機(jī)電系 互換性 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

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1、 《互換性與技術(shù)測量》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 （機(jī)械類） 機(jī)電系機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)室 2010年05月 實(shí)驗(yàn)一 光滑極限量規(guī)的測量與分析 線性尺寸可以用相對測量法(比較測量法)進(jìn)行測量，相對測量常用的量儀有機(jī)械、光學(xué)、電感和氣動比較儀等幾種。用比較儀測量時(shí)，首先根據(jù)被測尺寸的基本值i組成量塊組，然后用量塊組調(diào)整量儀示值零位。若實(shí)際被測尺寸相對于量塊組尺寸存在偏差，就可以從量儀的標(biāo)尺上讀取該偏差的數(shù)值x，則實(shí)際被測尺寸為x=L+x。 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1、掌握光

2、滑極限量規(guī)設(shè)計(jì)方法； 2、掌握用相對測量法測量線性尺寸的原理； 2、了解光學(xué)比較儀的結(jié)構(gòu)并熟悉它們的使用方法； 3、熟悉量塊的使用與維護(hù)方法。 二、用立式光學(xué)比較儀測量光滑極限塞規(guī) 1、量儀說明和測量原理 立式光學(xué)比較儀也稱立式光學(xué)計(jì)，是一種精度較高且結(jié)構(gòu)簡單的光學(xué)儀器，適用于外尺寸的精密測量。 圖1—1為立式光學(xué)比較儀的外形圖。量儀主要由底座1、立柱7、橫臂5。直角形光管12和工作臺15等幾部分組成。 直角形光管是量儀的主要部件，它由自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)和正切杠桿機(jī)構(gòu)組合而成，其光學(xué)系統(tǒng)如圖1—2。所示。光線經(jīng)反射鏡l、棱鏡9投射到分劃板6上的刻線尺8(它位于分劃板左半部分)，而

3、分劃板6位于物鏡3的焦平面上。當(dāng)刻線尺8被照亮后，從刻線尺發(fā)出的光束經(jīng)直角轉(zhuǎn)向棱鏡2、物鏡3后形成平行光束，投射到平面反射鍺4上。光束從反射鏡4—上反射回來后，在分劃板6右半部分形成刻線尺8的影像，如圖1—1b所示。從目鏡7可以觀察到該影像和一條固定指示線?？叹€尺中部有一條零刻線，它的兩側(cè)各有Ioo條均布的刻線，它們之間構(gòu)成200格刻度間距，零刻線與固定指示線處于同一高度位置上(即物鏡焦點(diǎn)c的位置，見圖1—3)。 光學(xué)比較儀的測量原理(即自準(zhǔn)直原理)如圖l—3所示(圖中沒有畫出圖l-2a中的直角轉(zhuǎn)向棱鏡)。從物鏡焦點(diǎn)c發(fā)出的光線，經(jīng)物鏡后變成 一束平行光，投射到平面反射鏡Pi，若

4、平面反射鏡戶垂直于物鏡主光軸，則從反射鏡戶反射回來的光束由原光路回到焦點(diǎn)c，像點(diǎn)C與焦點(diǎn)c重合(即刻線尺上零刻線的像與固定指示線重合，量儀示值為零)。如果被測尺寸變動，它使測桿產(chǎn)生微小的直線位移s，推動反射鏡P繞支點(diǎn)口轉(zhuǎn)動一個(gè)角度。則反射鏡P與物鏡主光軸不垂直，反射光束與入射光束間的夾角為20，經(jīng)物鏡光束匯聚于像點(diǎn)c”，從而使刻線尺影像產(chǎn)生位移l。根據(jù)刻線尺影像相對于固定指示線的位移的大小即可判斷被測尺寸 的變動量。 點(diǎn)與c點(diǎn)的距離l的計(jì)算公式如下： L=ftg2 式中 f--物鏡的焦距；—反射鏡偏轉(zhuǎn)角度。 測桿位移s與反射鏡偏轉(zhuǎn)角度。的關(guān)系為： s=btg 式中

5、b--測桿到支點(diǎn)0的距離。這樣，刻線尺影像位移l對測桿位移s的比值即 為光管的放大倍數(shù)n，計(jì)算公式如下： 由于a角很小，取tg2a=2a，tga=a，則 光管中物鏡的焦距f=2001mm。測桿到平面反射鏡支點(diǎn)的距離6=5mmn。于是 目鏡的放大倍數(shù)為12，測量儀的放大倍數(shù)K=12n=1280=960。 光管中分劃板上刻線尺的刻度間距c為0.08mm，人眼從目鏡中看到的刻線尺影像的刻度間距a=2c=120.08=0.96mm，因此量儀的分度值為 量儀的示值范圍為 100tan；測量范圍為0—l80mm。 2、實(shí)驗(yàn)步驟(參看圖1—1) (1)選擇測頭。測頭的形狀

