機械裝配維修中的精度測量

1、機械裝配維修中的精度測量機械裝配維修中的精度測量1 1 直線度直線度測量測量 平面度測量平面度測量2 2 分度角度測量分度角度測量一直線度的誤差測量一直線度的誤差測量測量測量 1直線度誤差測量方法直線度誤差測量方法 直線度誤差的測量方法主要分為兩大類：直線度誤差的測量方法主要分為兩大類：一類是直接測量法：一類是直接測量法：即將被測物體與選定的不同形式的測量基準(zhǔn)進行比較，直即將被測物體與選定的不同形式的測量基準(zhǔn)進行比較，直接測出其直線度誤差，接測出其直線度誤差，如實物基準(zhǔn)法、重力水平基準(zhǔn)法，如實物基準(zhǔn)法、重力水平基準(zhǔn)法，光線基準(zhǔn)法等；光線基準(zhǔn)法等；另一類是間接測量法另一類是間接測量法即不用預(yù)先選

2、定的基準(zhǔn)，而是通過兩個或兩個以上被測即不用預(yù)先選定的基準(zhǔn)，而是通過兩個或兩個以上被測件的相互比較，用誤差分離的方法求得各表面的直線度誤差，件的相互比較，用誤差分離的方法求得各表面的直線度誤差，如跨距法、互比法如跨距法、互比法等。等。根據(jù)零件的功能要求，直線度可分為在給定平面內(nèi)、在給定根據(jù)零件的功能要求，直線度可分為在給定平面內(nèi)、在給定方向上和在任意方向上的三種情況，在機械裝配維修中常用方向上和在任意方向上的三種情況，在機械裝配維修中常用在給定平面內(nèi)的直線度在給定平面內(nèi)的直線度在給定在給定平面內(nèi)平面內(nèi)的直線度：的直線度：公差帶是距離為公差值公差帶是距離為公差值t的兩平行直線間的區(qū)的兩平行直線間的

3、區(qū)域。域。在在任意方向上任意方向上的直線度：的直線度：公差帶是直徑為公差值公差帶是直徑為公差值t t的的圓柱面內(nèi)圓柱面內(nèi)的的區(qū)域區(qū)域在給定方向上的直線度在給定方向上的直線度給定一個方向：給定一個方向：公差帶是距離為公差值公差帶是距離為公差值t t的的兩平行平面間兩平行平面間的區(qū)域的區(qū)域給定兩個方向：給定兩個方向：公差帶是正截面尺寸為公差值公差帶是正截面尺寸為公差值t t1 1xtxt2 2四棱柱四棱柱內(nèi)的區(qū)域內(nèi)的區(qū)域192直線度誤差的評定直線度誤差的評定根據(jù)國家形位公差標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，直線度誤差應(yīng)按根據(jù)國家形位公差標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，直線度誤差應(yīng)按最小條件最小條件評評定。在滿足零件使用功能的條件下，允許采用近

4、似的評定定。在滿足零件使用功能的條件下，允許采用近似的評定方法。方法。(1)兩端點連線評定法兩端點連線評定法按兩端點連線法評定誤差值按兩端點連線法評定誤差值時，就是以誤差曲線的兩端時，就是以誤差曲線的兩端點連線作為點連線作為理想直線理想直線，誤差，誤差曲線對該理想直線的曲線對該理想直線的最大變最大變動量動量就是直線度誤差值。就是直線度誤差值。圖中的圖中的0A連線即作為理想直線連線即作為理想直線被測實際輪廓的直線度誤差值被測實際輪廓的直線度誤差值為為3m采用最小條件評定直線度誤差時，包容實際線的上、下采用最小條件評定直線度誤差時，包容實際線的上、下兩平行線，應(yīng)符合相間原則。兩平行線，應(yīng)符合相間原

