框式水平儀用法1

1、框架水平儀的使用方法    1、框架水平儀的兩個(gè)V形測量面是測量精度的基準(zhǔn)，在測量中不能與工作的粗糙面接觸或摩擦。安放時(shí)必須小心輕放，避免因測量面劃傷而損壞水平儀和造成不應(yīng)有的測量誤差。    2、用框架水平儀測量工件的垂直面時(shí)，不能握住與副側(cè)面相對的部位，而用力向工件垂直平面推壓，這樣會(huì)因水平儀的受力變形，影響測量的準(zhǔn)確性。正確的測量方法是手握持副測面內(nèi)側(cè)，使水平儀平穩(wěn)、垂直地（調(diào)整氣泡位于中間位置）貼在工件的垂直平面上，然后從縱向水準(zhǔn)讀出氣泡移動(dòng)的格數(shù)。    3、使用水平儀時(shí)，要保證水平儀工作面和工

2、件表面的清潔，以防止臟物影響測量的準(zhǔn)確性。測量水平面時(shí)，在同一個(gè)測量位置上，應(yīng)將水平儀調(diào)過相反的方向再進(jìn)行測量。當(dāng)移動(dòng)水平儀時(shí)，不允許水平儀工作面與工件表面發(fā)生摩擦，應(yīng)該提起來放置。如圖1所示。圖1 水平儀的使用方法    4、當(dāng)測量長度較大工件時(shí)，可將工件平均分若干尺寸段，用分段測量法，然后根據(jù)各段的測量讀數(shù)，繪出誤差坐標(biāo)圖，以確定其誤差的最大格數(shù)。如圖2所示。床身導(dǎo)軌在縱向垂直平面內(nèi)直線度的檢驗(yàn)時(shí)，將方框水平儀縱向放置在刀架上靠近前導(dǎo)軌處（圖2中位置A），從刀架處于主軸箱一端的極限位置開始，從左向右移動(dòng)刀架，每次移動(dòng)距離應(yīng)近似等于水平儀的邊框尺（200mm）。

3、依次記錄刀架在每一測量長度位置時(shí)的水平儀讀數(shù)。將這些讀數(shù)依次排列，用適當(dāng)?shù)谋壤嫵鰧?dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度誤差曲線。水平儀讀數(shù)為縱坐標(biāo)，刀架在起始位置時(shí)的水平儀讀數(shù)為起點(diǎn)，由坐標(biāo)原點(diǎn)起作一折線段，其后每次讀數(shù)都以前折線段的終點(diǎn)為起點(diǎn)，畫出應(yīng)折線段，各折線段組成的曲線，即為導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)直線度曲線。曲線相對其兩端連線的最大坐標(biāo)值，就是導(dǎo)軌全長的直線度誤差，曲線上任一局部測量長度內(nèi)的兩端點(diǎn)相對曲線兩端點(diǎn)的連線坐標(biāo)差值，也就是導(dǎo)軌的局部誤差。圖2 縱向?qū)к壴诖怪逼矫鎯?nèi)的直線度檢驗(yàn)    例：一臺床身導(dǎo)軌長度為1600mm的臥式車床，用尺寸為200mm×200

4、mm、精度為0.02mmlOOOmm的方框水平儀檢驗(yàn)其直線度誤差。    將導(dǎo)軌分成8段，使每段長度為水平儀邊框尺寸（200mm），分段測得水平儀的讀數(shù)為：+1、+2、+1、0、-1、0、-1、-0.5。根據(jù)這些讀數(shù)畫出誤差曲線圖（圖3）。作圖的坐標(biāo)為：縱軸方向每一格表示水平儀氣泡移動(dòng)一格的數(shù)值；橫軸方向表示水平儀的每段測量長度。作出曲線后再將曲線的首尾（兩端點(diǎn)）連線I-I。并經(jīng)曲線的最高點(diǎn)作垂直于水平軸方向的垂線與連線相交的那段距離n，即為導(dǎo)軌的直線度誤差的格數(shù)。從誤差曲線圖可以看到，導(dǎo)軌在全長范圍內(nèi)呈現(xiàn)出中間凸的狀態(tài)，且凸起值最大在導(dǎo)軌600mm800mm長度

5、處。導(dǎo)軌長/mm圖3 導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)直線度誤差曲線圖    將水平儀測量的偏差格數(shù)換算成標(biāo)準(zhǔn)的直線度誤差值=nil    式中 n誤差曲線中的最大誤差格數(shù)；i水平儀的精度（0.02mmlOOOmm）；l每段測量長度（mm）。    按誤差曲線圖各數(shù)值計(jì)算得=3.5×0.02mm/1000mm×200mm=0.014mm    5、機(jī)床工作臺面的平面度檢驗(yàn)方法如圖4所示，工作臺及床鞍分別置于行程的中間位置，在工作臺面上放一橋板，其上放水平儀，分別沿圖示各測

