活动二_水平仪测量直线度误差
合像水平仪对导轨直线度误差的测量
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用合像水平仪测量直线度误差
用合像水平仪测量直线度误差The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020实验用合像水平仪测量直线度误差一、实训目的和要求1、了解合像水平仪的结构并熟悉使用它测量直线度的方法。
2、掌握给定平面内直线度误差值的评定方法。
3、掌握按照两端点连线和最小条件作图求解直线度误差的方法。
二、使用仪器和量具合像水平仪、被测工件三、测量仪器说明和测量原理合像水平仪是一种精密测量仪器，用自然水平面为测量基准。
合像水平仪的结构如图3－1所示，它的水准器8是一个密封的玻璃管，管内注入精馏乙醚，并留有一定量的空气，以形成气泡。
管的内壁在长度方向上具有一定的曲率半径。
气泡在管中停止时，气泡的位置必然垂直于重力方向。
也就是说，当水平仪倾斜时，气泡本身并不倾斜，而始终保持水平位置。
利用这个原理，将合像水平仪放在桥板上使用，便能测出实际被测直线上相距一个桥板跨距的两点间的高度差，如图3－2所示。
1－底板； 2－杠杆； 3－支撑；4－壳体；5－支撑架；6－放大镜；7－棱镜； 8－水准器；9－微分筒；10－测微螺杆；11－放大镜；12－刻线尺图3－1 合像水平仪在水准器玻璃管管长的中部，从气泡的边缘开始向两端对称地按照弧度值刻有若干条等距刻线。
合像水平仪的分度值I用[角]秒和mm/m表示。
合像水平仪的分度值为2″，该角度相当于在1m的长度上，对边高0.01mm的角度，这时分度值也用0.01mm/m或者1000表示。
Ⅰ－桥板；Ⅱ－水平仪；Ⅲ－实际被测直线；4－桥板跨距。
图3－2 用合像水平仪测量直线度误差的示意图参照图3－1和图3－3，测量时，合像水平仪水准器8中的气泡两端经棱镜7反射的两半像从放大镜6观察。
当桥板两端相对于自然水平面无高度差时，水准器8处于水平位置。
则气泡在水准器8的中央，位于棱镜7两边对称的位置上，因此从放大镜6看到的两半像相合，如图3－3（a）所示。
直线度误差的测量
直线度误差的测量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。
直线度误差的测量.
实验五直线度误差的测量一.实验目的1、熟悉用光学准直仪检测直线度的测量方法。
2、加深对直线度误差定义的理解，掌握被测物直线度合格性判断的方法。
3、进一步理解形状误差的评定准则一最小条件。
二. 测量仪器42J光学准直仪, “0”级平尺（1.5m）三.测量原理机床、仪器导轨或其他窄而长的平面，为了控制其直线度误差，常在给定平面（垂直平面、水平平面）内进行检测。
常用的计量器具有框式水平仪、合象水平仪、电子水平仪和自准直仪等。
使用这类器具有共同特点是测定微小角度的变化。
由于被测表面存在着直线度误差，计量器具置于不同的被测部位上，其倾斜角度就要发生相应的变化。
如果节距（相邻两测点的距离）一经确定，这个变化的微小倾角与被测相邻两点的高低差就有确切的对应关系。
通过对逐个节距的测量，得出变化的角度，用作图或计算，即可求出被测表面的直线度误差值。
四、实验步骤1.量出被测导轨表面总长，确定相邻两测点之间的距离（节距），将被测平尺或平板调整到基本水平位置（水平仪）.2.量出被测物的点距Lx(钢板尺).3.调整光学平直仪及反光镜位置（光学平直仪基准线）.4. 逐段测量，在草稿纸上记录“n”次后取点位平均值。
5.将其各点位平均值（正，反向）逐位记入数据表格内，并计算出相对误差及累积误差（f-）.6.跟据计算出的实际相对误差及累积误差值，采用适当的比例和坐标，画出被测物直线度的误差放大图。
7采用最小条件法作两条平行线将被测物直线度的误差折线紧紧包容起来。
8垂直于X坐标，量出由最小条件法评定出的误差值f _ 。
9.对照相应直线度公差值t,判断是否f_≤t .提示；学生所作实验报告内容为（1.5m平尺）直线度检测，（0.6x0.9m）平板直线度检测作为实验辅助内容不记入实验报告。
如此顺测(从首点至终点)、回测（由终点至首点）各一次。
回测时桥板不能调头，各测点两次读数的平均值作为该点的测量数据。
必须注意，如某测点两次读数相差较大，说明测量情况不正常，应检查原因并加以消除后重测。
互换性测试实验报告
《互换性与测量性基础》实验报告机自107班第二组组员：陈祥明，41040337张博洋，41040330张强，41040331李菁，410403342013年6月3日实验1-1 机械式比较仪测量轴径一、实验目的及要求：1．了解比较测量方法与机械式比较仪(或立式光学计)的基本原理及应用场合；2．熟悉机械式比较仪(或立式光学计)测量外径的使用方法；3．练习量块的尺寸组合及研配方法；4．熟悉尺寸公差及量规公差表格的查阅，绘制公差带分布图；5．掌握数据处理方法，以及判断被测件合格性的原则。
二、实验仪器与设备：1．被测对象：光滑圆柱塞规，或光滑圆柱工件；2．量具量仪：机械式比较仪、量块。