5、則。即兩平行包容線與實際線應(yīng)成高、低、高或低、高、低即兩平行包容線與實際線應(yīng)成高、低、高或低、高、低相間的三點接觸，此時兩平行包容線間沿相間的三點接觸，此時兩平行包容線間沿縱坐標(biāo)方向縱坐標(biāo)方向的的距離即為被測線的直線度誤差值。距離即為被測線的直線度誤差值。(2)最小條件評定法最小條件評定法上圖中最小包容區(qū)域的寬度為上圖中最小包容區(qū)域的寬度為2.2m，即為被測實，即為被測實際輪廓的直線度誤差。際輪廓的直線度誤差。以上兩種直線度的評定方法，均可采用以上兩種直線度的評定方法，均可采用作圖法或計算法作圖法或計算法求得。求得。從上述兩種直線度誤差值的評定方法來看，從上述兩種直線度誤差值的評定方法來看，前

6、者前者比較簡便，比較簡便，雖然評定的誤差值大于后者，但如該值符合圖樣要求，則實雖然評定的誤差值大于后者，但如該值符合圖樣要求，則實際使用效果更好，所以在生產(chǎn)實際中被廣泛采用。際使用效果更好，所以在生產(chǎn)實際中被廣泛采用。3直線度誤差測量實例直線度誤差測量實例 在給定平面內(nèi)的直線度誤差測量，廣泛采用間接測量法在給定平面內(nèi)的直線度誤差測量，廣泛采用間接測量法(跨距法跨距法)。它是將被測平面分成若干段，然后測量各段對。它是將被測平面分成若干段，然后測量各段對理想水平面的傾斜角度值，并通過繪制誤差曲線或計算來理想水平面的傾斜角度值，并通過繪制誤差曲線或計算來確定平面的直線度誤差。確定平面的直線度誤差。測

7、量儀器有水平儀、合像水平儀、光學(xué)平直儀等。測量儀器有水平儀、合像水平儀、光學(xué)平直儀等。用合像水平儀或光學(xué)平直儀測量直線度誤差時，在合像水用合像水平儀或光學(xué)平直儀測量直線度誤差時，在合像水平儀或光學(xué)平直儀平儀或光學(xué)平直儀1的反射鏡的反射鏡2下應(yīng)放一只底座下應(yīng)放一只底座3，如圖所，如圖所示，從而保證被測表面能在示，從而保證被測表面能在規(guī)定的分段長度上規(guī)定的分段長度上測量。測量。測量時，水平儀或反射鏡隨同底座從一端移動到另一端，測量時，水平儀或反射鏡隨同底座從一端移動到另一端，應(yīng)該應(yīng)該逐段依次測量逐段依次測量，取得各段量儀的示值讀數(shù)。，取得各段量儀的示值讀數(shù)。若測量分段太多，若測量分段太多，會引起計

8、量累積誤會引起計量累積誤差差水平儀是測量工作中使用較為廣泛的一種精密量儀，它使水平儀是測量工作中使用較為廣泛的一種精密量儀，它使用方便、測量精度高，但是，它只能測量導(dǎo)軌在用方便、測量精度高，但是，它只能測量導(dǎo)軌在垂直平面垂直平面內(nèi)內(nèi)的直線度，而的直線度，而不能測量導(dǎo)軌在水平面內(nèi)不能測量導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度。的直線度。（1）用水平儀檢查機床導(dǎo)軌的直線度）用水平儀檢查機床導(dǎo)軌的直線度1)調(diào)整導(dǎo)軌水平調(diào)整導(dǎo)軌水平將水平儀置于導(dǎo)軌中間和兩端位置上，調(diào)整導(dǎo)軌水平狀將水平儀置于導(dǎo)軌中間和兩端位置上，調(diào)整導(dǎo)軌水平狀態(tài)，使水平儀在任意位置氣泡都在顯示范圍內(nèi)顯示。態(tài)，使水平儀在任意位置氣泡都在顯示范圍內(nèi)顯示。

9、2)逐段檢查并讀數(shù)。逐段檢查并讀數(shù)。將導(dǎo)軌分成八段，依次在每將導(dǎo)軌分成八段，依次在每200mm段位置上讀出氣泡顯段位置上讀出氣泡顯示刻度值，假設(shè)依次為示刻度值，假設(shè)依次為+l、+2、-1、0、+3、+1、-2、-2 (單位：格單位：格)。3)直線度誤差值的確定直線度誤差值的確定可通過作圖法或計算法求出直線度誤差值。可通過作圖法或計算法求出直線度誤差值。作圖法。在坐標(biāo)紙上將測得的各段讀數(shù)按作圖法。在坐標(biāo)紙上將測得的各段讀數(shù)按累計累計(代數(shù)和代數(shù)和)的坐標(biāo)值的坐標(biāo)值依次標(biāo)出相應(yīng)導(dǎo)軌段坐標(biāo)點，連接各坐標(biāo)點即為依次標(biāo)出相應(yīng)導(dǎo)軌段坐標(biāo)點，連接各坐標(biāo)點即為導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度誤差曲線，連接首尾兩點的直

