互换性与测量技术实验指导书.docx

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1、实验指导书互换性及测量技术适用专业：工科本科机械工程学院试验一、轴径的测量一、试验目的1.加深对测量技术中常用术语及测量误差的相识和理解。2.了解万能工具显微镜的测量原理及结构特点，学习其运用方法。二、试验设备，万能工具显微镜：仪器主要技术指标：纵向测量范围：0200横向测量范围：ooo分度值：0.0005圆工作台：角度示值范围0360,分度值:3测角目镜：角度示植范围0360,分度值：1立住倾斜角度范围：15,分度值：10运用附件：物镜、测角目镜、顶针架三、测量原理及计量器具说明1、仪器用途工具显微镜用于测量螺纹规，螺纹刀具，齿轮滚刀以及轮廓样板等。它分为小型、大型，万能和重型等四种形式。它

2、们的测量精度和测量范围各不相同，但基本原理是相像的。19型万能工具显微镜可用影像法、轴切法或接触法按直角坐标或极坐标对机械工具和零件的长度，角度和形态进行精密测量。本试验用影像法。2、工作原理图1为万能工具显微镜的外形图，它主要由目镜5,工作台15,底座16,支座，立柱13,悬臂等部分组成。转动手轮，可使立柱绕支座左右摇摆，转动9及17.18,可使工作台纵横向移动。仪器的光学系统如图2所示。由光源1发出的光束经聚光镜2、可变光阑3、滤光片4、反射镜5：聚光镜6成为平行光束，透过玻璃工作台7后，对工件进行投影。被测工件的投影轮廓经物镜组8、反射棱镜9投射到目镜U的焦平面处的米字线分划板10上。从

3、而在目镜H视察到放大的轮廓影。另外，也可用反射光源，照亮被测工件表面，同样在目镜H中视察到放大的轮廓影。1.2.人工编码置数器；3.螺钉；4.弹簧夹；5.双向目镜；6.瞄准显微镜：7.反射照明器：8.Y向滑台；9.制动手轮：10.地脚螺钉；11.微动手轮；12.螺钉：13.压板；14.压板座：15.玻璃工作台：16.底座17.旋手18.制动手轮19.微动手轮20.纵向滑台X21.22.复零按钮23.数显箱图1图3a为仪器的目镜外形图，它由玻璃分划板，中心目镜,角度读数目镜，反射镜和手轮等组成。目镜的结构原理如图3b所示，从中心目镜可视察到被测工件的轮廓影像和分划板的米字刻米（图3C）。从角度读

4、数目镜中，可以视察到分划板上0360,的度值刻线和固定游标分划板060。的分值刻线（图3d）。转动手轮，可使刻有米字刻线和度值刻线分划板转动，它转动的角度，可从角度读数目镜中读出。当该目镜中固定游标的零刻线及度值刻线的零位对准时，则米字刻线中间虚线正好垂直于仪器工作台的纵向移动方向。1.照明光源：2.聚光镜：3.可变光阑：4.滤光片：5.反射镜；6.14.20.聚光镜；7.玻璃工作台；8.物镜组：9.棱镜；10.米字分划板；I1.目镜：12.X向读数头光源15.21.指标光栅16.22.标尺光栅17.23.光电接收元件18向读数头光源图3测量时，将被测工件置于工作台上，通过瞄准显微镜米字线分划

5、板上的刻线来对准工作台上的被测件，然后移动滑台可先后对各被测位置进行瞄准定位。在测量过程中，每进行一次瞄准后，须作一次读数（或打字），同一坐标的两次读数之差值，则为先后瞄准对应的两个被测位置时该坐标滑台的移动量，也就是被测工件尺寸的测量值。四、试验步骤1、按表1规定调整好可变光阑：2、利用定焦杆进行定焦：将定焦杆安置在顶针架上，让瞄准显微镜对定焦杆中心圆孔内的刀刃进行调焦：3、取下定焦杆换上被测件，用米字线瞄准母线I,并作丫读数，再移动Y滑台，同样对另一母线H进行读数，两值之差则为轴直径的测量值。为削减误差，应至少测量10组数据。4、分析试验结果，进行等精度测量结果的数据处理。思考题1 .什么

