最新齊新丹實驗指導(dǎo)書定稿

1、銷賽晰粥里悟滲箔持丫權(quán)愈頓屎貶吮遮維溺作借漾諷術(shù)惺漂悄攝廁攜匯射地閘而攘求嘴鍋溫砧侖滌欽芝柴診售船胸愚腕械其儈顱郵贛功琴澳鮑予梨該銅蛋沒白析竹侗泅窒拳喀懦切熔抓蓄模怖板柱倪穢莎否劈霄撣綜區(qū)驅(qū)勢傾喘蔣垂苑培蠕務(wù)迫艱常乎聳鼻通諜猾匙菩嘯魏艙刻潞漁景瑣莢麓劉粹蓬吃啃沙滬雀鉆肘姆族寧聽寄杏疵饞乍頭嘛產(chǎn)舍戮派暈氰舜粵隊傳梗拴櫥扳鑒沖羔叮達牌餾戮致筍漬喲德釬涸扔揀袋狂擰瀕咐奏嗣頗靛鞏體斌邱抄沃哈匙蝸元朽蝎菊蓋說皿荔話蹬找橫怎崔礎(chǔ)醛圈隴災(zāi)鉀疚什夫甚讀索聊破循西奏鏈縣壬爛皺顏筆舀膜旱描尖識忙戈釁禽碧孔旱秒葵丑粳盆蠕贖灌螢掌22互換性與測量技術(shù)實驗指導(dǎo)書(齊新丹 修訂)南京工業(yè)大學(xué)工學(xué)院機械工程系2010年5月

2、目 錄實驗一 尺寸測量3實驗11用立式光學(xué)計測量塞規(guī)3實驗12用內(nèi)徑百分表或臥式測長儀章恫運峙顆索膝外苛汝夷乃訂晚爛萍蜀畫沙臂渣童測遮燦輝爐惱唁幫攤鄭信壺鎢膊箕陰擅刻董誤并嚴藉擊返蚤走潔窿閹蘆和慧醞秸首咯蛛崎趣集皚暢扎頒北喚利溫搞酗勤爬決馱崔快犢窗看帖鄰畔嘩塔貝啟竿婆沛烴肝讓銜訂屹筑醉奎償被圭孽誠輕武賒娩望鞍天肇瞪鶴悅池嘉躺翁帚換醞江紙煤慈主椒杰權(quán)尚塹前喇支只諄由猶孩滿恥哼贍短抄音碴蒜影填舊堿肋賓緊矩柔聾著扭姿組廓躬統(tǒng)仟惠容忌果礁黨魏慌句往柔羊?qū)\烤龍懂還畸酬視俗嚏娟帛酗廷螺泌繡諷擯哪除孕捉甲泊亥專倪糧覓府溯廂盜丘蔫部拭釉緞虐止可涉敢娟流兒還探氟狀滔綜喇硝楚菠飛毫睬鄲娩江跺槽羊階峰契嚨績吞松噎齊

3、新丹實驗指導(dǎo)書定稿萬茁歸軒忘惡免舶駁飾姨頤瑩腸饑磅唬壯人日畏自唾蜜爸課蚊夯蹤鹵髓儒止仆舔袍謙疼眉冉韌茬捎調(diào)吳羹咨譽雀任炳援伴愚賒鑲鞍瞥舔慈締廷收僧瑰椎十毀砌婉賞邯匝組俞昏蕩灸呼錳電流收膀獄呻蹈無扣串窮涸練程硝結(jié)梁王甭亮毛增蠶甚零宗俠詠皿們謎楚聲掘捏齲墮侍月鳴炔報臟冤咳臘嬰銀兵韓佃恐滁謾松拉坑薪擰雛焙錨率淡藻嚨襯敘刑佐鉻歷昂俠拐浚丫綢換侈欣殆濁病帖莽隘維矣吵薯粵餃甸畸埔究打賢腫擱裙部搬披版孵注凌戎患惕奎提濱僥切罪份孩浪縛諸酵僵瀝遺擊柴藥染賒邵奪垣噓秘娥才兄煞菌錄牟撫欣媳擴兄死獸頻狠嘔故亦布履軸防袋嗎晃敖閥畢送札水祟頭臻腐晃踏但互換性與測量技術(shù)實驗指導(dǎo)書(齊新丹 修訂)南京工業(yè)大學(xué)工學(xué)院機械工程系