6、量方向移動(dòng)橋板，每隔橋板跨距d記錄一次水平儀讀數(shù)。通過工作臺面上A、B、D三點(diǎn)建立基準(zhǔn)平面，根據(jù)水平儀讀數(shù)求得各測點(diǎn)平面的坐標(biāo)值。    誤差以任意300mm 測量長度上的最大坐標(biāo)值計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定允差見表1表1 工作臺面的平面度允差工作臺直徑500500-630630-12501250-2000在任意300mm測量長度長允差值0.020.0250.030.035圖4 檢驗(yàn)工作臺面的平面度    6、測量大型零件的垂直度時(shí)，如圖5a所示，用水平儀粗調(diào)基準(zhǔn)表面到水平。分別在基準(zhǔn)表面和被測表面上用水平儀分段逐步測量并用圖解法（圖3）確定基準(zhǔn)方

7、位，然后求出被測表面相對于基準(zhǔn)的垂直度誤差。    測量小型零件時(shí)，如圖5b所示，先將水平儀放在基準(zhǔn)表面上，讀氣泡一端的數(shù)值，然后用水平儀的一側(cè)緊貼垂直被測表面，氣泡偏離第一次（基準(zhǔn)表面）讀數(shù)值，即為被測表面的垂直度誤差。圖5 水平儀垂直度測量    7、水平儀使用完后，應(yīng)涂上防銹油并妥善保管好。水準(zhǔn)泡在框式水平儀的使用方法一、工作原理：當(dāng)水平發(fā)生傾斜時(shí)，機(jī)床維修，機(jī)床導(dǎo)軌刮研，維修平板，水準(zhǔn)泡的氣泡就向水平儀升高的一端移動(dòng)。由于水準(zhǔn)泡的內(nèi)壁曲率半徑不同，因此產(chǎn)生了不同的分度值。 二、儀器用途：水平儀主要用于檢驗(yàn)各種機(jī)床及其它類型設(shè)備

8、導(dǎo)軌的直線度、平面度和設(shè)備安裝的水平性、垂直性。三、儀器規(guī)格：框式水平儀規(guī)格： 100、150、200、250、300MM分度值：0.02-0.10MM/M四、儀器結(jié)構(gòu)：水平儀主要由主體、水準(zhǔn)泡系統(tǒng)及調(diào)整機(jī)構(gòu)等部分組成。主體用作測量基面，水準(zhǔn)泡系統(tǒng)用作讀數(shù)，調(diào)整機(jī)構(gòu)用作調(diào)整水平儀零位。五、使用方法：測量時(shí)使水平儀工作面緊貼在被測表面，待氣泡完全靜止后方可進(jìn)行讀數(shù)。水平儀的分度值是以一米為基長的傾斜值 ，如需測量長度為L的實(shí)際傾斜則可通過下式進(jìn)行計(jì)算：實(shí)際傾斜值=分度值*L*偏差格數(shù)為避免由于水平儀零位不準(zhǔn)引起的測量誤差，因此在使用前必須對水平儀的零位進(jìn)行校對或調(diào)整。水平儀零位校對，調(diào)整方法：將

9、水平儀放在基礎(chǔ)穩(wěn)固，大致水平的平板（或機(jī)床導(dǎo)軌）上，待氣泡穩(wěn)定后，在一端如左端讀數(shù)，且定為零。再將水平儀調(diào)轉(zhuǎn)180度，仍放在平板原來的位置上待氣泡穩(wěn)定后，仍在原來一端（左端）讀數(shù)A格則水平儀零位誤差為二分之A格。如果零位誤差超過許可范圍，則需調(diào)整水平儀零位調(diào)整機(jī)構(gòu)（調(diào)整螺釘或螺母，使零位誤差減小至許可值以內(nèi)。對于非規(guī)定調(diào)整的螺釘，螺母不得隨意擰動(dòng)。調(diào)整前水平儀工作面與平板必須揭擦試干凈。調(diào)整后螺釘或螺母等件必須固緊）六、注意事項(xiàng)：1、水平儀使用前用無腐蝕性汽油將工作面上的防銹油洗 凈，并用脫脂棉紗攛拭干凈方可使用。2、溫度變化會(huì)使測量產(chǎn)生誤差，使用時(shí)必須與熱源和風(fēng)源隔絕。如使用環(huán)境溫度與保存環(huán)