三、测量方法及原理分析：本实验是一个综合性实验，涉及到知识点如下：1)轴径测量方法的选择比较，以及相应计量器具的选择比较；2)光滑圆柱体结合公差与配合的概念，以及查表方法；3)多种量具量仪的测量原理与使用方法，包括光学比较仪、量块、光滑极限量规等；4)实验数据处理方法、测量误差分析以及判断被测工件合格性的原则。
四、实验步骤及要求1．根据被测塞规的基本尺寸研配量块。
2．选择测头。
3．调节仪器零位。
4．测量塞规。
5．查出塞规的尺寸公差和形状公差，并判断塞规的适用性。
6.先用量块定位置，将仪器调节好相应的距离，使示数为0。
7.将要测量的光滑圆柱体替换入，固定好后，在一条直线上三个位置测偏差。
8.将圆柱体旋转90°，再测三个点的偏差。
9.查表与分析。
五、原始数据旋转角度偏移距离/um 偏移距离/um 偏移距离/um 0°-5.2 -0.2 -2.590°-6.2 -6.1 -5.8六、数据处理与误差分析，实验结果。
由于圆柱的直径为25mm在（18~30）mm范围，标准公差等级IT7，查书表3-1可得：尺寸公差为（0~-21）um；根据实验数据可看出6个圆柱外径的尺寸误差在公差范围内，所以尺寸符合要求；公差带图如下：查书表4-8可得：圆度、圆柱度公差值都为6um；3组圆度误差中t1=-5.2-（-6.2）=1um，t2=-0.2-（-6.1）=5.9，t3=-2.5-（-5.8）=3.3；从3组数据得出圆度和圆柱度误差都在圆柱度公差值内符合要求。
活动二_水平仪测量直线度误差
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• 解:⑴画出导轨直线度误差曲线图：
• ⑵由图可见最大误差在导轨长度为2400mm处。其最大误
差格数为：n＝4－0.5 － 3×800/2400 ＝2.5(格)
• ⑶求直线度误差Δ＝nil Δ＝2.5×0.05/1000×400 ＝0.05(mm)
H 2
0.02 250 1000
0.005(mm)
• 在离左端500mm处
H 3
0.02 500 1000
0.01(mm)
• 2、水平仪的读数方法
• ⑴绝对读数法 ——气泡在中间位置时读作“0”，以零线为基准，
气泡向任意一端偏离零线的数，即为实际偏离的格 数。
• 气泡向右移动为“＋”，向左移动为“－”
方向一致时为“＋”，反之为“－”。
两端点连线法
• ⑷把各段测量读数逐点积累,画出导轨直线度曲线图。 • ⑸用两端点连线法或最小区域法确定最大误差格数及误差
曲线形状。
最小区域法
• ⑹将误差格数换算为导轨直线度误差 • 公式：Δ＝nil 式中：Δ—导轨直线度误差数值，mm;
n—曲线图中最大误差格数； i —水平仪的读数精度； l —每段测量长度，mm。 n＝4－ (600×1.5)/1600 ——相似三角形计算方法 ＝4－0.5625＝3.4375≈3.44（格） Δ＝nil ＝3.44 ×(0.02/1000) ×200 ＝0.01376≈0.014(mm) 答：导轨在铅垂平面内的直线度误差值0.014mm。
作业布置：
1、任务小结：方案的确定、量具准备、实施步骤、数据 处理、心得体会；
2、用精度0.05/1000的水平仪，测量一长4000mm导轨在垂直平 面内的直线度误差，其全长直线度允差≤0.08mm，现分10段 测得格数如下：－1、0、＋1.5、 －1、＋1.5、 ＋2、 －0.5 、－0.5、 ＋1、0。求：
实验四 技术测量实验
实验四技术测量实验实验1 直线度误差测量一、实验目的(1)了解合像水平仪或自准直仪的结构并熟悉使用它测量直线度方法；(2)掌握给定平面内直线度误差值的评定方法；(3)掌握按两端点连线和最小条件作图求解直线度误差值的方法。
二、直线度误差的评定直线度误差是指实际被测直线对其理想直线的变动量,理想直线的位置符合最小条件。
最小条件是指实际被测直线对其理想直线(评定基准)的最大变动量为最小。
测量数据可以用指示表测量实际被测直线上均匀布置的各测点相对平板(测量基准)的高度来获得,也可以用水平仪或自准直仪对实际被测直线均匀布点测量,测量两相邻测点之间的高度差来获得。
然后，按照最小条件或以首、尾两个测点的连线(两端点连线)评定基准，由获得的测量数据用作图或计算的方法求解直线度误差值。
三、用合像水平仪测量直线度误差(1)量仪说明和测量原理合像水平仪是一种精密测角仪器,用自然水平面为测量基准。
合像水平仪的结构见图1，它的水准器8是一个密封的玻璃管，管内注入精镏乙醚，并留有一定量的空气，以形成气泡。
管的内壁在长度方向具有一定的曲率半径。
气泡在管中停住时,气泡的位置必然垂直于重力方向。
就是说，当水平仪倾斜时，气泡本身并不倾斜，而始终保持水平位置。
利用这个原理，将水平仪放在桥板上使用，便能测出实际被测直线上相距一个桥板跨距的两点间高度差，如图 2所示。
在水准器玻璃管管长的中部，从气泡的边缘开始向两端对称地按弧度值(mm/m)刻有若干条等距刻线。
水平仪的分度值i用[角]秒和mm/m表示。
