HB Z 129-1988 光学工具法安装准确度.pdf

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1、中华人民共和国航空工业部部标准HB/Z 129-88 指导性技术文件光学工具法安装准确度1988-04-09发布1988-09-01实施中华人民共和国航空工业部批准目次1 主题内容与适用范围.(1)2 符号(1)3 基本误差环节(幻4 基本误差组合(15)5 综合安装准确度尺寸链累积误差计算公式门的附录A光学工具法安装准确度计算典型实例. . (22) 中华人民共和国航空工业部部标准光学工具法安装准确度HBjZ129-S8 1 主题内容与适用范围本标准适用于飞机、火箭、导弹制造业。也适用于造船、机床、重型机械、太型电机、机车、车辆、高能加速器、大型雷达天线、射电望远镜等行业.本标准与航空工业部

2、部标准HBjZ82-84(500,-,800 125., 200 O. 009 800- 1250 200-325 O. 012 1250-1600 325-500 0.015 1600-2000 3.3. 1. 4 t杆千分尺温度影响误差) 0.020 Q. 025 0.030 O. 035 m口1L ) 2000,._, 2500 0.040 2500,., 3150 0.050 31504000 O. 060 4000,._ 5000 0.070 C:h)o=.1 .1t L0的= v (L1 t L ,1 1u)Z + (.1 L二豆7千(.10一二.1t jL),. (51) 式中:

3、，10一一长杆于分尺与被测工件线温度膨胀系数之差;L1t一一长忏千分尺与被测工件温度之差;jA 线温膨胀系数之差的误差;jAI一一温度之差的误差$jL一一工件长度之差。3. 3. ,. 5 长杆于分尺变形误差长杆干分尺接杆长度不大于1600mm时，或长杆千分尺接抨大于1600mm时其支点间距离小于1600mm时= O. 006m例3. 3. 1. S t乏杆千分尺转接误差(见表17及图5)8 HB/Z129-88 1m 序号转接方式) 从孔量起2 川、面量起-一-一-一O. 05 3 从球量起4 从长杆千分尺目标量起表17L:t O. 寸寸t，/了0.005 L c L :t O. OC冶:?

4、 1L士0.005|:1:1: 一一_L-一一卜Jb d 图5长杆干分尺的转接从孔量起b_ 从面最起从球最起tl. p二丰ff分尺叫h光学工具带尺的误差3.3.2.1 刻线光学工具尺的误差(见图6)任意两刻线之间距离误差3. 3. 2 甲=:J=二O.005m1皿9 光学工具带尺图6HB/Z129-88 3. 3. 2.2 孔式光学工具尺的误差(见图7)= O. 01mm 11-尸7.dt 图7光学工具轴3. 3. :5 工具轴的误差3.3.3.1 工具轴孔距误差任意孔之间距离误差= O. Olmm 3. 3. 3. 2 工具轴接长误差见图8)两根工具袖对接在一起，两对接孔距误差3.3.4 常

5、用通用测量工具误差= Q. 012mm Jl7 小12一、hr 图8光学工具轴的对接3.3. 4.1 游标卡尺、千分尺、千分表的误差(见表18)3. 3. 4. 2 钢直尺的误差(见表19)3. 4 测水平误差3.4. 1 水准器的误差3.4. 1. 1 普通水准器的误差二O.15(52) 3.4.1.2 符合水准器的误差Q. 5 =一-r一. . . 1.111 .111 . ., . ,. ,. . (53) 3.4. ,. 3 电子水平仪的误差(见表20)10 HB; Z129 - 88 表19L 。-150。，.，.300。，.，.500。-10000-1500 。-2000表20量程

6、480 ( 3 3. 4.2 调水平反射镜的误差= 1 3.5 11铅垂误整3. 5. 1 垂准镜的误差=1 3. 5. 2 悬垂线的误差在无气流扰动的情况下，高度在10000mm之内= O. 015mm 3. S 测角误费3. S. 1 象限仪的测角误差=3 3. S. 2 经纬仪的测角误差=俨3.6.3 直角头的测角误差= 1 m1 ( O. 08 0.10 O. 15 O. 20 O. 27 O. 35 100 50 0.32 0.30 革R】町1序表18111TtO50_1三0-801802士120-181中260-36f3巴分格值量具名称号也Q. 070 Z囚N-MJ!但0.090

7、O. 110 . !0.060 川同O. 057 O. 045 0.045 O. 040 0.02 测量外尺寸测量内尺寸O. 070 O. 100 0.100 0.060 0.060 程游标0.150 O. 150 0. 080 0. 02 游标深度尺和高度尺O. 05 q s 0.150 O. 150 寸0.01 零级千分尺3 O. 01 l级干什尺0.01 2级干分尺F J -一一寸一一一一一一一一一一寸一一一O. 01 8 HB;Z129-88 3.6.4 工具经纬仪的测角误差= 1 3. 7 安黯误差3.7.1 球体内孔与外径的同轴度误差= O. 005mm 3. 7. 2 光学目标的