10、境溫度不同，則需在使用環(huán)境中將水平儀位置于平板上穩(wěn)定2小時(shí)后方可使用。3、測量時(shí)必須待氣泡完全靜止后方可讀數(shù)。4、水平儀使用完畢，必須將工作面擦試干凈，并涂以無水，無酸的防銹油，覆蓋防潮紙裝入盒中置于清潔干燥處保管。5、水平儀在正確使用和保管的前提下，由于制造原因而生產(chǎn)的缺陷、故障、自出廠之日內(nèi)半年期內(nèi)本廠負(fù)責(zé)免費(fèi)修理，退換，但進(jìn)出該項(xiàng)要求的產(chǎn)品必須結(jié)構(gòu)完整，外表無損。一、水平儀的使用和讀數(shù)水平儀是用于檢查各種機(jī)床及其它機(jī)械設(shè)備導(dǎo)軌的不直度、機(jī)件相對位置的平行度以及設(shè)備安裝的水平位置和垂直位置的儀器。水平儀是機(jī)床制造、安裝和修理中最基本的一種檢驗(yàn)工具。一般框式水平儀的外形尺寸是200×

11、;200mm，精度為0.02/1000。水平儀的刻度值是氣泡運(yùn)動(dòng)一格時(shí)的傾斜度，以秒為單位或以每米多少毫米為單位，刻度值也叫做讀數(shù)精度或靈敏度。若將水平儀安置在1米長的平尺表面上，在右端墊0.02毫米的高度，平尺傾斜的角度為4秒，此時(shí)氣泡的運(yùn)動(dòng)距離正好為一個(gè)刻度。計(jì)算如下:水平儀連同平尺的傾斜角的大小可以從下式中求出:由tg= = =0.00002 則=4秒從上式可知0.02/1000精度的框式水平儀的氣泡每運(yùn)動(dòng)一個(gè)刻度，其傾斜角度等于4秒，這時(shí)在離左端200mm處(相當(dāng)于水平儀的1個(gè)邊長)，計(jì)算平尺下面的高度H1為:tg= =0.00002 H1=tg×L1=0.00002

12、5;200=0.004(mm)由上式可知，水平儀氣泡的實(shí)際變化值與所使用水平儀墊鐵的長度有關(guān)。假如水平儀放在500mm長的墊鐵上測量機(jī)床導(dǎo)軌，那么水平儀的氣泡每運(yùn)動(dòng)1格，就說明墊鐵兩端高度差是0.01mm。另外，水平儀的實(shí)際變化值還與讀數(shù)精度有關(guān)。所以，使用水平儀時(shí)，一定要注意墊鐵的長度、讀數(shù)精度以及單獨(dú)使用時(shí)氣泡運(yùn)動(dòng)一格所表示的真實(shí)數(shù)值。由此得知，水平儀氣泡運(yùn)動(dòng)一格后的數(shù)值，是根據(jù)墊鐵的長度來決定的。水平儀的讀數(shù)，應(yīng)按照它的起點(diǎn)任意一格為0。氣泡運(yùn)動(dòng)一格計(jì)數(shù)為1，再運(yùn)動(dòng)一格計(jì)數(shù)為2，以此進(jìn)行累計(jì)。在實(shí)際生產(chǎn)中對導(dǎo)軌的最后加工，無論采用磨削、精磨還是手工刮研，多數(shù)導(dǎo)軌都是呈單純凸或單純凹的狀態(tài)

13、，機(jī)床導(dǎo)軌的直線度產(chǎn)生曲線性也是少見的(加工前的導(dǎo)軌會(huì)有曲線性的現(xiàn)象)。測量導(dǎo)軌時(shí)，水平儀的氣泡一般按照一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，機(jī)床導(dǎo)軌的凸凹是由水平儀的移動(dòng)方向和該氣泡的運(yùn)動(dòng)方向來確定。水平儀的移動(dòng)方向與氣泡的運(yùn)動(dòng)方向相反，呈凸，用符號"+"表示。水平儀的移動(dòng)方向與氣泡的運(yùn)動(dòng)方向相同，呈凹，用符號"-"表示。如果導(dǎo)軌是凸的情況下，水平儀(墊鐵)從任意一個(gè)方向進(jìn)行移動(dòng)，水平儀的氣泡向相反方向運(yùn)動(dòng)。如果導(dǎo)軌是凹的情況下，水平儀(墊鐵)從任意一個(gè)方向進(jìn)行移動(dòng)，水平儀的氣泡向相同方向運(yùn)動(dòng)。確定導(dǎo)軌的凹凸后，再根據(jù)所使用的墊鐵長度和水平儀氣泡運(yùn)動(dòng)格數(shù)和的一半進(jìn)行計(jì)算，才能

