机床导轨直线度误差检测

第一篇：机床导轨直线度误差检测

实训十 机床导轨直线度误差检测

一．实训目的

1、了解机床导轨直线度检测内容、原理、方法和步骤

2、掌握方框水平仪的使用方法

3、实训中测试数据的处理及误差曲线的绘制

二．实训设备

车床床身、方框水平仪、桥板

三．实训原理

直线度误差就是实际直线对其理想直线的变动量。直线度误差的评定方法有：1.最小包容区域法；2.最小二乘法；3.两端连线法。其中最小包容区域法的评定结果小于或等于其它两种方法。

在下图中，以最小包容区域线LMZ作为评定基线求得直线度误差fMZ的方法，就是最小包容区域法。对给定平面或给定方向的直线度误差fMZ，其计算方法： fMZ=f=dmax-dmin

式中dmax、dmin——检测中最大、最小偏离值，di在LMZ上方取正值，下方取负值。

机床导轨直线度检测方法很多，有平尺检测、水平仪检测、自准仪检测、钢丝和显微镜检测等。本次实训用水平仪检测。

水平仪的刻度值有0.02/1000—0.05/1000，0.02/1000表示将该水

平仪放在1m长的平尺表面上，将平尺一端垫起0.02mm高时，平尺便倾斜一个α角，此时水平仪的气泡便向高处正好移动一个刻度值（即移动了一格）。水平仪和平尺的关系见下图

水平仪测量升（落）差原理图

tgα=ΔH/L=0.02/1000=0.00002 由于水平仪的长度只有200mm，所以tgα=ΔH1/L=ΔH1/200 ΔH1=200× tgα=200×0.00002=0.004mm 可见水平仪右边的升（落）差ΔH1与所用的水平仪规格有关，此外在实际使用水平仪也不一定是移动一格，例如移动了两格，水平仪还是200mm规格，则升（落）差ΔH1为 tgα=0.02×2/1000=ΔH1/200 ΔH1=200×0.02×2/1000=0.008mm 水平仪读数的符号，习惯上规定：气泡移动的方向和水平仪移动方向相同时，读数为正值，反之为负值。

四．实训步骤

1、检测床身前，擦净导轨表面将床身安置在适当的基础上，并基本调平。调平的目的是为了得到床身静态稳定性。

2、以200mm长等分机床导轨成若干段，将水平仪放置在导轨的左（右）端，作为检测工作的起点，记下此时水平仪气泡的位置，然后按导轨分段，首尾相接依次放置水平仪，记下水平仪每一段时气泡的位置，填入实训报告中。

3、作出实训报告。

第二篇：检查导轨直线度

用拉钢丝检测法测导轨的直线度误差有何特点？操作时应注意哪些问题?

答：利用拉紧后的钢丝作为理想的直线，直接测量导轨上各段组成面的直线度误差线值。象用平尺拉表比较法一样，是一种线值测量法。

这种方法只可检测导轨在水平面内的直线度误差。在床身导轨上放一个长度为500mm的垫铁，垫铁上安装一个带有刻度的读数显微镜，显微镜的镜头应对准钢丝并必须垂直放置。在导轨两端，各固定一个小滑轮，用一根直径小于0.3mm的钢丝，一端固定在小滑轮上，另一端用重锤吊着。重锤的重量应为钢丝拉断力的30％~80％。然后调整钢丝两端，使显微镜在导轨两端时，钢丝与镜头上的刻线相重合。记下显微镜上可动分划板手轮上的读数。移动垫铁，每隔500mm观察一次显微镜，检查钢丝是否与刻线重合，不重合时，调整读数显微镜上手轮使其重合，并记下读数。在导轨全长上测量，依顺序记录读数。把读数排列在坐标纸上，画出垫铁的运动曲线图。在每1000mm长度上的运动曲线和两端点连线间的最大坐标差值，就是1000mm长度上的直线度误差。如果形成的曲线是中凸或中凹线，最凸或最凹点至两端占连接的坐标差值即为导轨全长上的直线度误差。如果形成的是波折线（即在横坐标轴两侧分别有点），则采用包容线法，取距离最小的两根平行线间的坐标差值，为导轨全长上的直线度误差。

第三篇：研点法直线度误差检测

研点法适用于哪几类导轨直线度误差的检测?