8、误差3. 7. 2. , 球体目标中心与外径同袖度误差= O. 005mm 3. 7. 2. 2 插孔目标中心与尾抨同轴度误差= O. 01mm 3.7.3 准直望远镜的误差3. 7. 3. 1 准直望远镜的光袖与机械铀同袖度误差= O. 005mm 3. 7. 3.2 准直望远镜的光轴与机械轴平行度误差=3 3. 7. 4 零距直角头a、b、c值的误差二O.02mm3. 7.5 工具经纬仪的误差3. 7. 5. 1 工具经纬仪横轴与视轴的垂直度误差= 2 3. 7. 5.2 工具经纬仪横轴与坚轴的垂直度误差= 2 3. 7. 5. 3 工具经纬仪的侧镜与视铀的平行度误差= 2 3. 8 孔一

9、轴转接误差3.8.1 袖靠孔的固定一边的转接误差图9及表21)13 HB/Z129- 88 K=l=0 表2mm 孔轴配合H7/h68 AU - 12 18 也o. 0044 o. 0044 o. 0053 0.0053 以7FhT/图9轴靠孔的固定一边的转接3.8.2 轴以等概率靠孔的任意_.-边的转接误差(见图10及表仅)K = 1. 09=0 表22自1m(,) 孔辅配合H7/h68 nu 1 12 18 0.012 O. 0145 O. 0145 阁0轴以等概率靠孔的任意一边的转接. d. 3 轴以等概率在于1内任意位W:(见图门及表23)4 HB!Z129-88 K= 1. 06=0

10、 表23孔轴配合H7/h68 10 w Q.014 0.014 扩7/图11轴以等概率在孔内任意位置4 基本调锺组合由若干基本误差环节组成的误差环节，称为基本误差。本文提供一些典型的基本误差组合参数及计算公式。4. 1 光学站的误理4- 1. 1 球体目标光学站的误差= O. 007mm 4. .2 望远镜球体光学站的误差二O.008mm4.1.3 望远镜零距直角头光学站的误差= O. 02m11l 4. 2 光学视线的误擎4.2.1 光学视线的直线性误差4.2. ,. 1 望远镜光学视线的直线性误差mm 12 18 O. 0165 0.0165 .J = .1, +.:11臼的15 HB;Z

11、129-88 式中:.，1，一-准直望远镜的瞄准误差。其误差带之半.It;兰J.条;.,1, -一一准直望远镜调焦直线性误差。真误差带之半见3.2条。4.2. ,. 2 精密水准仪光学视线的宣线性误差.1 = .1, + .1,.(55) 式中:.1，一一精密水准仪的瞄准误差，其误差带之半的方程见3，1条;4一一精密水准仪的调焦直线性误差，见3.2条。4.2.1.3 工具经纬仪的光学视线的直线性误差A二11，+ .1，(5的式中:1.11一一工具经纬仪的瞄准误差，其误差带之半方程见3.1条E4一一工具经纬仪的调焦直线性误差，见3.2条。4. 2. 1. 4 精密经纬仪光学视线的直线性误差11=

12、. .叫7的栅司E法的简单近似经验计算公式(2)& = f ( n) L; I A. I (j . . . 11. 11 11. 11. ,. ,1 .11 . . .11 . 11.11 .(80) HB/ Z129-B8 式中f(n)见表240表24mm n f(n) n f(n) n f(n) n f(n) n f(n) 3 0.90 8 0.64 13 O. 43 18 O.3 26 O. 32 4 O. 89 9 O. 61 14 0.43 19 0.31 28 O. 31 5 0.88 10 0.57 15 O. 42 20 O. 36 30 O. 30 6 0.83 11 0.5

13、3 16 0.40 22 O. 35 35 0. 28 7 0. 70 12 0.50, 17 O. 39 24 O. 33 40 O. 27 此式适用于估算准确度。5. 5 卷积法的计算公式已知n个组成环的概率密度函数分别为f，(x,). f ,(x,) , f1 (xt) , ,fn(xn) .则闭环x : = X. + X2 + X，十+x，+x.其概率密度函数为!I:(x) = f，(x)铃f2(X)特f3(X)骨怜f.(x)骨骨f.(x).(81) 由fL(x)可求得闭环的各个分布参数，其值均为+ Xr; = I xh(x)tlx . (82) 均方差为 = J f: (x -iE)

14、2fr; 卷积法计算准确，适用于各种情况。但计算工作量大，需用计算机完成，21 HBjZ129一8月附录A光学工具法安装准确度计算典型实例(补充件)Al 用测微准直望远镜安辈叉耳孔的罔轴度用测微准直望远镜和光学目标安装叉耳孔A、B、Co计算其同轴度误差。如图A1所示。Y LJ 图AJ又耳孔的安装.，、丛、，c，一准直望远镜的调焦直线性误差;.!, .b、也一准直望远镜的瞄准误差p.l、创3、iOl一光学目标的同轴度;0.、.b4、QC4光学目标与孔的配合误差1-L L，一扎，LI = Llh一-一:L1.一一一:，j，V-LJ -. L3 - LJ-. 式中:Ja = A., + .1., +

