在 “万工显”上测量直线度的方法

李云虹，刘兴富

（1.广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东广州510641；2.广州威而信精密仪器有限公司西安分公司，陕西西安710065）

在 “万工显”上测量直线度的方法

李云虹1，刘兴富2

（1.广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东广州510641；2.广州威而信精密仪器有限公司西安分公司，陕西西安710065）

运用反向消隙误差分离技术，剔除仪器导轨 （基准）误差的影响，为在万工显上进行直线度的精密测量提供了方法的依据。

万工显；误差分离；直线度；精密测量

0 引言

直线度的测量是长度计量技术的重要内容之一。直线度测量主要是测量圆柱体和圆锥体的素线直线度误差、机床和其他机器的导轨面以及工件直线导向面的直线度误差等。常用的测量方法有直尺法、准直法、重力法和直线法等。

文中介绍在万工显上精确测量小工件导向面直线度 （平行度）误差的方法。

在万工显上进行小工件导向面直线度 （平行度）误差的精确测量，因为测量基准和评定基准同是仪器导轨轴线，如何做到仪器导轨 （基准）误差不被带入测量结果中，是在万工显上进行几何量精密测量的关键。那么，在万工显上测量直线度（平行度）时，怎样剔除作为基准的仪器导轨误差呢？这就是文中要探讨的问题。

1 测量方法

被测零件直线度 （平行度）具体测量方法、步骤如下：

（1）安装。用等高块将被测零件支撑在仪器工作台上 （支撑点应在艾利点，即2L／9处，L为被测零件的长度）；

（2）测量。借助连接螺帽将图1所示的光学灵敏杠杆安装在仪器上后，用光学灵敏杠杆进行接触测量：①找正。移动纵向 （X）拖板，将被测零件A面找正，使A面与拖板移动方向平行；②正向测量。如图2所示，逐点测量A、B面直线，依次记录各等距采样点的数据 （XAi， YAi）、 （XBi， YBi） （i＝1，2，3，…，n）；③置换。将被测零件翻转180°，即A面与B面置换，仍以被测零件A面找正，使A面与拖板移动方向平行；④反向测量。如图3所示，逐点测量A、B面直线，依次记录各等距采样点的数据 （X′Ai， Y′Ai）、 （X′Bi， Y′Bi） （i＝1， 2，3，…， n）。

2 测量实例

为了便于理解，在此将被测零件导向面 （A面）被测直线等距采样5点 （i＝1，2，…，5） 进行测量，各采样点具体测量数据如图4所示。

3 计算方法

假设YAi为零件导向面 （A面）测量直线所在坐标系XOY下被测点的纵坐标值，零件导向面 （A面）置换后测量直线所在坐标系XOY下对应测点的纵坐标值，于是

通过以上公式，可以求出A面被测直线度的实际值fz以及仪器导轨 （基准） 偏差值fy，如图5所示。

假设仪器导轨 （基准）无误差，则A面的两次测量结果是两条相对应的曲线 （折线），如图6所示。

假若要计算被测零件A面与B面的平行度，只需将B面各个对应点的结果与仪器导轨的偏差相加后，求出B面对A面各测点的实际偏差，其最大值与最小值之和就是B面对A面的平行度。

最后应指出；对于直线度、平行度的计算也可采用专用的测量软件进行处理。

4 几点说明

（1）等距采样点的个数，应依据被测零件的长度适当确定。

（2）等距采样点的位置，由仪器纵向 （X向）确定，测量数据从仪器横向 （Y向）读出。

（3）A面和B面以及A面和B面的置换前后测量，光学灵敏杠杆需移位和测头需变向；在测量过程中被测零件需再次安装，这时，被测采样点的起始位置、仪器纵向导轨位置均应保持不变。

（4）仅测量直线度时，只需测量导向面A；如果还要测量平行度，则应测量导向面A和B。

（5）这里应指出，因为测量基准和评定基准同是仪器导轨轴线，所以直线度和平行度的测量结果是符合 “最小条件”要求的。

5 结束语

通过测量实例介绍了直线度、平行度在万工显上的测量方法，以及通过反向消隙方法进行数据处理，实现了直线度和平行度的准确测量，并同时测量出仪器导轨 （基准）的误差。虽仅以实例说明了测量过程，但这种反向消隙方法完全可以用到任何关于直线度和平行度检测的环境中，也可应用于直角尺及垂直度的检测，为在普通环境下进行高精度的检测提供了测量方法的依据。

【1】工具显微镜编写组.工具显微镜［M］.北京：机械工业出版社，1978.

【2】张泰昌，陈志东，李隆铸.直线度与平面度误差值的评定［M］.北京：计量出版社，1981.

【3】李朝国，左兴旺.误差分离技术在高精度零件直线度测量上的应用［J］.金属加工：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，硕士，工程师，从事汽车动力总成开发测试研究工作。E⁃mail：liyunhong＠gaei.cn。