示水平仪逆时针方向倾斜，气泡向右移动，图示位置读数为“+2”；图7-4c表示水平仪顺时针方向倾斜，气泡向左移动，图示位置读数为“-3”。
2)平均读数法 由于环境温度变化较大，使气泡变长或缩短，引起读数误差而影响测量的正确性，可采用平均读数法，以消除读数误差。
平均读数法读数是分别从两条长刻线起，向气泡移动方向读至气泡端点止，然后取这两个读数的平均值作为这次测量的读数值。
图7-5a表示，由于环境温度较高，气泡变长，测量位置使气泡左移。读数时，从左边长刻线起，向左读数“-3”；从右边长刻线起，向左读数“—2”。取这两个读数的平均值，作为这次测量的读数值： (?3)?(?2)??2.5 2
图7-5 平均读数法
图7-5b表示，由于环境温度较低，气泡缩短，测量位置使气泡右移，按上述读数方法，读数分别为“+2”和“+1”，则测量的读数值是：
(?2)?(?1)??1.5 2框架水平仪的使用方法：
1 框架水平仪的两个V形测量面是测量精度的基准，在测量中不能与工作的粗糙面接触或摩擦。安放时必须小心轻放，避免因测量面划伤而损坏水平仪和造成不应有的测量误差。
2 用框架水平仪测量工件的垂直面时，不能握住与副侧面相对的部位，而用力向工件垂直平面推压，这样会因水平仪的受力变形，影响测量的准确性。正确的测量方法是手握持副测面内侧，使水平仪平稳、垂直地（调整气泡位于中间位置）贴在工件的垂直平面上，然后从纵向水准读出气泡移动的格数。
3 使用水平仪时，要保证水 正确 错误 平仪工作面和工件表面的清洁，以 防止脏物影响测量的准确性。测量 水平面时，在同一个测量位置上， 应将水平仪调过相反的方向再进行 测量。当移动水平仪时，不允许水 平仪工作面与工件表面发生摩擦，
应该提起来放置。如图7-6所示。 图7-6 水平仪的使用方法
4 当测量长度较大工件时，可将工件平均分若干尺寸段，用分段测量法，然后根
据各段的测量读数，绘出误差坐标图，以确定其误差的最大格数。如图7-7所示。床身导轨在纵向垂直平面内直线度的检验时，将方框水平仪纵向放置在刀架上靠近前导轨处(图7-7中位置A)，从刀架处于主轴箱一端的极限位置开始，从左向右移动刀架，每次移动距离应近似等于水平仪的边框尺寸(200mm)。依次记录刀架在每一测量长度位置时的水平仪读数。将这些读数依次排列，用适当的比例画出导轨在垂直平面内的直线度误差曲线。水平仪读数为纵坐标，刀架在起始位置时的水平仪读数为起点，由坐标原点 起作一折线段，其后每次读数都以前折线段的终点为起点，画出应折线段，各折线段组成的曲线，即为导轨在垂直平面内直线度曲线。曲线相对其两端连线的最大坐标值，就是导轨全长的直线度误差，曲线上任一局部测量长度内的两端点相对曲线两端点的连线坐标差值，也就是导轨的局部误差。
A、B水平仪
图7-7 纵向导轨在垂直平面内的直线度检验
例 一台床身导轨长度为1600mm的卧式车床，用尺寸为200mm×200mm、精度为0.02mm／lOOOmm的方框水平仪检验其直线度误差。
将导轨分成8段，使每段长度为水平仪边框尺寸(200mm)，分段测得水平仪的读数为：+1、+2、+1、0、-1、0、-1、-0.5。根据这些读数画出误差曲线图(图7-8)。作图的坐标为：纵轴方向每一格表示水平仪气泡移动一格的数值；横轴方向表示水平仪的每段测量长度。作出曲线后再将曲线的首尾(两端点)连线I-I。并经曲线的最高点作垂直于水平轴方向的垂线与连线相交的那段距离n，即为导轨的直线度误差的格数。从误差曲线图可以看到，导轨在全长范围内呈现出中间凸的状态，且凸起值最大在导轨600mm-800mm长度处。
+1 +2 +1 0 -1 0 -1 -0.5
5
4
3
2
Ⅰ 1
Ⅰ 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
导轨长/mm
图7-8 导轨在垂直平面内直线度误差曲线图
将水平仪测量的偏差格数换算成标准的直线度误差值δ
式中 ——误差曲线中的最大误差格数；
——水平仪的精度(0.02mm／lOOOmm)；
——每段测量长度(mm)。 按误差曲线图各数值计算得
δ=3.5×0.02mm/1000mm×200mm=0.014mm 5 机床工作台面的平面度检验方法如图7-9所 示，工作台及床鞍分别置于行程的中间位置，在工作 台面上放一桥板，其上放水平仪，分别沿图示各测量 方向移动桥板，每隔桥板跨距d记录一次水平仪读数。 通过工作台面上A、B、D三点建立基准平面，根据水
平仪读数求得各测点平面的坐标值。
误差以任意300mm测量长度上的最大坐标值计。
标准规定允差见表7-2。 图7-9 检验工作台面的平面度
表7-2 工作台面的平面度允差 mm
工作台直径 在任意300mm测量 长度长允差值 ≧500 0.02 ?500～630 0.025 ?630～1250 0.03 ?1250～2000 0.035