合像水平仪的分度值为2"，该角度相当于在1m长度上，对边高0.01mm的角度，这时分度值也用0.01mm/m或0.01/1000表示。
1－底板；2－杠杆；3－支承；4－壳体；5－支承架；6－放大镜；7－棱镜；8－水准器；9－微分筒；10－测微螺杆；11－放大镜；12－刻线尺图 1 合像水平仪I－桥板；Ⅱ－水平仪；Ⅲ－实际被测直线；L－桥板跨距；0,1,2,…,n－测点序号图 2 用水平仪测量直线度误差时的示意图参看图 1和图 3，测量时，合像水平仪水准器8中的气泡两端经棱镜7反射的两半像从放大镜6观察。
《零件测量与质量控制技术》课程标准
零件测量与质量控制技术三年制中职数控专业学生72 (包括选学8)本课程是中等职业学校数控专业核心技术课。
学习该课程的目的是使学生掌握零件测量和产品质量控制的基本方法和技能。
了解公差配合基本知识和最新的国家标准。
熟练掌握通用量具和测量仪器的基本原理和使用方法，会根据不同的精度要求选择适合的量具和仪器。
掌握形位误差和表面粗糙度的检测工艺。
能胜任产品质量检测或者生产加工岗位工作，为企业培养实用技术人材。
职业能力目标：1.掌握质量、互换性、标准化等概念；2.会使用常用测量工具；3.会检测零件的线性尺寸、形位误差、罗纹、表面粗糙度；4.会控制零件加工过程的质量；5.了解现代精密测量仪器及技术。
本课程针对中等职业学校学生的实际情况，贯彻“基于工作过程”的设计思路，坚持理实一体化的教学理念，注重学生质量意识、质量检测技能与职业素质的培养，将岗位素质教育和技能培养有机地结合起来。
教学中，既可作为一门专业课程单列教授,也可将课程中的项目活动穿插到其他课程项目中教学,具有很强的实用性与灵便性。
模块与课时项目走进零件测量零件线性尺寸的轴套零件的检测长度的测量24教学项目一项目二任务一任务一测量项目三零件形位误差的测量项目四项目五检测项目六罗纹的测量典型零件的综合零件的质量控制*项目七零件的精密测量任务二任务三任务四任务一任务二任务三的测量轴径的测量孔径的测量锥度的测量识读形位公差直线度误差的测量圆度误差、圆柱度误差任务四平行度误差、平面度误差的测量任务五垂直度误差、位置度误差的测量任务六同轴度误差、径向圆跳动误差和端面圆跳动误差的测量任务一任务二任务一任务二任务三任务一任务二任务一件任务二测量三角形罗纹测量梯形罗纹轴套类零件的综合检测盘类零件的综合检测箱体类零件的综合检测工序能力控制图用三坐标测量机测量零用表面粗糙度仪测量零件表面粗糙度任务三用立式光学比较仪测量轴径合计444444444443334442272【学习目标】(1)对零件测量有感性认识(2)了解互换性、极限尺寸、偏差及公差，会计算极限尺寸并能知道零件尺寸的合格范围(3)会识读图样上形位公差和表面粗糙度代号(4)掌握测量基本理论及常用量具常识(5)了解常用的表面粗糙度测量方法，掌握比较法检测零件表面粗糙度任务轴套零件的检测【相关知识】(1)测量的概念、互换性的概念、极限尺寸、偏差及公差的概念(2)测量的种类，主动测量与被动测量(3)形位公差、表面粗糙度的识读(4)表面粗糙度的检测方法(5)量具常识【学习目标】(1)能根据零件尺寸要求，制定合理的测量方案(2)能测量零件各种线性尺寸，作出尺寸合格性判断(3)会保养各类测量用具，养成良好的职业习惯【相关知识】(1)零件图上长度尺寸的识读(2)使用钢直尺、游标卡尺及外径千分尺测量长度的方法(3)长度测量数据的采集与处理(4)长度尺寸合格性的判断(5)钢直尺、游标卡尺与外径千分尺的维护与保养方法活动一用钢直尺测量长度活动二用游标卡尺测量长度活动三用外径千分尺测量长度【知识拓展】其他长度测量技术深度游标卡尺、高度游标卡尺、量块、塞尺【相关知识】(1)零件图上轴径尺寸的识读(2)使用游标卡尺及外径千分尺测量轴径的方法(3)轴径测量数据的采集与处理(4)轴径尺寸合格性的判断活动一用游标卡尺测量轴径活动二用外径千分尺测量轴径【知识拓展】其他外径测量技术杠杆千分尺、尖头千分尺、卡规【相关知识】(1)零件图上孔径尺寸的识读(2)使用游标卡尺、内径千分尺与内径量表测量孔径的方法(3)孔径测量数据的采集与处理(4)孔径尺寸合格性的判断活动一用游标卡尺测量孔径活动二用内测千分尺测量孔径活动三用内径量表测量孔径【知识拓展】其他孔径测量技术内径千分尺、塞规【相关知识】(1)零件图上锥度、角度尺寸的识读(2)使用万能角度尺、正弦规测量锥度的方法(3)锥度测量数据的采集与处理(4)锥度尺寸合格性的判断(5)角度样板、锥度量规、万用角度尺、正弦规的使用活动一活动二活动三活动四用角度样板检测角度用万能角度尺测量角度用锥度量规检查零件锥度用正弦规检测锥度【知识拓展】其他定角度量具90°角尺、角度量块【学习目标】(1)能正确识读形位公差带代号并理解形位公差的含义(2)会选择检测形位误差的工具、量具，并正确测量零件的形位误差(3)能正确处理零件形位误差的检测数据(4)能对零件形位误差检测结果作出正确评估(5)会正确使用与保养工具、量具【相关知识】(1)形位公差与形位误差的概念和区别(2)零件的几何要素(3)形位公差项目和符号【相关知识】(1)直线度的含义、符号及应用范围(2)百分表的工作原理与操作方法(3)