用框式水平儀測量論文導(dǎo)軌直線度誤差論文

1、用框式水平儀測量論文導(dǎo)軌直線度誤差論文淺談?dòng)每蚴剿絻x測量導(dǎo)軌直線度誤差摘要：導(dǎo)軌是機(jī)床中確定主要部件相對位置的基準(zhǔn)，也是運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)，其在垂直平面內(nèi)的直線度誤差值大小決定了溜板在運(yùn)動(dòng)過程中的起伏狀態(tài)以及溜板與導(dǎo)軌的接觸情況。文章闡述了用框式水平儀測量導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)直線度的方法及用圖解法處理測得數(shù)據(jù)求直線度誤差。關(guān)鍵詞：框式水平儀；導(dǎo)軌直線度；首尾連線法；最小包容區(qū)法一、框式水平儀簡介水平儀是一種測量小角度的精密量儀，主要用來測量平面對水平面或豎直面的位置偏差，是機(jī)械設(shè)備安裝、調(diào)試和精度檢驗(yàn)的常用量儀之一。生產(chǎn)中常用的水平儀有框式水平儀和合像水平儀兩種?？蚴剿絻x由正方形基座、主水準(zhǔn)器和副水準(zhǔn)器

2、組成，其結(jié)構(gòu)見圖1?；臏y量面上有V形槽，以便在圓柱面或三角形導(dǎo)軌上進(jìn)行測量。1-隔熱護(hù)板；2-主體（基座）；3-橫向水準(zhǔn)器（副水準(zhǔn)器）；4-縱向水準(zhǔn)器（主水準(zhǔn)器）；5-蓋板；6-“0”位調(diào)整窗口。水準(zhǔn)器是一個(gè)封閉的玻璃管，管內(nèi)裝有酒精或乙醚，并留有一定長度的氣泡。玻璃管內(nèi)表面制成一定曲率半徑的圓弧面，外表面刻有與曲率半徑相對應(yīng)的刻線。因?yàn)樗疁?zhǔn)器內(nèi)的液面始終保持在水平位置，氣泡總是停留在玻璃管內(nèi)最高處，所以當(dāng)水平儀傾斜一個(gè)角度時(shí)，氣泡將相對于刻線移動(dòng)一段距離?？蚴剿絻x的精度是以氣泡偏移一格時(shí)，被測平面在1m長度內(nèi)的高度差來表示的。如水平儀偏移一格，平面在1m長度內(nèi)的高度差為0.02mm，則

3、水平儀的精度就是0.02/1000。水平儀的精度等級(jí)見表1：表1水平儀的精度等級(jí)精 度 等 級(jí) 氣泡移動(dòng)一格時(shí)的傾斜角度（） 410 1220 2541 5262氣泡移動(dòng)一格1m內(nèi)的傾斜高度差（mm） 0.020.05 0.060.10 0.120.20 0.250.30水平儀的刻線原理如圖2所示。假定平板處于水平位置，在平板上放置一根長1m的平行平尺，平尺上水平儀的讀數(shù)為零（即處于水平狀態(tài)）。如果將平尺一端墊高0.02mm，相對于平尺與平板成4的夾角。若氣泡移動(dòng)的距離為一格，則水平儀的精度就是0.02/1000，讀作千分之零點(diǎn)零二。圖 2水平儀的刻線原理根據(jù)水平儀的刻線原理可以計(jì)算出被測平面

4、兩端的高度差，其計(jì)算公式為：h=nli式中：h被測平面兩端高度差，mm；N水準(zhǔn)器氣泡偏移格數(shù)；l被測平面的長度，mm；i水平儀的精度。二、用框式水平儀測量導(dǎo)軌直線度的步驟要用尺寸為200mm200mm，精度為0.02/1000的框式水平儀測量一長度為1600mm平導(dǎo)軌的直線度，采用的水平儀橋板長度為200mm，測量步驟如下：1置水平儀于被測導(dǎo)軌的中間及兩端位置，初步找正導(dǎo)軌的水平位置，使得檢查時(shí)水平儀的氣泡位置都能在刻度范圍內(nèi)。2用干凈棉絲擦凈被測導(dǎo)軌面、橋板及水平儀的各部位。3以水平儀的邊框尺寸（200mm）長等分機(jī)床導(dǎo)軌成8段，進(jìn)行分段檢查。4將水平儀連同橋板放置在導(dǎo)軌的左端，作為檢測工作

5、的起點(diǎn)，記下此時(shí)水平儀氣泡的位置，然后按導(dǎo)軌分段，首尾相接依次放置水平儀，記下水平儀每一段時(shí)氣泡的位置。見圖3：圖3框式水平儀測量導(dǎo)軌直線度方法5在移動(dòng)水平儀時(shí)要注意兩點(diǎn)，一是每次移動(dòng)水平儀時(shí)，要把橋板連同水平儀一起提起來，不允許把水平儀在被測表面上拖著走，避免水平儀的工作面磨損。二是要沿直線前進(jìn)，而且每次放水平儀要“首尾相接”，不得間斷或跳躍前進(jìn)。為了走得準(zhǔn)確，可用鉛筆等畫直線，或拉一根線，測量時(shí)，使水平儀沿著直線走。6讀數(shù)依照水平儀的移動(dòng)方向與氣泡偏移方向相同時(shí)為正（+）；相反方向時(shí)讀數(shù)為負(fù)（-）。7記錄各測量段的水平儀讀數(shù)（格數(shù)），計(jì)算水平儀累計(jì)格數(shù)，填入下表：表2直線度誤差測量數(shù)據(jù)測點(diǎn)