4 测量大型零件的垂直度时，如图7-10a 所示，用水平仪粗调基准表面到水平。分别在基 准表面和被测表面上用水平仪分段逐步测量并用 图解法（图7-8）确定基准方位，然后求出被测 表面相对于基准的垂直度误差。
测量小型零件时，如图7-10b所示，先将水 平仪放在基准表面上，读气泡一端的数值，然后 用水平仪的一侧紧贴垂直被测表面，气泡偏离第
一次（基准表面）读数值，即为被测表面的垂直 (a) (b) 度误差。 图7-10 水平仪垂直度测量
7 水平仪使用完后，应涂上防锈油并妥善保管好。 三 光学合像水平仪
光学合像水平仪，广泛用于精密机械中，测量工件的平面度、直线度和找正安装设备的正确位置。
1 合像水平仪的结构和工作原理
合像水平仪主要由测微螺杆、杠杆系统、水准器、光学合像棱镜和具有V型工作平面的底座等组成，图7-10所示。
水准器安装在杠杆架的底板上，它的水平位置用微分盘旋钮通过测微螺杆与杠杆系统进行调整。水准器内的气泡圆弧，分别用三个不同方向位置的棱镜反射至观察窗，分
成两个半像，利用光学原理把气泡像复合放大(放大5倍)，提高读数精度，并通过杠杆机构提高读数的灵敏度和增大测量范围。
当水平仪处于水平位置时，气泡A与B重合，见图7-10c。当水平仪倾斜时，气泡A与B不重合，见图7-10d。
测微螺杆的螺距P=0.5mm，微分盘刻线分为100等分。微分盘转过一格，测微螺杆上螺母轴向移动0.005mm。
5 使用方法
将水平仪放在工件的被测表面上，眼睛看窗口1，手转动微分盘，直至两个半气泡重合时进行读数。读数时，从窗口4读出毫米数，从微分盘上读出刻度数。
图7-10 数字式光学合像水平仪
1、4-窗口；2-微分盘旋钮；3-微分盘；5-水平仪底座；6-玻璃管；7-放大镜；
8-合成棱镜；9、11-弹簧；10-杠杆架；12-指针；13-测微螺杆。
例，分度值为0.01mm/1000mm的光学合像水平仪微分盘上的每一格刻度表示在1m长度上，两端的高度差为0.01mm。测量时，如果从窗口读出的数值为1mm，微分盘上的刻度数为16，这次测量的读数就是1.16mm，即被测工件表面的倾斜度，在1m长度上高度差为1.16mm。如果工件的长度小于或大于1m时，可按正比例方法计算:1m长度上的高度差×工件长度。
6 使用特点
1) 测量工件被测表面误差大或倾斜程度大时，使用框式水平仪，气泡就会移至极限位置而无法测量，光学合像水平仪就设有这一弊病。
2) 环境温度变化对测量精度有较大的影响，所以使用时应尽量避免工件和水平仪受热。
第八章 量具的维护和保养
正确地使用精密量具是保证产品质量的重要条件之一。要保持量具的精度和它工作的可靠性，除了在使用中要按照合理的使用方法进行操作以外，还必须做好量具的维护和保养工作。
1 在机床上测量零件时，要等零件完全停稳后进行，否则不但使量具的测量面过早磨损而失去精度，且会造成事故。尤其是车工使用外卡时，不要以为卡钳简单，磨损一点无所谓，要注意铸件内常有气孔和缩孔，一旦钳脚落入气孔内，可把操作者的手也拉进去，造成严重事故。
2 测量前应把量具的测量面和零件的被测量表面都要揩干净，以免因有脏物存在而影响测量精度。用精密量具如游标卡尺、百分尺和百分表等，去测量锻铸件毛坯，或带有研磨剂(如金刚砂等)的表面是错误的，这样易使测量面很快磨损而失去精度。 3 量具在使用过程中，不要和工具、刀具如锉刀、榔头、车刀和钻头等堆放在一起，免碰伤量具。也不要随便放在机床上，免因机床振动而使量具掉下来损坏。尤其是游标卡尺等，应平放在专用盒子里，免使尺身变形。
4 量具是测量工具，绝对不能作为其他工具的代用品。例如拿游标卡尺划线，拿百分尺当小榔头，拿钢直尺当起子旋螺钉，以及用钢直尺清理切屑等都是错误的。把量具当玩具，如把百分尺等拿在手中任意挥动或摇转等也是错误的，都是易使量具失去精度的。
5 温度对测量结果影响很大，零件的精密测量一定要使零件和量具都在20℃的情况下进行测量。一般可在室温下进行测量，但必须使工件与量具的温度一致，否则，由于金属材料的热胀冷缩的特性，使测量结果不准确。
温度对量具精度的影响亦很大，量具不应放在阳光下或床头箱上，因为量具温度升高后，也量不出正确尺寸。更不要把精密量具放在热源(如电炉，热交换器等)附近，以免使量具受热变形而失去精度。
6 不要把精密量具放在磁场附近，例如磨床的磁性工作台上，以免使量具感磁。 7 发现精密量具有不正常现象时，如量具表面不平、有毛刺、有锈斑以及刻度不准、尺身弯曲变形、活动不灵活等等，使用者不应当自行拆修，更不允许自行用榔头敲、锉刀锉、砂布打光等粗糙办法修理，以免反而增大量具误差。发现上述情况，使用者应当主动送计量站检修，并经检定量具精度后再继续使用。
8 量具使用后，应及时揩干净，除不锈钢量具或有保护镀层者外，金属表面应涂上一层防锈油，放在专用的盒子里，保存在干燥的地方，以免生锈。
9 精密量具应实行定期检定和保养，长期使用的精密量具，要定期送计量站进行保养和检定精度，以免因量具的示值误差超差而造成产品质量事故。
量具的使用方法
