实验2-1直线度误差的测量.doc

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所示，主要由微动螺杆、螺母、度盘、水准器、棱镜、放大镜、杠杆以及具有平面和V形工作面的底等组成。?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/m?h=i?L?α 式中i—合像水平仪的分度值 （0.01mm/m） L—桥板节距 α—角度读数值（用格数来计数）如此逐点测量，就可得到相应的αi值，后面将用实例来阐述直线度误差的评定方法。 四、实验步骤 1、量出零件被测表面总长，将总长分为若干等分段确定每一段的长度（距）L，并按L调整可调桥板两圆柱的中心距。2、将合像水平仪放于桥板上，然后将桥板从首点依次放在各位置上进行测量。到终点后，自终点再进行一次回测，回测时桥板不能调头，同一测点两次读过的平均值为该点的测量数据。如某测点两次读数相差较大，说明测量情况不正常，应查明原因并加以消除后重测。测量时要注意每次移动桥板都要将后支点放在原来前支点处（桥板首尾衔接），测量过程中不允许移动水平仪与桥板之间的相对位置。、把测得的值依次填入实验报告中，并用按最小条件进行数据处理，求出被测表面的直线度误差。、数据处理1、为了作图方便，将各测点的读数平均值同减一个数而得出相对差。2、根据各测点的相对差，在坐标纸上描点。作图时不要漏掉首点（零点），且后一点的坐标位置是在前一点标位置的基础上累加。用直线依次连接各点，得出误差折线。3、两条平行直线包容误差折线，其中一条直线必须与误差折线两个最高（或最低）点相切，在两切点之间有一个最低（或最高）点与另一条平行线相切。这两条平行直线之间的区域就是最小包容区域。两平行线在纵坐标上的截距即为被测表面的直线度误差值(角度格值)。4、差值按下式折算成线性值，并按国家标准GB1184－1996确定被测表面直线度的公差等级。?△f =i?L?△a式中：—合像水平仪的分度值????? L—桥板跨距????? a一被测件的直线度误差值（格）???? 例：用合象水平仪测量一长平面的直线度误差，仪器的分度值为0.01mm，选用的桥板节距L＝200mm，测量直线度的记录数据见下表。若被测面的直线度公差为5级，试用作图法评定该的直线度误差是否合格。 解：数据处理的步骤如下：?⑴先将各点的顺测值与回测值取平均简化测量数据：。测 量 数 据 测点序号i 0 1 2 3 4 5 仪器 读数 ai 顺测 — 273 278 285 283 270 回测 — 275 280 287 285 272 平均 — 274 279 286 284 271 相对差ai 0 0 +5 +12 +10 -3 坐标值yi 0 0 +5 +7 +27 +24 ⑶将相对差中的各点读数格值在直角坐标系中逐一累加描点（如图）。求最小包容区：先过0点和第4点作一直线，再过第点作一平行线。则两条平行线在纵坐标上的距7格，即为该被测件的直线度误差值（格值）。求直线度误差的线值：? f=0.01×200×9.6=19.2 (μm) ⑹按GB1184－1996，直线度5级公差值为25μm。其测量出的误差值小于公差值，所以被测零件直线度误差合格。