一、现状与问题

在机械加工过程中，经常使用动导轨带动工件（或刀具、磨削砂轮等）运动加工工件，可以是动导轨带动工件运动、刀具（或砂轮）固定、两者产生相对运动加工工件；也可以由动导轨带动刀具（或砂轮）运动、工件固定、两者产生相对运动加工工件，无论用哪种方法动导轨都存在运动直线度误差，而且这种运动直线度误差直接反映在所加工的工件的精度上。在加工高直线度的精密零件时，如导轨的磨床，就需要对动导轨运动直线度误差进行测量，然后由与动导轨运动垂直方向上设置补偿导轨对动导轨直线度误差进行补偿，由于补偿导轨可以做得非常精确，所以只要能测出动导轨运动的直线度误差，即使采用直线度误差较大的动导轨也能加工出直线度误差较小的精密零件，然而现有方法中对动导轨直线度误差进行精密测量（微米或0.1微米级别）是很难的，所以通过精确补偿很难发挥作，直接导致目前很多工件的直线度误差难以克服，精密零件的加工难以达到加工精度的要求，严重影响相关产品的质量。

二、技术方案

针对上述加工过程中存在的问题，本文设法通过设置一与动导轨运动一致的圆柱体，磨削该圆柱体，精确测量出圆柱体的误差，通过容易测量的圆柱体的误差计算出动导轨运动直线度的误差，简单方便，为动导轨直线度误差的精确补偿提供了可能，从而可以采用直线度误差较大的动导轨加工出直线度误差较小的精密零件。

下面结合图示说明该动导轨直线度误差的测量的具体方法：

如图1所示，一种动导轨运动直线度误差的测量方法，具体是：

a、在动导轨2上设置两个相对的顶尖座3，顶尖4装在顶尖座3上，两顶尖4之间装有一圆柱体5，圆柱体5长度与动导轨2运动长度相等；

b、定导轨1上设置一砂轮6，砂轮6与圆柱体5点接触，动导轨2运动时带动圆柱体5直线运动，并使圆柱体5旋转，砂轮磨削圆柱体5，砂轮6与圆柱体5接触点与圆柱体中心线形成一平面a（如图2）；

c、圆柱体5磨削后，测量圆柱体5在长度方向上各点的直径值，由于圆柱体在长度方向上各个点都代表动导轨在运动方向上各个位置，所以圆柱体上各点半径差即为动导轨在该平面上的动导轨相对于磨削点的运动直线度误差；

d、设圆柱体上某一位置的直径为标准直径，长度上各点直径值与标准直径的差值除以二就是动导轨在各点相对于定导轨上砂轮磨削点的直线度误差值，由于各点的直径值可以非常精确地以0.1微米测量，所以可精确地计算出动导轨运动相对于该点的直线度误差。

本方法根据所测量的动导轨运动相对于该点的直线度误差采用补偿导轨进行精确补偿。

本方法在圆柱体较短时，可以用分段测量法来测量动导轨各段的直线度误差。

同理，本方法也可以将顶尖与圆柱体装在定导轨上，砂轮装在动导轨上，具体在定导轨上设置两个相对的顶尖，顶尖装在顶尖座上，顶尖座装在定导轨上，两顶尖之间装有一圆柱体；动导轨上设置一砂轮，砂轮与圆柱体点接触，动导轨运动时带动砂轮直线运动，并使砂轮旋转，砂轮磨削圆柱体，砂轮与圆柱体接触点与圆柱体中心线形成一平面；圆柱体磨削后，测量圆柱体在长度方向上各点的直径值，测量的即是该平面上的动导轨相对于磨削点的运动直线度误差；设圆柱体上某一位置的直径为标准直径，长度上各点直径值与标准直径的差值除以二就是动导轨在各点相对于定导轨的直线度误差值。

上述两者方法均可精确测量动导轨直线度误差，为工件加工精确补偿提供了可能，在实际加工中，即使采用直线度误差较大的动导轨也能加工出直线度误差较小的精密零件，简单方便，科学合理。

作者：黄飞 李倬