基准转换在几何量计量中的运用分析

朱运

中国航发长春控制科技有限公司 吉林长春 130000

生产制造业中，零部件设计、加工到装配都需要精确的几何量测量，以保证产品的质量与精度。基准面的选择又是几何量测量中关键一环，通过基准点、基准直线和基准平面，使加工出来的实际产品符合设计与工艺。然而在实际测量中，对于不同零件的特殊结构，往往会出现基准与被测要素不在同一平面的问题，加大了实际测量难度。基准转换的出现解决了实际测量难题，并获得了准确数据。本文就基准转换在几何量测量中的实际应用问题，做了具体讨论与分析。

1 几何量计量概述

1.1 几何量计量的作用

几何量计量在工业生产、机械制造业中应用十分广泛，是保证零件尺寸、形状、质量的关键，因此从业者就如何提高实际测量的精准度，做了大量的研究与实验。在工业生产中，要保证加工出来的实际零件符合设计与工艺，务必对其长短、大小、角度、形状、位置做具体测量，以使加工出来的零件满足设计特征。在科学技术领域，许多尖端技术与几何量测量关系密切，包括技术突破、农业生产、机械制造、国防建设等，只有精确的测量，才能保证产品质量，进而应用于各大行业中。

几何量计量在工业生产与机械制造业中尤为重要，在生产零部件时，精确的测量不仅可以保证产品精度，而且可以减少废品，提高产业的经济性能。另外，精确的测量可以减少产品误差，使得生产出来的零件，满足机械设备运转需求，提高使用寿命。几何量计量对工业生产制造业的经济效益有直接影响，不仅可以提高零件生产合格率，确保零件的尺寸、形状、角度、位置、表面粗糙程度符合设计标准，而且在出现偏差时，也可以根据测量结果采取相应的措施，及时修改生产线，进而提高了产业的经济效能[1]。

1.2 几何量检测的意义

检测技术是工业生产与机械制造的核心标准，保证了产品的设计、加工与检测。在产品加工时，为了保证零件的精度，需要对已经完成的零件进行检测与测量，以保证符合生产标。测量工作开始前，要检查测量工具的量程与单位，并且实际操作要严格遵循测量方法，以保证数据准确性。物体表面的几何特征被叫做几何量，包括零件的长短、大小、形状、角度等因素，从科学角度分析，几何量具有基本性、多维性、广泛性的特点。通过测量，使零件的加工与检测符合实际要求，并且与设计基本一致。

2 基准转换原则

工业生产中，要保证加工的零件符合实际需求，务必在加工与设计中开展几何量测量工作，以保证零件的生产质量。对于形状特殊的零件，常常出现理论基准与实际检测中的“面”不同的现象，理论测量脱离了实际基础，此时就需要利用精准转换原则，将理论测量转为实际测量，获得被测要素与实际基准之间的互换关系，并且得到精准测量结果。要降低检测结果的误差，基准转换时，中间基准选择就成了至关重要的一环，既要遵循设计与工艺，又要满足测量需求，最大限度的保证结果的精确性。

2.1 粗基准原则

粗基准是基准转换的重要原则，也是保证生产加工中零件质量的第一道衡量标准，既能保证尺寸，又能降低误差，减少了废件的产生，提高了产业生产率。首先，零件在生产加工时，对基准面的首次装夹定位，称为粗基准。零件加工一般表面凹凸不平，具在特殊结构，通过对各个表面的定位，确定零件的大小、长短、形状、角度等精度，以保证生产出的零件符合设计工艺。其次，要建立基本目标系统。生产制造产业在应用粗基准原则时，会面对各种各样的问题，对于某些零件的表面粗基准行为公差很难确定，包括基准表面积大、铸造表面粗糙，此时很难直接运用粗基准原则，需要建立基准体系，解决生产加工中的定位问题。以某型号活塞工艺为例，现阶段所使用的活塞，一般具有低排放、高功率的特性，对活塞要求较高，办公生产时需保证零件精度，比如尺寸、重量、形状等，粗基准正是活塞加工工艺中重要的一环，如果选择不当，会直接影响活塞的生产质量，进而降低活塞的功率造成。所以，粗基准是现代加工生产业重要的工艺指标，对实际生产有指导意义，准确的基本面选择，既可以提高产业的生产效率，又可以保证企业的良性发展[2]。