6、有球形、刀刃形及平面形等3種。所選擇測頭的形狀與被測表面的幾何形狀有關(guān)。根據(jù)測頭與被測表面的接觸應(yīng)為點(diǎn)接觸的準(zhǔn)則，選擇測頭并把它安裝在測桿上。 (2)根據(jù)被測塞規(guī)工作部分的基本尺寸或某一極限尺寸選取幾塊量塊，并把它們研合成量塊組。 (3)通過變壓器接通電源。擰動四個(gè)螺釘2，調(diào)整工作臺15的位置，使它與測桿14的移動方向垂直(實(shí)驗(yàn)室已調(diào)整好此位置，切勿再擰動任何一個(gè)螺釘2)。 (4)調(diào)整量儀示值零位：將量塊組放在工作臺15的中央，并使測頭14對準(zhǔn)量塊的上測量面的中心點(diǎn)，按下列步驟進(jìn)行量儀示值零位調(diào)整。 ①粗調(diào)整：松開螺釘4，轉(zhuǎn)動螺圈3，使橫臂5緩緩下降，直到測頭與量塊測量面接觸，且從目鏡

7、9的視場中看到刻線尺影像為止，然后擰緊螺釘4。 ②細(xì)調(diào)整：松開螺釘11，轉(zhuǎn)動細(xì)凋螺旋6，使刻線尺零刻線的影像接近固定指示線( 10袼以內(nèi))，然后擰緊螺釘11。細(xì)調(diào)整后的目鏡視場如圖1—4d所示， ③微調(diào)整：轉(zhuǎn)動微調(diào)螺旋10，使零刻線影像與固定指示線重合。微調(diào)整后的目鏡視場如圖l—4b所示。 ④按動測桿提升器13，使測頭起落數(shù)次，檢查示值穩(wěn)定性，要求示值零位變動不超過1/10格，否則應(yīng)找原因，重新凋整示值零位，直到示值零位穩(wěn)定不變，方可進(jìn)行測量工怍。 (5)按動測桿提升器13，使測頭抬起，取下量塊組，換上被測塞規(guī)，松開提升器13，使測頭與被測塞規(guī)工作表面接觸。參看圖l-5，在塞規(guī)工作表面

8、均布的三個(gè)橫截面I、II、III分別對相互垂直的兩個(gè)直徑位置A，B進(jìn)行測量：測量時(shí)，將被測塞規(guī)在測頭下緩慢地前后移動，讀取示值中的最大值(即刻線尺影像移動方向的轉(zhuǎn)折點(diǎn))，即為被測塞規(guī)工作部分實(shí)際尺寸對量塊組尺寸的偏差。 (6)取下被測塞規(guī)，再放上量塊組復(fù)查示值零位。檢測塞規(guī)誤差不得超過0.5m。 (7)按塞規(guī)圖樣或GBl957—81<光滑極限量規(guī)》，判斷被測塞規(guī)的合格性。 三、用臥式光學(xué)比較儀測量光滑極限卡規(guī) 1、量儀說明和測量原理 臥式光學(xué)比較儀用于測量外尺寸，也用于測量內(nèi)尺寸。 圖1-6為臥式光學(xué)比較儀的外形圖，它主要由光管3、尾管13、工作臺9支架8、底座6等幾部分組成。

9、臥式光學(xué)比較儀的測量原理和光學(xué)系統(tǒng)與立式光學(xué)比較儀相同，只是測量軸線的方向?yàn)樗椒较颉Ａ績x的工作臺9可作升降、前后移動、沿測量軸線方向移動以及繞 水平軸和垂直軸轉(zhuǎn)動等五種運(yùn)動。以便把被測工件調(diào)整到正確的測量位置上。量儀的示值范圍為100m；測量范圍為0-180m。 2、實(shí)驗(yàn)步驟(參看圖1—6) (1)通過變壓器接通電源。將—對平面測頭分別安裝在光管3和尾管13上，移動左、右支架8，使這兩個(gè)測頭靠近，同時(shí)，在這兩個(gè)測頭之間放置—塊尺寸約為1mm的量塊，使這兩個(gè)測頭分別與量塊的兩個(gè)測量面接觸，直至目鏡中看到刻線尺影像為止； (2)松開尾管13的固定螺釘11，轉(zhuǎn)動手輪12，使尾管作微量移

