机床导轨直线度测量方法

1、方框式水平仪测量方框式水平仪测量CA6140车床导轨直线度误差车床导轨直线度误差二、二、CA6140车床结构车床结构主要内容三、三、机床导轨直线度机床导轨直线度及测量仪器及测量仪器一、一、发放工作任务单发放工作任务单五、直线度误差测量步骤与方法五、直线度误差测量步骤与方法四、机床导轨直线度的测量仪器主要特点及应用四、机床导轨直线度的测量仪器主要特点及应用六、总结本课题六、总结本课题一、发放工作任务单1、 CA6140车床基本结构 CA6140型卧式车床属通用的中型车床。其外型型卧式车床属通用的中型车床。其外型如图所示如图所示。二、二、CA6140车床结构车床结构 CA6140车床外形图车床外形

2、图进给箱进给箱2、 CA6140车床型号解释 床身上最大回转直径为床身上最大回转直径为400mm400mm的卧式的卧式车床的型号为：车床的型号为：C C 6161 4040 类代号：车床类类代号：车床类 组、系代号：卧式车床组、系代号：卧式车床 主参数：主参数：400mm三、机床导轨直线度及测量仪器 机床导轨直线度误差是被测导轨机床导轨直线度误差是被测导轨实际线实际线对对其其理想直线理想直线的的变动量变动量对给定平面内导轨直线度对给定平面内导轨直线度误差。误差。1、机床导轨直线度误差定义、机床导轨直线度误差定义（1）导轨的导轨的直线直线度度误差的误差的表现形式表现形式、导轨在水平面内的直线度（

3、弯曲）、导轨在垂直面内的直线度（弯曲）（2）导轨导轨直线度直线度误差对加工精度的影响误差对加工精度的影响 导轨直线度误差对不同的加工方法和加工对象，都会产生不同的加工误差。在分析导轨直线度误差对加工精度的影响时，主要应考虑导轨直线度误差引起刀具与刀具与工件误差敏感方向的相对位移。工件误差敏感方向的相对位移。（3）影响导轨影响导轨直线度误差直线度误差的因素的因素 影响导轨导向精度的因素有制造、安装、磨损以及使用过程中的受力、受热等方面的原因。（4）提高导轨提高导轨直线度误差直线度误差的措施的措施 、机床制造时应从结构、材料、润滑、防护装置等方面采取措施以提高导轨精度； 、机床安装时，应校正好水平

4、和保证地基质量； 、使用时，要注意调整导轨配合间隙、同时保证良好的润滑和维护。 2、机床导轨直线度的测量仪器导轨直线度的测量仪器常有3种：（1）、水平仪；（2）、自准直仪；（3）、激光干涉仪。水平仪类型方框式水平仪电子水平仪合像水平仪自准直仪类型光学自准直仪 读数系统不同读数系统不同数字自准直仪激光干涉仪类型单频激光干涉仪 激光干涉仪激光干涉仪 双频激光干涉仪 FEANOR SCALER单频激光干涉仪 ZLM700双频激光干涉仪四、机床导轨直线度的测量仪器主要特点及应用水平仪测量法水平仪测量法： 操作简单，使用方便，成本低廉；精度较低（操作简单，使用方便，成本低廉；精度较低（20um/m） 数

5、据采集和整理较难，测量水平面内直线度困难。主要数据采集和整理较难，测量水平面内直线度困难。主要 应用测量较短导轨垂直面直线度。应用测量较短导轨垂直面直线度。自准直仪测量法自准直仪测量法：精度比水平仪测量法高，但不易达到很高精度（精度比水平仪测量法高，但不易达到很高精度（ 5um/m ） 测量范围越大，偏差越大。主要应用中等长度导轨直线度测量范围越大，偏差越大。主要应用中等长度导轨直线度 测量。测量。激光干涉仪测量法激光干涉仪测量法：测量距离大，测量速度快测量距离大，测量速度快（ 0.4um/m ） ，测量精度高，可，测量精度高，可 连续测量和采连续测量和采 用微型计算机进行数据处理，显示和打印

6、，用微型计算机进行数据处理，显示和打印， 抗干扰能力强价格昂贵。抗干扰能力强价格昂贵。 主要应用很高精度要求导轨测量。主要应用很高精度要求导轨测量。五、直线度误差测量步骤与方法第一步第一步第二步第二步第三步第三步第四步第四步选择合适精度的水平仪、合适步距的专用桥架。将水平仪调零放在专用桥架上，把专用桥架放在被测导轨的一端开始进行测量。记录下相应段的水平仪气泡移动的格数，并按其正负记录下来，然后进行误差值换算数据处理根据所测点数据做误差曲线图，使用最小包容平行线法即可求出其直线度误差水平仪测量水平仪测量测量步骤测量步骤框式水平仪图：1框架 2主水准器 3调整水准器 框式水平仪态万的结构: 框式水

