机床导轨直线度的测量方法

1、公差与测量部分,机床导轨直线度的测量,一、复习提问：,导入新课： 量具和计量仪器是机械制造中用来测量工件尺寸的器具。量具是指能直接表示出长度单位和界限的计量用具（如：钢直尺、游标卡尺、千分尺、量块、塞规和卡规等）。 量仪是利用机械、光学、气动、电动等原理将长度放大或细分的测量器具（如：千分表、光学平直仪、水平仪、双管显微镜、杠杆卡规、自准直仪等）。,水平仪种类及工作原理,1、水平仪种类及工作原理 、种类： 、普通水平仪（钳工水条形平仪、框式水平仪） 、合像水平仪；、电子水平仪；、激光水平仪 本章仅介绍框式水平仪和合像水平仪 、工作原理： （1）框式水平仪 、组成：横向水准器、主体、绝热把手、主

2、水准器、盖板、零位调整装置 、用途：水平位置表面的测量、垂直位置表面的测量 、基本结构：由具有测量基面的金属框体和读数用的水准器组成 、精度：指气泡移动一格刻度时水平仪倾斜角的大小。,水平仪精度,常见的水平仪精度：0.02/1000mm；0.03/1000mm；0.05/1000mm。 例：0.02/1000mm即表示每格的倾斜角为4（tan40.00002） 水准泡与平面转过的角度相等，则水准泡移动的距离为： a2R/36060602mm（玻璃管刻线距离每格2mm） 结论：水平仪是利用转动角度相同、曲率半径放大的原理制成的。,合像水平仪,合像水平仪的组成及用途,、组成：杠杆、水准器、棱镜、

3、目镜、微分调节旋钮测微螺杆（螺距p0.5mm）、放大镜、指针标尺 、用途：合像水平仪是用来测量水平位置或垂直位置微小角度偏差的角度量仪。 、测量检查精密机床或设备导轨、基准平面的直线度和平面度。 、零部件相对位置的倾斜度误差和垂直度误差，以及安装位置的正确性。 、也可测量工件的微小倾角。 、测量原理：与普通水平仪相同。,合像水平仪的工作原理,、工作原理： 、光学零件将气泡像复合放大。 、通过杠杆传动提高读数灵敏度。 、用棱镜复合法提高读数分辨能力。 、水准器主要起定零位作用。,测量过程,、测量过程： 测量时先转动刻度盘，使目镜中的气泡成图（a）的形状，记下刻度盘指示的刻度值，然后将水平仪移到下

4、一个测量位置，这时气泡像将发生变化，再转动刻度盘使气泡仍恢复到图（a）的形状，再从刻度盘读第二个数值，依次类推，直到测完为止。 、特点： 、精度比较高，可达0.01/1000mm。 、测量范围大，可达010mm。 注意：温度对气泡的影响较大。使用时： 消除仪器和被测工件间的温差；与热电源隔开。,框式水平仪的读数,2、水平仪读数方法和零位调整 （1）读数方法 、绝对读数法：按水平仪气泡的位置读数 测量时以气泡一端为准，气泡与水平仪移动方向一致时为正，反之为负。气泡在中间位置时读作0。,水平仪的读数,、平均值读数法：（不受环境温度影响，读数精度高） 从两长刻线（零线）为准向同一方向分别读出气泡停止

5、的格数，再把两数相加除以2，即为其读数值。 、相对读数法： 将水平仪在起始端（一般为左端）测量时的气泡位置为零，正负仍按上述的方法决定。,水平仪零位的调整,、水平仪零位的检定 零位误差：水平仪的工作面（基面）处于水平状态时气泡应在居中位置，此时气泡的实际位置对居中位置的偏移量称为“零位误差”。零位误差值不应超过刻度值一格的1/4。 检定方法：将被检定的水平仪放置在固定不动且工作面大致处于水平状态的平板上，按气泡的任意一侧读数，然后将水平仪在原位置上转过180，在第一次读数的同侧（对观察者而言）再读数一次。两次读数差的一半即是水平仪的读数误差。,零位调整,、普通水平仪 调整水准器轴线与工作基面的

6、平行度。拧动调整螺钉就可以调整示值的零位，使上例水准器的N 端稍调高。零位调整合格后，经四小时后再复查一次，防止调整机构中的内应力、空程或松动等因素的影响。,合像水平仪的调零,、合像水平仪调零问题 只要把刻度盘对到零位，同时也使侧面的刻度对到零位。当其零位不准时，也将其放置在稳固的平板上，转动刻度盘使两端气泡影象重合一齐得一读数，然后将水平仪调转180放在原来位置得第二读数。两个读数代数和的一半即为实际零位。这时松开刻度盘的紧固螺钉，按住旋钮，使气泡影象保持原来重合位置，转动刻度盘，使计算出的实际零位刻度值与水平仪壳体上的基准零位对齐，再将紧固螺钉紧固即可。,3、导轨直线度的测量方法,1、调整

7、机床导轨工作面的安装水平，以保证水平仪在机床导轨工作面全长上均能读数。 2、调好安装水平后，在测量时为了使测量准确以及保证水平仪工作面能与机床导轨面很好的接触，一般应在水平仪与机床导轨面间放置专用垫铁或检验桥板（形状应根据机床导轨的截面形状决定，其长度一般可取200、250或500毫米）。 3、测量时必须由导轨的一端开始，一般多从左至右测量，将专用垫铁或检验桥板放置在机床导轨上，水平仪沿机床导轨纵向放置在垫铁或检验桥板上，然后按其长度一段一段移动，首尾相接地进行分段测量。记下各段的水平仪读数格数。,4、导轨直线度误差值的求法,1、作图法：（导轨运动曲线） 、横坐标为导轨长度并按节距分段，纵坐标

8、为水平仪读数格数； 、按水平仪在各段的读数依次画出各段折线，使每一折线段的起点与前一段的终点重合（即按各段的水平仪读数格数坐标累加的方法找点，然后各点间连线）即可累积画出导轨在垂直平面内的直线度曲线图； 、按直线度定义的最小区域法或首尾端点连线法确定被测导轨表面的直线度误差格数。 注意：最小区域法：直线度误差曲线有凸有凹时采用； 首尾端点连线法：直线度误差曲线呈单凸或单凹时采用。,举例,例1：用精度i=0.01/1000mm的合像水平仪，测量三条长度L=1200mm导轨的直线度，测量段长度l=200mm。 求：导轨直线度误差线性值。（水平仪读数见下表）,数据处理,解：导轨 n1=4400/12

9、00=1.33格 n=10-1.33=8.67格 =nil=8.670.01/1000200=0.01734mm 解：导轨 n1=3800/1200=2格 n=9-2=7格 =nil=70.01/1000200=0.014mm 解：导轨（最小区域法） n1=2400/1000=0.8格 n=9-0.8=8.2格 =nil=8.20.01/1000200=0.0164mm,例2：用精度为0.02/1000的框式水平仪，测量三条长度L=1200mm导轨在铅垂面内的直线度误差，水平仪垫铁长度为200mm。 求：导轨直线度误差值？（水平仪读数见下表）,举例,数据处理,解：导轨 n1=4600/1200=2格 n=7-2=5格 =nil=50.02/1000200=0.02mm 解：导轨 n1=3800/1200=2格 n=9-2=7格 =nil=70.02/1000200=0.028mm 解：导轨（最小区域法） n1=2800/1000=1.6格 n=8-1.6=6.4格 =nil=6.40