准回转轴线形成方式也分为传感器回转式(见图3)和工作台回转式(见图4)两类。按信号处理形式分为模拟输出式(记录仪显示、输出)和141 JJG 429-2000 数字输出式(计算机处理评定、显示、输出)两类。可用于测量圆柱面工件表面轮廓的形状误差(圆度、圆柱度、直线度和平面度)、位置误差(同轴度和垂直度)等。图1传感器回转式圆度仪1一基体;2一立柱;3一滑动导轨;4一测力控制旋钮;5一升降旋钮;6一方向微调器;7 滑动导板;8 传感器;9一工作台3 2 图3传感器回转式圆柱度仪1一基座;2一仪器工作台;
6、3一仪器台面;4 立柱;5 滑架;6一拖板;7 主轴上罩;8一回转主轴;9一传感器142 5 4 3 6 图2工作台回转式圆度仪1一滑座;2一支臂;3一传感器;4一立柱;5 支臂;6 转台台面;7 基座图4工作台回转式圆柱度仪1一基座;2一仪器台面;3一回转主轴;4一传感器;5一传感器支架;6 立柱;7一传感器头架JJG 429-2000 5 计量性能要求5.1 主要计量性能要求圆度仪准确度级别按测量系统分辨力、仪器重复性、仪器示值误差、仪器径向误差和仪器轴向误差等仪器的主要性能指标分为一、二、三和四级(见表1)。圆柱度仪准确度级别按测量系统分辨力、仪器重复性、仪器示值误差、仪器径向误差、仪器
7、轴向误差、传感器沿Z轴导轨移动时直线度和基准回转轴线与Z轴导轨的平行度等仪器主要性能指标分为一、二、三和四级(见表1)。表1t坦!一级二级二级四级测量系统分辨力m0.002 0.010 0.020 0.030 圆度仪示值误差:i: 2% :i: 5% :i: 6% :i: 7% 圆柱度仪示值误差士3%:i: 6% :i: 7% :i: 8% 仪器径向误差mo . 025 + 0 . 000 2 H 0.05十0.0003H o . 10 + 0 .000 5 H 0.15 + 0.001 H 仪器轴向误差m0.025 0.05 0.10 0.15 传感器沿Z轴导轨0.10m/100 mm 移动
8、时的直线度0.20m/100 mm 0.40m/100 mm 0.70m/100 mm 基准回转轴线与Z轴导轨的平行度0.15m/100 mm 0.30m/100 mm 0.60m/100 mm 1.00m/100 mm 圆度仪重复性1.0% 2.5% 3.0% 3.5% 圆柱度仪重复性1. 5% (100 mm内)3.0% (100 mm内)3.5% (100 nn丑内)4.0% (100 mm内)注:H一对工作台回转式的仪器，被测截面距离工作台面的高度;对传感器回转式仪器，H=O(单位:mm)。5. 1. 1 测量系统分辨力按仪器准确度级别，测量系统分辨力不大于表1的规定。5. 1.2 仪
9、器示值误差按仪器准确度级别，圆度仪、圆柱度仪示值误差均不大于表1的规定。5. 1.3 仪器径向误差143 JJG 429-2000 按仪器准确度级别，仪器径向误差不大于表1的规定。5. 1.4 仪器轴向误差按仪器准确度级别，仪器轴向误差不大于表1的规定。5. 1. 5 传感器沿Z轴导轨移动时的直线度按仪器准确度级别，传感器沿Z轴导轨移动时的直线度不大于表1的规定。5. 1.6 基准回转轴线与Z轴导轨的平行度按仪器准确度级别，基准回转轴线与Z轴导轨的平行度不大于表1的规定。5. 1. 7 仪器的重复性按仪器准确度级别，仪器的重复性不大于表1的规定。5. 1. 8 示值稳定性示值稳定性不大于2%。
10、5. 1.9 工作台最大负载和偏载时的仪器径向误差给工作台加上最大负载和偏载后，不影响仪器径向误差05.2 其它计量性能要求5.2.1 主工作台台面的平面度在主工作台台面全范围内任意(100x 100) mm2平面度不大于0.003mmo其中部不应呈凸形，边缘5mm范围不计。5.2.2 记录范围与对心表指针的一致性记录纸满量程与对心表指针对准表盘左、右两边刻线时，所记录图像的径向间距之差不大于2mmo 5.2.3 记录图像首尾衔接记录轮廓应首尾衔接，径向元明显错位，周向间隙(或重叠)不大于0.8mmo 5.2 .4 主工作台面对基准回转轴线的垂直度对不可调工作台台面不大于0.01mm/100