10、導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度誤差曲線，連接首尾兩點的直線即為理想導(dǎo)軌直線，如圖線即為理想導(dǎo)軌直線，如圖3所示所示由圖可知，導(dǎo)軌最大誤差格數(shù)為由圖可知，導(dǎo)軌最大誤差格數(shù)為4.5格格(圖中圖中a為安為安裝水平傾斜角裝水平傾斜角)。將最大誤差格數(shù)轉(zhuǎn)換為直線度誤差值，計算公將最大誤差格數(shù)轉(zhuǎn)換為直線度誤差值，計算公式如下式如下:計算法。步驟如下：計算法。步驟如下：a求讀數(shù)的代數(shù)平均值求讀數(shù)的代數(shù)平均值 平平=(+1+2-1+0+3+1-2-2)8格格=0.25格格b求相對值求相對值即在原每一讀數(shù)上減去代數(shù)平均值，得：即在原每一讀數(shù)上減去代數(shù)平均值，得：+0.75，+1.75， -1.25， -0.25， +

11、2.75，+0.75， -2.25， -2.25。c求逐項累積值求逐項累積值每一測量位置上的累積值，等于該位置的相對值與該位置前所有每一測量位置上的累積值，等于該位置的相對值與該位置前所有相對值的代數(shù)和。計算結(jié)果為：相對值的代數(shù)和。計算結(jié)果為：+0.75，+2.5，+1.25， +1， +3.75， +4.5， +2.25，0。d找出最大值與最小值之代數(shù)差找出最大值與最小值之代數(shù)差即為該導(dǎo)軌的直線度誤差。即為該導(dǎo)軌的直線度誤差。則最大讀數(shù)誤差為則最大讀數(shù)誤差為 n=+4.5-O=4.5格格 換算成直線度誤差值為換算成直線度誤差值為:如圖如圖4所示，光學(xué)平直儀的目鏡可以轉(zhuǎn)動，所示，光學(xué)平直儀的目

12、鏡可以轉(zhuǎn)動，既能測量導(dǎo)軌既能測量導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度，又能測量導(dǎo)軌在水平平面內(nèi)的在垂直平面內(nèi)的直線度，又能測量導(dǎo)軌在水平平面內(nèi)的直線度直線度。測量在。測量在垂直垂直平面內(nèi)的直線度時，調(diào)整目鏡上的平面內(nèi)的直線度時，調(diào)整目鏡上的微動手輪，使之與望遠(yuǎn)鏡微動手輪，使之與望遠(yuǎn)鏡平行平行。測量在測量在水平平面內(nèi)水平平面內(nèi)的直線度時，可將目鏡按順時針方向的直線度時，可將目鏡按順時針方向旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)90，使微動手輪與望遠(yuǎn)鏡，使微動手輪與望遠(yuǎn)鏡垂直垂直。(2)用光學(xué)平直儀檢查導(dǎo)軌的直線度用光學(xué)平直儀檢查導(dǎo)軌的直線度設(shè)用精度為設(shè)用精度為0.005mm1000mm的光學(xué)平直儀的光學(xué)平直儀(測量測量跨板長度跨板長度2

