一、水平儀的使用和讀數

水平儀是用于檢查各種機床及其它機械設備導軌的不直度、機件相對位置的平行度以及設備安裝的水平位置和垂直位置的儀器。水平儀是機床制造、安裝和修理中*基本的一種檢驗工具。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動一格時的傾斜度，以秒為單位或以每米多少毫米為單位，刻度值也叫做讀數精度或靈敏度。若將水平儀安置在1米長的平尺表面上，在右端墊0.02毫米的高度，平尺傾斜的角度為4秒，此時氣泡的運動距離正好為一個刻度。
計算如下：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動一個刻度，其傾斜角度等于4秒，這時在離左端200mm處（相當于水平儀的1個邊長），計算平尺下面的高度H1為：

tgα=  =0.00002       H1=tgα×L1=0.00002×200=0.004(mm)

由上式可知，水平儀氣泡的實際變化值與所使用水平儀墊鐵的長度有關。假如水平儀放在500mm長的墊鐵上測量機床導軌，那么水平儀的氣泡每運動1格，就說明墊鐵兩端高度差是0.01mm。另外，水平儀的實際變化值還與讀數精度有關。所以，使用水平儀時，一定要注意墊鐵的長度、讀數精度以及單獨使用時氣泡運動一格所表示的真實數值。

由此得知，水平儀氣泡運動一格后的數值，是根據墊鐵的長度來決定的。

水平儀的讀數，應按照它的起點任意一格為0。氣泡運動一格計數為1，再運動一格計數為2，以此進行累計。在實際生產中對導軌的**加工，無論采用磨削、精磨還是手工刮研，多數導軌都是呈單純凸或單純凹的狀態，機床導軌的直線度產生曲線性也是少見的（加工前的導軌會有曲線性的現象）。測量導軌時，水平儀的氣泡一般按照一個方向運動，機床導軌的凸凹是由水平儀的移動方向和該氣泡的運動方向來確定。
水平儀的移動方向與氣泡的運動方向相反，呈凸，用符號“+”表示。

水平儀的移動方向與氣泡的運動方向相同，呈凹，用符號“-”表示。

如果導軌是凸的情況下，水平儀（墊鐵）從任意一個方向進行移動，水平儀的氣泡向相反方向運動，如圖2—（1）所示。

如果導軌是凹的情況下，水平儀（墊鐵）從任意一個方向進行移動，水平儀的氣泡向相同方向運動，如圖2—（2）所示。

確定導軌的凹凸后，再根據所使用的墊鐵長度和水平儀氣泡運動格數和的一半進行計算，才能得到導軌的準確的直線度誤差精度。



二、導軌直線度的檢查調整和計算方法

水平儀是測量機床導軌直線度的常用的儀器，是用來檢查導軌在垂直平面內的直線度和在水平面內的直線度。用水平儀來進行調整導軌的直線度之前，應首先調整整體導軌的水平。將水平儀置于導軌的中間和兩端位置上，調整到導軌的水平狀態，使水平儀的氣泡在各個部位都能保持在刻度范圍內。再將導軌分成相等的若干整段來進行測量，并使頭尾平穩的銜接，逐段檢查并讀數，然后確定水平儀氣泡的運動方向和水平儀實際刻度及格數。進行記錄，填寫“+”“-”符號，按公式進行計算機床導軌直線度精度誤差值。

導軌直線度誤差〈曲線圖〉，在教材中所講的是沒有實際依據的，在生產現場適用很不方便，更不準確。它誤導了人們的識別能力，在實際工作中不能應用，時常會給工作人員造成一種錯覺。按此檢查導軌直線度誤差，是不能得到正確的精度數值的。例如：機床導軌平滑的凸或凹，在導軌的直線度誤差〈曲線圖〉中，都表示為一條直線。如果機床導軌前半段凸，后半段凹，在導軌直線度誤差〈曲線圖〉中，卻表示該導軌呈凸。如果機床導軌前半段凹，后半段凸，在導軌直線度誤差〈曲線圖〉中，卻表示該導軌呈凹。水平儀氣泡沿一個方向運動，誤認為是一條斜線（于水平面），這些現象在實際工作的測量檢查中，經常發生爭論，得不到統一，又沒有具體的標準規定，只能按照書中的例題說明，錯誤的進行判斷，給正常的生產工作帶來了困難，造成了損失，使機床導軌的精度得不到保證。