14、得到導(dǎo)軌的準(zhǔn)確的直線度誤差精度。二、導(dǎo)軌直線度的檢查調(diào)整和計(jì)算方法水平儀是測量機(jī)床導(dǎo)軌直線度的常用的儀器，是用來檢查導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度和在水平面內(nèi)的直線度。用水平儀來進(jìn)行調(diào)整導(dǎo)軌的直線度之前，應(yīng)首先調(diào)整整體導(dǎo)軌的水平。將水平儀置于導(dǎo)軌的中間和兩端位置上，調(diào)整到導(dǎo)軌的水平狀態(tài)，使水平儀的氣泡在各個(gè)部位都能保持在刻度范圍內(nèi)。再將導(dǎo)軌分成相等的若干整段來進(jìn)行測量，并使頭尾平穩(wěn)的銜接，逐段檢查并讀數(shù)，然后確定水平儀氣泡的運(yùn)動(dòng)方向和水平儀實(shí)際刻度及格數(shù)。進(jìn)行記錄，填寫"+""-"符號，按公式進(jìn)行計(jì)算機(jī)床導(dǎo)軌直線度精度誤差值。導(dǎo)軌直線度誤差曲線圖，在教材中所講

15、的是沒有實(shí)際依據(jù)的，在生產(chǎn)現(xiàn)場適用很不方便，更不準(zhǔn)確。它誤導(dǎo)了人們的識別能力，在實(shí)際工作中不能應(yīng)用，時(shí)常會(huì)給工作人員造成一種錯(cuò)覺。按此檢查導(dǎo)軌直線度誤差，是不能得到正確的精度數(shù)值的。例如:機(jī)床導(dǎo)軌平滑的凸或凹，在導(dǎo)軌的直線度誤差曲線圖中，都表示為一條直線。如果機(jī)床導(dǎo)軌前半段凸，后半段凹，在導(dǎo)軌直線度誤差曲線圖中，卻表示該導(dǎo)軌呈凸。如果機(jī)床導(dǎo)軌前半段凹，后半段凸，在導(dǎo)軌直線度誤差曲線圖中，卻表示該導(dǎo)軌呈凹。水平儀氣泡沿一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，誤認(rèn)為是一條斜線(于水平面)，這些現(xiàn)象在實(shí)際工作的測量檢查中，經(jīng)常發(fā)生爭論，得不到統(tǒng)一，又沒有具體的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，只能按照書中的例題說明，錯(cuò)誤的進(jìn)行判斷，給正常的生產(chǎn)工作

16、帶來了困難，造成了損失，使機(jī)床導(dǎo)軌的精度得不到保證。導(dǎo)軌直線度誤差值的計(jì)算方法比較簡單方便，誤差精度準(zhǔn)確，適合于現(xiàn)場工作人員的操作和應(yīng)用。計(jì)算公式如下:導(dǎo)軌直線度誤差值=格數(shù)和× ×水平儀精度×墊鐵長度格數(shù)和-水平儀(墊鐵)在導(dǎo)軌全長上移動(dòng)時(shí)氣泡運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的格數(shù)和水平儀精度-一般200×200框式水平儀的精度為0.02/1000墊鐵長度-指放在導(dǎo)軌上的移動(dòng)部件，水平儀所使用的墊鐵和工作臺在書中提到的移動(dòng)距離，作為一項(xiàng)計(jì)算數(shù)據(jù)是不夠?qū)嶋H的，它代表不了任何的計(jì)算尺寸。移動(dòng)距離是指在測量機(jī)床導(dǎo)軌時(shí)全長的分段，移動(dòng)距離不等于墊鐵長度，它不能用來作為計(jì)算中的數(shù)據(jù)，

17、在測量機(jī)床導(dǎo)軌時(shí)應(yīng)該采用墊鐵的長度，在全長導(dǎo)軌上進(jìn)行分段移動(dòng)，調(diào)整機(jī)床導(dǎo)軌時(shí)用墊鐵(小于工作臺的長度)來進(jìn)行，檢查機(jī)床導(dǎo)軌的直線度誤差值，水平儀一般放在工作臺上進(jìn)行測量，如圖1所示。證明水平儀氣泡的實(shí)際變化，是根據(jù)導(dǎo)軌上移動(dòng)的部件長度來決定的。所以，檢查機(jī)床導(dǎo)軌的直線度誤差值，按照導(dǎo)軌的移動(dòng)部件長度來計(jì)算，測量機(jī)床導(dǎo)軌時(shí)移動(dòng)距離短，誤差精度準(zhǔn)確，形狀清楚。在使用水平儀測量機(jī)床導(dǎo)軌時(shí)應(yīng)注意重要的幾個(gè)方面:部件的移動(dòng)方向、水平儀氣泡的運(yùn)動(dòng)方向、氣泡變化的最大格數(shù)和在導(dǎo)軌上移動(dòng)的部件(墊鐵)長度。調(diào)整導(dǎo)軌直線度誤差值時(shí)，應(yīng)使用比較短的墊鐵，測量的數(shù)值比較準(zhǔn)確。使用的墊鐵長度不同，測得的數(shù)值和形狀也不