11、mm，对可调工作台不大于0.0025 mm/ 100 mmo 5.2.5 头架或工作台沿Z向移动时对主工作台台面的垂直度在任意100mm内，纵、横向均不大于0.01mm。6 通用技术要求6.1 外观6. 1. 1 仪器和附件的涂镀面应平整、均匀、色调一致，不应有斑点、皱纹、脱漆等现象;外部零件结合处应整齐。6. 1.2 有刻线和刻字的零件，文字和线纹应清晰、均匀。6. 1. 3 不得有漏油现象。6. 1. 4 仪器标牌上应标有名称、型号、规格、编号、制造厂名、出厂日期及主标志。6. 1. 5 使用中的仪器不应有影响计量性能的缺陷。144 JJG 429-2000 6.2 各部分的相互作用和相互
12、位置6.2.1 仪器可动部分在规定范围内均应平稳地运动。6.2.2 各种按钮操作键和限位装置应动作灵活、作用可靠、功能正常。6.2.3 仪器测量方向应通过主轴回转中心。7 计量器具控制计量器具控制包括:首次检定、后续检定和使用中检验。7.1 检定项目及主要检定工具检定项目及主要检定工具见表2。表2检定项目及主要检定工具序检定项目主要检定工具号1 外观2 各部分相互作用和相对位置3 工作台台面的平面度水平仪、自准直仪、刀口尺4 记录范围与对心表指针的一致性5 记录图像首尾衔接6 测量系统的分辨力超精密微动台7 工作台对基准回转轴线的垂直度头架或工作台沿Z向移动时对工作台圆柱角尺、测微表8 面的垂
13、直度9 基准回转轴线与Z轴导轨的平行度圆柱角尺10 传感器沿Z轴导轨移动时的直线度圆柱角尺、测微表11 仪器径向误差标准球或标准半球12 仪器轴向误差一级平晶或标准半球13 仪器示值误差椭圆标准器组、圆柱度标准器组检定类型使首后次续用检检中定定检验+ + 十+ 十+ 十+ + 十+ 十+ 十+ + + 十+ + + + 十+ 十+ + 十十十+ + I 十+ 十+ + + 145 JJG 429-2000 表2(续)检定类型序使首后检定项目主要检定工具次续用号检检中定定检验14 仪器的重复性标准球或标准半球十+ + 15 示值稳定性椭圆标准器组十+ + 16 工作台最大负载和偏载时径向误差标准
14、半球、专用重块(或硅码)+ + 注:1表中十号表示该项应检定;一号表示该项可不检定;2由于仪器结构特点，某些仪器不具备某一检定项目所涉及的功能时，该项可不检定。7.2 检定条件7.2.1 检定时环境条件7.2. 1. 1 温度为(20:t 5) c (每小时温度变化量不超过表3规定值)。表3 仪器准确度级别一级二级二级四级每小时温度变化量0.3 0.5 0.8 1.0 7.2. 1. 2 湿度:;65%RH。7.2. 1. 3 室内周围应元影响测量的灰尘、振动、噪音、气流、腐蚀性气体和较强磁场。7.2.2 电源电压、气源气压、流量及主轴润滑油应符合仪器使用要求。7.2.3 受检仪器在室内连续平
15、衡温度的时间应不少于24h，标准器具在室内平衡温度的时间应不少于4h。7.3 检定方法7.3.1 外观目力观察。7.3.2 各部分相互作用和相对位置目力观察和手动试验。7.3.3 工作台台面的平面度用水平仪，刀口尺进行检定。146 J.TG 429-2000 7.3.4 记录范围与对心表指示的一致性滤波器旋钮置150波/转，放大倍数旋钮置200倍，测杆长度开关置标准短测杆位置。在传感器上装好测杆限位架(有的仪器取下匹配器或将传感器插头脱开;有的用微动台限定标准短测杆，并使其长测头贴住传感器底部)。计算机作用开关置轮廓圆位置。调节测杆限位架的微调螺钉，使对心表指零时限定标准短测杆。装好记录纸，按