13、00mm)檢查檢查2000mm的導(dǎo)軌，則測量過程的導(dǎo)軌，則測量過程如下：如下：1)調(diào)整儀器位置。調(diào)整儀器位置。先將儀器的反光鏡放在導(dǎo)軌兩端初測，調(diào)整光學(xué)平直儀先將儀器的反光鏡放在導(dǎo)軌兩端初測，調(diào)整光學(xué)平直儀和反光鏡位置，觀察平直儀目鏡，使從反光鏡反射回來和反光鏡位置，觀察平直儀目鏡，使從反光鏡反射回來的十字像在兩處都位于目鏡的視場范圍內(nèi)。的十字像在兩處都位于目鏡的視場范圍內(nèi)。2)逐段檢查并讀數(shù)。逐段檢查并讀數(shù)。從導(dǎo)軌一端開始，逐段移動裝有反光鏡的測量跨板，并進從導(dǎo)軌一端開始，逐段移動裝有反光鏡的測量跨板，并進行檢測。行檢測。每隔每隔200mm測量一次，則可獲得測量一次，則可獲得10個讀數(shù)值，假

14、設(shè)依個讀數(shù)值，假設(shè)依次為：次為：28、3l、31、34、36、39、39、39、41、42。3)數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理。a求讀數(shù)的代數(shù)平均值求讀數(shù)的代數(shù)平均值平平=(28+31+31+34+36+39+39+39+41+42)10=36010=36b求相對值求相對值在原每一讀數(shù)上減去一個平均值得：在原每一讀數(shù)上減去一個平均值得：-8，-5，-5，-2，0，3，3，3，5，6，c求逐項累積值求逐項累積值-8，-13，-18，-20，-20，-17，-14，-11，-6，0。4)求導(dǎo)軌直線度誤差求導(dǎo)軌直線度誤差最大累積值為導(dǎo)軌的最大讀數(shù)誤差。最大累積值為導(dǎo)軌的最大讀數(shù)誤差。從上面數(shù)據(jù)可以看出，最大讀數(shù)

15、誤差為從上面數(shù)據(jù)可以看出，最大讀數(shù)誤差為20格，則導(dǎo)軌格，則導(dǎo)軌直線度誤差為直線度誤差為 同直線度誤差的測量一樣，平面度誤差的測量方法也同直線度誤差的測量一樣，平面度誤差的測量方法也主要分為兩大類：主要分為兩大類：一類是直接測量法，該方法主要適用于對較小平面的一類是直接測量法，該方法主要適用于對較小平面的測量，即用足夠精度的實際平面、如平晶工作面、標(biāo)測量，即用足夠精度的實際平面、如平晶工作面、標(biāo)準(zhǔn)平板等為基準(zhǔn)，用干涉準(zhǔn)平板等為基準(zhǔn)，用干涉二、平面度誤差測量二、平面度誤差測量1垂直度誤差的測量方法基本上可分為三大類：垂直度誤差的測量方法基本上可分為三大類：平面間垂直度誤差測量；平面間垂直度誤差測

16、量；平面和軸心線間垂直度誤差測量；平面和軸心線間垂直度誤差測量；軸線間軸線間(包括平面內(nèi)或空間內(nèi)軸心線包括平面內(nèi)或空間內(nèi)軸心線)垂直度誤差測量。垂直度誤差測量。三、垂直度誤差測量三、垂直度誤差測量小型工件垂直度誤差的測量通常采用光隙法、測微儀法和小型工件垂直度誤差的測量通常采用光隙法、測微儀法和方箱法等。對于大型工件方箱法等。對于大型工件(如機床導(dǎo)軌如機床導(dǎo)軌)垂直度誤差的測垂直度誤差的測量，需采用量，需采用自準(zhǔn)直儀法自準(zhǔn)直儀法。如圖所示為自準(zhǔn)直儀法測量導(dǎo)軌。如圖所示為自準(zhǔn)直儀法測量導(dǎo)軌間的垂直度誤差，先測出間的垂直度誤差，先測出A面的直線度誤差，再利用面的直線度誤差，再利用五角五角棱鏡棱鏡3和反射鏡和反射鏡4測出測出B面的直線度誤差，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理就面的直線度誤差，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理就可求出相互間的垂直度誤差。可求出相互間的垂直度誤差。解：設(shè)解：設(shè)L的方程為：的方程為：y=kx+b (1)因為直線經(jīng)過點（因為直線經(jīng)過點（2，-0.5），（），（5，0），代入得：），代入得：-0.5=2k+b0=5k+b解得：解得：k=1/6 b=-5/6，代入方程（，代入方程（1）得：）得：y=(1/6)x-5