10、動，以使刻線尺零刻線影象在水平方向位于固定指示線的右邊，然后擰緊螺釘11； (3)轉(zhuǎn)動尾管上的校正螺釘3(見圖1—7a)，以調(diào)整尾管測頭相對于光管測頭位置。 同時(shí)在目鏡中找出最小示值(即刻線尺影像移動的轉(zhuǎn)折點(diǎn))，此時(shí)表示兩個(gè)測頭的平面互相平行。然后，取下這塊量塊。 (4)將內(nèi)測架14(固定測鉤)和內(nèi)測架1(活動測鉤)分別安裝到尾管13和光管3上，移動左、右支架8，并調(diào)整內(nèi)測架的位置，使固定測鉤的凸楔與活動測鉤的凹槽對齊吻合，然后將兩個(gè)測鉤加以固定。 (5)按被測卡規(guī)工作部分的基本尺寸或某一極限尺寸選取幾塊量塊，并把它們組合在量塊夾子中(如圖3—2a所示)，或者采用具有確定內(nèi)尺寸的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)

11、規(guī)，作為調(diào)整量儀示值零位的標(biāo)準(zhǔn)器。 (6)調(diào)整量儀示值零位 ①將標(biāo)準(zhǔn)器放在工作臺9上，用壓板壓緊。調(diào)整工作臺9的位置和移動兩個(gè)支架8,使兩個(gè)測鉤的測頭分別與標(biāo)準(zhǔn)器(量塊夾或標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī))的測量面接觸(見圖1-7b)，此時(shí)從目鏡的視場中能看到刻線尺影像。 ②松開螺釘11，轉(zhuǎn)動手輪l2，使刻線尺零刻線的影像在固定指示線的右邊，然后將螺釘11擰緊。 ③轉(zhuǎn)動手柄1O和手輪5，使工作臺9繞垂直軸和水平軸轉(zhuǎn)動，并分別從這兩個(gè)方向找出最小示值(對于量塊夾，見圖1-7c)或最大示值（對于標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)，見圖1-7d)。此時(shí)再松開螺釘11，轉(zhuǎn)動手輪12，使零刻線影像與固定指示線重合。 (7)掀壓測頭撥桿2，轉(zhuǎn)動

12、手輪7，使工作臺9下降，取下標(biāo)準(zhǔn)器，換上被測卡規(guī)。然后，反轉(zhuǎn)手輪7，使工作臺9上升，以便測鉤的測頭進(jìn)入被測卡規(guī)。移動工作臺。使該卡規(guī)工作表面與測頭接觸，之后將它夾緊在工作臺上。在這以后，重復(fù)上述工作臺的調(diào)整步驟，從目鏡的觀場中找出最小示值，該示值力被測卡規(guī)工作部分實(shí)際尺寸相對于標(biāo)準(zhǔn)器尺寸的偏差，在卡規(guī)工作表面上測量四個(gè)角點(diǎn)及中點(diǎn)共五個(gè)部位； (8)取下被測卡規(guī)，再放上標(biāo)準(zhǔn)器復(fù)查示值零位，其誤差不得超過： o.5； (9)按卡規(guī)圖樣或GBl957 81《光滑極限量規(guī)》，判斷被測卡規(guī)的合格性。 四、思考題 1、用比較儀測量光滑極限量規(guī)屬于何種測量方法，它有何特點(diǎn)，比較儀能否用于絕對測量？

13、 2、什么是量儀的刻度間距和分度值，它們與放大倍數(shù)有何關(guān)系?量儀的測量范圍和示值范圍有何不同? 3、怎樣正確地選用量塊和研合量塊組?使用量塊時(shí)應(yīng)注意哪些問題?你在本實(shí)驗(yàn)中是按“級”使用量塊，還是按“等”使用量塊？  實(shí)驗(yàn)二 孔徑的測量 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1、了解內(nèi)徑指示表的結(jié)構(gòu)并熟悉其使用方法； 2、掌握用內(nèi)徑指示表進(jìn)行比較測量的原理。 二、量儀說明和測量原理 測量孔徑的儀器有千分尺，內(nèi)徑指示表等。 千分尺是一種應(yīng)用廣泛的精密量具，其測量精確度比游標(biāo)卡尺高。千分尺的形式和規(guī)格繁多，按其用途和結(jié)構(gòu)可分為：外徑千分

14、尺，內(nèi)徑千分尺，深度千分尺，公法線千分尺，尖頭千分尺，壁厚千分尺等。 內(nèi)徑指示表是測量孔徑的量儀的一種。它由指示表和杠桿系統(tǒng)組成，其結(jié)構(gòu)如圖3—1所示。 測量時(shí)，活動測頭3和固定測頭1分別與被測孔孔壁接觸?；顒訙y頭3向內(nèi)移動時(shí)，其位移經(jīng)等臂直角杠桿2，推動挺桿4向上移動，使彈簧8壓縮，并推動指示表9的測桿，使它的指針回轉(zhuǎn)。該彈簧的反作用力使活動測頭3對孔壁產(chǎn)生測量力。在活動測頭的兩側(cè)有定心板6，它在兩只彈簧7的作用下始終對稱地與?L壁接觸。定心板6與孔壁的兩個(gè)接觸點(diǎn)的連線與被測孔的直徑線互相垂直，使兩個(gè)測頭位于讀孔的直徑方向上。量儀附有一組長短不同的固定測頭，可根據(jù)被測孔直徑的大小來選