15、 A十，1.J b = Ab十-:1b，十/h，十Jb . 1c = Ac，十12+ L1，十L1，当已知L，、L，、L，时，可以用5种计算方法叶算出累积误差带之半。设L，= O. 5m, L,= 7饰.L3= 13m 0 1:1 = O. 165 ; (极大极小法)1:，二O.059 ; (概率法1:1 = O. 089 ; (经验公式仆的.= Q. 083 ; (经验公式2)主气=O. 0560 (卷积法)C 叮当光学目标固定，使用方向不变时.，为果统误差。此时z还可小些。光学目标的孔轴配合误差，取真轴靠孔的一边的情况。X 以上计算的同轴度.为以A、c两点为萃准tB点相对于该两点连线的偏移

16、。所以正是在B点处二维的偏移量。22 HB;Z129-88 A2 内型板的安襄误差用在同一铅垂平面中两条平行光学视线，安装机身板件型架的内型板，主要技术要求是保证内型板外形相对位置准确度。安装方法如图A2所示。叽fB , / Z .亏，/工1/ A l/ / I X /,/ I / 己，-D / ,/ / / / /-ct / / / / / / 严/图A2内型板的安装用基准视线AB定位安装孔1，用辅助视线定位安装孔lIo内型板沿x方向的位置，包括自由度X9y、9，由工具轴和工具经纬仪定位(图中未示出)。计算误羞的坐标系如图A3所示。以A为原点，基准视线AB为x轴。在平面ABC中，过A点垂直于

17、AB的直线为z轴p过A点且毒直于平面ABC的直线为y轴。23 z N . HB/Zl29 88 z、J图A3误差座标系A2.1 内型板外形误差主要组成A2. ,. , 内形板安装孔位置误差a. 安装孔I的位置误差LlYl和Llz, ; b. 安装孔Il在y轴方向的位置误差，造成安装孔连线与平面ABC的平行度误差Ll9栋。A2. 1.2 内形板制造误差内型板制造误差，即内型板外形相对安装孔连线的误差。在内型板平面中，以安接孔I为原点.安装孔I和Il的连线为W轴。过安装孔I且垂直于安装孔I和II的连线为V袖。内型板外形某点在此坐标系中的位置以V、W表示，其误差以v、.w表示。24 在坐标系XYZ中

18、，内型板外形位置误差为.1y句L1Y，+ L1 V + W ,1, L1z也L1Z，-，1W十VAs而Ll y , =与与，+击队十叶L1.)+ L1! + L1.忖I一L;., L, ，1Z，=一一-斗.十一(J，+ .1, + A.) + .1, + J. L HB/Z129-88 ex为安装孔I、II连线在YZ平面中的位置误差，且Ay , - L1Y, A，=SH t L-L,. . L .1Yz=一一一二.1，+ -; (J!十l十LI.)十，15+ ,1, + .1 7 L 式中;，11一测微准直望远镜的位置误差1.1，一测微准直望远镜瞄准L处球体目标的瞄准误差;Ll3一测微准直望远

19、镜瞄准L处球体目标的调焦直线性误差FA一球体目标安装误差，LI，一测微准直望远镜瞄准安装孔中目标的瞄准误差:4一测微准直望远镜瞄准安装孔中目标的调焦直线性误差;儿一光学目标安装误差3.1.一测微准直望远镜安装误差;LI一球体目标安装误差。.1W、L1V为内型板制造误差。A2.2 计算方法用五种方法计算，求内型板外形位置误差带之半。设L=6m，Li =3m,H=2m, W=lm, V =0. 5m，v=w =0. lmm时，计算结果见表AL表A1mm 数计算方法实用近似极大飞飞、值极小法概率法试验公式法经验公式法卷积法(1) (2) 参数。)Y，O. 073 O. 035 0.050 O. 05

20、1 O. 034 l)y， O. 073 0.035 0.050 O. 051 O. 034 z, 0.061 0.033 0.045 O. 032 Wy O. 168 O. 108 O. j 39 0.150 O. 107 Wz O. 149 O. 106 O. 130 Q.133 O. 104 A2.3 提高安装准确度的措施a. 固定使用测微准直望远镜，可消除望远镜站误差.并使其相对球体目标的调焦直线性25 HBjZ129-88 误差也成为系统误差，而不影响各内型板安装孔I的直线性误差。b. 固定使用球体目标和插孔目标，以消除球体站误差和光学目标的同轴度误差。c. 增大尺寸H，可减少误差组成环对安装孔连线平行度误差.Ux的影响。d. 减少基准视线和辅助视线的平行度误差。e. 采用多次测量，用统计方法处理数据，以减少随机误差的分布带的宽度，采取如上措施之后，可将内型板外形位置误差带之半减小。附加说明z本标准由航空工业部三O一研究所提出。本标准由航空工业部国营一七二厂、南京航空学院负责起草。本标准主要起草人蒋有年、郑叔芳。26