01什么是平面度？

平面度是對表面形狀的一種度量，用于指示該表面上的所有點是否都在同一個平面上。平面度在幾何尺寸和公差（GD&T）中用平行四邊形表示，當兩個表面必須裝配在一起形成緊密密封時，平面度就特別有用。

使用平面度公差是為了確保某個即定表面位于兩個假想的、完美的、平行的平面內。換句話說，公差范圍位于被測表面上最高和最低可接受點之間。

02如何測量平面度？

測量平面度包括分析一個表面，找出它不完全平坦的程度。為此，首先要在表面上獲取一些點，以便找到包括所有這些點的兩個平行平面的包絡。下一步是找到盡可能小的平面夾層，而不考慮方向（因為這些平面可以在空間自由移動）。最遠的兩個點之間的距離就是平面度。因此，這兩個平面之間的空間越窄，這個平面就越平坦。

03測量平面度有哪些不同的測試方法？

塞尺和高度尺是兩種傳統(tǒng)的測量工具；它們當然具有成本優(yōu)勢和更高的易用性，但其測量的準確性在很大程度上取決于用戶的操作、設置和測量的環(huán)境。

測試零部件平面度的第一種方法是將零部件放在一個預設了平面度的三坐標大理石臺面上。然后，使用由已知厚度的條形材料制成的塞尺，將不同厚度的條形材料插入零部件下方。由于我們知道，一個表面一旦放置在大理石臺面上，就會靜置在它的三個最高點上，因此我們就能找出它的平面度。

帶有表盤指示器支架的高度尺也采用同樣的測量方法。一旦零部件放置在大理石臺面上，就可以通過在其表面上移動紅寶石測頭、確定最大和最小點來確定其平面度。如前所述，這個包絡與表面的平面度相對應。

這兩種傳統(tǒng)工具的優(yōu)點是，它們的價格通常非常實惠，同時也不需要使用額外的輔助工具。然而，這類方法的缺點是，找到的最大值和最小值取決于用戶在表面上移動量具的行為；如果量具沒有經(jīng)過與零部件上實際最高點和最低點相對應的點，那么找到的平面度將是錯誤的。此外，這兩種方法只能測量可接觸區(qū)域的平面度。例如，在三坐標大理石臺面上用塞尺測量一個 4× 8 英尺大的平面，它只能測量平面的外緣，而不能測量其中心，因為沒有足夠長的塞尺可以到達這么大的表面的中間。

測量平面度的儀器還有傳統(tǒng)三坐標、便攜式三坐標 以及三維激光掃描儀，但點觸式測量工具面臨著與傳統(tǒng)儀器相同的挑戰(zhàn)。事實上，如果錯誤地確定了最大和最小值，那么分析結果就是不正確的。然而，三維激光掃描儀掃描的是整個表面，獲得的點的密度要高得多，因此可以準確地測得最高和最低點。

04為什么平面度如此重要？

當我們有一個標稱模型（CAD 模型）和一個通過三維掃描獲取的點云數(shù)據(jù)時，我們可以通過將掃描數(shù)據(jù)與 CAD 模型配準，將前面兩者關聯(lián)起來。為此，我們可以使用基準，也就是參照實體。在計量學中，平面是一個被廣泛用于將測量點與 CAD 配準的實體。事實上，當對一個零部件進行分析以了解它與 CAD 有什么差別時，計量學最常使用的是由三個平面組成的對齊。

因此，一旦獲取了平面與平面與平面的對齊，就可以設置色圖，以確定實體是否在正確的位置，以及幾何形狀是否正確。如果不正確，就必須調整加工程序。

然而，如果數(shù)據(jù)與 CAD 模型的配準是基于本應是但實際卻不是平坦的表面，我們最終會得到這樣的結果：實體的加工質量是無可厚非的，但參考表面的加工質量就差強人意了。在這種情況下，錯誤消息將顯示零部件的所有方面都是錯誤的，因為由參考表面引起的錯誤將傳播到整個零部件上。這將導致人們認為零部件的加工質量很差，應被丟棄，殊不知實際上只是基準和對齊實體的加工質量不好。在這種情況下，重新加工一兩個表面可能有助于使零部件免于報廢，從而節(jié)省一大筆資金。

因此，在選擇平面作為基準時，最好先檢查其平面度，因為這將避免重大損失。這適用于一級、二級和三級基準面，它們都必須具有良好的平面度和垂直度。它還保證了，如果在零部件上發(fā)現(xiàn)錯誤，它們將是加工錯誤，而不是由對齊實體引起的錯誤。

簡而言之，雖然平面可能是所有計量對齊中最受歡迎的幾何實體，但如果它們沒有正確加工，平面度差，那么所有其他幾何實體都會被錯誤地定位。

05什么時候應該測量平面度？

平面度測量可以在質量控制過程中進行，以檢查相關的幾何實體或原型，了解零部件在哪里出了錯。然而，在原型設計的最初階段，有比平面度更重要的問題需要解決。在檢查原型時，使用一個用于檢查形狀的最佳擬合表面和一個用于識別主要問題的色圖就足夠了。畢竟，在開發(fā)中的這個早期階段，我們一般只看零部件的大致形狀，并確保一切大致正確。

只有在這個早期原型設計階段完成后，我們才能確定哪些軸承表面將成為主要基準面。隨后進行對齊并再次使用色圖，以檢查各表面相對于彼此的位置。在第二次使用色圖時收集和分析的數(shù)據(jù)對于質量控制也很重要，因為它將為工程師提供有關零部件是否與其他零部件正確組裝在一起的有用信息。

將兩個零部件組裝在一起時，選擇正確的參考表面是很重要的。一般來說，我們選擇與支撐點相接觸的表面。在支撐平面的情況下，檢查其平面度變得至關重要，因為制造過程的可重復性將取決于這些支撐平面的平面度。這樣一來，色圖上顯示的不規(guī)則標記表明真正需要修正的實際問題，而非上述提到的項目流程問題。這時，更換刀具和重新加工將是必要的。

最糟糕的事情是我們更換了刀具，卻發(fā)現(xiàn)問題是由一個非平面的實體引起的對齊錯誤；這時，我們很后悔之前沒有測量平面度。所以，正確測量平面度是很重要的，因為如果在對齊實體方面做出不慎決定，這可能導致代價高昂的后果。

因此，對于零部件中作為主要結構的支撐表面，測量它們的平面度是非常重要的。然而，如果表面只是為了美觀，以后會被一塊塑料所掩蓋，在這種情況下，平面度的測量就不那么重要了。其重要性取決于應用、每個表面的功能特性以及零部件在最終裝配中的作用。

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