15、擇使用。 用內(nèi)徑指示表測量孔徑，是采用相對比較)測量的方法進(jìn)行的，可用具有確定內(nèi)尺寸L的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)或用裝在量塊夾子中的量塊組成的確定尺寸L，來調(diào)整內(nèi)徑指示表的示值零 位。然后用它測量被測孔徑，此時(shí)指示表的示值即為實(shí)際被測孔徑對確定尺寸L的偏差x，因此實(shí)際被測孔徑x=L+x。 三、實(shí)驗(yàn)步驟(參看圖3—2) 1、根據(jù)被測孔的基本尺寸L選取量塊，并把它們研合成量塊組。將量塊組3和兩個(gè)量爪4一起裝入量塊夾子中夾緊，構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)尺寸卡規(guī)(或使用具有確定內(nèi)尺寸的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī))。 2、根據(jù)被測孔的基本尺寸選擇合適的固定刪頭5，并把它擰入內(nèi)徑指示表上相應(yīng)的螺孔中，然后擰緊螺母6。 3、用量塊夾子(或標(biāo)準(zhǔn)環(huán)

16、規(guī))調(diào)整指示表示值零位。將內(nèi)徑指示表的兩個(gè)測頭小心地放入量塊夾子2中的兩個(gè)量爪4之間(要先放入活動測頭7，并壓緊定心板1，然后放入固定測頭5，按圖3-2a所示的箭頭方向擺動量儀、當(dāng)指示表指針回轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)折點(diǎn)(最小示值)時(shí)，這表示兩個(gè)測頭的軸線與量塊夾子的量爪表面垂直。然后轉(zhuǎn)動指示表的表盤(分度盤)，使零刻線對準(zhǔn)指針。如此反復(fù)多次，直到指針穩(wěn)定地在零刻線處轉(zhuǎn)折為止。 4、測量孔徑。將內(nèi)徑指示表的兩個(gè)測頭依前述方法放入被測孔中，按圖3-2b“所示的箭頭的方向擺動量儀。記下指示表的指針回轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)折點(diǎn)時(shí)的示值。它就是實(shí)際被測孔徑對其基本尺寸L（或標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)的內(nèi)尺寸)的實(shí)際偏差x注意正、負(fù)號)。量塊尺寸L(或

17、標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)的內(nèi)尺寸)與該示值的代數(shù)和，就是被測孔徑的實(shí)際尺寸D的數(shù)值。 在被測孔中均布的三個(gè)橫截面aa、bb、cc上，對相互垂直的兩個(gè)方位ll、22上的孔徑分別進(jìn)行測量。 5、根據(jù)零件圖上標(biāo)注的被測孔極限尺寸或極限偏差，判斷被測孔徑的合格性。 四、思考題 1、為什么內(nèi)徑指示表調(diào)整示值零位和用它測量孔徑時(shí)都要擺動量儀，找出指針?biāo)甘鞠蛄啃∈局? 2、用內(nèi)徑指示表測量孔徑屬于何種測量方法?固定測頭磨損對測量結(jié)果是否有影響？ 3、試分析用內(nèi)徑指示表測量孔徑時(shí)引起測量誤差的主要因素有哪些?  實(shí)驗(yàn)三 合像水

18、平儀測量直線度誤差 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 掌握合像水平儀的基本結(jié)構(gòu)及工作原理； 2. 掌握用合像水平儀測量導(dǎo)軌直線度誤差的測量方法與數(shù)據(jù)處理。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容概述 形位精度是保證產(chǎn)品質(zhì)量的又一重要指標(biāo)，因此形位誤差的測量在技術(shù)測量中也占有非常重要的地位，直線度誤差的測量是常用檢測項(xiàng)目之一，直線度誤差可用刀口尺、鋼絲、水平儀、準(zhǔn)直儀等進(jìn)行測量。下面介紹用合像水平儀測量直線度誤差的方法及其誤差的評定。 三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備原理 1. 測量原理及儀器簡介 用水平儀和自準(zhǔn)直儀等進(jìn)行直線度誤差的測量，其共同特點(diǎn)是測量實(shí)際要素的微小角度的變化。由于被測實(shí)際要素存在著直線度誤差，將計(jì)量器具置于不同的被測