16、顺时针和逆时针方向分别旋转笔移旋钮，当对心表指针分别与表盘左右两边刻线精确重合时，在同一张记录纸上，分别开机记录图像(见图5)。取下记录图。测出两圈记录图像的径向间距，计算记录纸满量程和该间距之差作为检定结果。图5记录范围与对心表指示的一致性记录图像有直线记录器的仪器，用相同的方法，滤波器旋钮置150波/转。使用直线记录器，分别记录两条不小于30mm的曲线，取下记录图，测出两条曲线之间的距离，计算记录纸满量程和该距离之差作为检定结果。7.3.5 记录图像的首尾衔接滤波器旋钮置150波/转，测杆长度开关置标准短测杆位置，测力旋钮置外侧中等测力位置，放大倍数旋钮置200倍，将标准球或半球置于可调工
17、作台中间(见图6或图7)，装好记录纸，使标准半球与主轴回转轴线准确对心，逐挡增大放大倍数，直到仪器正常使用的最高倍数，在每挡位置调节笔移旋钮，使对心表指零。当主轴回转三圈之后，记录轮廓图像。取下记录图纸，测量其首尾衔接外的径向错位和周向间隙。7.3.6 测量系统分辨力准确度级别为一级的仪器应检定此项。二级、三级、四级仪器视具体情况而定。采用超精密微动台进行检定(见图8)，滤波器旋钮置全通挡，测杆长度开关置标准短测杆位置。圆度仪或圆柱度仪的传感器测头与超精密微动台的工作面接触时，使传感器指示值位于零附近(逐挡增加放大倍数直到最高放大倍数挡)。标准仪器采用纳米分辨力传感器。在超精密微动台上两传感器
18、布置在同一测量线上。用驱动器驱动工作台产生位移运动，给出最小位移量2nm左右，观察传感器指示值，应有相应的变化值。重复5次，取5次的平均值作为检定结果。7.3.7 工作台台面对基准回转轴线的垂直度147 图6标准球纳米分辨力传感器JJG 429-2000 图8超精密微动台测杆(3mm 图7标准半球滤波器旋钮置1 15波/转，测杆长度开关置标准短测杆位置，放大倍数旋钮置1000倍(中等挡位)，横向装卡传感器(或将带有球形测头的肩形架安装在传感器上), 使传感器测头与工作台台面接触时，传感器示值指零附近。调节传感器的径向位置，使测头回转轨迹的直径为100mm (用尺量)。开机测量，画出轮廓后，按最
19、小二乘圆评定，分别读出X、Y值，其偏心量按e偏心=J支言了于王计算，将计算结果作为检定结果。对于模拟输出式仪器，开机记录图像，以记录图像中心对记录纸回转中心的偏心量作为检定结果。用肩形架相当于用标准中测杆的放大倍数时，放大倍数旋钮置2000倍，测杆长度开关置标准中测杆位置，进行检定。7.3.8 头架(或工作台)沿Z向移动时对工作台台面的垂直度用锁紧装置将头架固紧，将分度值为0.001mm的测微表安装在传感器的滑架侧面。将圆柱角尺置于工作台中间，使测微表和圆柱角尺在通过轴线的截面内接触，调整圆柱角尺和基准回转轴线同轴。升(降)头架或工作台100mm进行检定，读取测微表的最大变化量作为测得值。这一
20、检定，应在纵、横向分别进行，以最大测得值作为检定结果。7.3.9 基准回转轴线与Z轴导轨的平行度在第一位置上，圆柱角尺正向放置(见图9位置1)，分别测量上、下二截面的圆JJG 429-2000 轮廓，信号中含导轨倾斜分量，得测量序列jVvil和jVDi 10其中Sv_SD分别为导轨在上、下测量截面的倾斜量;rv、m分别为圆柱角尺上、下两测量截面上轮廓到回转轴线的半径;Ev、ED分别为上、下两测量截面相对回转轴线的偏心量。在第二位置上，圆柱角尺倒向放置(见图9位置2)，分别在原上、下二截面上测量圆轮廓，信号中仍含导轨倾斜分量，得测量序列jVvil和jVDil。其中Sv、SD分别为导轨在上、下测量
21、截面的倾斜量;r v、rFD分别为圆柱角尺上、下两测量截面上轮廓到回转轴线的极径;E)、ED分别为上、下两测量截面相对回转轴线的偏心量。Ev SD s; 位置1位置2图9倒置分离法原理示意图导轨倾斜量6.S、圆柱角尺上、下两截面的半径差6.r按式(1)和式(2)计算:6.S二二(二飞自V归)十(为ZUi一边v卢) (1) , N-j N-j , N-j N-j 6. r = ( 另飞一元旦叫一(LE飞去三叫(2) 式中，N为圆轮廓采样点数;6. S (导轨在H范围内相对主轴回转轴线的倾斜量)可作为导轨相对主轴回转轴线的平行度的检定结果。倾斜判别方法:(1)正向测量时，形状为倒锥;倒向测量时，形
