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(duì)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*基本的一種檢驗(yàn)工具。一般框式水平儀的外形尺寸是200×200mm，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(zhǎng)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α的大小可以從下式中求出：

由tgα= = =0.00002          則α=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(zhǎng)），計(jì)算平尺下面的高度H1為：

tgα=  =0.00002       H1=tgα×L1=0.00002×200=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(zhǎng)度有關(guān)。假如水平儀放在500mm長(zhǎng)的墊鐵上測(cè)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(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)導(dǎo)軌的**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)，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(cè)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(hào)“+”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(hào)“-”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)，如圖2—（1）所示。

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)，如圖2—（2）所示。

確定導(dǎo)軌的凹凸后，再根據(jù)所使用的墊鐵長(zhǎng)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(cè)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(cè)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(hào)，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〉，在教材中所講的是沒有實(shí)際依據(jù)的，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)適用很不方便，更不準(zhǔn)確。它誤導(dǎo)了人們的識(shí)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(cè)量檢查中，經(jīng)常發(fā)生爭(zhēng)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(jiǎn)單方便，誤差精度準(zhǔn)確，適合于現(xiàn)場(chǎng)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(zhǎng)度

格數(shù)和——水平儀（墊鐵）在導(dǎo)軌全長(zhǎng)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(zhǎng)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(tái)

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(cè)量機(jī)床導(dǎo)軌時(shí)全長(zhǎng)的分段，移動(dòng)距離不等于墊鐵長(zhǎng)度，它不能用來作為計(jì)算中的數(shù)據(jù)，在測(cè)量機(jī)床導(dǎo)軌時(shí)應(yīng)該采用墊鐵的長(zhǎng)度，在全長(zhǎng)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(tái)的長(zhǎng)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(tái)上進(jìn)行測(cè)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(zhǎng)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(zhǎng)度來計(jì)算，測(cè)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(cè)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**格數(shù)和在導(dǎo)軌上移動(dòng)的部件（墊鐵）長(zhǎng)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(cè)量的數(shù)值比較準(zhǔn)確。使用的墊鐵長(zhǎng)度不同，測(cè)得的數(shù)值和形狀也不一樣。上例證明的公式用來計(jì)算機(jī)床導(dǎo)軌工作長(zhǎng)度的直線度誤差值，就是指機(jī)床導(dǎo)軌全部長(zhǎng)度減去墊鐵長(zhǎng)度（工作臺(tái)長(zhǎng)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(zhǎng)度和導(dǎo)軌全部長(zhǎng)度。如測(cè)量機(jī)床導(dǎo)軌全部長(zhǎng)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(zhǎng)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(tái)）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(chǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(cè)量到的格數(shù)，連接每個(gè)測(cè)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**的距離就是該導(dǎo)軌的直線度誤差。因每段測(cè)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，**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情況下，則采用角度作圖法中的實(shí)際**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(jiǎn)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。