用直角尺检测镗床主轴垂直度

　　依据JB26705金属切削机床精度检验通则6的要求,在检测立式坐标镗床主轴对工作台台面的垂直度时,采用的是方规作为测量基准。由于方规精度高,工作面易划伤,修理困难,不宜在现场使用。实际工作中,考虑采用直角尺代替方规进行测量。

　　一、测量原理

　　直角尺工作角垂直度误差是固定的系统误差。检测时采用差示测量原理,即将直角尺分别置于坐标镗床主轴左、右两侧工作台上进行测量,以消除直角尺本身固有的角度误差,镗床主轴垂直度误差以左、右两次测量读数之差的一半来确定。

　　二、测量方案

　　测量时将直角尺短边安放在工作台台面上,主轴上固定一个指示计。指示计测头距直角尺长边工作面边缘2mm~3mm处接触。用压板将直角尺紧固,将指示计移至直角尺测量面,然后微转动镗床主轴;利用指示计找到与直角尺相接触的拐点。主轴上、下移动,指示计的示值变化A即为主轴轴线对工作台的垂直度。显然在测量结果中还包含了直角尺工作角垂直度。为消除这项误差,测量时需作如下安排。

　　先按图1所示安放直角尺,测得A1值,再将直角尺水平转过180°,测得A2值。将A1减A2取其代数差的1/2即为主轴轴线对工作台的垂直度,其正负号代表偏差的方向,求得主轴轴线对工作台面工作角的垂直度误差Δx。

　　当主轴轴线移动时,轴线对工作台台面垂直度误差规定为+x或-x,其方向如图2所示。

　　设定直角尺工作角大于90b和小于90b时其误差分别以+y、-y表示。测量时指示计由下向上移动,在下面位置指示值为零,按图3所示进行检测。现将直角尺及主轴轴线对工作台台面的垂直度误差的四种测量情况做如下分析,列于表1。

　　由表1分析可知:

　　当主轴轴线对工作台台面垂直度为零,即Δx=0时,把它代入上列各情况算式中,则得到的垂直度误差值为零。

　　当直角尺工作角垂直度为零时,即y=0,把它代入上列各情况算式中,反映的数值为主轴轴线对工作台面的垂直度误差。

　　三、不确定度的分析

　　(一)不确定度分量的估算

　　由于是采用消除系统误差的方法来测量主轴对工作台的垂直度,因此直角尺的测量误差不需要考虑。不确定度主要来源:

　　1.指示计的示值误差和读数引起的测量不确定度分量

　　分度值0.5μm的指示计的示值误差在±30μm范围内允差为0.5μm,读数误差为0.1μm,两项合成为0.51μm。该分量在半宽为0.51μm的区间内为等概率分布,且有较高的概率分布。

　　设其相对不确定度为10%,则