19、部位上，其傾斜角度就要發(fā)生相應(yīng)的變化。只要節(jié)距（相鄰兩測點(diǎn)的距離）一經(jīng)確定，這個(gè)變化的微小傾斜角與被測相鄰兩點(diǎn)的高低差就有確切的對應(yīng)關(guān)系。通過對逐個(gè)節(jié)距的測量，得出變化的角度，用作圖或計(jì)算的方法，就可求出被測實(shí)際要素的直線度誤差值。由于合像水平儀的測量準(zhǔn)確度高，示值范圍大（10mm/m），測量效率高，價(jià)格便宜，攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，故得到廣泛的應(yīng)用。 合像水平儀的結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。它由手輪1、絲桿2、齒輪3、讀數(shù)機(jī)構(gòu)4、十進(jìn)位機(jī)構(gòu)5、兩棱鏡6、放大鏡7、氣泡8、水準(zhǔn)器9、底板10、彈簧11和楔塊12等組成。使用時(shí)，將合像水平儀放在橋板上相對不動（如圖3-2所示），再將橋板由兩個(gè)等高墊塊支承置于被

20、測實(shí)際要素上，如果被測實(shí)際要素?zé)o直線度誤差并與自然水平面基準(zhǔn)平行，水準(zhǔn)器的氣泡則位于兩棱鏡的中間位置，氣泡邊緣通過合像棱鏡6所產(chǎn)生的影像，在放大鏡7中觀察將出現(xiàn)如圖3-3(b)所示的情況。但在實(shí)際測量中，由于被測實(shí)際要素的安放位置與自然水平面不平行和被測實(shí)際要素本身不直，導(dǎo)致氣泡移動，其視場情況將如圖3-3(a)所示。此時(shí)可轉(zhuǎn)動手輪1，使楔塊推動水準(zhǔn)器轉(zhuǎn)過一角度，當(dāng)水準(zhǔn)器轉(zhuǎn)到與自然水平面平行時(shí)，則氣泡返回合像棱鏡組6的中間位置，圖3-3(a)中兩影像的錯(cuò)移△消失而恢復(fù)成如圖3-3(b)中所示的一個(gè)光滑的半圓頭。由于水準(zhǔn)器所轉(zhuǎn)過的角度與絲桿的移動量成正比，所以讀數(shù)裝置所轉(zhuǎn)過的格數(shù)a可反映水準(zhǔn)器轉(zhuǎn)

21、角的大小，則被測實(shí)際要素相鄰兩點(diǎn)的高低差h和a有如下關(guān)系： h=0.01a L 式中 a—讀數(shù)裝置所轉(zhuǎn)過的格數(shù) L—橋板的節(jié)距 圖3-1 合像水平儀的結(jié)構(gòu) a) b) 圖3-2 用水平儀測量導(dǎo)軌的直線度誤差 圖3-3 合像水平儀氣泡圖像 四、實(shí)驗(yàn)方法及數(shù)據(jù)記錄 1. 實(shí)驗(yàn)步驟 (1) 了解合像水平儀的構(gòu)造和測量原理，對照實(shí)際測量儀器認(rèn)識其主要部件及其作用。 (2) 劃分節(jié)距L，并作分段記號。 (3) 將儀器置于依次置于各個(gè)節(jié)距上，測量采集

22、讀數(shù)值。（為了保證準(zhǔn)確性，發(fā)現(xiàn)粗大誤差，可以在每個(gè)節(jié)距上回測，兩次的值取平均，注意回測時(shí)不要將水平儀掉頭。） (4) 求出各測量點(diǎn)的相對值和累積值（格數(shù)），用作圖法在坐標(biāo)紙上繪制誤差折線。 (5) 用最小包容區(qū)域法和兩端點(diǎn)連線法分別求出直線度誤差值。 ⑹ 寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 2. 注意事項(xiàng) （1） 實(shí)驗(yàn)前一定要預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，擬定實(shí)驗(yàn)方案與測量步驟，經(jīng)指導(dǎo)老師檢查認(rèn)可，方可進(jìn)行測量實(shí)驗(yàn)。 （2） 使用各測量儀器要嚴(yán)格遵守儀器的操作規(guī)程。 五、測量數(shù)據(jù)的處理 測出各測點(diǎn)的數(shù)據(jù)后，可以按最小包容區(qū)域圖解法或按兩端點(diǎn)連線圖解法評定直線度誤差值。 最小包容區(qū)域圖解法 參看圖，以橫坐標(biāo)表