6、是分度值、刻度间距？二者及放大比的关系如何？2 .测量误差按性质可分为哪三类？通过对工件的多次重复测量求得测量结果，可削减那类误差，为什么？试验二用内径千分表内径一、试验目的熟识测量内径常用的计量器具和方法。加深对内尺寸测量特点的了解。二、试验内容用内径千分表测量内径三、测量原理及计量器具说明内径可用内径千分尺干脆测量，但对深孔或公差等级较高的孔，则常用内径千分表或卧式测长仪作比较测量。国产的内径千分表，常由活动测头工作行程不同的七种规格组成一套，用以测量10450的内径，特殊适用测量深孔，其典型结构如图1所示。内径千分表是用它的可换测头3（测量中固定不动）和活动测头2跟被测孔壁接触进行测量的

7、。仪器盒内有几个长短不同的可换测头，运用时可按被测尺寸的大小来选择。测量时，活动测头2受到肯定的压力，向内推动镶在等臂直角杠杆1上的钢球4,使杠杆1绕支轴6回转,并通过长接杆5推动千分表的测杆而进行读数。在活动测头的两侧，有对称的定位板8。装上测头2后，及定位板连成一个整体。定位板在弹簧9的作用卜.,对称地压在靠在被测孔壁上，以保证测头的轴线处于被测孔的直径截面内。图1图4图2图3四、测量步骤1、按被测孔的基本尺寸组合量块。换上相应的可换测头并拧入仪器的相应螺孔内。2、将选用的量块组和专用侧块（图2中的1和2）一起放入量块夹内夹紧（图2）,以便仪器对零位，在大批量生产中，也常依据及测孔径基本尺

8、寸相同的标准环的实际尺寸对准仪器的零位。3、将仪器对好零位，用手拿着隔热手柄（图1中的7）,另一只手的食指和中指轻轻压按定位板，将活动测头压靠在侧块上（或标准环内）使活动测头内缩，以保证放入可换测头时不及侧块（或标准环内壁）摩擦而避开磨损。然后，松开定位板和活动测头，使可换测头及侧块接触，就可在垂直和水平两个方向上摇摆内径千分表找最小值。反复摇摆几次，并相应地旋转表盘，使千分表的零刻度正好对准示值变更的最小值。零位对好后，用手指轻压定位板使活动测头内缩，当可换测头脱离接触时，缓缓地将内径千分表从侧块（或标准环）内取出。4、进行测量，将内径千分表插入被测孔中，沿被测孔的轴线方向测几个截面，每个截

9、面要在相互垂直的两个部位上各测一次。测量时轻轻摇摆内径千分表（图3）,登记示值变更的最小值。依据测量结果和被测孔的公差要求，推断被测孔是否合格。思考题用内径千分尺及内径T分表测量孔的直径时，各属何种测量方法？试验三直线度误差的测髭一、试验目的1 .驾驭用水平仪测量直线度误差的方法及数据处理。2 .加深对直线度误差定义的理解。二、试验内容用合象水平仪或框式水平仪测量直线度误差。三、测量原理及计量器具说明机床、仪器导轨或其他窄而长的平面，为了限制其直线度误差，常在给定平面（垂直平面、水平平面）内进行检测。常用的计量器具有框式水平仪、合象水平仪、电子水平仪和自准直仪等。运用这类器具的共同特点是测定微

10、小角度变更。由于被测表面存在着直线度误差，计量器具置于不同的被测部位上，其倾斜角度就要发生相应的变更。假如节距（相邻两测点的距离）一经确定，这个变更的微小倾角及被测相邻两点的凹凸差就有准确的对应关系。通过对逐个节距的测量，得出变更的角度，用作图或计算，即可求出被测表面的直线度误差。由于合象水平仪的测量精确度高、测量范围大（10）、测量效率高、价格便宜、携带便利等优点，故在检测工作中得到了广泛的采纳。合象水平仪的结构如图1.a、d所示，它由底板1和壳体4组成外壳基体，其内部则由杠杆2、水准器8、两个棱镜7、测量系统9、10、11以及放大镜6所组成。运用时将合象水平仪放于桥板（图2）上相对不动，再

