如何测量平面度 - 技术文章
有多种方法可以测量表面的平面度。在平面研磨领域，最常用的方法是使用单色钠光源和光学平晶。这种方法可以以经济的方式提供极高精度的测量，比大多数三坐标测量机的精度更高。
什么是光带？
光带是由艾萨克·牛顿于1717年首次研究发现的干涉图样，是由光在两个表面之间的反射产生的。
使用单色光源时，可以利用这一现象来计算组件的平面度，但组件的表面必须具有反射性才能显示光带。光带由明亮和暗的条纹组成，这些条纹对应于单色光的波长。在钠光源的情况下，其波长为589nm。在检查部件平面度时，只计算暗条纹，由于这是总条纹的一半，每条暗条纹等于294nm或0.00029mm。
钻石研磨工艺非常适合产生可反射的表面，经过研磨操作后可以直接使用此方法来测量平面度。
平面度计算器
显示平整度精度的典型光带图案
| 表面几何形状 | 1 光带 0.00029mm | 2 光带 0.00058mm | 3 光带 0.00087mm | 9 光带 0.00261mm | |
|---|---|---|---|---|---|
凸面或凹面表面平行于平面对称图案 |  |  | |||
凸面凹曲面带将向相反方向弯曲非对称图案 |  |  | |||
圆柱形凸面或凹面对称图案 |  |  | |||
鞍形对称图案 |  |  | |||
使用光学平板测量平整度
首先用镜头纸或柔软的无绒布清洁组件和光学平板的表面。两者必须绝对清洁。小心地将光学平板放置在组件的顶部，勿滑动。当光学平板和组件结合时，通过平板会出现线条。调整以获得如图所示的线条图案。这些线条是干涉条纹或带，是组件表面相对于光学平板的高低指示。
获得线条图案后，您可以开始解释它以测量组件的表面。每条条纹的宽度对应于组件和光学平板之间的距离。通常，较宽的条纹表示更大的距离，而较窄的条纹表示较小的距离。
要计算表面偏差量，可以使用一个考虑到光波长、条纹之间的距离和材料折射率的公式。通过这些信息，您可以高度精确地确定组件的平整度。光学平板广泛应用于精密部件（如光学镜片和半导体晶圆）的制造和测试。使用光学平板测量表面平整度，制造商可以确保产品符合严格的质量标准，并在预定应用中达到最佳性能。
显示完美平整度的光带读取
研磨板平整度
凸面
环形图案向手指压力方向移动。如果工件是凸面的，则研磨板是凹面的。
研磨板凹面
控制环必须移动到板的外侧以纠正此情况凹面
环形图案远离手指压力方向移动。如果工件是凹面的，则研磨板是凸面的。
研磨板凸面
控制环必须移到板的内侧以纠正此情况平行的直线带，而不是光带的宽度，表示平整度。
平整度与平行度的测量
虽然平整度和平行度相关，但它们并不是同一个概念。平整度衡量的是单个表面平整光滑的程度，而平行度衡量的是两个表面彼此对齐的程度。换句话说，平整度是一个单独的属性，而平行度是一个比较属性。此外，平整度通常使用平面板和指示表来测量，而平行度通常使用平面板和高度规或指示表来测量。
平整度指的是一个表面完全平整光滑的程度。平整的表面没有高点或低点，完全均匀。平整度通常使用平面板进行测量，平面板是一个大而平的花岗岩或铸铁板。平面板作为参考表面，用来测量零件的平整度。为了测量平整度，被测零件被放置在平面板上，使用指示表测量零件与平面板之间在不同点的距离。测量结果会在零件表面的不同位置读取，以确保零件是均匀平整的。然后，通过比较每个测量点的读数来计算平整度，确定与完美平整度的偏差。
平行度指的是两个表面彼此完全平行的程度。换句话说，平行度衡量的是两个表面对齐的紧密程度。平行度也通常使用平面板和高度规或指示表来测量。为了测量平行度，将两个零件放置在平面板上，其中一个零件放在另一个零件的上面。然后，使用高度规或指示表测量这两个零件在它们表面不同点之间的距离。通过在多个位置读取数据，确保两个表面是均匀平行的。然后，通过比较每个测量点的读数来计算平行度，确定与完美平行度的偏差。
表面光洁度图表
表面是通过多种材料去除过程产生的。最终的几何形状可以最好地看作分为三个部分——粗糙度、波纹度和形状。
基本参数
参数 - 这里展示了各种参数Ra和Rt。可以看到，中线是将区域分开的一条线，使得：A1 + A3 + ............ A7 = A2 + A4 + ............ A8。两种最常见的表面光洁度测量参数是Ra和Rt，它们的定义如下：
Ra 是全球公认的最常用的粗糙度国际参数。它是粗糙度轮廓偏离平均线的算术平均值。
Rt 是测量长度内，轮廓的最大峰谷高度。测量结果通常以微米为单位，1微米 = 约40微英寸。
Ra和Rt的示例
绘图中常见的表面光洁度或纹理描述：
符号A 如何指定Ra微米的最大粗糙度值。
符号B 如何指定最大和最小粗糙度值。
符号C 如何指定最大粗糙度和加工工艺。
Kemet转换表
| 英制到公制 | ||||
|---|---|---|---|---|
| 毫米 (mm) | 微米 (μm) | 埃 (Å) | ||
| 1 英寸 (1.00”) | = | 25.4 | 25,400 | 254,000,000. |
| 1 千分之一 (0.001”) | = | 0.0254 | 25.4 | 254,000 |
| 1 微英寸 (μin) | = | 0.0000254 | 0.0254 | 254 |
| 公制到英制 | ||||
| 英寸 | 千分之一 | 微英寸 | ||
| 1 毫米 (mm) | = | 0.03937 | 39.37 | 39,370 |
| 1 微米 (μm) | = | 0.00003937 | 0.03937 | 39.37 |
| 1 埃 (Å) | = | 0.000000003937 | 0.000003937 | 0.003937 |