22、状仍为倒锥:表明Z向导轨相对于主轴回转轴线正向有较大倾斜量。(2)正向测量时，形状为正锥;倒向测量时，形状仍为正锥:表明Z向导轨相对于主轴回转轴线负向有较大倾斜量。(3 )形状跟随正置和倒置变化:表明Z向导轨相对于主轴回转轴线无倾斜分量(或倾斜量较小)。7.3.10 传感器沿Z轴导轨移动时的直线度滤波器旋钮置150波/转，测杆长度开关置标准短测杆位置，选择中等测力位置，放大倍数旋钮置100倍。将专用角尺置于工作台左侧载荷偏置线上，偏离可调工作台中心约10mm处(见图10中A位置)。水平装置传感器，旋转工作台，使测头与角尺的后表面接触于最高素线上(见图10)。该截面距工作台面约20mm，将传感器
23、指示值调149 JJG 429-2000 整到零附近。再将传感器上升到角尺顶部，并接触于最高素线上，观察传感器指示值对起始位置的位移量。然后调整工作台，使传感器指示值位移量减少一半，重复上述调整过程，直到最高放大倍数，使圆柱角尺和传感器在精密导轨上移动的轨迹平行。重新将放大倍数旋钮置100倍，移动传感器导杆，使测头与圆柱角尺的右侧素线接触(见图10中的S面)，该截面距工作台面约20mm，旋转工作台，并前后方向(Y向)移动传感器导杆，使测头与S面接触于最高素线上;将传感器指示值调整到零附近，固紧工作台，使传感器自下向上移动;观察传感器指示值，找出最大位移量。调整立柱倾斜钮，使圆柱角尺与精密导轨平
24、行。重复调整，直到最高放大倍数时，机动升(降)传感器100mm，在最高放大倍数时读取测量值。图10直线度检定安装示意图将工作台旋转1800，使圆柱角尺转到工作台右侧位置(见图10中的A位置)。改变测力方向，使传感器测头与S面接触，并旋转工作台，使测头与S面接触于最高素线上。固紧工作台，用上述方法，自100倍到最高放大倍数调整到传感器移动轨迹和圆柱角尺平行，在最高放大倍数时，机动降(升)传感器100mm，靠近第一根曲线，再读取测量值。从两组测量数据中各取10个以上的均匀分布点(应包括最大变动量)，做相应点的连线，将各连线的中点连接起来得到曲线图，按最小条件评定该曲线的直线度，作为检定结果。用相同
25、的方法和相应的圆柱角尺，检定全长范围的直线度。条件具备的，建议采用相应准确度等级的平面标准器进行此项检定。7.3.11 仪器径向误差7.3.11. 1 直接测量法滤波器旋钮置150波/转，测杆长度开关置标准短测杆位置，测力旋钮置外侧较小测力位置，放大倍数旋钮置200倍;将标准球置于可调工作台中心，调整标准短测杆的斧形测头中部与标准球直径处接触(见图6)，使标准球与主轴回转轴准确对心，且使传感器指示值指零附近。逐挡增加放大倍数并进行调心，直到仪器正常使用的最高倍数。待主轴回转3圈后进行测量，以最小区域法评定其圆度值，作为检定结果。对工作台回转式的仪器，此项检定还应将标准球放置在距工作台台面不低于
26、150 JJG 429-2000 200 mm位置进行。此项检定也可采用标准半球。此时，标准短测杆的斧形测头中部应在距离托座肩约3 mm5 mm处与标准半球接触(见图7)，但测得值应换算成主轴径向误差，即:E = Rcose R(m) 式中:E-仪器径向误差;R-测得值。7.3.11. 2 误差分离法对仪器径向误差要求高时，需将标准球的误差从测量结果中分离出去。将误差分离转台放在工作台上，标准球装卡在误差分离转台上，使仪器主轴回转中心线、误差分离转台回转轴线和标准球中心线同轴。此时，滤波器旋钮置150波/转，测杆长度开关置标准短测杆位置，测力旋钮置较小测力位置，预热30min后，在最高放大倍数