導軌直線度誤差值的計算方法比較簡單方便，誤差精度準確，適合于現場工作人員的操作和應用。計算公式如下：

導軌直線度誤差值=格數和× ×水平儀精度×墊鐵長度

格數和——水平儀（墊鐵）在導軌全長上移動時氣泡運動所產生的格數和

水平儀精度——一般200×200框式水平儀的精度為0.02/1000

墊鐵長度——指放在導軌上的移動部件，水平儀所使用的墊鐵和工作臺

在書中提到的移動距離，作為一項計算數據是不夠實際的，它代表不了任何的計算尺寸。移動距離是指在測量機床導軌時全長的分段，移動距離不等于墊鐵長度，它不能用來作為計算中的數據，在測量機床導軌時應該采用墊鐵的長度，在全長導軌上進行分段移動，調整機床導軌時用墊鐵（小于工作臺的長度）來進行，檢查機床導軌的直線度誤差值，水平儀一般放在工作臺上進行測量，如圖1所示。證明水平儀氣泡的實際變化，是根據導軌上移動的部件長度來決定的。所以，檢查機床導軌的直線度誤差值，按照導軌的移動部件長度來計算，測量機床導軌時移動距離短，誤差精度準確，形狀清楚。在使用水平儀測量機床導軌時應注意重要的幾個方面：部件的移動方向、水平儀氣泡的運動方向、氣泡變化的**格數和在導軌上移動的部件（墊鐵）長度。

調整導軌直線度誤差值時，應使用比較短的墊鐵，測量的數值比較準確。使用的墊鐵長度不同，測得的數值和形狀也不一樣。上例證明的公式用來計算機床導軌工作長度的直線度誤差值，就是指機床導軌全部長度減去墊鐵長度（工作臺長度）后那段導軌的直線度誤差。檢查機床導軌直線度誤差值時，應注意技術標準中的導軌工作長度和導軌全部長度。如測量機床導軌全部長度的直線度誤差值，則采用下例公式進行計算：

導軌全長直線度誤差值=

該公式是在上例公式的基礎上，加上了墊鐵（工作臺）下面的那段導軌的直線度誤差值。在機械制造行業和實際生產現場一般不采用這種計算方法。



三、角度作圖法

角度作圖法是根據水平儀氣泡變化的規律來進行角度值的畫法。縱坐標表示水平儀氣泡的運動方向。水平儀的移動方向與該氣泡的運動方向相反，表示導軌呈凸，縱坐標箭頭向上；水平儀的移動方向與該氣泡的運動方向相同，表示導軌呈凹，縱坐標箭頭向下。橫坐標表示水平儀的移動方向和導軌的長度，每段代表移動距離。例圖：1證明水平儀氣泡每運動1格，其傾斜角等于4秒。為了直觀清楚，以導軌的另一頭為中心，導軌長度為半徑，畫出弧線，在弧線上分成相等的段數，連接中心0點，每段的度數表示4秒和水平儀氣泡的1格。根據導軌的凹凸，確定角度的方向，然后畫出每次水平儀移動后測量到的格數，連接每個測量點，得出導軌的形狀。例圖：3所示，橫坐標與導軌弧線之間**的距離就是該導軌的直線度誤差。因每段測量時水平儀的移動距離和該氣泡的運動格數有誤差，**計算時，采用水平儀氣泡運動的格數和，在機床導軌的形狀凹凸不平的情況下，則采用角度作圖法中的實際**格數。如果水平儀從另一個方向進行移動，就將圖：3按左右方向轉180°，該導軌的形狀在圖中沒有變化，在實際工作過程中可以簡單的作圖，將角度分成相等的等分，表示水平儀的格數，角度作圖法能使工作人員直觀準確地看到機床導軌的形狀，便以技術精度的保留和存檔。