直线度误差的测量原理与方法(4)测量结果的数据处理(5)测量仪器的维护与保养活动一打表法测量直线度误差活动二水平仪测量直线度误差【相关知识】(1)能识读圆度、圆柱度符号(2)会测量圆度误差、圆柱度误差(3)会选择测量工、量具及其保养(4)能对检测结果进行数据处理并能评定零件的圆度或者圆柱度是否合格活动一两点法测量圆度误差活动二三点法测量圆度误差活动三圆柱度误差的测量【相关知识】(1)平行度的含义、符号及应用范围(2)平行度公差的类型(3)平行度误差、平面度误差的测量原理与方法(4)测量结果的数据处理(5)测量仪器的维护与保养活动一线对线测量平行度误差活动二线对面测量平行度误差活动三面对面测量平行度误差活动四测量平面度误差【知识拓展】透光法测量平面度误差【相关知识】(1)垂直度、位置度的含义、符号及应用范围(2)会测量垂直度、位置度的误差(3)心轴的使用(4)测量结果的数据处理(5)测量仪器的维护与保养活动一面对线测量垂直度误差活动二线对线测量垂直度误差【知识拓展】线对面、面对面的垂直度误差测量方法活动三测量位置度误差【相关知识】(1)同轴度、径向圆跳动和端面圆跳动的含义、符号及应用范围(2)同轴度误差、径向圆跳动误差和端面圆跳动误差常用测量工具的选择(3)轴类、套类零件同轴度误差、径向圆跳动误差和端面圆跳动误差的测量原理与方法(4)编写测量与误差分析报告(5)测量仪器的维护与保养活动一测量同轴度误差活动二测量径向圆跳动误差活动三测量端面圆跳动误差【学习目标】(1)能读懂零件图上各种罗纹的标记(2)会查表确定罗纹中径公差(3)会用通止规检测三角形罗纹(4)会用罗纹千分尺测量三角形罗纹(5)会用三针测量法测量三角形罗纹(6)会用三针测量法测量梯形罗纹【相关知识】(1)三角形罗纹标记识读(2)三角形罗纹常用测量器具的认识(4)罗纹千分尺测量三角形罗纹的方法(5)三针法测量三角形罗纹的方法(6)常用三角形罗纹测量器具的保养活动一活动二活动三用通止规检测三角形罗纹用三针法测量三角形罗纹用罗纹千分尺测量三角形罗纹【相关知识】(1)梯形罗纹标记识读三针法测量梯形罗纹(2)梯形罗纹中径的计算方法(3)用三针法测量梯形罗纹的方法(4)梯形罗纹测量器具的保养【学习目标】(1)会正确的阅读、分析零件图(2)会正确选择测量零件的工具、量具(3)会独立检测零件的质量(4)会填写零件的检测报告【学习目标】(1)树立生产过程中的质量意识及工作专注精神(2)了解通过采集数据绘制直方图的方法(3)会计算生产过程的工序能力指数并判断工序能力(4)会使用控制图判断生产过程的稳定性【相关知识】(1)采集测量数据、绘制直方图(2)计算标准偏差的方法(3)计算工序能力指数的方法(4)判断工序能力大小的方法活动一活动二活动三制作直方图分析直方图工序能力指数计算与工序能力判断【相关知识】(1)采集控制图数据方法(2)控制界限的计算及控制图的绘制方法(3)控制图的判断方法(4)质量失控原因的分析并改善活动一绘制控制图活动二分析控制图【学习目标】(1)了解现代精密测量技术的现状及发展(2)了解常用现代精密测量仪器的工作原理及运用领域(3)了解如何用三坐标测量机测量零件(4)了解用表面粗糙度仪测量零件表面粗糙度【相关知识】三坐标测量机的使用与保养【相关知识】(1)了解表面粗糙度的测量方法(2)了解便携式表面粗糙度测量仪的使用与保养【相关知识】(1)了解用相对测量法测量线性尺寸的原理(2)了解光学比较仪的结构并熟悉它们的使用方法(3)熟悉量块的使用与维护方法。
水平仪测量导轨直线度误差数据的处理方法
科技风2017年8月下机械化工D O I:10. 19392/ki. 1671-7341.201716143水平仪测量导轨直线度误差数据的处理方法戴国东江苏省常州技师学院江苏常州213017摘要:在机床导轨的制造、装配、检修过程中，经常要对导轨精度进行检查和测量。
特别要对导轨直线度误差进行检查和测定，并对测量数据要进行数据处理，以便求出导轨直线度线性误差值。
本文对水平仪测量导轨直线度误差数据的处理方法作详尽论述。
关键词：水平仪;直线度误差；曲线图；数据处理1用水平仪测量导轨直线度误差的方法如下首先初步调平导轨，将导轨分段，用水平仪依次首尾相接逐段测量，并记录下各段的误差读数，注意正、负和零。
其次，在平面直角坐标系中，根据导轨各段的测量读数作误差曲线图，作图时横坐标为导轨长度，纵坐标为水平仪误差读数，每后一段的读数必须在前一段读数的基础上叠加上去，并确定最大误差的位置和格数。
或直接根据导轨各段原始读数采用计算法确定最大误差的位置和格数。
然后根据公式.=n •i • 1将最大误差格数（角值）换算成线性误差值（毫米）。
公式中：.一一导轨直线度线性误差值'm m)；n—最大误差格数;i—水平仪精度;1—-导轨分段测量长度（mm)。
2在进行上述过程时，要注意下列几方面问题'1)作误差曲线第一段应从坐标原点）O*开始，其余各段依次首尾相连，当格数为“ + *时，线段向上倾斜“/”；格数为“2时，线段向下倾斜“\*;格数为“〇*时，线段平行于X轴。
(2)首尾连线“12”，一定从原点开始，通过尾点。