2.2 精基准原则

在零件生产制造时，精加工阶段对其采用的定位基准被称为精基准。精基准的选择、控制与使用，直接决定了零件表面、形状、位置的精确度，是消除误差，确保零件质量的重要衡量标准。精基准的选择与应用是在零件已经经过粗基准的基础上进行的，对零件的表面要求较高，利用点、线、面的位置关系，确定零件的形状、位置等精度，对表面加工以及加工顺序都有直接的影响。以活塞的加工为例，止口和中心孔在加工时，直接决定了产品的性能，因此，加工时需精确测量，保证生产工艺。传统的机床加工工艺以液压系统为主，存在一定的漏洞，比如采用的顺序阀，不仅使游动系统更加复杂，且实际开启时间与预计开启时间往往存在偏差，造成了工件准确性不足。因此，在工件加工生产中，精准的确定产品质量有积极的促进作用。

3 基准转换在几何量计量中的实际应用

3.1 数显测高仪示值的误差检定

数显测高仪是目前工业生产中较为领先的科学技术，他以光栅、磁栅、容栅为基本测量组件，可以精确测量点、线、面、空孔轴直径、中心距等数据，是精密性极高的检测仪器。数显测高仪内部还有许多精确的测量元件，对室温湿度要求较高，如果室温湿度不符合使用标准，会影响数据的精确度，产生误差。除此之外，正确的使用方法也是提高精准度减小误差的重要手段。生产制造业中，应用数显测高仪检测元件表面数据出现误差时，往往要从以上两个因素排除误差产生原因，如排除环境和检测方法，可以应用基准转换检测数值误差。以大理石平面为例，要获得准确的检测数据，首先要确定大理石与机器温度相似，仪器示数清零，然后开始常规操作。此时如果出现所得数据准确度不高，存在误差，要开启仪器预设功能，测量大理石表面的平整程度，避免外在因素造成的误差，以提高检验数据的准确性。

3.2 激光干涉仪的检定

激光干涉仪属于高精度加工工件，利用自身发射的激光波长测量元件长度。与普通测量手段相比，激光干涉仪方向性强、抗干扰性能强，所得数据更加准确，可用于直线度、垂直度等几何精度检测，不仅节省测量时间，也避免了手动操作与计算的误差，最大限度提高原件精度。加工生产中利用激光干涉仪时，往往将探头其安装在三脚架上，通过反射镜测量元件长度。如果所得数据有误差，首先检测激光干涉仪是否正常工作，可放在平板上，查看显示数值是否稳定。其次，排分光镜的放置问题，避免由设备倾斜、重心偏移等引起的系统误差。

3.3 指示表检定仪误差的检定

在工业生产领域，指示表检测仪应用十分广泛，可以帮助技术人员准确测量工件精度，避免资源浪费，提高工件设计、加工、检测的精度。前市场上流通的指示表检测仪以自动光栅式为主，通过光栅明暗变化，采集数据样本，并对其进行分析、运算，从而得到精确的数据检测结果。设备在运行中所得检测数据存在误差时，可以利用电感测温仪对检测仪进行检定，观察指针示数，读出电感测温仪显示的准确误差值。由于仪器在长时间使用、储存过程中，各部件难免产生磨损，影响检测精度，所以检测时，基本面的选择十分重要。避免误差出现，检测时要选择平整的基准面，避免出现凹陷情况，保持电感测位仪仪器水平，示数归零，然后重新检定，提高检测精准度。因此，在工业生产中，应用指示表检定仪时，基准面的选择十分重要，只有合理选择基本面，才能保证测量精度，减小测量误差[3]。

4 结语

工业生产与机械制造业中，零部件的设计、加工、装配都离不开几何量测量，技术人员要从点、线、面三方面，确定基准面的标准程度，以减少位置公差，使理论检测值与实际检测值基本保持一致，确定结果的精准度。另外对于特殊结构，无法直接选择基准面，技术人员要通过基准转换，使被测要素与实际基准保持一致，力求测量结果准确无误。本文结合工业生产实际，对基准转换原则与运用做了具体分析，并结合实际案例，利用基准转换减小几何量计量中的检测误差做了深入分析，以提高零部件精度与产业生产效率[4]。