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轴承知识

KNOWLEDGE

检测导轨直线度应注意的问题

2020-03-17
魏公际
(西安航空职业技术学院,西安 710089)
  摘 要:机床精度检验是培养机制专业学生动手能力、提高实践技能的必要手段。弄清其方法和原理具有重要意义。
  关键词:精度检测;注意问题
  0 引言
  机床精度检验[1] 是高职院校机制专业《机械加工技术》课程的重要组成部分,也是培养学生动手能力、提高实践技能的必要手段,因而在教学中占有重要地位。但从现行各版本教材来看,对这一部分内容介绍较为粗浅,有些内容甚至是含糊不清的,给理论教学和实践教学造成一定困难。限于篇幅,下面就普通车床导轨在垂直平面内的直线度检验[2]谈几个应该注意的问题与同行商榷。
  1 水平仪读数所表示的意义
  大家知道,车床导轨直线度的检验主要仪器是水平仪,那么水平仪的读数表示什么意义呢?教材上基本上都没有明确指出,有的甚至给人的感觉是“在某一点的读数”这显然是错误的,因为水平仪是测量水平度(或者叫倾斜度)的,而一个点是不存在水平度的,所以对水平仪读数的正确理解和表达就是一个线段的情况,而不是一个点的情况,这一点在教学中应特别指出。
例1有一测量长度为1500mm的普通车床导轨,用精度为0.02/1000的框式水平仪测量,每250mm为一测量段,从左到右各段读数依次为:+2、+2、0、-1、-1.5、-1格,这样得到的读数是6个(而不是7个),导轨的直线度曲线和如图1[3]
  即水平仪第一个读数+2格表示车床导轨第一段(0~250mm)的斜度是(0.02/1000)×2=0.04/1000,也即第250mm处比第0mm处高(0.04/1000)×250mm=0.01mm;第二个读数+2格表示第二段(250mm~500mm)的斜度是:(0.02/1000)×2=0.04/1000;也即第500mm处比的250mm处高(0.04/1000)×250mm=0.01mm;……;第五个读数-1.5格表示第五段(1000mm~1250mm)的斜度是:(0.02/1000)×(-1.5)=-0.03/1000;也即第1250mm处比第1000mm处高(-0.03/1000)×250mm=-0.075mm(即低0.075mm)。明确了这点,学生基本上都能很容易画出直线度曲线。
  2 相对读数和绝对读数
  在有些教材中也曾提到相对读数,即水平仪的读数采用相对读数,也就是只读出各测量段相对于前一测量段水平仪气泡移动的格数,但对于这种读数方法怎样作图并进行数据处理并无说明,因而引起了某些混乱。到底应当怎样作图呢?我认为,因为水平仪读数表示的是倾斜程度,所以相对读数就应表示在前一测量段斜度基础再倾斜的程度,因而作图时应有再倾斜。
例2上例中,如果第一段读数为+2格,以后各段的相对读数依次为:0、-2、-1、-0.5、+0.5格,则床身导轨在垂直平面内的直线度曲线第二段相对读数为0,所以与第一段斜度相同;第三段相对读数为-2格,所以在第二段基础上下降2格即将第二段线ab延长与750mm线相交,从交点c′下降2格找到c,bc即为第三段(500mm~750mm)的倾斜情况;第四段读数为-1格,在第三段基础上下降1格找到d、cd即为第四段的倾斜情况,其余类推。例1和例2是同一导轨,只是采用的读数方法不同,因而读数不同,但其图形是一样的。
其以后的数据处理也与绝对读数相同。明白了相对读数的意义和作图方法,学生就会对这部分内容有进一步的理解和认识。
  3 关于数据处理
  机床精度的检验,就是要得到机床误差的具体数值,以判定其精度的高低或是否合格。
  根据最小包容原则可以确定图1、图2中的误差为δ。(机床安装中要求导轨处于水平状态,所以误差在铅直方向)如何算δ呢?因水平仪的读数表示斜度,所以斜度乘以测量段长度就表示该段两端高度差,如前所述a点比0点高0.01mm,b点比a点高0.01mm,c点与b点同高,等等。所以b点比a点高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。
  局部误差δ局从图可以看出在第二段和第三段之间,所以δ局=bb′-aa′=0.0192-0.00996=0.00194(mm)。也可以根据格数和测量段长度化为高度误差通过这样的分析讲解,学生就可以获得一个完整的了解,并能判断教材中的正误。
  4 几种特殊情况
  普通车床出厂或大修后其导轨直线度曲线是中间部分凸起,如图1、图2、图3所示。但经过一段时间使用后出现一些其它情况如“两谷夹一峰”(图4)、“两峰夹一谷”(图5),对于这些情况也应使用最小包容原则确定其直线度误差。

  以上是在教学实践中对这一部分内容的看法和做法。
  由于水平有限,以上观点难免有错误、缺点,欢迎读者给与批评指正。
  参考文献:
  [1]顾维邦:《金属切削机床概论》[M];机械工业出版社,2005,7.
  [2]刘苍林:《金属切削机床》[M];天津大学出版社,2009,8.
  [3]张普礼:《机械加工设备》[M];机械工业出版社,2005,7.
(来源:价值工程)
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