实验二. 用合象水平仪测量直线度误差.doc

实验二. 用合象水平仪测量直线度误差
一、实验器具---光学合像水平仪
该仪器主要应用于测量平面和无柱面对水平的倾斜度,以及机床与光学机械仪器的导轨
或机座等的平面度、直线度和设备安装位置的正确度等。
主要技术指标:
分度值:
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:
±
全部测量范围内: ± 图3-1 合像水平仪结构图
工作原理:合像水平仪是利用棱镜将水准器中的气泡象符合放大,来提高读数的瞄准精
度,利用杠杆、微动螺杆等传动机构进行读数。
仪器结构:合像水平仪结构如图2-10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。使用方法:将合像水平仪安置在被测零件的表面上,由于被测表面的倾斜而引起两气泡象的
不重合。当转动度盘,使两气泡像重合时,即可通过读数机构读出被测件表面实际倾斜读数,
并按下式计算实际倾斜值:
实际倾斜值=刻度值×支点距离×刻度盘读数
使用注意事项:
①使用前工作面要清洗干净。
②湿度变化对仪器中的水准器位置影响很大,固必须隔离热源。
③测量时旋转度盘要平稳,必须等两气泡像完全符合后方可读数。
二、测量原理与器具简介
为了控制机床、仪器导轨及长轴的直线度误差,常在给定平面(垂直平面或水平平面)
1
内进行检测,常用的测量器具有框式水平仪、合象水平仪、电子水平仪和自准直仪等测定微小角度变化的精密量仪。
由于被测表面存在直线度误差,测量器具置于不同的被测部位上时,其倾斜角将发生变化,若节距(相邻两点的距离)一经确定,这个微小倾角与被测两点的高度差就有明确的函数关系,通过逐个节距的测量,得出每一变化的倾斜度,经过作图或计算,即可求出被测表面的直线度误差值。合象水平仪因具有测量准确、效率高、价格便宜、携带方便等特点,在直线度误差的检测工作中得到广泛采用。
合象水平仪的结构,主要由微动螺杆、螺母、底盘水准仪、棱镜、放大镜、杠杆以及具有平面和V形工作面和底座等组成。
合象水平仪是利用棱镜将水准器中的气泡像复合放大,以提高读数时的对准精度,利用杠杆和微动螺杆传动机构来提高读的精度和灵敏度,其工作原理见本指导书第二篇。合象水平仪置于被测工件表面上,若被测两点相对自然水平线不等高时,将引起两端的气泡像不重合,转动度盘使气泡像重合,此时合象水平仪的读数值即为该两点相对自然水平面的高度差,刻度盘读数与桥板跨距L之间的关系为:
h=i·L·a
三、测量步骤
1、量出零件被测表面总长,将总长分为若干等分段(一般为6~12段)确定每一段的长度(跨距)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等分点位置上进行测量。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。
3、从合象水平仪读数时,先从合像水平仪