23、示測量間隔（各測點(diǎn)的順序），縱坐標(biāo)表示量值。將測量間隔和相應(yīng)測點(diǎn)的量值分別按一定比例點(diǎn)在坐標(biāo)紙上。然后把各測點(diǎn)連起來而成折線，該折線可以表示被測實(shí)際線。 評定直線度誤差時(shí)，由兩條平行直線包容被測實(shí)際線。該實(shí)際線應(yīng)至少有高低相間三點(diǎn)分別與這兩條平行直線接觸，而這兩條平行直線之間的區(qū)域稱為最小包容區(qū)域。因此，從得到的折線上找出高低相間的兩個(gè)最高點(diǎn)和一個(gè)最低點(diǎn)或者兩個(gè)最低點(diǎn)和一個(gè)最高點(diǎn)，則過此三點(diǎn)所作的兩條平行直線之間的縱坐標(biāo)距離，即為直線度誤差值。評定直線度誤差時(shí)，把得到的折線首尾兩端點(diǎn)的連線作為評定基準(zhǔn)，從折線上找出最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，這兩點(diǎn)分別到評定基準(zhǔn)的縱坐標(biāo)距離的絕對值之和，即為直線度誤差值

24、 表： 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) （單位：格） 測點(diǎn) 0 1 2 3 4 5 6 測得值 順測 0 353 348 350 353 351 350 回測 0 351 350 350 351 351 348 平均 0 352 349 350 352 351 349 相對讀數(shù)值 0 +2 -1 0 +2 +1 -1 累加值 0 +2 +1 +1 +3 +4 +3 可以看出，誤差最大為+2格，于是根據(jù)公式可將此數(shù)作為k值代入，得到所求的

25、直線度誤差為 f=L?k?讀數(shù)手輪的分度值 ＝200mm2格 0.01mm/m =0.004mm =4um 思考題：在確定直線度誤差時(shí)，使用二包容直線在平行于縱軸方向上的距離代表直線度誤差，而不是二包容直線間的垂直距離，為什么？ 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及要求 1. 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告：實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，初步擬定實(shí)驗(yàn)方案。 2. 記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制測量示意圖，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。 實(shí)驗(yàn)四 表面粗糙度的測量 一、實(shí)

26、驗(yàn)?zāi)康? 1、了解用表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊進(jìn)行對比測量的方法； 2、了解光切顯微鏡的結(jié)構(gòu)并熟悉其使用方法； 3、熟悉用光切法測量表面粗糙度的原理； 4、加深對表面粗糙度評定參數(shù)中的微觀不平度十點(diǎn)高度、輪廓最大高度 。和輪廓單峰平均間距s的理解。 二、表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊對比法 表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊對比法，是指將實(shí)際被測表面與已知高度特性參數(shù)值的表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊(見圖4—1)直接對比，來評估該實(shí)際被測表面的表面粗糙度高度特性參數(shù)值的一種測量方法。它常用于車間，但測量精度不高。 兩者對比時(shí)，可用肉眼判斷；可借助放大鏡或比較顯微鏡判斷；也可用手摸感覺判斷(用手指甲分別在實(shí)際被測表面上和在表面粗

27、糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊上沿垂直于加工紋理的方向劃一下)。同時(shí)應(yīng)注意被測工件與表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊的材料、形狀(圓柱面，平面)和加工方法(車、銑、刨、磨)等盡可能相同，以提高判斷準(zhǔn)確性。 用光切顯微鏡、干涉顯微鏡或電動輪廓儀測量表面粗糙度時(shí)，被測表面應(yīng)該先用表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊評估一下，這有助于測量時(shí)順利調(diào)整量儀。 三、量儀說明和測量原理 光切顯微鏡(雙管顯微鏡)是利用光切原理測量表面粗糙度的量儀，用于測量0.8—80的微觀不平度十點(diǎn)高度值和輪廓最大高度值，也可用于測量輪廓單峰平均間距s值。其測量原理參看圖4-2，光切顯微鏡有兩個(gè)軸線相互垂直的光管，左光管為觀察管，右光管為照明管。在照明管中，由光源

28、3發(fā)出的光經(jīng)過聚光鏡2，穿過狹縫1形成平行光束，該光束再經(jīng)物鏡4以45入射角投射到被測表面上，形成窄長的光帶，通過觀察管進(jìn)行觀察。觀察管內(nèi)裝有物鏡5、目鏡6和分劃板7。若被測表面粗糙不平，光帶就彎曲。設(shè)被測表面的微觀不平度高度為h，則光帶彎曲高度，而在目鏡中看到的是放大的光帶影像的高度，則，式中 K—觀察管的放大倍數(shù)。 光帶影像的彎曲高度用測微目鏡頭測量。其結(jié)構(gòu)簡圖見圖4—3a，下層的固定分劃板3上的刻線尺刻有九條等距刻線,分別標(biāo)著o、l、2、3、4、5、6、7、8等九個(gè)數(shù)字；上層的活動分劃板2上刻有一對雙紋刻線和互相垂直的十字線，前者的中心線通過后者的交點(diǎn)，且該中心線與后者的任一條直線間

