水平仪测量直线度1
合像水平仪对导轨直线度误差的测量
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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。
导轨直线度的检查调整和计算方法
水平仪的使用（作者未知）一、水平仪的使用和读数水平仪是用于检查各种机床及其它机械设备导轨的不直度、机件相对位置的平行度以及设备安装的水平位置和垂直位置的仪器。
水平仪是机床制造、安装和修理中最基本的一种检验工具。
一般框式水平仪的外形尺寸是200×200mm，精度为0.02/1000。
水平仪的刻度值是气泡运动一格时的倾斜度，以秒为单位或以每米多少毫米为单位，刻度值也叫做读数精度或灵敏度。
若将水平仪安置在1米长的平尺表面上，在右端垫0.02毫米的高度，平尺倾斜的角度为4秒，此时气泡的运动距离正好为一个刻度。
如图:1计算如下:水平仪连同平尺的倾斜角α的大小可以从下式中求出:由tgα= = =0.00002 则α=4秒从上式可知0.02/1000精度的框式水平仪的气泡每运动一个刻度，其倾斜角度等于4秒，这时在离左端200mm处(相当于水平仪的1个边长)，计算平尺下面的高度H1为:tgα= =0.00002 H1=tgα×L1=0.00002×200=0.004(mm)由上式可知，水平仪气泡的实际变化值与所使用水平仪垫铁的长度有关。
假如水平仪放在500mm长的垫铁上测量机床导轨，那么水平仪的气泡每运动1格，就说明垫铁两端高度差是0.01mm。
另外，水平仪的实际变化值还与读数精度有关。
所以，使用水平仪时，一定要注意垫铁的长度、读数精度以及单独使用时气泡运动一格所表示的真实数值。
由此得知，水平仪气泡运动一格后的数值，是根据垫铁的长度来决定的。
水平仪的读数，应按照它的起点任意一格为0。
气泡运动一格计数为1，再运动一格计数为2，以此进行累计。
在实际生产中对导轨的最后加工，无论采用磨削、精磨还是手工刮研，多数导轨都是呈单纯凸或单纯凹的状态，机床导轨的直线度产生性也是少见的(加工前的导轨会有性的现象)。
测量导轨时，水平仪的气泡一般按照一个方向运动，机床导轨的凸凹是由水平仪的移动方向和该气泡的运动方向来确定。
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一、实验目的：1、掌握直线度误差的测量及数据处理方法。
2、学会合像水平仪测量直线度误差。
二、实验内容：用合像水平仪测量直线度误差。
三、计量器具说明：合像水平仪是一种结构简单，使用方便的精密测角仪器。
仪器其本参数如下：分度值 0．01mm/m底面长度过 166 mm仪器外观见图2-1：四、合像水平仪的工作原理：合像水平仪是用来测量被测直线上某两点A、B对水平位置的高度差的仪器，如图2-2所示。
合像水平仪的内部机构原理简图如图2-3（a）所示。
当合像水平仪底板放置在水平位置时，调节读数手轮，使合像观察窗内水泡的像由图2-4（a）所示的不合像状态，调至图2-4（b）所示的合像状态，此时，充水小管处于水平位置，微分简读数正好为0（图2-3（a）.当底板与水平位置存在一个倾角α时（如图2-3（b））,调节读数手轮，测微螺杆将会带动充水小管绕铰链支点O旋转，当充水小管调至水平位置时，读数手轮上可读得一读数k.由于倾角α很小，若合像水平仪置于桥板上，而桥板两支点A、B（图2-2）之间间距为L，则被测直线上B点相对于A点对水平位置的高度差为：a)用合像水平仪测量导轨直线度示例例如，要测量一个长度为1200mm导轨的直线度误差，可选择桥板两支点间的长度为200 mm（桥板两支点间的长度是可调的，被测直线的长度应为桥板两支点间长度的整数倍）。
如图2-5所示，先将桥板及合像水平仪安放于位置①，调节合像水平仪至合像，从读数标尺上可见此时指针介于3与4之间，而读数手轮上的值为52，此时合像水平仪的读数值为352格（读数手轮转一周，手轮上的刻度值走过100格，而读数标尺走过1格），这样就可测出测点1对测点0相对于水平位置的高度差；再将桥板移至位置②，可测出测点2对测点1相对于水平位置的高度差，如此重复6次，可获得6个测得值，将其记入表2-1中“顺测”栏。
激光水平仪精度检测标准
激光水平仪精度检测标准激光水平仪是一种常用的测量工具，广泛应用于建筑、工程、装修等领域。
为了确保激光水平仪的测量结果准确可靠，需要进行精度检测。
本文将介绍激光水平仪精度检测的标准和方法。
一、激光水平仪精度检测标准1. 水平度误差激光水平仪的主要功能是测量水平面的倾斜角度，因此水平度误差是评价其精度的重要指标之一。
水平度误差是指激光水平仪在水平面上测量时与真实水平面之间的偏差。
通常情况下，激光水平仪的水平度误差应小于等于0.2mm/m。
2. 直线度误差激光水平仪在测量过程中，需要绘制一条直线，直线度误差是指绘制的直线与真实直线之间的偏差。
直线度误差通常用最大偏差值来表示，一般应小于等于1mm/m。
3. 垂直度误差激光水平仪也可以用来测量垂直面的倾斜角度，因此垂直度误差也是一个重要指标。