图1为正确作法，图）为错误作法。
(3)曲线图中最大误差格数一定是曲线最高点在垂直于水平坐标(X轴）方向上两平行线间的格数，也就是y轴方向的格数，而不是两平行线间距离的格数，图3为正确作法，图4为错误作法。
+1+1+0.5+0.50-0.5-0.5-0.5图4错误误差曲线图这是因为在作图时，纵坐标和横坐标所取的比例是不同的，纵坐标y轴的比例是放大的，且放大倍数很大，横坐标x轴的比例是缩小的，缩小倍数也很大，当x轴或y轴所取的比例不同时，对同一组测量数据包容线之间的垂直距离也不同，因此在图上的两包容线之间的垂直距离是没有实际意义的，而包容线之间的y轴坐标方向的距离却始终不变。
水平仪测量导轨直线度误差数据的处理方法
水平仪测量导轨直线度误差数据的处理方法作者：戴国东来源：《科技风》2017年第16期摘要：在机床导轨的制造、装配、检修过程中，经常要对导轨精度进行检查和测量。
特别要对导轨直线度误差进行检查和测定，并对测量数据要进行数据处理，以便求出导轨直线度线性误差值。
本文对水平仪测量导轨直线度误差数据的处理方法作详尽论述。
关键词：水平仪；直线度误差；曲线图；数据处理1 用水平仪测量导轨直线度误差的方法如下首先初步调平导轨，将导轨分段，用水平仪依次首尾相接逐段测量，并记录下各段的误差读数，注意正、负和零。
其次，在平面直角坐标系中，根据导轨各段的测量读数作误差曲线图，作图时横坐标为导轨长度，纵坐标为水平仪误差读数，每后一段的读数必须在前一段读数的基础上叠加上去，并确定最大误差的位置和格数。
或直接根据导轨各段原始读数采用计算法确定最大误差的位置和格数。
然后根据公式△= n·i·l将最大误差格数（角值）换算成线性误差值（毫米）。
公式中：△——导轨直线度线性误差值（mm）；n——最大误差格数；i——水平仪精度；l——导轨分段测量长度（mm）。
2 在进行上述过程时，要注意下列几方面问题（1）作误差曲线第一段应从坐标原点“O”开始，其余各段依次首尾相连，当格数为“+”时，线段向上倾斜“/”；格数为“-”时，线段向下倾斜“＼”；格数为“O”时，线段平行于x轴。
（2）首尾连线“I-I”，一定从原点开始，通过尾点。
图1为正确作法，图2为错误作法。
（3）曲线图中最大误差格数一定是曲线最高点在垂直于水平坐标（x轴）方向上两平行线间的格数，也就是y轴方向的格数，而不是两平行线间距离的格数，图3为正确作法，图4为错误作法。
这是因为在作图时，纵坐标和横坐标所取的比例是不同的，纵坐标y轴的比例是放大的，且放大倍数很大，横坐标x轴的比例是缩小的，缩小倍数也很大，当x轴或y轴所取的比例不同时，对同一组测量数据包容线之间的垂直距离也不同，因此在图上的两包容线之间的垂直距离是没有实际意义的，而包容线之间的y轴坐标方向的距离却始终不变。
水平仪测直线度的误差分析
此测最误差值被 引^直线度误差的数据处理 中.必然影响准确拦 . E @ 前后两 测 量 段支脚不衔接 引起 基准传递中断. 为了保证分段测量 基准传递不中断,必须按图 4那样敞,使本段测量 的后支脚正 好压 在前一 段 测量的前支脚 落点上,一 段一段,做到相互衔接重台.图 6 示是一种错 提 所 的操作方法 ( 首尾捆抵) ,这种恻棱也会造戒侧量基准传 逆的中 断,产 生上
械工人 》编辑韶邮购 该书定价 l O元,另 加 l 邮 寄 费,共 1 元.本讨 O l 编辑部地址.北 京庄 南街 l号, 鄞码; 103 ,联 系^一场少晨 0 07
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图 2一 正确的操作方法,通过 是
定 向靠尺来保证在整个测量过程中恻
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直线度误差的测量
实验三直线度误差的测量
一、实验目的
1. 掌握直线度误差的测量原理和数据处理方法。
2. 掌握框式水平仪的使用方法
二、实验仪器
框式水平仪、被测平板
三、测量原理及计量器具说明
常用的框式水平仪，主要由框架和弧形玻璃管主水准器、调整水准组成。
利用水平仪上水准泡的移动来测量被测部位角度的变化。
框架的测量面有平面和V 形槽，V形槽便于在圆柱面上测量。
弧形玻璃管的表面上有刻线，内装乙醚(或酒精) ,并留有一个水准泡，水准泡总是停留在玻璃管内的最高处。
若水平仪倾斜一个角度，气泡就向左或向右移动，根据移动的距离(格数) ,直接或通过计算即可知道被测工件的直线度，平面度或垂直度误差。
四、实验步骤
量出被测表面总长，按桥板节距L将被测平板等分成若干段。
1．将被测件固定定位。
2．根据水平仪工作长度在被测件整个长度上均匀布点，将水平仪放在桥板上，按标记将水平仪首尾相接进行移动，逐段进行测量。
3．测量时，后一点相对于前一点的读数差就会引起汽泡的相应位移，由水准器刻度观其读数（后一点相对于前一点位置升高为正，反之为负）。
正方向测量完后，用相同的方法反方向再测量一次，将读数填入实验报告中。
4．将两次测量结果的平均值累加，用累积值作图，按最小区域包容法，求出直线度误差值f。