27、下进行。转动误差分离转台，将标准球沿顺时针方向每30。进行一次转位(见图11)，测量每一转位上的圆轮廓数据，连续进行12次转位，则轴系误差的估计值M按式(3)计算:呵3月叽川卫问1-m nU AM 式中:Vk (e;)一一第走次转位测回的第i个采样点的测量值，i=O , 1 , 2 N-1; m一一转位次数，m = 12; N一一每一测回上的采样点数，可取50，512，10240取M(州的最大、最小值之差作为检定结果。主轴零位 /传感器 (0) 、，JTA fe、. . (N-l) 图11测量原理图7.3.12 仪器轴向误差滤波器旋钮置115波/转，放大倍数旋钮置1000倍，测力旋钮置外侧的中
28、等测力位置。将带有球形测头的肩形架安装在传感器上(允许的情况下，也可将传感器横向装卡，使测头直接与平晶接触)，将平晶或标准半球置于可调工作台中间，使球形测头和平晶工作面(或标准半球顶部)接触，并使传感器指示值在零值附近摆幅为最小。调整工作台，使平晶工作面(或标准半球顶部)和主轴回转轴线精确垂直。逐挡增加放大151 JJG 429一-2000倍数，直到10000倍，再调节传感器的径向位置，使测头运动轨迹的回转半径为最小。当主轴回转3圈后，开机测量，以最小区域法评定其圆度，作为检定结果。用肩形架相当于用标准测杆的放大倍数时，测杆长度开关置标准中测杆位置，按上述方法进行检定。7.3.13 仪器示值误
29、差7.3.13.1 圆度仪示值误差a)超精密微动台法采用超精密微动台进行检定(见图8)。滤波器旋钮置全通挡，测杆长度开关置标准短测杆位置。测头与微动台上的垂直工作面接触时，使传感器指示值指零附近。逐挡增加放大倍数到最高挡。用驱动器驱动工作台使传感器在量程范围内等间距(见表的移动十个位置，分别读取每个位置的标准值和测得值。按式(4)计算示值误差4示值O测得值标准值4示值二标准值x 100% (4) 式中:测得值一一仪器示值;标准值一一由纳米分辨力传感器给出(见图8)。用同样的方法，检定其他规定挡的示值误差。取各挡示值误差中绝对值最大的作为检定结果。表4放大倍数1 000 2000 4000 50
30、00 10000 微动工作台进给量(m)约20约10约5约4约2b)椭圆标准器法滤波器旋钮置150波/转，测杆长度开关置标准短测杆位置，测力旋钮置外测中等测力位置。标准器采用椭圆标准器组，其圆度标称值分别为0.5m，1m， 2m， 4m， 5m， 10mo将椭圆标准器置于工作台中间，调整标准器和主轴回转轴线准确对心，使标准短测杆的测头和标准器的环带工作面中间接触时，传感器指示值在零值附近变化量最小，逐挡增加放大倍数，直到待检挡位。待主轴回转稳定后，按最小区域法测量椭圆标准器圆度，作为仪器测得值，则示值误差按式(5)计算:测得值标准值4示值二标准值x 100% (5) 式中:标准值一一椭圆标准器
31、的圆度检定值。中等挡位(相当于1000倍)以上的每一量程范围都应逐挡检定，取各挡示值误差中绝对值最大的作为检定结果。目前，不具备椭圆标准器法条件的，也可采用弦高法(定标块法)进行，滤波器必152 JJG 429-2000 须选用全通挡，标准器的选择应与相应量程一致。此方法适用于工、三、四级仪器。7.3.13.2 圆柱度仪示值误差将圆柱度标准器组的标准圆柱体(175 mm x 300 mm)分别安装在工作台上，调整传感器支架使测头与标准圆柱体的下端接触，并调整好标准圆柱体与旋转轴线的同心度，然后上移测头至测量行程范围内，再调整标准圆柱体与旋转轴线的同轴度，在此两个截面上反复调整标准圆柱体与旋转轴
32、线的同轴度。然后用截面法在100mm高度内取不少于5个截面进行圆柱度测量，重复测量5次取其平均值作为测得值，按式(6)计算:测得值一标准值4示值=标准值x 100% (6) 式中:标准值-一-标准圆柱体的圆柱度检定值。其结果作为该次测量的示值误差。依次获取各圆柱度标准器对应的仪器示值误差，取其中绝对值最大的作为检定结果。对行程长度较大的圆柱度仪还应采用截面法在300mm高度范围内，取不少于10个截面进行圆柱度测量，重复测量5次，取其平均值与圆柱度标准值之差作为该次测量的示值误差。依次获取各圆柱度标准器对应的仪器示值误差，取全部示值误差中绝对值最大的作为检定结果。7.3.14 仪器重复性7.3.