7、平仪由正方形框架框式水平仪由正方形框架1、主水准器、主水准器2和调整水和调整水准器准器3组成，见下图。组成，见下图。 框架的测量面上有框架的测量面上有V形槽，以便在圆柱面或三角形槽，以便在圆柱面或三角形导轨上进行测量。水准器是一个封闭的玻璃管，管形导轨上进行测量。水准器是一个封闭的玻璃管，管内装有内装有酒精或乙醚酒精或乙醚，并有一定长度的气泡。，并有一定长度的气泡。实物图当水平仪处于水平位置时，当水平仪处于水平位置时，水泡的位置如图：水泡的位置如图：水泡水泡零线（基准线）零线（基准线）框式水平仪的工作原理每误差一格所产生的角度误差为4 ，所以 1000tg4 0.01940.02mm所以该水平

8、仪的精度 i = 0.021000水平仪水平仪水泡水泡测量面测量面水平面水平面框式水平仪的读法1、绝对读数法： 直接读出气泡偏离零线的格数，我们习惯气泡向右方偏离为正（+），想左方偏离为负（） 。如先图：该位置读数为该位置读数为:该位置读数为：该位置读数为：+2格格3格格2、平均值读法：、平均值读法： 以两长刻线为基准向同一方向分别读出气泡停止的格数，两数相加除以2，既为其读数。仍然我们习惯气泡向右方偏离为“+”，想左方偏离为“-”。如下图的读数为：该位置读数为该位置读数为：该位置读数为：该位置读数为：-2.5格+1.5格水平仪测量导轨垂直平面内直线度的方法水平仪测量导轨垂直平面内直线度的方法

9、 1、将导轨分为若干断，其长度应与水平仪长度相、将导轨分为若干断，其长度应与水平仪长度相适应。然后从左向右，依次首尾相连逐段测量导轨，适应。然后从左向右，依次首尾相连逐段测量导轨，按上面水平仪的读法进行读数，逐一进行记录。按上面水平仪的读法进行读数，逐一进行记录。 2、将记录的数据，逐点累积绘制出导轨在垂直平面、将记录的数据，逐点累积绘制出导轨在垂直平面内的直线度误差。然后计算出误差格数内的直线度误差。然后计算出误差格数n , 公式：公式：= n i L其中其中为直线度误差，为直线度误差，i 为水平仪的精度，为水平仪的精度， L为测量的为测量的长度。长度。例题：例题： 长为1600mm的导轨，

10、用精度为0.02/ 1000的框式水平仪测量导轨在铅垂平面内的直线度误差。水平仪垫铁长为200mm，分为8段测量。用绝对读数法，每段读数依次为： +1、 +1、+2、0、-1、-1、0、-0.5。（1）、绘制导轨的直线度误差曲线；（2）求出导轨的直线度误差值。例题：例题： 长为1600mm的导轨，用精度为0.02/ 1000的框式水平仪测量导轨在铅垂平面内的直线度误差。水平仪垫铁长为200mm，分为8段测量。用绝对读数法，每段读数依次为： +1、 +1、+2、0、-1、-1、0、-0.5。（1）、绘制导轨的直线度误差曲线；（2）求出导轨的直线度误差值。解：解：1、先绘制如下的方框、先绘制如下的

11、方框然后按所测量的误差格数进行逐一进行然后按所测量的误差格数进行逐一进行累加，累加，0200误差为误差为 +1 格，如下图：格，如下图：00 00mm误差为误差为+1格，按下图绘制：格，按下图绘制：400600mm误差为误差为+2格，按下图绘制：格，按下图绘制：600800mm误差为误差为0格，按下图绘制：格，按下图绘制：8001000mm误差为误差为-1格，按下图绘制：格，按下图绘制：10001200mm误差为误差为-1格，按下图绘制：格，按下图绘制：12001400mm误差为误差为0格，按下图绘制：格，按下图绘制：14001600mm误差为误差为-0.5格，按下图绘制：格，按下图绘制：绘制的过程演示误差读数依次为：误差读数依次为： +1、 +1、+2、0、-1、-1、0、-0.5在曲线图的首尾点进行连直线，如下图：在曲线图的首尾点进行连直线，如下图：采用首尾法连线进行误差计算采用首尾法连线进行误差计算从曲线图中找出曲线上到首尾连线距离最从曲线图中找出曲线上到首尾连线距离最大的点，该图明显看出在大的点，该图明显看出在600mm处的处的B点点 距离首尾连距离首尾连 线的距离最大既如图中的线的距离最大既如图中的AB AB 即即 n 为该导轨的最大误差格数。为该导轨的最大误差格数。误差格数n和直线度误差的计算方法：OBE OCD，根据相似三角形的性质，