5．将计算结果与公差值比较，作出合格性结论。
思考题
1. 评定形状误差时应遵循什么原则？
2. 用作图法求解直线度误差值时，总是按平行于纵坐标计量，而不是垂直于两条平行包容直线之间距离，原因何在？。
公差实训心得体会
公差实训心得体会篇一：公差检测实验心得体会6通过这次的实训，才真正了解到，一次测量实训要完整的做完，单靠一个人的力量和构思是远远不够的，也是不可能将要做的工作做好。
只有小组全体成员的合作和团结才能让实习快速而高效的完成。
正所谓“三个臭皮匠，顶个诸葛亮”，只有我么团结起来，什么困难都不再是困难了。
另外这次实训也培养了我们小组的分工协作的能力，增进了同学之间的感情，深化了友谊，将原本的一些“陌生人”联系的更紧密了。
当然在实习过程中难免会碰到一些疙疙瘩瘩的事情，闹得大家都不愉快，各有各的方法和见解，但是我们能够及时地进行交流和沟通，错误的一方也不那么的固执，对的一方也不那么的显摆，忘记了昨天的不愉快，迎接新的朝阳。
当然也相信学校让我们实训的另一目的是为了让我们每个学生更加深刻的了解怎样熟练的使用各种仪器，并且能够单独的完成一项工作，达到相应的锻炼效果后进行轮换，以达到共同进行的目的，而不是单纯抢时间，赶进度，草草了事收工，在这一点上我们本组是做的很认真的，每个组员都分别进行独立的观察，记录每一组数据，对实验数据都是在现场进行计算，发现问题及时解决，没有对上一步的检核，绝不进行下一步的测量，做到步步有检核，因为这样做不但可以防止人为误差的出现，更可以提高工作的效率，避免测量的不准确还要进行重测。
即使重测，我们怀着严谨的态度，错了就返工，决不马虎。
我们深知搞机械这一行，需要的就是细心、耐心、毅力和做事严谨的态度。
所以我们一直在克服以前的缺点，一步一个脚印的想前迈进。
其实这次的实训中，通过老师的辅导和自己的思考，我对实验数据处理也有一些自己的看法和总结。
例如，在测量N面上V轴孔的直径的实验中，我们小组刚开始时测量的数据全部是负数（数据依次为-，-，-，-，-，-），但通过我们的思考和老师的指导我们认识到了我们的错误，孔的使用工程只会让孔的直接变大，所以我小组认真审核完实验过程后又重新做本实验，在准确的读数后得出了合理的实验数据。
活动二 水平仪测量直线度误差
（3）熟悉读数方法 读数值正负的确定：一般是根据主水准气泡的移动方向和水平 仪的移动方向来确定水平仪读数值的正负的，原则是，若气泡 的移动方向与水平仪的移动方向一致，如图 (a)所示，则读数 值为正(+)，表示被测量范围向上倾斜；反之，若两者的移动方 向相反，如图 (b)所示)，则读数值为负(-)，表示被测量范围向 下倾斜。
数据处理：
则中间比两端高出的数值为(0.02+0.03)÷2=0.025mm。
二、框式水平仪的结构 框式水平仪的主体2是用铸铁制成的框架式结构，四 个外面都是工作面，并且相互垂直构成四个直角， 在基座(底)工作面和一个侧工作面上各开出一条V形 槽，即构成V形测量面。
1-隔热护板；2-主体(基座)； 3-横向水准器(副水准器)；4-纵 向水准器(主水准器)； 5-盖板；6-“0”位调整窗口。
• 换算成标准的误差值 Δ，即 Δ ＝ iLn 。 • 式中 ，Δ——— 直线度误差值（mm） ； • i ——— 水平仪的分度值为（0.02mm／ 1000mm） ； • L ——— 每段测量长度（mm） ； • n——— 误差曲线中的最大误差格数 。 • 根据本例所测数值 ，可计算出 ： • Δ ＝ iLn ＝ 0.02 mm／1000mm × 200mm × 4 ＝ 0.016 mm
水平仪的分度值为002mm1000mm根据本例所测数值可计算出002mm1000mm0016mm框式水平仪的零位偏差要求和调零位的方法在精度比较高的平台上水平仪的第一次读数a与将水平仪调转180后仍准确地放在第一次位置上的第二次读数b之差如果为零即ab则说明水平仪的零位正确
活动二 用水平仪测直线度误差
2、 框式水平仪的分度值 指水平仪气泡移动一个分度，工作面所需要倾斜的角度，分度 值单位以mm／m表示。也可以理解为在1m长度上所产生的高 度差。 h i (mm／m) L
实验2-1直线度误差的测量 - 机电工程学院
实验2-1直线度误差的测量一、实验目的1．通过测量加深理解直线度误差的含义2．掌握直线度误差的测量及数据处理二、实验内容用水平仪按节距法测量导轨在给定平面内的直线度误差三、计量器具及测量原理为了控制机床、仪器导轨或其他窄而长平面的直线度误差，常在给定平面（垂直平面、水平平面）内进行检测。
常用的计时器具有框式水平仪、合像水平仪、电子水平仪和自准直仪等。
使用这类器具的共同特点是测定微小角度的变化。
由于被测表面存在直线度误差，当计量器具置于不同的被测部位时，其倾斜角度就要发生相应的变化。
如果节距（相邻两测点的距离）一经确定，这个变化的微小角度与被测相邻两点的高低差就有确切的对应关系。
通过对逐个节距的测量，得出变化的角度，用作图或计算，即可求出被测表面的直线度误差值。
由于合像水平仪准确度高、测量范围大、测量效率高、价格便宜、携带方便等优点，因此在检测工作中得到了广泛了应用。