11、将桥板放于被测表面上。假如被测表面无直线度误差，并及自然水平基准平行，此时水准器的气泡则位于两棱镜的中间位置，气泡边缘通过合象棱镜7所产生的影象，在放大镜6中视察将出现如图Ib所示的状况。但在实际测量中，由于被测表而安放位置不志向和被测表面本身不直，导致气泡移动，其视场状况将如图IC所示。此时可转动测微螺杆10,使水准器转动一角度，从而使气泡返回棱镜组7的中间位置，则图Ic中两影象的错移量消逝而复原成一个光滑的半圆头（图1.b）o测微螺杆移动量S导致水准器的转角（图Id）及被测表而相邻两点的凹凸差h有准确的对应关系，即：h=0.O1.1.a（IInI）式中0.01合象水平仪的分度值（/m）1.

12、桥板节距Oa角度读数值（用格数来计数）如此逐点测量，就可得到相应的值，为了阐述直线度误差的评定方法，后面将用实例加以叙述。四、试验步骤1 .量出被测表面总长，确定相邻两点之间的距离（节距），按节距1.调整桥板（图2）的两圆柱中心距。2 .将合象水平仪放于桥板上，然后将桥板依次放在各节距的位置。每放个节距后，要旋转微分筒9合象，使放大镜中出现如图Ib所示的状况，此时即可进行读数。先在放大镜11处读数，它是反映螺杆10的旋转圈数：微分筒9（标有十、一旋转方向）的读数则是螺杆10旋转一圈（100格）的细分读数：如此顺测（从首点至终点）、回测（由终点至首点）各一次。回测时桥板不能调头，各测点两次读数的

13、平均值作为该点的测量数据。必需留意，如某测点两次读数相差较大，说明测量状况不正常，应检查缘由并加以消退后重测。3 .为了作图的便利，最好将各测点的读数平均值同减一个数而得出相对差（见后面的例题）。4 .依据各测点的相对差，在坐标纸上取点。作图时不要漏掉首点（零点），同时后一测点的坐标位置是以前一点为基准，依据相邻差数取点的。然后连接各点，得出误差折线。5 .用两条平行直线包涵误差折线，其中一条直线必需及误差折线两个最高（最低）点想切，在两切点之间，应有一个最低（最高）点及另一条平行直线想切。这两条平行直线之间的区域才是最小包涵区域。从平行于坐标方向画出这两条平行直线间的距离，此距离就是被测表面

14、的直线度误差值f（格将误差值/（格）按下式折算成线性值/（微米），并按国家标准1184-80评定被测表面直线度的公差等级。/（微米）=0.011./（格）例：用合象水平仪测量一窄长平面的直线度误差，仪器的分度值为0.01/m,选用的桥板节距1.=200,测量直线度记录数据见附表。若被测平面宜线度的公差等级为5级，试用作图法评定该平面的直线度误差是否合格?按国家标准11841996,直线度5级公差为25口m。误差值小于公差值，所以被测工件直线度误差合格。附表测点序号i0123456781.t)仅诚(顺测298300290301302306299296回测296298288299300306297

15、296平均297299289300301306298296相对房6=aK格）zG1.-00+2-8+3+4I9+11注：1）表列读数，百分数是从图1的11处读得，卜位数是从图1的9处读得。2）。值可取随意数，但要有利于相对差数字的简化,本例取“=297格。/=0.01X200X11=22m思考题1 .目前部分工厂用作图法求解直线度误差时，仍沿用以往的两端点连线法，即把误差折线的首点（零点）和终点连成始终线作为评定标准，然后再作平行于评定标准的两条包涵直线，从平行于纵坐标来计量两条包涵直线之间的距离作为直线度误差值。1）以例题作图为例，试比较按两端点连线和按最小条件评定的误差值，何者合理？为什么？2）假如误差折线只偏向两端点连线的一侧（单凸、单凹）,上述两种评定误差值的方法的状况如何？2 .用作图法求解直线度误差值时，如前所述，总是按平行于纵坐标计量，而不是垂直于两条平行包涵直线之间距离，缘由何在？试验四平面度误差的测量一、试验目的1 .了解平面度误差的测量原理及千分表的运用方