在 “萬工顯”上測量直線度的方法

李云虹，劉興富

（1.廣州汽車集團(tuán)股份有限公司汽車工程研究院，廣東廣州510641；2.廣州威而信精密儀器有限公司西安分公司，陜西西安710065）

在 “萬工顯”上測量直線度的方法

李云虹1，劉興富2

（1.廣州汽車集團(tuán)股份有限公司汽車工程研究院，廣東廣州510641；2.廣州威而信精密儀器有限公司西安分公司，陜西西安710065）

運(yùn)用反向消隙誤差分離技術(shù)，剔除儀器導(dǎo)軌 （基準(zhǔn)）誤差的影響，為在萬工顯上進(jìn)行直線度的精密測量提供了方法的依據(jù)。

萬工顯；誤差分離；直線度；精密測量

0 引言

直線度的測量是長度計(jì)量技術(shù)的重要內(nèi)容之一。直線度測量主要是測量圓柱體和圓錐體的素線直線度誤差、機(jī)床和其他機(jī)器的導(dǎo)軌面以及工件直線導(dǎo)向面的直線度誤差等。常用的測量方法有直尺法、準(zhǔn)直法、重力法和直線法等。

文中介紹在萬工顯上精確測量小工件導(dǎo)向面直線度 （平行度）誤差的方法。

在萬工顯上進(jìn)行小工件導(dǎo)向面直線度 （平行度）誤差的精確測量，因?yàn)闇y量基準(zhǔn)和評定基準(zhǔn)同是儀器導(dǎo)軌軸線，如何做到儀器導(dǎo)軌 （基準(zhǔn)）誤差不被帶入測量結(jié)果中，是在萬工顯上進(jìn)行幾何量精密測量的關(guān)鍵。那么，在萬工顯上測量直線度（平行度）時(shí)，怎樣剔除作為基準(zhǔn)的儀器導(dǎo)軌誤差呢？這就是文中要探討的問題。

1 測量方法

被測零件直線度 （平行度）具體測量方法、步驟如下：

（1）安裝。用等高塊將被測零件支撐在儀器工作臺上 （支撐點(diǎn)應(yīng)在艾利點(diǎn)，即2L／9處，L為被測零件的長度）；

（2）測量。借助連接螺帽將圖1所示的光學(xué)靈敏杠桿安裝在儀器上后，用光學(xué)靈敏杠桿進(jìn)行接觸測量：①找正。移動(dòng)縱向 （X）拖板，將被測零件A面找正，使A面與拖板移動(dòng)方向平行；②正向測量。如圖2所示，逐點(diǎn)測量A、B面直線，依次記錄各等距采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù) （XAi， YAi）、 （XBi， YBi） （i＝1，2，3，…，n）；③置換。將被測零件翻轉(zhuǎn)180°，即A面與B面置換，仍以被測零件A面找正，使A面與拖板移動(dòng)方向平行；④反向測量。如圖3所示，逐點(diǎn)測量A、B面直線，依次記錄各等距采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù) （X′Ai， Y′Ai）、 （X′Bi， Y′Bi） （i＝1， 2，3，…， n）。

2 測量實(shí)例

為了便于理解，在此將被測零件導(dǎo)向面 （A面）被測直線等距采樣5點(diǎn) （i＝1，2，…，5） 進(jìn)行測量，各采樣點(diǎn)具體測量數(shù)據(jù)如圖4所示。

3 計(jì)算方法

假設(shè)YAi為零件導(dǎo)向面 （A面）測量直線所在坐標(biāo)系XOY下被測點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，零件導(dǎo)向面 （A面）置換后測量直線所在坐標(biāo)系XOY下對應(yīng)測點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，于是

通過以上公式，可以求出A面被測直線度的實(shí)際值fz以及儀器導(dǎo)軌 （基準(zhǔn)） 偏差值fy，如圖5所示。

假設(shè)儀器導(dǎo)軌 （基準(zhǔn)）無誤差，則A面的兩次測量結(jié)果是兩條相對應(yīng)的曲線 （折線），如圖6所示。

假若要計(jì)算被測零件A面與B面的平行度，只需將B面各個(gè)對應(yīng)點(diǎn)的結(jié)果與儀器導(dǎo)軌的偏差相加后，求出B面對A面各測點(diǎn)的實(shí)際偏差，其最大值與最小值之和就是B面對A面的平行度。

最后應(yīng)指出；對于直線度、平行度的計(jì)算也可采用專用的測量軟件進(jìn)行處理。

4 幾點(diǎn)說明

（1）等距采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)，應(yīng)依據(jù)被測零件的長度適當(dāng)確定。

（2）等距采樣點(diǎn)的位置，由儀器縱向 （X向）確定，測量數(shù)據(jù)從儀器橫向 （Y向）讀出。

（3）A面和B面以及A面和B面的置換前后測量，光學(xué)靈敏杠桿需移位和測頭需變向；在測量過程中被測零件需再次安裝，這時(shí)，被測采樣點(diǎn)的起始位置、儀器縱向?qū)к壩恢镁鶓?yīng)保持不變。

（4）僅測量直線度時(shí)，只需測量導(dǎo)向面A；如果還要測量平行度，則應(yīng)測量導(dǎo)向面A和B。

（5）這里應(yīng)指出，因?yàn)闇y量基準(zhǔn)和評定基準(zhǔn)同是儀器導(dǎo)軌軸線，所以直線度和平行度的測量結(jié)果是符合 “最小條件”要求的。

5 結(jié)束語

通過測量實(shí)例介紹了直線度、平行度在萬工顯上的測量方法，以及通過反向消隙方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)了直線度和平行度的準(zhǔn)確測量，并同時(shí)測量出儀器導(dǎo)軌 （基準(zhǔn)）的誤差。雖僅以實(shí)例說明了測量過程，但這種反向消隙方法完全可以用到任何關(guān)于直線度和平行度檢測的環(huán)境中，也可應(yīng)用于直角尺及垂直度的檢測，為在普通環(huán)境下進(jìn)行高精度的檢測提供了測量方法的依據(jù)。

【1】工具顯微鏡編寫組.工具顯微鏡［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1978.

【2】張?zhí)┎?，陳志東，李隆鑄.直線度與平面度誤差值的評定［M］.北京：計(jì)量出版社，1981.

【3】李朝國，左興旺.誤差分離技術(shù)在高精度零件直線度測量上的應(yīng)用［J］.金屬加工：冷加工，2011（22）：55－56.

Method of Measuring Straightness with“Universal Tool?measuring Microscope”

LIYunhong1，LIU Xingfu2
（1.GAC Automotive Engineering Institute，Guangzhou Guangdong 510641，China；2.Guangzhou Wilson Precision Instrument Co.，Ltd.，Xi’an Shaanxi710065，China）

Using reverse backlash error separation technique，the influence of equipment rail（base）error was excluded.So universal tool?measuringmicroscope could be used tomeasure straightness precisely.It provides the basis for themethod.

Universal tool?measuringmicroscope；Error separation；Straightness；Precision measurement

2015－04－26

李云虹 （1979—），男，碩士，工程師，從事汽車動(dòng)力總成開發(fā)測試研究工作。E?mail：liyunhong＠gaei.cn。