图2-1 合像水平仪测量直线度误差1、仪器结构：合像水平仪结构如图2-1（a）所示，主要由微动螺杆5、螺母8、度盘7、水准器2、棱镜1、放大镜3、杠杆4以及具有平面和V形工作面的底6等组成。
主要技术指标：分度值：0.01mm/m最大测量范围：±5mm/m工作面长度：165毫米示值误差：±1毫米／米范围内：±0.01mm/m2、工作原理：测量时将合像水平仪放于桥板上相对不动，再将桥板置于被测表面上。
若被测表面无直线度误差，并与自然水平基准平行，此时水准器的气泡则位于两棱镜的中间位置，气泡边缘通过合像棱镜1所产生的影像，在放大镜3中观察将出现如图2-1b所的情况。
但在实际测量中，由于被测表面安放位置不理想和被测表面本身不直，致使气泡移动，其视场情况将如图2-1c所示。
此时可转动测微螺杆5，使水准器转动一角度，从而使气泡返回棱镜组1的中间位置，则图2-1c中两影像的错移量△消失而恢复成一个光滑的半圆头（图2-1b）。
用框式水平仪检测机床导轨直线度误差
用框式水平仪检测机床导轨直线度误差一般机床出厂验收后，按出厂前检测机床导轨很不方便，卧式车床拖板较长（尤其是龙门铣床），使机床导轨不能全长检测，故而采用大溜板上放置水平仪（移动水平）的方法来检测，此方法虽不能百分之百反映导轨直线度误差，却有两个好处，一是经过几次试验，发现此方法的结果略大于导轨的真实直线度误差，即不会出现误判为合格导轨的现象。
二是此方法的结果真实反映已加工工件的误差。
最终结果完全可以作为判定导轨是否需要调整的依据。
下面分别用移动水平和桥板两种方法进行检测并进行比较。
女助手说：“我真没有发现有什么不对的地方，以前的警察也来过几次，我都这么说，毛老师是一个很严谨的人，也很守信的，他失踪前一天还答应对我的论文进行指导的，可是他那天晚上下班后就没有再回来了，我还帮他草拟了接下来一个星期的日程安排，他还亲自提笔改了几处的。
”图11.移动水平检测（1）记录数据。
一般框式水平仪的外形尺寸是200×200mm，精度为0.02/1 000，即气泡移动1格代表每米高度差为0.02mm（倾斜角度为4″，tg4'＝0.02/1 000）。
以我厂生产的1.25m卧式车床为例。
导轨可检测6m，大溜板有效长度1.5m。
将水平仪纵向置于刀架平稳处，水平仪记数应以运动方向那一端的水泡管大刻线为准，例如向右运动，就将右端大刻线调0或记0，每次记录都是水泡距离0位的格数，水泡移动与运动方向相同记为＋，按程序每次运行500mm，即每板为500mm，共运行12次，记录13个数据（单位：格）：0，0.2，0.5，1.0，1.2，1.0，1.8，2.5，3.5，2.5，0.5，1.0，0.5。
（2）计算最大格数，具体过程如下所述。
城乡关系是城市的必然产物，是广泛存在于城市和乡村之间的相互作用、相互影响、相互制约的普遍联系与互动关系，是一定社会条件下政治经济关系等诸多因素在城市和乡村关系的集中反映。
早期的城市空间研究起始于空间的非社会性，如城市地理学、城市经济学都侧重于从理论和模型的变量计算中关注城市发展。
水平仪测量直线度[1]
![水平仪测量直线度[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/eb7af0bb0912a216147929a6.png)
AB 即 n 为该导轨的最大误差格数。
误差格数n和直线度误差Δ的计算方法：
ΔOBE ∽ΔOCD，根据相似三角形的性质，可以求出BE的长度。 BE / CD = OE / OD，所以： BE = CD×OE / OD = 1.5×3／8 = 0.56格，既 ： n = AB = AE – BE = 4 – 0.56 = 3.44格，直线度误差值为：
水平仪测量导轨铅垂平面内直线度的方法
1、用一定长度的垫铁安放水平仪，不能直接将水平 仪安放在导轨被测表面上。
2、将水平仪置于导轨中间，调平导轨。 3、将导轨分为若干断，其长度应与垫铁长度相适应。 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。
4、将记录的数据，逐点累积绘制出导轨在铅垂平面 内的直线度误差。然后计算出误差格数n ,Δ= n × i × L 其中i 为水平仪的精度， L为垫铁的长度。
水平仪
测量面
"
水平面
每误差一格所产生的角度误差为4" ，所以
1000×tg4" ≈ 0.0194≈0.02mm 所以该水平仪的精度 i = 0.02／1000
框式水平仪的工作原理 水泡
水平仪
200
测量面
"
水平面
当水平仪误差一格时,在200毫米处所产生的 误差为0.004毫米 ，即:
0.02mm×200÷1000＝0.004mm
1200~~1400mm误差为0格，按下图绘制：
1400~~1600mm误差为-0.5格，按下图绘制：
绘制的过程演示
误差读数依次为： +1、 +1、+2、0、-1、-1、0、-0.5
活动二 水平仪测量直线度误差共20页
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
