CN103148817A - 一种精密测量中的温度补偿方法 - Google Patents
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Abstract
一种精密测量中的温度补偿方法，涉及一种温度补偿方法。本发明是要解决温度变化导致测量零件尺寸有误差的问题，方法为：一、测量工件温度；二、测量计量器具的温度；三、测量量具的温度；四、若量具温度在工作中未发生变化，根据AcS＝UnS-(((TP-20)*CP*UnS)-((TG-20)*CG*UnS))计算；五、若量具温度发生了变化，根据AcS＝UnS-(((TP-20)*CP*UnS)-((ΔTG)*CG*UnS)-((TM-20)*CM*UnS))计算。本发明应用于机械加工领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种温度补偿方法。
背景技术
止口过盈配合结构设计在汽轮机中应用非常普遍，为保证零件配合的过盈量，在凹凸止口加工时，必须精确控制止口尺寸，才能保证最后装配时适当的过盈量。环境温度变化，切削过程中产生的热量都会引起零件尺寸的变化，同时也影响量具本身尺寸变化。不同的材质对于温度的膨胀系数也是不同的。因此在关键尺寸的精确测量时，温度变化使得在一个温度下测量的数值在另一个温度下发生变化，导致测量不准确，控制精度不严格，产生很大误差。尤其在精密加工中这一问题必须要考虑。现有测量过程，往往只考虑使用精密仪器进行测量，对各种温度变化带来的尺寸误差没有量化的精确修正，特别是北方环境温差变化比较大，导致止口尺寸控制不精确。
发明内容
本发明是要解决温度变化导致测量零件尺寸有误差的问题，提供了一种精密测量中的温度补偿方法。
本发明一种精密测量中的温度补偿方法，是通过以下步骤进行的：
一、测量工件温度，检查工件不同位置的3点温度，偏差不超过0.5℃，取3点的平均值即为工件温度；
二、测量计量器具的温度，在两端及中间部位测量3个点，偏差不超过0.5℃，取平均值即为计量器具的温度；
三、用计量器具对测量量具进行计量，并测量量具的温度，测量方法为在两端及中间部位测量3个点，偏差不超过0.5℃，取平均值即为量具的温度TG1；在量具测量工件前再次测量量具的温度，测量方法为在两端及中间部位测量3个点，偏差不超过0.5℃，取平均值即为量具的温度TG2；TG1和TG2的差值的绝对值为ΔTG；
四、若TG1＝TG2，则根据AcS＝UnS-(((TP-20)*CP*UnS)-((TG1-20)*CG*UnS))计算补偿值，其中TP为工件温度，单位为℃；TG1为量具的温度，单位为℃；CP工件膨胀系数，单位为mm/℃；CG为量具膨胀系数，单位为mm/℃；UnS为在测量条件下的测量值，单位为mm；AcS为温度补偿后的值，单位为mm；
五、若TG1≠TG2，则根据AcS＝UnS-(((TP-20)*CP*UnS)-((ΔTG)*CG*UnS)-((TM-20)*CM*UnS))计算补偿值，其中TP为工件温度，单位为℃；TM为计量器具的温度，单位为℃；CP工件膨胀系数，单位为mm/℃；CG为量具膨胀系数，单位为mm/℃；CM为计量器具膨胀系数，单位为mm/℃；UnS为在测量条件下的测量值，单位为mm；AcS为温度补偿后的值，单位为mm。
1.国际标准的测量温度是20℃(68°F)，如果测量系统中所有的元素都是20℃(68°F)，那么就无需考虑进行温度补偿，不管工件，量具，计量器具为何种材料。2.如果测量系统的所有元素的温度基本相同(不超过1°F)，并且膨胀系数基本相同(不超过10％)，那么就无需考虑温度补偿。3.如果测量直径大于500mm，并且1和2的条件不具备，这时需要考虑温度补偿。4.如果工件，量具，计量器具的测量温度的偏差不超过1°F，不考虑温度补偿，否则，要考虑。5.一般的，如果公差的比率小于.05％，才需要考虑温度补偿。公差范围/基本尺寸*100＝公差比率％，本发明提供一种测量过程中如何进行温度补偿修正测量值的具体实施方法，包括如何进行测量，尺寸修正计算公式，克服了温度变化导致测量零件尺寸有误差的问题。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种精密测量中的温度补偿方法，是通过以下步骤进行的：
一、测量工件温度，检查工件不同位置的3点温度，偏差不超过0.5℃，取3点的平均值即为工件温度；
二、测量计量器具的温度，在两端及中间部位测量3个点，偏差不超过0.5℃，取平均值即为计量器具的温度；