33、14.1 圆度仪测量重复性滤波器旋钮置150波/转，测杆长度开关置标准短测杆位置，测力旋钮置外侧中等测力位置，放大倍数旋钮置200倍，将椭圆标准器(10m左右)置于可调工作台中心，调整标准短测杆的斧形(或球形)测头中部与椭圆标准器接触，使椭圆标准器与主轴回转轴准确对心且使传感器指示值指零附近。逐挡增大放大倍数并进行调心，直到仪器正常使用的放大倍数(x 2 000)。待主轴回转3圈后，在椭圆标准器的同一被测截面，连续测量5次。分别按最小区域法评定其圆度得到5个测量结果，测量重复性按式(7)计算:最大值一最小值4重复性二平均值x 100% (7) 其计算值作为圆度仪测量重复性的检定结果。7.3.1
34、4.2 圆柱度仪测量重复性(在距工作台台面100mm高度范围内)将175mm X 300 mm的标准圆柱体安装在旋转工作台上，调整传感器支架使测头与标准圆柱体的下端接触，并调整好标准圆柱体与旋转工作台的同心度，然后上移测头距上端10mm处，再调整标准圆柱体与旋转工作台的同轴度，在此两个截面上反复调整标准圆柱体与旋转工作台的同轴度。然后用截面法在100mm高度内取不少于5个截面进行圆柱度测量，取5次测量结果，测量重复性按式(8)计算:153 JJG 429-2000 最大值一最小值4重复性=平均值x 100% (8) 其计算值作为圆柱度仪测量重复性的检定结果。7.3.15 示值稳定性滤波器旋钮置
35、全通挡，测杆长度开关置标准短测杆位置，放大倍数旋钮置200倍，测力旋钮置处侧的中等测力位置。将标准椭圆柱(圆度值约为5m)置于可调工作台中间，使传感器的测头和标准椭圆柱的环带工作面接触并相对转动时，传感器指示表在零附近振幅为最小。调整工作台使标准椭圆柱和主轴回转轴线同心，逐挡增加放大倍数，直到相应放大倍数挡。开机半小时，待主轴回转稳定后进行测量，测量数据用最小区域法评定，以5次测量值的平均值作为第一次测得值H。连续开机4h，每隔1h重复测量5次。以5个测量值的平均值作为第二次测得值H1，同理依次测得H2、H3H4示值稳定性按式(9)计算:vl54100 (9) 式中:i= l, 2 , 3 ,
36、 40 取其最大值作为检定结果。7.3.16 工作台最大负载和偏载时仪器径向误差用专用重块(或硅码)给转台式圆度仪的工作台加载到最大值后，按7.3.11检定仪器径向误差，作为检定结果。在工作台上，沿载荷偏置线将偏置载荷加到最大值后，按7.3.11检定仪器径向误差，作为检定结果。8 检定结果的处理按照本规程的规定和要求，检定合格的圆度、圆柱度测量仪发给检定证书;检定不合格的，发给检定结果通知书，并注明不合格项目。9 检定周期圆度、圆柱度测量仪的检定周期一般不超过1年。154 JJG 429-2000 附录A模拟式仪器检定项目A.l 模拟式仪器检定项目的技术要求及检定工具A. 1. 1 模拟式仪器
37、检定项目的技术要求A. 1.1. 1 传感器测头测量力可调，最小测力不大于0.02N，最大测力为0.07N-0.24 N。A. 1.1.2 各挡放大倍数的转换误差:相邻挡放大比误差不大于3%;任意挡相对定度挡放大比误差不大于5%。A. 1.1.3 肩形架的放大倍数误差不大于5%。A.1.1.4主轴在头架内移动时对工作台(圆板面)垂直度在纵、横向均不大于0.01 mm/100 mm。A. 1.1.5 主轴在头架内移动时的直线度不大于0.002mm/100 mm。A. 1.2 模拟式仪器检定项目和主要检定工具见表A.1o表A.l模拟式仪器检定项目及检定工具序检定项目主要检定工具号1 传感器测头测量
38、力测力计、自准直仪2 各挡放大倍数的转换误差3 肩形架的放大倍数误差=等量块、一级平晶主轴在头架内移动时对工作台(圆板圆柱角尺、专用装表夹具4 面)垂直度0.001 mm测微表主轴在头架内移动时的直线度圆柱角尺、专用装表夹具5 0.001 mm测微表注:(1)表中+号表示该项应检定;一号表示该项可不检定。检定类型首后使次续用检检中定定检验+ + + + + + + + + + I + 十+ 155 JJG 429-2000 A.2 检定方法A.2.1 传感器的测量力使用标准短测杆，将测力旋钮分别置于两极限位置，使测力计与传感器测头接触(或在传感器测端悬吊硅码)，在对心表指零时，读取两测力值作为