活动二 水平仪测量直线度误差
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本
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• 如果将平尺右端抬起0.02mm，相当于使平尺与平 板平面形成4″的角度。如果此时水平仪的气泡向
右移动一格，则水平仪读数精度规定为每格 0.02/1000，读作千分之零点零二。
• 高度差按相似三角形比例关系可得：
• 在离左端200mm处
H1
0.02
200 1000
0.004(mm)
• 在离左端250mm处
［知识链接］
• 一、水平仪
• 水平仪是利用气泡的移动来检验平面对水平或垂 直位置的误差，它是机械设备在安装调试和精度 检验中的重要精密量仪。
• 一般有框式水平仪、合像水 平仪和条形水平仪等。
• 1、水平仪的读数原理
• 假定平板处于自然水平，在平板上放一根长度为 1m的平行平尺，平尺上的水平仪的读数为零，即 处于水平状态。
• 答：直线度误差值为0.05mm，未超过0.08mm允许值为合 格。
浙江省教育信息化工程——职业教育数字化资源建设基地学校项目
任务二 直线度的测量
适用专业：机械专业 使用范围：中等职业学校
活动二 用水平仪测量直线度误差
【任务布置】-你能测量它下图的直线度误差吗？ 用分度值为0.02mm/1000mm的水平仪测量机床导轨（长度为
1600mm）纵向直线度误差
【定制计划】你制定的计划是否完整，具有可操作性？
作业布置：
1、任务小结：方案的确定、量具准备、实施步骤、数据 处理、心得体会；
2、用精度0.05/1000的水平仪，测量一长4000mm导轨在垂直平 面内的直线度误差，其全长直线度允差≤0.08mm，现分10段 测得格数如下：－1、0、＋1.5、 －1、＋1.5、 ＋2、 －0.5 、－0.5、 ＋1、0。求：
［任务实施］
• １ ．测量器具准备
水平仪 、垫铁
• ２ ．测量步骤
• ⑴在一定长度的垫铁上安放水平仪，不能直接将水平仪置
于被测表面上。
• ⑵将水平仪置于导轨中间，调整导轨。 • ⑶将导轨分段，其长度与垫铁长度相适应。依次首尾相接
逐段测量导轨，取得各段高度差读数。根据气泡移动方向 来评定导轨倾斜方向，如假定气泡移动方向与水平仪移动
H 2
0.02 250 1000
0.005(mm)
• 在离左端500mm处
H 3
0.02 500 1000
0.01(mm)
• 2、水平仪的读数方法
• ⑴绝对读数法 ——气泡在中间位置时读作“0”，以Байду номын сангаас线为基准，
气泡向任意一端偏离零线的数，即为实际偏离的格 数。
• 气泡向右移动为“＋”，向左移动为“－”
• 2）、一般机床导轨的直线度误差要求为 0.015mm/1000mm～0.02mm/1000mm范围内。
2 ．测量方案确定
• 利用水平仪测量。 • 机床导轨长、体积大，
而水平仪可以测量大型 设备中表面较长的零件 直线度误差。所以采用 用水平仪测量导轨工作 面、大平板直线度以及 两导轨平面在垂直方向 的平行度。
方向一致时为“＋”，反之为“－”。
两端点连线法
• ⑷把各段测量读数逐点积累,画出导轨直线度曲线图。 • ⑸用两端点连线法或最小区域法确定最大误差格数及误差
曲线形状。
最小区域法
• ⑹将误差格数换算为导轨直线度误差 • 公式：Δ＝nil 式中：Δ—导轨直线度误差数值，mm;
n—曲线图中最大误差格数； i —水平仪的读数精度； l —每段测量长度，mm。 n＝4－ (600×1.5)/1600 ——相似三角形计算方法 ＝4－0.5625＝3.4375≈3.44（格） Δ＝nil ＝3.44 ×(0.02/1000) ×200 ＝0.01376≈0.014(mm) 答：导轨在铅垂平面内的直线度误差值0.014mm。
1）、作出直线度曲线图； 2）、计算直线度误差值，并判断是否合格。
17
• 解:⑴画出导轨直线度误差曲线图：
• ⑵由图可见最大误差在导轨长度为2400mm处。其最大误
差格数为：n＝4－0.5 － 3×800/2400 ＝2.5(格)
• ⑶求直线度误差Δ＝nil Δ＝2.5×0.05/1000×400 ＝0.05(mm)
方案确定 量具准备 测量步骤 数据处理
分配任务、分组实践 组内成员分配好各自的任务 要求：动手能力强的同学先操作，动手能力弱的同学先协助。 技能大比武
各组请派一位代表参加比赛，其他同学按照要求交换打分。
4
［任务分析］
• 1、测量项目解读
• 1）、通常对导轨的直线度误差表示方法有两种： • ①导轨在1m长度内的直线度误差； • ②导轨全长内的直线度误差。
• ⑵水平值读数法 ——以两长刻线（零线）为基准，向同一方向分别
读出气泡停止的格数，再把两数相加除以2，即为其 读数值。
• 3、水平仪使用时的注意事项
• ⑴使用前，应对水平仪进行自我校准。 • ⑵测量时，应在气泡稳定后再读数。 • ⑶测量较长平面时，应分段测量，然后根
据各段读数，用作图法或计算法求出最大 差值。