《第二章 高精度测量仪及其应用》.doc

高精度测量仪及其应用 本章重点：掌握合像水平仪、自准直光学量仪、经纬仪的运用，以及机械装配和维修中常见的精度测量。 基础知识复习： 量具 1、量具的定义 在生产过程中，用来测量各种工件的尺寸、角度和形状的工具，叫做量具。 2、量具的分类 游标量具：游标卡尺、游标深度尺、游标高度尺、游标角度尺。 微动螺旋量具：千分尺（外径千分尺）、深度千分尺、内径千分尺。 百分表 ※常用量具的使用方法、应用范围要求学员掌握。 二、量仪 ★水平仪 （1）普通水平仪：用来检验机械装备的水平位置 （2）框式水平仪：用来检验机械装备的水平位置及测量和矫正机械零、部件的垂直度。 （3）合像水平仪（精密测量仪） 第一节 常用精密测量仪的基本原理 合像水平仪 结构：如图2-1所示 工作原理： 合像水平仪的水准器安装在杠杆架上特制的底板内，水准器内气泡的两端圆弧，通过棱镜反射至目镜上，形成左右两半像如图2-2所示，当水准器不在水平位置时，A、B两部分像（两半气泡弧端）有差值而不重合如图2-2b所示，若在水平位置时，A、B两部分像（两半气泡）重合如图2-2a所示。 合像水平仪主要用于直线度、平面度的测量。 二、自准直光学量仪 自准直仪（自准直平行光管） 工作原理：如图2-3所示 （测微鼓轮示值度数每格为1〞） 图2-3自准直仪工作原理图 自准直仪可用于直线度、平面度、垂直度等误差的测量。国产型号有42J、JZC等。测量范围为0~10′。 光学平直仪（精密光学测量仪器） 组成部分：平直仪本体（包括望远镜和目镜等）、 反射镜。 工作原理：如图2-4所示 图2-4 光学平直仪工作原理图 3、测量及应用范围 （1）转动目镜，可以同时测出工件水平方向和与水平垂直的方向的直线性。（如滑板运动的直线性） （2）用标准角度量块进行比较，可以测量角度。 （3）用于对较大、高精度的工件和机床导轨进行测量和调整，尤其适用于各种导轨的测量。 ★测微准直望远镜 主要用来提供一条测量用的光学基准线。 经纬仪 （2）应用范围 主要用于机床精度检查，如坐标镗床的水平转台、万能转台、以及精密滚齿机和齿轮磨床的分度精度的测量。 第二节 机械装配维修中的精度测量 一、直线度误差测量（指在给定平面内的直线度） 1、直线度误差测量方法 ☆直接测量法：将被测物体与选定的不同形式的测量基准进行比较直接测出其直线度误差，如实物基准法、重力水平基准法、光线基准法等。 ☆间接测量法：即不用预先选定的基准，而是通过两个或两个以上的被测件的相互比较，用误差分离方法求得各表面的直线度误差，如跨距法、对比法等。 2、直线度误差的评定 在满足零件使用功能的前提下，允许使用近似的评定方法。 ☆两端连线评定法 以误差曲线的两端点连线作为理想直线，误差曲线对该理想直线的最大变动量，就是直线度误差值。如图2-5所示误差曲线，OA连线为理想直线，最大正偏差在E点为+2um,最大负偏差在F点为-1um，因而被测实际轮廓的直线度误差值为3um。 ☆最小条件评定法 如图2-5所示，两平行包容线间沿纵坐标方向的距离即为被测线的直线度误差。如图，最小包容区域的宽度2.2um——被测轮廓的直线度误差。 图2-5 误差曲线 （以上两种直线度误差的评定方法，均可采用作图法和计算法求得，前者简便，应用广泛） 直线度误差测量实例 ☆测量方法：间接测量法（跨距法—被测平面分成若干段）。 ☆测量仪器：水平仪、合像水平仪、光学直平议等。 （1）用水平仪检查机床导轨的直线度 ※水平仪只能测量导轨在垂直平面内的直线度误差，而不能测量导轨在水平面内的直线度误差。 图2-6 导轨直线度误差曲线 ▲作图法。 将测得的各段读数按累积（代数和）的坐标值依次标出相应导轨段坐标点，连接各坐标点，所得的曲线即为导轨在垂直平面的直线度误差曲线，首尾连线即为理想导轨直线，如图2-6所示。由图知，导轨最大误差格数为4.5格（图中 a—安装水平倾角）。 ▲计算法。（步骤如下） （2）用光学平直仪检查导轨的直线度 ※光学平直仪既能测量导轨在垂直面内的直线度误差，又能测量导轨在水平面内的直线度误差。 测量方法同水平仪，学员自己练习。 二、平面度误差测量 1、平面度误差的测量方法 ☆直接测量法—用于较小平面的测量。 ☆间接测量法—用于较大尺寸平面的测量。 常用水平仪或自准直仪测量。 三、垂直度误差测量 1、测量方法 ☆平面间垂直度误差测量 ☆平面和轴心线间垂直度误差测量 ☆轴心线间（包括平面内或空间内轴心线）垂直度误差测量 2、测量仪器的选用 ☆小型工