答：采用刮研法修整导轨的直线度误差时，大多采用研点法。研点法常用于较短导轨的检测，因为平尺超过2000mm时容易变形，制造困难，而且影响测量精度。刮研短导轨时，导轨的直线度误差通常由平尺的精度来保证，同时对单位面积内研点的密度也有一定的要求，可根据机床的精度要求和导轨在本机床所处地位的性质及重要程度，分别规定为每25mm×25mm内研点不少于10~20点（即每刮方内点子数）。

用研点法检测导轨直线度误差时，由于它不能测量出导轨直线度的误差数值，因而当有水平仪时，一般都不用研点法作最后检测。但是，应当指出，在缺乏测量仪器(水平仪，光学平直仪等)的情况下，采用三根平尺互研法生产的检验平尺，可以较有效地满足一般机床短导轨直线度误差的检测要求。

第四篇：直线度误差的测量教案

任务二 直线度误差的测量

【课题名称】

平面零件直线度误差的测量 【教学目标与要求】

一． 知识目标

了解直线度误差的检测工具及测量方法。二． 能力目标

能够正确使用百分表、框式水平仪和自准直仪进行测量，并准确计算误差值。

三． 素质目标

熟悉平面零件形位误差的检测原理、测量工具和使用方法，并能准确计算其误差。

四． 教学要求

能够按照误差要求正确地选择检测工具，并能够掌握测量工具的使用方法，对工件进行准确测量。【教学重点】

框式水平仪、自准直仪和百分表的使用，各种形位误差的检测方法。【难点分析】

精度为 0.02 mm/m的水平仪测量长度为200 mm长的实际误差值的计算。从误差图形求出最大的误差值。【分析学生】 该内容的难度较大，特别是直线度误差值的计算和平面度零位调整比较难以理解，需要多做解释，学生才能够掌握。尤其是零位调整的方法更难懂，一定要把原理讲透。【教学设计思路】

本次课内容较多，且内容难懂，建议分成4学时，以保证有更多的练习机会。由于实训条件所限制，可以分组进行测量，教师应先讲解水平仪的测量原理，并计算按照200 mm长为一段测量时水平仪的实际误差，再让学生测量，然后按结果来讲述如何计算两端直线度的误差值。对于平面度的检测也应先讲测量原理和方法，再给学生实测，最后介绍如何调零位计算误差值，边讲边练再总结提高。本次课教学一定要做好预习工作。【教学安排】

4学时

先讲后练，以练为主，加强巡视指导。【教学过程】

一.复习旧课

在形状和位置误差中，直线度误差在平面零件中出现得比较多，大家是否还能记住这些形位公差的含义呢？

二、导入新课

需要应用什么测量工具来检测零件的直线度，对于测量出来的数值又需要进行什么样的处理才能得出正确的误差值？这是本次课程的主要内容。

三、讲授新课

直线度误差一般是指机床导轨在全部长度上的实际直线度与理想直线的偏差值，它关系机床的精确度，影响加工工件的质量，对于高精度的数控机床来说，控制直线度误差在允许的范围内就显得更为重要。直线度误差分为垂直面的直线度误差和水平内的直线度误差两种，这里通常指垂直面的直线度误差。

（1）用百分表来打表的方法测量 具体步骤见教材相关内容。测量时应当注意几点：

1）百分表的表杆触头要与被测表面垂直，否则会产生测量误差，不是准确的误差值。

2）移动表面要光滑平直，自身的直线度要高。3）表杆触头起点位置时，转动表盘调整表针对准零位。（2）一般选用框式水平仪和光学自准直仪来测量，检测工具不同，但原理相似。对于高精度的数控机床，要借助电脑和专用软件进行检测并给予修正。这里主要介绍常用的水平仪的测量原理和使用方法。

测量直线度误差的水平仪为200 mm×200 mm的框式结构，其精度为0.02 mm/m,即当水平仪放在1m长的垫板上，一端垫起0.02 mm高时，其水平仪中的水泡必定向低端移动一个刻度；如果移动了两个刻度，则表面垫起的高度应为0.04 mm，一般导轨的长度较短，常以200 mm为一测量单位，即直接把水平仪的底面放在被检测的导轨上，由于底面长为200 mm，所以当水平仪上的气泡向低端移动一刻度时，此时水平仪底面两端的高度差应当为200×0.02/1000 mm＝0.004 mm，而决不是0.02 mm,这一点应当注意。

（3）将被测导轨按200 mm一段分成若干段，从左向右依次测量200 mm长一段两端的高度差，并列表记录。表中数字正值表示右端高左端低，负值表示左端高右端低，最后按照所测的数值列出误差图形。从图形中可以看出终点不在纵坐标的零线上，说明导轨的起点和终点不在同一水平线上，这时图形上的直线度误差反映不是真实情况，要想准确地计算直线度误差应当将两端点调成水平，才能得出实际值，否则应当对图形进行技术处理，通常采用技术处理图形的方法较为简单。