6、序號(hào) 0 1 2 3 4 5 6 7 8水平儀示值（格數(shù)） 0 +3 0 -1 0 -1 +3 +1 -1水平儀示值累計(jì)值（格數(shù)） 0 +3 +3 +2 +2 +1 +4 +5三、數(shù)據(jù)處理測量得到一列數(shù)據(jù)后，一般來說，不能直接判定被測導(dǎo)軌面的直線度值，而須經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，才能得出測量結(jié)果。數(shù)據(jù)處理有兩種方法，即圖解法和計(jì)算法。這兩種方法又有首尾連線法和最小條件法。下面介紹用圖解法處理數(shù)據(jù)求直線度誤差。首先建立直角坐標(biāo)系表格。橫坐標(biāo)為被測導(dǎo)軌的長度；縱坐標(biāo)為水平儀氣泡偏移量的逐段疊加值。根據(jù)表2數(shù)據(jù)在直角坐標(biāo)系表格中描點(diǎn)，依次連接各點(diǎn)，得到誤差曲線，如圖4所示：圖 4 導(dǎo)軌直線度誤差曲線分析1首

7、尾連線法。將誤差曲線的首尾兩點(diǎn)連接成一條直線，該直線即為這種評(píng)定方法的理想直線。如圖中0-0線，由圖可見，實(shí)際導(dǎo)軌曲線位于連接線的兩側(cè)，我們以連線兩側(cè)最大值的絕對值相加近似作為該導(dǎo)軌的直線度誤差，圖中為200mm處的+2.5格為最大正值，1000mm處的-1.5格為最大負(fù)值，則 |+2.5|+|-1.5|=4（格）計(jì)算導(dǎo)軌直線度誤差：h= nli=416000.02/1000=0.128（mm）2最小包容區(qū)法。即用兩條平行直線包容誤差曲線，其中一條直線必須與誤差曲線兩個(gè)最高（最低）點(diǎn)相切，在兩切點(diǎn)之間，應(yīng)有一個(gè)最低（最高）點(diǎn)與另一條平行直線相切。在這兩條平行直線之間的區(qū)域就是最小包容區(qū)域，該兩

8、直線之間的距離就是直線度誤差。從誤差曲線上找出兩個(gè)低極點(diǎn)（0，0）和（1000，1）及一個(gè)高極點(diǎn)（200，3）。作通過兩個(gè)低極點(diǎn)的直線aa，再作過高極點(diǎn)且平行于aa的直線bb，得到最小包容區(qū)域。量得該組平行線之間的距離為2.8格。從誤差曲線上找出兩個(gè)高極點(diǎn)（200，3）和（1400，5）及一個(gè)低極點(diǎn)（1000，1）。作通過兩個(gè)高極點(diǎn)的直線cc，再作過低極點(diǎn)且平行于cc的直線dd，得到最小包容區(qū)域。量得該組平行線之間的距離為3.3格。在以上兩組平行線中，aa與bb之間的距離最小，則這組平行線之間的距離就是導(dǎo)軌的直線度最大誤差值，即2.8格。計(jì)算導(dǎo)軌直線度誤差：h=nli=2.816000.02/

9、1000=0.0896（mm）四、結(jié)語用水平儀測量導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度是生產(chǎn)中常用的方法。直線度誤差就是實(shí)際直線對其理想直線的變動(dòng)量，這理想直線就是“基準(zhǔn)”。測量時(shí)作為依據(jù)的理想直線稱“測量基準(zhǔn)”，而評(píng)定誤差數(shù)值時(shí)作為依據(jù)的理想直線稱“評(píng)定基準(zhǔn)”。測量基準(zhǔn)的位置一般是可以任意選擇的。評(píng)定基準(zhǔn)主要有兩種：以首尾兩點(diǎn)連線作為評(píng)定基準(zhǔn)、以“最小包容條件”的理想直線作為評(píng)定基準(zhǔn)。以首尾連線法作為評(píng)定基準(zhǔn)的主要優(yōu)點(diǎn)是直觀和數(shù)據(jù)處理比較簡單，在生產(chǎn)中使用比較適宜。以最小包容條件作為評(píng)定基準(zhǔn)的主要優(yōu)點(diǎn)是，排除了因所選基準(zhǔn)而帶來的附加誤差，所以評(píng)定的誤差數(shù)值是最小的和唯一的，而且是檢測標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定采用的評(píng)定方法。參考文獻(xiàn)1 機(jī)械工業(yè)職業(yè)技能鑒