檢測導軌直線度應注意的問題
2019-09-17魏公際
(西安航空職業技術學院,西安 710089)
摘 要:機床精度檢驗是培養機制專業學生動手能力、提高實踐技能的必要手段。弄清其方法和原理具有重要意義。(西安航空職業技術學院,西安 710089)
關鍵詞:精度檢測;注意問題
0 引言
機床精度檢驗[1] 是高職院校機制專業《機械加工技術》課程的重要組成部分,也是培養學生動手能力、提高實踐技能的必要手段,因而在教學中占有重要地位。但從現行各版本教材來看,對這一部分內容介紹較為粗淺,有些內容甚至是含糊不清的,給理論教學和實踐教學造成一定困難。限于篇幅,下面就普通車床導軌在垂直平面內的直線度檢驗[2]談幾個應該注意的問題與同行商榷。
1 水平儀讀數所表示的意義
大家知道,車床導軌直線度的檢驗主要儀器是水平儀,那么水平儀的讀數表示什么意義呢?教材上基本上都沒有明確指出,有的甚至給人的感覺是“在某一點的讀數”這顯然是錯誤的,因為水平儀是測量水平度(或者叫傾斜度)的,而一個點是不存在水平度的,所以對水平儀讀數的正確理解和表達就是一個線段的情況,而不是一個點的情況,這一點在教學中應特別指出。
例1有一測量長度為1500mm的普通車床導軌,用精度為0.02/1000的框式水平儀測量,每250mm為一測量段,從左到右各段讀數依次為:+2、+2、0、-1、-1.5、-1格,這樣得到的讀數是6個(而不是7個),導軌的直線度曲線和如圖1[3]。

2 相對讀數和讀數
在有些教材中也曾提到相對讀數,即水平儀的讀數采用相對讀數,也就是只讀出各測量段相對于前一測量段水平儀氣泡移動的格數,但對于這種讀數方法怎樣作圖并進行數據處理并無說明,因而引起了某些混亂。到底應當怎樣作圖呢?我認為,因為水平儀讀數表示的是傾斜程度,所以相對讀數就應表示在前一測量段斜度基礎再傾斜的程度,因而作圖時應有再傾斜。
例2上例中,如果段讀數為+2格,以后各段的相對讀數依次為:0、-2、-1、-0.5、+0.5格,則床身導軌在垂直平面內的直線度曲線第二段相對讀數為0,所以與段斜度相同;第三段相對讀數為-2格,所以在第二段基礎上下降2格即將第二段線ab延長與750mm線相交,從交點c′下降2格找到c,bc即為第三段(500mm~750mm)的傾斜情況;第四段讀數為-1格,在第三段基礎上下降1格找到d、cd即為第四段的傾斜情況,其余類推。例1和例2是同一導軌,只是采用的讀數方法不同,因而讀數不同,但其圖形是一樣的。
其以后的數據處理也與讀數相同。明白了相對讀數的意義和作圖方法,學生就會對這部分內容有進一步的理解和認識。

機床精度的檢驗,就是要得到機床誤差的具體數值,以判定其精度的高低或是否合格。
根據Z小包容原則可以確定圖1、圖2中的誤差為δ。(機床安裝中要求導軌處于水平狀態,所以誤差在鉛直方向)如何算δ呢?因水平儀的讀數表示斜度,所以斜度乘以測量段長度就表示該段兩端高度差,如前所述a點比0點高0.01mm,b點比a點高0.01mm,c點與b點同高,等等。所以b點比a點高0.02mm即bb″=0.02mm,而b′b″=2/6×0.5格×(0.02/1000)×250mm=0.0008mm,所以δ=bb′=bb″-b′b″=0.0192mm。
局部誤差δ局從圖可以看出在第二段和第三段之間,所以δ局=bb′-aa′=0.0192-0.00996=0.00194(mm)。也可以根據格數和測量段長度化為高度誤差通過這樣的分析講解,學生就可以獲得一個完整的了解,并能判斷教材中的正誤。
4 幾種特殊情況
普通車床出廠或大修后其導軌直線度曲線是中間部分凸起,如圖1、圖2、圖3所示。但經過一段時間使用后出現一些其它情況如“兩谷夾一峰”(圖4)、“兩峰夾一谷”(圖5),對于這些情況也應使用Z小包容原則確定其直線度誤差。


由于水平有限,以上觀點難免有錯誤、缺點,歡迎讀者給與批評指正。
參考文獻:
[1]顧維邦:《金屬切削機床概論》[M];機械工業出版社,2005,7.
[2]劉蒼林:《金屬切削機床》[M];天津大學出版社,2009,8.
[3]張普禮:《機械加工設備》[M];機械工業出版社,2005,7.
(來源:價值工程)