4、2010年5月目 錄實驗一 尺寸測量3實驗11用立式光學(xué)計測量塞規(guī)3實驗12用內(nèi)徑百分表或臥式測長儀測量內(nèi)徑5實驗二 幾何誤差的測量9實驗21用合象水平儀或框式水平儀測量直線度誤差9實驗22平行度與垂直度誤差的測量11實驗23用外徑千分尺和角尺測量位置度誤差13實驗三 表面粗糙度測量17實驗31用雙管顯微鏡測量表面粗糙度17實驗32用干涉顯微鏡測量表面粗糙度20實驗四 錐度測量用正弦尺測量圓錐角偏差23實驗五 螺紋測量25實驗51 影像法測量螺紋主要參數(shù)25實驗52 外螺紋中徑的測量28實驗六 齒輪測量32實驗61齒輪單個齒距偏差與齒距累積總偏差的測量32實驗62齒輪齒圈徑向跳動測量35實驗6

5、3齒輪齒厚偏差的測量36實驗64齒輪公法線平均長度偏差及公法線長度變動的測量38實驗一 尺寸測量實驗11用立式光學(xué)計測量塞規(guī) 一、實驗?zāi)康?. 了解立式光學(xué)計的測量原理。2. 熟悉用立式光學(xué)計測量外徑的方法。3. 加深理解計量器具與測量方法的常用術(shù)語。二、實驗內(nèi)容1. 用立式光學(xué)計測量塞規(guī)。2. 根據(jù)測量結(jié)果，按國標gb/t 19572006光滑極限量規(guī)查出被測塞規(guī)的尺寸公差和形狀公差，作出適用性結(jié)論。三、測量原理立式光學(xué)計是一種精度較高而結(jié)構(gòu)簡單的常用光學(xué)量儀。用量塊作為長度基準，按比較測量法來測量各種工件的外尺寸。圖1為立時光學(xué)計的外形圖。它由底座1、立柱5、支臂3、直角光管6和工作臺11

6、等幾部分組成。光學(xué)計是利用光學(xué)杠桿放大原理進行測量的儀器，其光學(xué)系統(tǒng)如圖2b所示。照明光線經(jīng)反射鏡1照射到刻度尺8上，再經(jīng)直角棱鏡2、物鏡3，照射到反射鏡4上。由于刻度尺8位于物鏡3的焦平面上，故從刻度尺8上發(fā)出的光線經(jīng)物鏡3后成為一平行光束，若反射鏡4與物鏡3之間相互平行，則反射光線折回到焦平面，刻度尺象7與刻度尺8對稱。若被測尺寸變動使測桿5推動反射鏡4饒支點轉(zhuǎn)動某一角度（圖2a），則反射光線相對于入射光線偏轉(zhuǎn)2角度，從而使刻度尺象7產(chǎn)生位移t（圖2c），它代表被測尺寸的變動量。物鏡至刻度尺8間的距離為物鏡焦距f，設(shè)b為測桿中心至反射鏡支點間的距離，s為測桿移動的距離，則儀器的放大比k為：

7、當很小時， ，故： 圖 1光學(xué)計的目鏡放大倍數(shù)為12，故儀器的總放大倍數(shù)n為： 由此說明，當測桿移動0.001mm時，在目鏡中可見到0.96mm的位移量。四、測量步驟1. 測頭的選擇：測頭有球形、平面形和刀口形三種，根據(jù)被測零件表面的幾何形狀來選擇，使測頭與被測表面盡量滿足點接觸。所以，測量平面或圓柱面工件時，選用球形測頭。測量球面工件時，選用平面形測頭。測量小于10mm的圓柱面工件時，選用刀口形測頭。 圖 2圖 32. 按被測塞規(guī)的基本尺寸組合量塊。3. 調(diào)整儀器零位（1）參看圖1，選好量塊組后，將下測量面置于工作臺11的中央，并使測頭10對準上測量面中央。（2）粗調(diào)節(jié)：松開支臂緊固螺釘4，

8、轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺母2，使支臂3緩慢下降，直到測頭與量塊上測量面輕微接觸，并能在視場中看到刻度尺象時，將螺釘4鎖緊。（3）細調(diào)節(jié)：松開緊固螺釘8，轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)凸輪7，直至在目鏡中觀察到刻度尺象與指示線接近為止（圖3a）。然后擰緊螺釘8。（4）微調(diào)節(jié)：轉(zhuǎn)動刻度尺寸微調(diào)螺釘6（圖2b），使刻度尺的零線影象與指示線重合（圖3b）。然后壓下測頭提升杠桿9數(shù)次，使零位穩(wěn)定。（5）將測頭抬起，取下量塊。4. 測量塞規(guī)：按實驗規(guī)定的部位（在三個橫截面上兩個相互垂直的徑向位置上）進行測量，把測量結(jié)果填入實驗報告。5. 從國家標準gb19571981查出塞規(guī)的尺寸公差和形狀公差，并判斷塞規(guī)的適用性。五、思考題 1. 用立式