39、检定结果。A.2.2 各挡放大倍数的转换误差以10000倍与5000倍为例。滤波器旋钮置150波/转挡，放大器旋钮置10000倍，测杆长度开关置标准短测杆位置。在传感器上装好测杆限位架，并调节其上的微调螺钉，使对心表指零时限定标准短测杆。装好记录纸，旋转笔移旋钮，使对心表指针与表盘左边刻线重合。开机回转3圈后，记录第一圈图像，再将放大倍数旋钮旋回到5000倍(不得旋转笔移旋钮)，开机记录第二圈图像。将放大倍数旋钮回到10000倍，旋转笔移旋钮，使对心表指针与表盘在右边刻线重合，开机记录第三圈图像，再将放大倍数旋转到5000倍(不得旋转笔移旋钮)，开机记录第四圈图像(见图-A.1)。取下记录图，
40、分别测量13和24圈图像的径向间距，其转换误差按下式计算:径向间距之比放大倍数之比4转=放大倍数之比x 100% 用相同的方法，检定其他各相邻挡，取各挡转换误差中的最大值作为检定结果。任意挡相对定度挡放大倍数比的误差，由相邻挡的放大倍数比的实际误差求代数和得到。A.2.3 肩形架的放大倍数误差滤波器旋钮置全通挡，测杆长度开关置标准短测杆位置，放大倍数旋钮置1000 倍，将带有球形测头的肩形架安装在传感器上，在平面平晶的工作面中间，并排研合两块实际尺寸差为0.020mm的三等量块(见图A.2)，并放置到可调工作台中间，使测头接触平面平晶工作面时，传感器调零。精调工作台，使平面平晶工作面和主轴回转
41、轴线垂直。升头架或降工作台并调节传感器的径向位置，使测头接触量块表面，其回转轨迹通过两量块的中心。调节传感器使指示值在零附近振幅为最小，待主轴回转稳定后进行测量。将测得的数据用最小区域法评定出圆度值，其圆度值即为测得值，则肩形架的放大倍数误差为:测得值一实际尺寸差A肩=实际尺寸差x 100% 式中:实际尺寸差一一量块检定证书上给出的两块量块实际尺寸的差值。A.2 .4 主轴在头架内移动时对工作台(圆板面)的垂直度用锁紧装置将头架固紧，用装表夹具将刻度值为0.001mm的测微仪安装在传感器滑架侧面。将圆柱角尺置于工作台(圆板面)中间，使测微表和圆柱角尺在通过轴线的截面内接触，调整圆柱角尺和主轴回
42、转轴线同心。移动主轴100mm，应读取测微表的最大变化量作为测得值。JJG 429-2000 此检定应在纵、横向分别进行，以最大误差值作为检定结果。A.2.5 主轴在头架内移动时的直线度用锁紧装置将头架固紧，用装表夹具将刻度值为0.001mm的测微仪安装在传感器滑架侧面。将圆柱角尺置于工作台的适当位置，使测微表和圆柱角尺在通过轴线的截面内接触。调整圆柱角尺和主轴回转轴线同心，再调整工作台，使圆柱角尺的素线与主轴升(降)运动在两垂直方向(即正面、侧面)平行(移动主轴100mm范围)，在100 mm范围内均匀分布不少于10点进行测量。根据测微表的读数做曲线图，按最小条件评定误差。此检定应在纵、横向
43、分别进行，以最大误差值作为检定结果。图A.1放大倍数转换误差记录图像图A.2放大倍数转换误差检定原理图157 JJG 429-2000 附录B基准回转轴线与Z轴导轨的平行度检定原理说明倒置法测量导轨倾斜量原理采用倒置法测量倾斜量的原理如下:轴线的空间位置只有在主轴回转时才能体现出来，并需通过对中介物(标准圆柱)的圆轮廓测量，间接地获取导轨相对主轴回转轴线的倾斜量(平行度误差)。在超精测量时，标准圆柱的形状误差(锥度)与导轨相对主轴回转轴线的倾斜量处于同一数量级，二者混叠在一起，无法区分。倒置分离法可以实现二者的分离，其基本原理见图B.1。B.l Ev S Sv 位置2位置1倒置分离法原理示意图