三、用计量器具对测量量具进行计量，并测量量具的温度，测量方法为在两端及中间部位测量3个点，偏差不超过0.5℃，取平均值即为量具的温度TG1；在量具测量工件前再次测量量具的温度，测量方法为在两端及中间部位测量3个点，偏差不超过0.5℃，取平均值即为量具的温度TG2；TG1和TG2的差值的绝对值为ΔTG；
四、若TG1＝TG2，则根据AcS＝UnS-(((TP-20)*CP*UnS)-((TG1-20)*CG*UnS))计算补偿值，其中TP为工件温度，单位为℃；TG1为量具的温度，单位为℃；CP工件膨胀系数，单位为mm/℃；CG为量具膨胀系数，单位为mm/℃；UnS为在测量条件下的测量值，单位为mm；AcS为温度补偿后的值，单位为mm；
五、若TG1≠TG2，则根据AcS＝UnS-(((TP-20)*CP*UnS)-((ΔTG)*CG*UnS)-((TM-20)*CM*UnS))计算补偿值，其中TP为工件温度，单位为℃；TM为计量器具的温度，单位为℃；CP工件膨胀系数，单位为mm/℃；CG为量具膨胀系数，单位为mm/℃；CM为计量器具膨胀系数，单位为mm/℃；UnS为在测量条件下的测量值，单位为mm；AcS为温度补偿后的值，单位为mm。
1.国际标准的测量温度是20℃(68°F)，如果测量系统中所有的元素都是20℃(68°F)，那么就无需考虑进行温度补偿，不管工件，量具，计量器具为何种材料。2.如果测量系统的所有元素的温度基本相同(不超过0.5℃)，并且膨胀系数基本相同(不超过10％)，那么就无需考虑温度补偿。3.如果测量直径大于500mm，并且1和2的条件不具备，这时需要考虑温度补偿。4.如果工件，量具，计量器具的测量温度的偏差不超过0.5℃不考虑温度补偿，否则，要考虑。5.一般的，如果公差的比率小于.05％，才需要考虑温度补偿。公差范围/基本尺寸*100＝公差比率％，本实施方式提供一种测量过程中如何进行温度补偿修正测量值的具体实施方法，包括如何进行测量，尺寸修正计算公式，克服了温度变化导致测量零件尺寸有误差的问题。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中测量工件温度，检查工件不同位置的3点温度，偏差为0～0.4℃。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤二中测量计量器具的温度，在两端及中间部位测量3个点，偏差为0～0.4℃。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤三中测量量具的温度，测量方法为在两端及中间部位测量3个点，偏差为0～0.4℃。其它与具体实施方式一至三之一相同。
通过以下试验验证本发明的有益效果：
试验1、本试验一种精密测量中的温度补偿方法，是通过以下步骤进行的：一、测量工件温度，检查工件不同位置的3点温度，偏差不超过0.5℃，取3点的平均值即为工件温度，工件温度为30℃；二、测量计量器具的温度，在两端及中间部位测量3个点，偏差不超过0.5℃，取平均值即为计量器具的温度，计量器具温度为37℃；三、用计量器具对测量量具进行计量，并测量量具的温度，测量方法为在两端及中间部位测量3个点，偏差不超过0.5℃，取平均值即为量具的温度TG1＝35℃；在量具测量工件前再次测量量具的温度，测量方法为在两端及中间部位测量3个点，偏差不超过0.5℃，取平均值即为量具的温度TG2＝35℃；TG1和TG2的差值的绝对值为ΔTG＝0；四、工件膨胀系数为2.0*10-5mm/℃；量具膨胀系数为1.5*10-5mm/℃，工件尺寸的测量值为1500.09mm；根据AcS＝1500.09-(((30-20)*2.0*10-5*1500.09)-((35-20)*1.5*10-5*1500.09))计算补偿值，温度补偿后工件的实际尺寸为1499.45mm。由此可见，本试验克服了温度变化导致测量零件尺寸有误差的问题。