垂直度误差是指激光水平仪在垂直面上测量时与真实垂直面之间的偏差。
通常情况下，激光水平仪的垂直度误差应小于等于0.2mm/m。
4. 重复性误差重复性误差是指激光水平仪在多次测量同一个点时，测量结果之间的偏差。
重复性误差通常用标准差来表示，一般应小于等于0.5mm/m。
二、激光水平仪精度检测方法1. 水平度误差检测方法（1）将激光水平仪放置在一个已知水平面上，并调整使其处于工作状态。
（2）使用一个精密水平仪或其他精密测量工具，测量激光水平仪所在位置的水平面。
（3）记录激光水平仪显示的水平角度与实际水平角度之间的偏差。
（4）将上述步骤重复多次，计算出平均值，以提高测量结果的准确性。
2. 直线度误差检测方法（1）将激光水平仪放置在一条已知直线上，并调整使其处于工作状态。
（2）使用一个精密直尺或其他精密测量工具，沿着激光水平仪所绘制的直线进行测量。
（3）记录激光水平仪绘制的直线与实际直线之间的偏差。
（4）将上述步骤重复多次，计算出最大偏差值，以评估直线度误差。
3. 垂直度误差检测方法（1）将激光水平仪放置在一个已知垂直面上，并调整使其处于工作状态。
互换性与技术测量第三版课后题答案程玉兰
《互换性与测量技术基础》(第三版)课后习题答案第一章习题及答案1-1 什么叫互换性？它在机械制造中有何重要意义？是否只适用于大批量生产？答：同一规格的零部件，不需要做任何挑选、调整或修配，就能装配到机器中去，并达到使用要求，这种特性就叫互换性。
互换性给产品的设计、制造和使用维修都带来了很大方便。
它不仅适用于大批量生产，也适用于单件小批生产，互换性已经成为现代机械制造企业中一个普遍遵守的原则。
1-2 完全互换和不完全互换有何区别？各用于什么场合？答：互换程度不同：完全互换是同一规格的零部件，不需要做任何挑选、调整或修配，就能装配到机器中而满足使用要求；不完全互换是同一规格的零部件，需要经过挑选、调整或修配，再装配到机器中去才能使用要求。
当使用要求和零件制造水平、经济效益没有矛盾，即机器部件装配精度不高，各零件制造公差较大时，可采用完全互换进行零件生产；反之，当机器部件装配精度要求较高或很高，零件制造公差较小时，采用不完全互换。
1-5 下面两列数据属于哪种系列？公比为多少？（ 1 ）电动机转速： 375 ， 750 ， 1500 ， 3000 ，、、、（ 2 ）摇臂钻床的主参数（钻孔直径）： 25 ， 40 ， 63 ， 80 ， 100 ， 1 25等答：（ 1 ）此系列为派生系列： R40/12 ，公比为（ 2 ）此系列为复合系列，前三个数为 R5 系列，后三位为 R10 系列。
补充题：写出 1 ～ 100 之内的派生系列 R20/3 和 R10/2 的优先数常用值。
答： R20/3 ： 1.00 ， 1.40 ， 2.00 ， 2.80 ， 4.00 ， 5.60 ， 8.00 ， 11.2 ，16.0 ， 22.4 ， 31.5 ， 45.0 ， 63.0 ， 90.0R10/2 ： 1.00 ， 1.60 ， 2.50 ， 4.00 ， 6.30 ， 10.0 ， 16.0 ， 25.0 ， 40.0 ，63.0 ， 100第二章习题及答案2-5 （略）2-9 试从 83 块一套的量块中，同时组合下列尺寸： 48.98mm ， 29.875mm ，10.56mm 。
水平仪的使用方法
水平仪的使用方法邦德激光技术部2016.7.1一、水平仪的使用和读数水平仪是用于检查各种机床及其它机械设备导轨的不直度、机件相对位置的平行度以及设备安装的水平位置和垂直位置的仪器。
水平仪是机床制造、安装和修理中最基本的一种检验工具。
一般框式水平仪的外形尺寸是200×200mm ，精度为0.02/1000。
水平仪的刻度值是气泡运动一格时的倾斜度，以秒为单位或以每米多少毫米为单位，刻度值也叫做读数精度或灵敏度。
若将水平仪安置在1米长的平尺表面上，在右端垫0.02毫米的高度，平尺倾斜的角度为4秒，此时气泡的运动距离正好为一个刻度。
如图：1计算如下：水平仪连同平尺的倾斜角α的大小可以从下式中求出： 由tg α=L H =100002.0=0.00002 则α=4秒 从上式可知0.02/1000精度的框式水平仪的气泡每运动一个刻度，其倾斜角度等于4秒，这时在离左端200mm 处（相当于水平仪的1个边长），计算平尺下面的高度H 1为：tg α=LH =0.00002 H 1=tg α×L 1=0.00002×200=0.004(mm) 由上式可知，水平仪气泡的实际变化值与所使用水平仪垫铁的长度有关。
假如水平仪放在500mm 长的垫铁上测量机床导轨，那么水平仪的气泡每运动1格，就说明垫铁两端高度差是0.01mm。
另外，水平仪的实际变化值还与读数精度有关。
所以，使用水平仪时，一定要注意垫铁的长度、读数精度以及单独使用时气泡运动一格所表示的真实数值。
由此得知，水平仪气泡运动一格后的数值，是根据垫铁的长度来决定的。
水平仪的读数，应按照它的起点任意一格为0。
气泡运动一格计数为1，再运动一格计数为2，以此进行累计。