29、成45角。當(dāng)轉(zhuǎn)動測微鼓輪1利用螺扦移動分劃板2時(shí)，位移的大小從鼓輪1上讀出。當(dāng)鼓輪1旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)(100格)時(shí)，雙紋刻線和十字線交點(diǎn)便相對于固定分劃扳3上的刻線尺移動一個(gè)刻度間距。為了測量和計(jì)算的方便，活動分劃板2上的十字線與其移動方向成45角，如圖4—3b所示。鼓輪1轉(zhuǎn)動的格數(shù)H與光帶影像的彎曲高度之間的關(guān)系為： 由上式得到被測表面微觀不平度的高度h與鼓輪1讀數(shù)格數(shù)H之間的 關(guān)系如下： 式中i =1/2k，是使用不向放大倍數(shù)的物鏡時(shí)鼓輪1的分度值。它由量儀說明書給定或從表4-1查出，實(shí)際應(yīng)用時(shí)通常用量儀附帶的標(biāo)準(zhǔn)刻線尺來校定。 四、微觀不平度十點(diǎn)高度的測量 1、實(shí)驗(yàn)步驟(參看圖

30、4—4) (1)按表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊評估的被測表面粗糙度參數(shù)值來確定取樣長度l和評定長度lo(見表4—2)。按表4—1選擇適當(dāng)放大倍數(shù)的一對物鏡并將它們安裝在量儀上。 (2)通過變壓器接通電源，使光源1照亮。把被測工件放置在工作臺11上。松開螺釘3，旋轉(zhuǎn)螺母6，使橫臂5沿立柱2下降(注意物鏡頭和被測表面之間必須留有微量的間隙)，進(jìn)行粗調(diào)焦，直至目鏡視場中出現(xiàn)綠色光帶為止。轉(zhuǎn)動工作臺11，使光帶與被測表面的加工痕跡垂直，然后鎖緊螺釘3和螺釘9。 (3)從目鏡16觀察光帶。旋轉(zhuǎn)手輪4進(jìn)行微調(diào)焦，使目鏡視場中央出現(xiàn)最窄且有一邊緣較清晰的光帶。 (4)松開螺釘17，轉(zhuǎn)動目鏡頭16，使視場中十字

31、線中的水平線與光帶總的方向平行，然后緊固螺釘17，使目鏡頭16位置固定。 (5)轉(zhuǎn)動目鏡測微鼓輪15，在取樣長度l范圍內(nèi)使十字線中的水平線分別與5個(gè)最大的輪廓峰高和5個(gè)最大的輪廓谷深相切(見圖4—5)。從目鏡測微鼓輪15上分別讀出這5個(gè)最高點(diǎn)至基準(zhǔn)線A的距離hl、h2、h3、h4、h5和這5個(gè)最低點(diǎn)至基準(zhǔn)線A的距離h6、h7、h8、h9、hl0。應(yīng)當(dāng)注意，切勿在取樣長度l范圍內(nèi)任意或按順序找5個(gè)峰、5個(gè)谷，而必須找出5個(gè)最高峰和5個(gè)最低谷。微觀不平度十點(diǎn)高度R：按下列公式計(jì)算： 式中，hi的單位為格；分度值i數(shù)值由表4—l查出，其單位為格。 (6)由于被測表面各部分的表面粗糙度不

32、一定均勻一致，為了充分反映整個(gè)表面的表面粗糙度特性，取評定長度范圍內(nèi)的幾個(gè)RI值的平均值作為測量結(jié)果。 (7)按圖樣的規(guī)定，確定實(shí)際被測表面的表面粗糙度是否符合要求。 2、數(shù)據(jù)處理和計(jì)算示例 用光切顯微鏡測量一個(gè)表面的微觀不平度十點(diǎn)高度值，該量儀測微鼓輪分度值i為 0.29格，物鏡放大倍數(shù)為30倍，在5段取樣長度l為0.8mm上測量，各段的測量數(shù)據(jù)及相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和測量結(jié)果列于表4—3中。 五、輪廓最大高度的測量 按上述測量值的實(shí)驗(yàn)步驟(1)、(2)、(3)、(4)調(diào)整量儀，然后轉(zhuǎn)動目鏡測微鼓輪]5(圖4-4)，在取樣長度l范圍內(nèi)，使十字線小的水平線分別與所有輪廓峰中