先用直线连接图形的起点和终点，分别过曲线的最高点和最低点作该直线的两条平行线，所得两条平行线间纵坐标气泡格f=3.5即为导轨的最大图形误差。将f=3.5气泡格值乘以水平仪的精度，即得导轨的直线度实际误差，3.5×0.004 mm＝0.014 mm，该导轨的直线度误差为0.014 mm。

（4）较为精确的检测工具是光学自准仪，它是应用平面直线度的高低误差使反射光线与目镜上十字指示线之间产生的偏移量大小，来逐段测量导轨的直线度误差，最后计算出整个导轨的最大误差值，实际上是用光学仪器来代替水平仪的气泡格。其测量步骤与水平仪测量方法基本一致。

四、小结平面之间的平行度、垂直度和对称度误差都是位置误差，都可用百分表或千分表来测量。测量时应保证表杆垂直于被测表面，标准平板、方箱和直角尺座的精度都应当比较高，否则会影响测量的结果。移动百分表时，应注意保持平稳，速度应尽可能慢些，同时被测表面应当保持平整干净。

五、布置作业

作好下次课的预习，填好检测记录，计算误差数值。

第五篇：用水平仪测量导轨直线度的方法

用水平仪测量导轨直线度的方法

在机械维修专业中常用到水平仪，它是机床修理、调整、安装最常用的测量仪器之一，主要用于检测机床导轨直线度、工作台平面度等。下面我们来了解水平仪是怎样测量导轨直线度的。

机床工作台的直线移动精度，在很大程度上取决于床身导轨的直线度。但机床导轨一般比较长，往往难以用平尺、检验棒等作为基准测量导轨的直线度，这时可以用水平仪进行测量。其工作原理是：假设在被测导轨上有一条理想水平直线作为测量基准，再把被测导轨分成若干段，然后用水平仪分别测出各段相对于理想水平直线所倾斜的角度值，通过绘制坐标图来确定导轨与水平直线的最大误差格数，最后运用公式(△H=n I L)计算出导轨与水平直线的误差值。具体步骤如下：

1、将水平仪放在导轨中间，调平导轨，防止导轨倾斜，无法准确读出水平仪读数。

2、水平仪放在一定长度L）的平行桥板上，不能直接放置在被测表面上。

3、将导轨分段，每段长度与桥板相适应，依次首尾相接，逐段测量并记录下每段读数及倾斜方向。

4、根据各段读数画出导轨直线度曲线图：以导轨的长度为横坐标，水平仪读数为纵坐标。根据读数依次画出各折线段，每一段的起点要与前一段的终点重合。

例如C6132车床的导轨长1600mm．用精度为0.02/l000mm的框式水平仪测量导轨在垂直平面内直线度误差。水平仪桥板长度为200mm，分8段测量。每段读数依次为：+l、+

1、+2、0、-

1、-l、0、-0.5，如图1所示。

按一定比例画出纵横坐标，作出导轨直线度曲线。如图2所示。

5、用两端点连线法或最小区域法确定最大误差读数和误差曲线形状。

两端点连线法：若导轨直线度误差曲线呈单凸或单凹时，作首尾两端点连线I-I，并过曲线最高点或最低点）作Ⅱ-Ⅱ直线与I—I平行。两包容线间取大坐标值即为最人误差值。如图2所示，最大误差在导轨长为600mm处。曲线右端点坐标值为1.5格，按相似三角形解法，导轨600mm处最大误差值为4-0.56=3.44格。

最小区域法：如果直线度误差曲线有凸有凹呈波折状态，如图3所示，此时应过曲线上两个最低点或两个最高点），作一条包容线I-I，过曲线上的最高点（或最低点）作平行于I-I线的另一包容线Ⅱ-Ⅱ，将误差曲线全部包容在两平行线之问。两平行线之间沿Y轴方向的最人坐标值n即为最大误差。

6、按误差格数换算导轨直线度线性值一般按下式换算：

△H=n I L

△H为导轨直线度误差mm；n为曲线图中最大误差格数；I为水甲仪的读数精度；L为每段测量长度mm。

在上例中：△H=n I L=3.44x0.02/l000×200=0.014mm

所以该车床导轨直线度误差为0.014mm。

在用水平仪测量导轨直线度时应注意几点：（1）将导轨分成若干段，每段应与桥板长度相适应，测量时应首尾相接，否则就不能止确测量出误差。另外，如导轨较长，应选择较长的桥板；若分段过多，将会引起计量累积误差。（2）测量前应将导轨调平，如果导轨误差严重，用框式水平仪无法测量时，可考虑用合像水平仪或光学平直仪测量。