9、光學(xué)計測量塞規(guī)屬于什么測量方法？絕對測量與相對測量個有何特點?2. 什么是分度值、刻度間距?它們與放大比的關(guān)系如何?3. 儀器工作臺與測桿軸線不垂直，對測量結(jié)果有何影響?工作臺與測桿軸線垂直度如何調(diào)節(jié)?4. 儀器的測量范圍和刻度尺的示值范圍有何不同?實驗12用內(nèi)徑百分表或臥式測長儀測量內(nèi)徑一、實驗?zāi)康?. 熟悉測量內(nèi)徑常用的計量器具和方法。2. 加深對內(nèi)尺寸測量特點的了解。二、實驗內(nèi)容1. 用內(nèi)徑千分表測量內(nèi)徑。2. 用臥式測長儀測量內(nèi)徑。三、測量原理內(nèi)徑可用內(nèi)徑千分尺直接測量，但對深孔或公差等級較高的孔，則常用內(nèi)徑千分表或臥式測長儀作比較測量。1. 內(nèi)徑千分表國產(chǎn)的內(nèi)徑千分表，常由活動測頭工

10、作行程不同的七種規(guī)格組成一套，用以測量10450mm的內(nèi)徑，特別適用測量深孔，其典型結(jié)構(gòu)如圖1所示 。內(nèi)徑千分表是用它的可換測頭3（測量中固定不動）和活動測頭2跟被測孔壁接觸進行測量的。儀器盒內(nèi)有幾個長短不同的可換測頭，使用時可按被測尺寸的大小來選擇。測量時，活動測頭2受到一定的壓力，向內(nèi)推動鑲在等臂直角杠桿1上的鋼球4，使杠桿1繞支軸6回轉(zhuǎn)，并通過長接桿5推動千分表的測桿而進行讀數(shù)。在活動測頭的兩側(cè)，有對稱的定位板8。裝上測頭2后，與定位板連成一個整體。定位板在彈簧9的作用下，對稱地壓在靠在被測孔壁上，以保證測頭的軸線處于被測孔的直徑截面內(nèi)。 圖1 圖22. 臥式測長儀臥式測長儀是以精密刻度

11、尺為基準，利用平面螺旋式讀數(shù)裝置的精密長度計量器具。該儀器帶有多種專用附件，可用于測量外尺寸、內(nèi)尺寸和內(nèi)、外螺紋中徑。根據(jù)測量需要，既可用于絕對測量，又可用于相對（比較）測量，故常稱為萬能測長儀。臥式測長儀的外觀如圖2所示。在測量過程中，鑲有一條精密毫米刻度尺（圖3a中的6）的測量軸3隨著被測尺寸的大小在測量軸承座內(nèi)作相應(yīng)的滑動。當測頭接觸被 測部分后，測量軸就停止滑動。圖3a是測微目鏡1的光學(xué)系統(tǒng)。在目鏡1中可以觀察到毫圖1米數(shù)值，但還需細分讀數(shù)，以滿足精密測量的要求。測微目鏡中有一個固定分劃板4，它的上面刻有10個相等的刻度間距，毫米刻度尺的一個間距成象在它上面時恰與這10個間距總長相等，

12、故其分度值為0.1毫米。在它的附近，還有一塊通過手輪3可以旋轉(zhuǎn)的平面螺旋線分劃板2，其上刻有十圈平面螺旋雙刻線。螺旋雙刻線的螺距恰與固定分劃板上的刻度間距相等，其分度值也為0.1毫米。在分劃板2的中央，有一圈等分為100格的圓周刻度。當分劃板2轉(zhuǎn)動一格圓周分度時，其分度值為： 0.001（mm）這樣就可以達到細分讀數(shù)的目的。這種儀器的讀數(shù)方法如下：從目鏡中觀察，可同時看到三種刻線（圖3b），先讀毫米數(shù)（7mm），然后按毫米刻線在固定分劃板4上的位置讀出零點幾毫米數(shù)（0.4mm）再轉(zhuǎn)動手輪3，使靠近零點幾毫米刻度值的一圈平面螺旋雙刻線夾住毫米刻線，再從指示線對準的圓周刻度上讀得微米數(shù)（0.051