33、的最高峰和所有輪廓谷中的最深谷相切,分別測取最大值和最小值A(chǔ)，(如圖4-6所示)，然后按下式計(jì)算值： 取評定長度范圍內(nèi)測得的幾個(gè)值的平均值作為測量結(jié)果。 六、輪廓單嶂平均間距S的測量 按測量值的實(shí)驗(yàn)步驟(1)、(2)、(3)調(diào)整量儀，然后松開螺釘17，轉(zhuǎn)動目鏡頭16(圖4-4)，使視場中十字線的垂直線與取樣長度范圍內(nèi)的第一個(gè)峰尖重合，再用螺釘17把目鏡頭16固緊。從工作臺縱向移動干分尺8上讀出此峰尖所在位置的示值zl(見圖4—7)。轉(zhuǎn)動干分尺8使工作臺11縱向移動，該垂直線在取樣長度范圍內(nèi)經(jīng)過(n+1)個(gè)峰，與最后一個(gè)峰尖重合，讀出此峰尖所在位置的示值J。，：，實(shí)際被測表面

34、的s值按下式計(jì)算： ； 式中n—在取樣長度l范圍內(nèi)所包含的輪廓單峰間距的個(gè)數(shù)；s—第j個(gè)輪廓單峰間距。 取評定長度范圍內(nèi)測得的幾個(gè)s值的平均值作為測量結(jié)果。 七、思考題 1、用光切顯微鏡測量表面粗糙度時(shí)，為什么光帶的上、下邊緣不能同時(shí)達(dá)到最清晰的程度? 2、用光切顯微鏡能否測量輪廓的算術(shù)平均偏差值?  實(shí)驗(yàn)五 齒輪齒圈徑向跳動的測量 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．熟悉齒圈徑向跳動的測量方法； 2．了解齒圈徑向跳動對齒輪傳動的影響； 3．練習(xí)齒輪公差表格的查閱。 二、儀器說明 齒輪徑向跳動測量儀的結(jié)構(gòu)如圖所示。 1－底座； 2－工作臺固緊螺絲；

35、3－頂針固緊螺絲； 4－被測齒輪； 5－升降螺母 6－指示表抬起手柄； 7－指示表； 8－測量頭； 9－中心頂針； 三、測量原理 齒圈徑向跳動是指在齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，測頭在齒槽內(nèi)或齒輪上，于齒高中部雙面接觸，測頭相對于齒輪軸心線的最大變動量。它主要是由齒輪加工中毛坯安裝的幾何偏心和齒輪機(jī)床工作臺的跳動或插齒刀的偏心等引起的。這種誤差將使齒輪傳動一周范圍內(nèi)傳動比發(fā)生變化。 為了測量各種不同模數(shù)的齒輪，儀器備有大小不同可換的球形測量頭，此外儀器還備有兩支杠桿。 外接觸杠桿——成直角三角形，用于測量端面及傘齒輪； 內(nèi)接觸杠桿——成直角形，用于測量內(nèi)孔的跳動

36、及內(nèi)齒輪的跳動。 本實(shí)驗(yàn)因是測量圓柱直齒輪齒圈徑向跳動，不需要選用內(nèi)外接觸杠桿。測量時(shí)直接把球形側(cè)頭接在指示表的量桿下即可。 四、測量步驟 1．查閱儀器附件盒表格，根據(jù)被測齒輪模數(shù)的不同選擇合適的球形測量頭； 2．擦凈測頭并把它裝在指示表量桿的下端； 3．把擦凈的被測齒輪裝在儀器的中心頂尖上，安裝后齒輪不應(yīng)有軸向竄動！借助升降螺母5與抬起手柄6調(diào)整指示表，使指示表有一到二圈的壓縮量； 4．依次順序測量各個(gè)齒面，并把指示表的讀數(shù)記下； 5．處理測量結(jié)果并判斷合格性。 ＝－ 合格條件：≤ 為合格 五、思考題 1．測量有何意義？ 2．為什么不同模數(shù)的齒輪要采用不同大小的球形側(cè)

37、頭去測量齒圈徑向跳動呢? 使用儀器名稱： 儀器使用范圍： 指示表分度值： 被測齒輪標(biāo)注： 模數(shù)： 齒數(shù)： 壓力角： 分度圓直徑： 基圓直徑： 測量數(shù)據(jù)：（） 齒序

38、 百分表讀數(shù) 齒序 百分表讀數(shù) 齒序 百分表讀數(shù) 1 12 23 2 13 24 3 14 25 4 15 26 5 16 27 6 17 28 7 18 29 8 19 30 9 20 31 10 21 32 11 22 33 測量結(jié)果： 齒圈徑向跳動誤差＝ 根據(jù)規(guī)定查得的齒圈徑向跳動公差 適用性結(jié)論 思考題回答： 24