在实际生产中对导轨的最后加工，无论采用磨削、精磨还是手工刮研，多数导轨都是呈单纯凸或单纯凹的状态，机床导轨的直线度产生曲线性也是少见的（加工前的导轨会有曲线性的现象）。
测量导轨时，水平仪的气泡一般按照一个方向运动，机床导轨的凸凹是由水平仪的移动方向和该气泡的运动方向来确定。
直线度的介绍及误差检测方法
直线度的介绍及误差检测方法摘要：直线度是几何误差中最基础的一项，本文简述了有关直线度的基本知识。
其中着重阐述了直线度的几何公差带，以及直线度的评定方法。
其中公差的标注和检测原则都是通用的原则，适用于各种几何误差。
一、直经度的定义限制实际直线对理想直线变动量的一种形状公差。
由形状（理想包容形状）、大小（公差值）、方向、位置四个要素组成。
用于限制一个平面内的直线形状偏差，限制空间直线在某一方向上的形状偏差，限制空间直线在任一方向上的形状偏差。
几何误差是指零件加工后的实际形状、方向和相互位置与理想形状、方向和相互位置的差异。
在形状上的差异称形状误差，在方向上的差异称方向误差，在相互位置上的差异称位置误差。
直线度在几何公差中是最基础的部分，按检测关系分直线度属于被测要素中的单一要素——指对要素本身提出形状公差要求的被测要素。
二、直线度基本特性几何公差分形状公差、方向公差、位置公差和跳动公差四种类型。
其中形状公差是对单一要素提出的几何特征，因此，无基准要求。
三、直线度公差的标注1、公差框格用公差框格标注时，公差要求标注在划分成两格或多格的矩形框格内。
框格中的内容从左至右顺序填写（如图2.1）：（1）几何特征符号；（2）公差值，以线性尺寸单位表示的量值。
（3）基准符号，因直线度无基准所以不标注。
图2.12、限定性规定的标注①如果需要对整个被测要素上任意范围标注同样几何特征的公差时，可在公差值的后面加注限定范围的线性尺寸值，并在两者之间用斜线隔开，如图2.2（a）所示。
②如果标注的是两项或两项以上同样几何特征的公差，可直接在整个要素公差框格的下方放置另一个公差框格，如图2.2（b）所示。
图2.2四、直线度的几何公差带几何公差是实际被测要素对其理想形状、理想方向和理想位置的允许变动量。
直线度一类的形状公差是指实际单一要素所允许的变动量。
几何公差带是指由一个或几个理想的几何线或面所限定的、由线性公差值表示其大小的区域，他是限制实际被测要素变动的区域。
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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：
Δ= n i L = 3.44 ×0.02／1000 ×200=0.014mm
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。
当水平仪处于水平位置时， 水泡的位置如图：
零线（基准线）
水泡
框式水平仪的工作原理 水泡
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
测量面
"
水平面
每误差一格所产生的角度误差为4" ，所以
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
水平仪水平时水泡的位置变化
理想位置
偏离理想位置
偏离理想位置：水泡移 动0.5格时的水泡位置
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
然后按所测量的误差格数进行逐一进行 累加，0~200误差为 +1 格，如下图：
２00 ~~ ４00mm误差为+1格，按下图绘制：
400~~600mm误差为+2格，按下图绘制：
600~~800mm误差为0格，按下图绘制：
800~~1000mm误差为-1格，按下图绘制：
1000~~1200mm误差为-1格，按下图绘制：
偏离为正（+），想左方偏离为负（－） 。如先图：
该位置读数为: +2格
该位置读数为：－3格
2、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： -2.5格
该位置读数为：+1.5格
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
框式水平仪的工作原理 水泡
水平仪
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：1、先绘制如下的方框
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
采用首尾法连线进行误差计算
在曲线图的首尾点进行连直线，如下图：
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600mm处的B点 距离首尾连 线的距离最大既如图中的AB
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。