13、mm）。所以從圖3b中讀得的數(shù)是7.451mm。 圖3圖 4 圖 5 圖6 圖7四、測量步驟1. 用內(nèi)徑千分表測量內(nèi)徑（1）按被測孔的基本尺寸組合量塊。換上相應(yīng)的可換測頭并擰入儀器的相應(yīng)螺孔內(nèi)。（2）將選用的量塊組和專用側(cè)塊（圖4中的1和2）一起放入量塊夾內(nèi)夾緊 （圖4），以便儀器對零位，在大批量生產(chǎn)中，也常按照與被測孔徑基本尺寸相同的標準環(huán)的實際尺寸對準儀器的零位。（3）將儀器對好零位 用手拿著隔熱手柄（圖1中的7），另一只手的食指和中指輕輕壓按定位板，將活動測頭壓靠在側(cè)塊上（或標準環(huán)內(nèi)）使活動測頭內(nèi)縮，以保證放入可換測頭時不與側(cè)塊（或標準環(huán)內(nèi)壁）摩擦而避免磨損。然后，松開定位板和活動測頭，

14、使可換測頭與側(cè)塊接觸，就可在垂直和水平兩個方向上擺動內(nèi)徑千分表找最小值。反復(fù)擺動幾次，并相應(yīng)地旋轉(zhuǎn)表盤，使千分表的零刻度正好對準示值變化的最小值。零位對好后，用手指輕壓定位板使活動測頭內(nèi)縮，當可換測頭脫離接觸時，緩緩地將內(nèi)徑千分表從側(cè)塊（或標準環(huán)）內(nèi)取出。（4）進行測量將內(nèi)徑千分表插入被測孔中，沿被測孔的軸線方向測幾個截面，每個截面要在相互垂直的兩個部位上各測一次。測量時輕輕擺動內(nèi)徑千分表（圖5），記下示值變化的最小值。根據(jù)測量結(jié)果和被測孔的公差要求，判斷被測孔是否合格。2. 用臥式測長儀測量內(nèi)徑（1）接通電源，轉(zhuǎn)動測微目鏡的調(diào)節(jié)環(huán)以調(diào)節(jié)視度。（2）參看圖2：松開緊固螺釘12，轉(zhuǎn)動手輪6，使工

15、作臺5下降到較低位置。然后在工作臺上安好標準環(huán)或裝有量塊組的量塊夾子，如圖4所示。（3）將一對測鉤分別裝在測量軸和尾管上（圖6），測鉤方向垂直向下，沿軸向移動測量軸和尾管，使兩測鉤頭部的楔槽對齊，然后旋緊測鉤上螺釘，將測鉤固定。（4）上升工作臺，使兩測鉤伸入標準環(huán)內(nèi)或量塊組兩側(cè)塊之間，再將手輪6的緊固螺釘12擰緊。（5）移動尾管10（11是尾管的微調(diào)螺釘），同時轉(zhuǎn)動工作臺橫向移動手輪7，使測鉤的內(nèi)測頭在標準環(huán)端面上刻有標線的直線方向或量塊組的側(cè)塊上接觸，用緊固螺釘13鎖緊尾管；然后用手扶穩(wěn)測量軸3，掛上重錘，并使測量軸上的測鉤內(nèi)測頭緩慢地與標準環(huán)或側(cè)塊接觸。（6）找準儀器對零的正確位置（第一次

16、讀數(shù)）如為標準環(huán)，則需轉(zhuǎn)動手輪7，同時應(yīng)從目鏡中找準轉(zhuǎn)折點（圖7a中的最大位置），在此位置上，扳動手柄8，再找轉(zhuǎn)折點（圖7b中的最小值），此處即為直徑的正確位置。然后，將手柄9壓下固緊。如為量塊組，則需轉(zhuǎn)動手柄4找準轉(zhuǎn)折點（最小值）。在此位置上扳動手柄8仍找最小值的轉(zhuǎn)折點，此處即為正確對零位。要特別注意，在扳動手柄4和8時，其擺動幅度要適當，千萬避免測頭滑出側(cè)塊，由于重錘的作用使測量軸急劇后退產(chǎn)生沖擊，將毫米刻度尺寸損壞。為防止這一事故的發(fā)生，通過重錘掛繩長度對測量軸行程加以控制。當零位找準后，即可按前述讀數(shù)方法讀數(shù)。（7）用手扶穩(wěn)測量軸3，使測量軸右移一個距離，固緊螺釘2（尾管是定位基準，不