18、一樣。上例證明的公式用來計(jì)算機(jī)床導(dǎo)軌工作長度的直線度誤差值，就是指機(jī)床導(dǎo)軌全部長度減去墊鐵長度(工作臺長度)后那段導(dǎo)軌的直線度誤差。檢查機(jī)床導(dǎo)軌直線度誤差值時(shí)，應(yīng)注意技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的導(dǎo)軌工作長度和導(dǎo)軌全部長度。如測量機(jī)床導(dǎo)軌全部長度的直線度誤差值，則采用下例公式進(jìn)行計(jì)算:導(dǎo)軌全長直線度誤差值=該公式是在上例公式的基礎(chǔ)上，加上了墊鐵(工作臺)下面的那段導(dǎo)軌的直線度誤差值。在機(jī)械制造行業(yè)和實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場一般不采用這種計(jì)算方法。三、角度作圖法角度作圖法是根據(jù)水平儀氣泡變化的規(guī)律來進(jìn)行角度值的畫法。縱坐標(biāo)表示水平儀氣泡的運(yùn)動(dòng)方向。水平儀的移動(dòng)方向與該氣泡的運(yùn)動(dòng)方向相反，表示導(dǎo)軌呈凸，縱坐標(biāo)箭頭向上;水平儀的

19、移動(dòng)方向與該氣泡的運(yùn)動(dòng)方向相同，表示導(dǎo)軌呈凹，縱坐標(biāo)箭頭向下。橫坐標(biāo)表示水平儀的移動(dòng)方向和導(dǎo)軌的長度，每段代表移動(dòng)距離。例圖:1證明水平儀氣泡每運(yùn)動(dòng)1格，其傾斜角等于4秒。為了直觀清楚，以導(dǎo)軌的另一頭為中心，導(dǎo)軌長度為半徑，畫出弧線，在弧線上分成相等的段數(shù)，連接中心0點(diǎn)，每段的度數(shù)表示4秒和水平儀氣泡的1格。根據(jù)導(dǎo)軌的凹凸，確定角度的方向，然后畫出每次水平儀移動(dòng)后測量到的格數(shù)，連接每個(gè)測量點(diǎn)，得出導(dǎo)軌的形狀。例圖:3所示，橫坐標(biāo)與導(dǎo)軌弧線之間最大的距離就是該導(dǎo)軌的直線度誤差。因每段測量時(shí)水平儀的移動(dòng)距離和該氣泡的運(yùn)動(dòng)格數(shù)有誤差，最后計(jì)算時(shí)，采用水平儀氣泡運(yùn)動(dòng)的格數(shù)和，在機(jī)床導(dǎo)軌的形狀凹凸不平的

20、情況下，則采用角度作圖法中的實(shí)際最大格數(shù)。如果水平儀從另一個(gè)方向進(jìn)行移動(dòng)，就將圖:3按左右方向轉(zhuǎn)180，該導(dǎo)軌的形狀在圖中沒有變化，在實(shí)際工作過程中可以簡單的作圖，將角度分成相等的等分，表示水平儀的格數(shù)，角度作圖法能使工作人員直觀準(zhǔn)確地看到機(jī)床導(dǎo)軌的形狀，便以技術(shù)精度的保留和存檔。四、例題1.某一龍門铇床B2012A的導(dǎo)軌全長8米，工作臺的長度4米，用200×200的框式水平儀，精度為0.02/1000，來檢查該導(dǎo)軌的直線度誤差值(精度要求的標(biāo)準(zhǔn)為導(dǎo)軌工作長度0.04mm)，按500mm將導(dǎo)軌分成8段進(jìn)行測量，逐段檢查并讀數(shù)為:0，+0.5，+1，+1.5，+2，+2.5，+3,+3.5,+4,水平儀的氣泡運(yùn)動(dòng)方向和工作臺的移動(dòng)方向相反，證明該導(dǎo)軌呈凸。按公式計(jì)算如下:導(dǎo)軌直線度誤差值=4× ×0.02/1000×4000=0.16(mm)，不合格如果