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）

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

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量技術的重要內容之一。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、機床和其他機器的導軌面以及工件直線導向面的直線度誤差等。常用的測量方法有直尺法、準直法、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向面直線度 （平行度）誤差的方法。

在萬工顯上進行小工件導向面直線度 （平行度）誤差的精確測量，因為測量基準和評定基準同是儀器導軌軸線，如何做到儀器導軌 （基準）誤差不被帶入測量結果中，是在萬工顯上進行幾何量精密測量的關鍵。那么，在萬工顯上測量直線度（平行度）時，怎樣剔除作為基準的儀器導軌誤差呢？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 （支撐點應在艾利點，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所示的光學靈敏杠桿安裝在儀器上后，用光學靈敏杠桿進行接觸測量：①找正。移動縱向 （X）拖板，將被測零件A面找正，使A面與拖板移動方向平行；②正向測量。如圖2所示，逐點測量A、B面直線，依次記錄各等距采樣點的數據 （XAi， YAi）、 （XBi， YBi） （i＝1，2，3，…，n）；③置換。將被測零件翻轉180°，即A面與B面置換，仍以被測零件A面找正，使A面與拖板移動方向平行；④反向測量。如圖3所示，逐點測量A、B面直線，依次記錄各等距采樣點的數據 （X′Ai， Y′Ai）、 （X′Bi， Y′Bi） （i＝1， 2，3，…， n）。

2 測量實例

為了便于理解，在此將被測零件導向面 （A面）被測直線等距采樣5點 （i＝1，2，…，5） 進行測量，各采樣點具體測量數據如圖4所示。

3 計算方法

假設YAi為零件導向面 （A面）測量直線所在坐標系XOY下被測點的縱坐標值，零件導向面 （A面）置換后測量直線所在坐標系XOY下對應測點的縱坐標值，于是

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

假設儀器導軌 （基準）無誤差，則A面的兩次測量結果是兩條相對應的曲線 （折線），如圖6所示。

假若要計算被測零件A面與B面的平行度，只需將B面各個對應點的結果與儀器導軌的偏差相加后，求出B面對A面各測點的實際偏差，其最大值與最小值之和就是B面對A面的平行度。

最后應指出；對于直線度、平行度的計算也可采用專用的測量軟件進行處理。

4 幾點說明

（1）等距采樣點的個數，應依據被測零件的長度適當確定。

（2）等距采樣點的位置，由儀器縱向 （X向）確定，測量數據從儀器橫向 （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，被測采樣點的起始位置、儀器縱向導軌位置均應保持不變。

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

（5）這里應指出，因為測量基準和評定基準同是儀器導軌軸線，所以直線度和平行度的測量結果是符合 “最小條件”要求的。

5 結束語

通過測量實例介紹了直線度、平行度在萬工顯上的測量方法，以及通過反向消隙方法進行數據處理，實現了直線度和平行度的準確測量，并同時測量出儀器導軌 （基準）的誤差。雖僅以實例說明了測量過程，但這種反向消隙方法完全可以用到任何關于直線度和平行度檢測的環境中，也可應用于直角尺及垂直度的檢測，為在普通環境下進行高精度的檢測提供了測量方法的依據。

【1】工具顯微鏡編寫組.工具顯微鏡［M］.北京：機械工業出版社，1978.

【2】張泰昌，陳志東，李隆鑄.直線度與平面度誤差值的評定［M］.北京：計量出版社，1981.

【3】李朝國，左興旺.誤差分離技術在高精度零件直線度測量上的應用［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，從事汽車動力總成開發測試研究工作。E?mail：liyunhong＠gaei.cn。