44、在第一位置标准圆柱正向放置，如图B.1所示。分别测量上、下二截面的圆轮廓，信号中含导轨倾斜分量，得测量序列jV叨i和jVD;，并有如下关系式:图B.1(B.1) VVi - Sv + r归十Evcos(8i一v)(B.2) VDi = SD十rDi+ EDcos ( 8i一D)式中:Sv , SD一一分别为导轨在上、下测量截面的倾斜量;叫，rDi一一分别为试件上、下两测量截面上轮廓到回转轴线的极径;Ev , ED一一分别为上、下两测量截面相对回转轴线的偏心量。当采样间隔满足。i+1-8i=3600/N时，可对以上二式做均值处理，有(B.3) 为三V的二Sv十词句+叶三叫一v)(B.4) D 月
45、QU o piv 川二月1-N D E + D r 川二叫1-N + D QU mM V 川2问1-N 158 JJG 429-2000 rv诅rVi考虑到如下关系:rD =均rDi三cos(8i一的)= 0 cos( 8i一句)= 0 (B.5) 自V饥二Sv十rv有(B.6) ;当飞SD+ rD 在第二位置，标准圆柱倒向放置。分别在原上下二截面上测量圆轮廓，信号中仍含导轨倾斜分量，得测量序列jVvif和jV Di f，并有如下关系式:(B.7) Vi -S + ri + Ecos( 8i一斗)(B.8) 式中:耳、马一一分别为试件倒置后导轨在上、下两测量截面的倾斜量;白、吭一一分别为试件倒
46、置后，上、下两测量截面上轮廓回转轴线的极径;E仨、E丰z一一分别为试件倒置后、上、下两截面相对回转轴线的偏心量。同理可得:Vi S丰+r乌+E乌cos(8i一乌)(B.9) FV T + V QU Ff川V 川三叫1-N 、，。tEA B /，、为=几i-S乌+r丰(B.ll) 做叠加处理，式(B.6)减式(B.5)，式(B.l0)减式(B.9)，有v r D r + V QU D QU 一一切V 川勺叫1-N D V 川二叫1-N (B.12) v f pD r 十rV QU FD QU 一一,TH V 川三刊1-N W忖川二叫1N 159 /飞.丐JJG 429-2000 S = SD -
47、 Sv r rD - rv AS=SD-Sv (B.13) Arp =rD-rpv r A + QU A 归V 川二叫1-N m v 川二叫1-N 有(B.14 ) N-l N-l 元旦VDi元旦V切=SD十的S = S 利用关系:(B.15) r = - r r A QU A FW V 川二叫1-N D V 川三叫1-N 由式(B.14)可得(B.16) 式(B.13)加式(B.15)有S = ; (词句一出叫+(出弘一自v仨) 式(B.13)减式(B.15)有N-l , N-l r = ; (为主hiEv寸传言凡去EVK)l式中，S为导轨在H范围内相对主轴回转轴线的倾斜量，可作为导轨相对主
48、轴回转轴线的平行度误差;r为标准圆柱上、下两截面的半径差。这样，标准圆柱形状误差(锥度)与导轨相对主轴回转轴线的倾斜量就可以得到。(B.17) 回转基准与传感器亘线运动基准间的位置关系判别原则用一标准圆柱角尺，正置放于所选仪器工作台上，测量该位置上的圆柱度误差值，并考察轮廓形状;然后将标准圆柱角尺倒置在同一工作台上，按原方法测量圆柱度误差值，并考察轮廓形状。形状应眼随正置和倒置变化，从而使回转基准与传感器直线运动基准间的位置倾斜关系限定在一定的倾斜范围内。倾斜判别:(1)正向测量时，形状为倒锥;倒向测量时，形状仍为倒锥:表明Z向导轨相对于主轴回转轴线正向有较大倾斜量。(2)正向测量时，形状为正
49、锥;倒向测量时，形状仍为正锥:表明Z向导轨相对于主轴回转轴线负向有较大倾斜量。(3 )形状眼随正置和倒置变化:表明Z向导轨相对于主轴回转轴线无倾斜分量(或倾斜量小于圆柱度误差)加入。160 8 , 2 JJG 429-2000 附录C主要检定工具及其技术要求C.l 标准球、标准半球(见图C.1、图C.2)图C.1标准球图C.2标准半球C. 1. 1 工作圆截面圆度不大于0.05m。C. 1. 2 标准球或标准半球装入球座，不应松动、变形。C. 1.3 球座应有编号和标记点。C.2 标准椭圆柱(应为正椭圆柱)(见图C.3) A-A 图C.3标准椭圆柱C.2.1 椭圆柱上的长轴D应与座上的标记点对准。20:!:O.Ol R25 C.