试验2、本试验一种精密测量中的温度补偿方法，是通过以下步骤进行的：一、测量工件温度，检查工件不同位置的3点温度，偏差不超过0.5℃，取3点的平均值即为工件温度，工件温度为30℃；二、测量计量器具的温度，在两端及中间部位测量3个点，偏差不超过0.5℃，取平均值即为计量器具的温度，计量器具温度为37℃；三、用计量器具对测量量具进行计量，并测量量具的温度，测量方法为在两端及中间部位测量3个点，偏差不超过0.5℃，取平均值即为量具的温度TG1＝35℃；在量具测量工件前再次测量量具的温度，测量方法为在两端及中间部位测量3个点，偏差不超过0.5℃，取平均值即为量具的温度TG2＝37℃；TG1和TG2的差值的绝对值为ΔTG＝02；四、工件膨胀系数为2.0*10-5mm/℃；量具膨胀系数为2.7*10-5mm/℃，计量器具的膨胀系数为1.4*10-5mm/℃。工件尺寸的测量值为1500.09mm；根据AcS＝1500.09-(((30-20)*2.0*10-5*1500.09)-(2*1.4*10-5*1500.09))-((37-20)*1.4*10-5*1500.09))计算补偿值，温度补偿后工件的实际尺寸为1499.39mm。由此可见，本试验克服了温度变化导致测量零件尺寸有误差的问题。
Claims (4)
1.一种精密测量中的温度补偿方法，其特征在于精密测量中的温度补偿方法是通过以下步骤进行的：
一、测量工件温度，检查工件不同位置的3点温度，偏差不超过0.5℃，取3点的平均值即为工件温度；
二、测量计量器具的温度，在两端及中间部位测量3个点，偏差不超过0.5℃，取平均值即为计量器具的温度；
三、用计量器具对测量量具进行计量，并测量量具的温度，测量方法为在两端及中间部位测量3个点，偏差不超过0.5℃，取平均值即为量具的温度TG1；在量具测量工件前再次测量量具的温度，测量方法为在两端及中间部位测量3个点，偏差不超过0.5℃，取平均值即为量具的温度TG2；TG1和TG2的差值的绝对值为ΔTG；
四、若TG1＝TG2，则根据AcS＝UnS-(((TP-20)*CP*UnS)-((TG1-20)*CG*UnS))计算补偿值，其中TP为工件温度，单位为℃；TG1为量具的温度，单位为℃；CP工件膨胀系数，单位为mm/℃；CG为量具膨胀系数，单位为mm/℃；UnS为在测量条件下的测量值，单位为mm；AcS为温度补偿后的值，单位为mm；
五、若TG1≠TG2，则根据AcS＝UnS-(((TP-20)*CP*UnS)-((ΔTG)*CG*UnS)-((TM-20)*CM*UnS))计算补偿值，其中TP为工件温度，单位为℃；TM为计量器具的温度，单位为℃；CP工件膨胀系数，单位为mm/℃；CG为量具膨胀系数，单位为mm/℃；CM为计量器具膨胀系数，单位为mm/℃；UnS为在测量条件下的测量值，单位为mm/℃；AcS为温度补偿后的值，单位为mm。
2.根据权利要求1所述的一种精密测量中的温度补偿方法，其特征在于步骤一中测量工件温度，检查工件不同位置的3点温度，偏差为0～0.4℃。
3.根据权利要求1所述的一种精密测量中的温度补偿方法，其特征在于步骤二中测量计量器具的温度，在两端及中间部位测量3个点，偏差为0～0.4℃。
4.根据权利要求1所述的一种精密测量中的温度补偿方法，其特征在于步骤三中测量量具的温度，测量方法为在两端及中间部位测量3个点，偏差为0～0.4℃。
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| CN (1) | CN103148817A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111692976A (zh) * | 2020-06-08 | 2020-09-22 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种温度形变自补偿的数显长度基准装置 |
Citations (3)
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| CN1394026A (zh) * | 2001-07-02 | 2003-01-29 | 福建华科光电有限公司 | 一种新颖的interleaver温度补偿方法 |
| CN102168960A (zh) * | 2011-01-10 | 2011-08-31 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种切削加工铝合金零件温度补偿方法 |
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2013
- 2013-02-26 CN CN2013100601742A patent/CN103148817A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
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