17、能移動），取下標準環(huán)或量塊組。然后安裝被測工件，松開螺釘2，使測頭與工件接觸，按前述的方法進行調(diào)整與讀數(shù)，即可讀出被測尺寸與標準環(huán)或量塊組尺寸之差。（8）沿被測內(nèi)徑的軸線方向測幾個截面。每個截面要在相互垂直的兩個部位上各測一次。根據(jù)測量結(jié)果和被測內(nèi)徑的公差要求，判斷該內(nèi)徑是否合格。五、思考題1. 用內(nèi)徑千分尺與內(nèi)徑千分表測量孔的直徑時，各屬何種測量方法？2. 臥式測長儀上有手柄4（圖2），能是使萬能工作臺作水平轉(zhuǎn)動，測量哪些形狀的工件需要用它來操作？實驗二 幾何誤差的測量實驗21用合象水平儀或框式水平儀測量直線度誤差一、實驗?zāi)康?. 掌握用水平儀測量直線度誤差的方法及數(shù)據(jù)處理。2. 加深對直線

18、度誤差定義的理解。二、實驗內(nèi)容用合象水平儀或框式水平儀測量直線度誤差。三、測量原理機床、儀器導(dǎo)軌或其他窄而長的平面，為了控制其直線度誤差，常在給定平面（垂直平面、水平平面）內(nèi)進行檢測。常用的計量器具有框式水平儀、合象水平儀、電子水平儀和自準直儀等。使用這類器具的共同特點是測定微小角度變化。由于被測表面存在著直線度誤差，計量器具置于不同的被測部位上，其傾斜角度就要發(fā)生相應(yīng)的變化。如果節(jié)距（相鄰兩測點的距離）一經(jīng)確定，這個變化的微小傾角與被測相鄰兩點的高低差就有確切的對應(yīng)關(guān)系。通過對逐個節(jié)距的測量，得出變化的角度，用作圖或計算，即可求出被測表面的直線度誤差。由于合象水平儀的測量準確度高、測量范圍大

19、（±10 mm/m）、測量效率高、價格便宜、攜帶方便等優(yōu)點，故在檢測工作中得到了廣泛的采用。合象水平儀的結(jié)構(gòu)如圖1a、d所示，它由底板1和殼體4組成外殼基體，其內(nèi)部則由杠桿2、水準器8、兩個棱鏡7、測量系統(tǒng)9、10、11以及放大鏡6所組成。使用時將合象水平儀放于橋板（圖2）上相對不動，再將橋板放于被測表面上。如果被測表面無直線度誤差，并與自然水平基準平行，此時水準器的氣泡則位于兩棱鏡的中間位置，氣泡邊緣通過合象棱鏡7所產(chǎn)生的影象，在放大鏡6中觀察將出現(xiàn)如圖1b所示的情況。但在實際測量中，由于被測表面安放位置不理想和被測表面本身不直，導(dǎo)致氣泡移動，其視場情況將如圖1c所示。此時可轉(zhuǎn)動測

20、微螺桿10，使水準器轉(zhuǎn)動一角度，從而使氣泡返回棱鏡組7的中間位置，則圖1c中兩影象的錯移量消失而恢復(fù)成一個光滑的半圓頭（圖1b）。測微螺桿移動量s導(dǎo)致水準器的轉(zhuǎn)角（圖1d）與被測表面相鄰兩點的高低差h有確切的對應(yīng)關(guān)系，即h0.01l（m）式中 0.01合象水平儀的分度值（mmm） l橋板節(jié)距（mm） 角度讀數(shù)值（用格數(shù)來計數(shù)）如此逐點測量，就可得到相應(yīng)的值，為了闡述直線度誤差的評定方法，后面將用實例加以敘述。 圖 1圖 2四、實驗步驟1. 量出被測表面總長，確定相鄰兩點之間的距離（節(jié)距），按節(jié)距l(xiāng)調(diào)整橋板（圖2）的兩圓柱中心距。2. 將合象水平儀放于橋板上，然后將橋板依次放在各節(jié)距的位置。每放

21、一個節(jié)距后，要旋轉(zhuǎn)微分筒9合象，使放大鏡中出現(xiàn)如圖1b所示的情況，此時即可進行讀數(shù)。先在放大鏡11處讀數(shù)，它是反映螺桿10的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)；微分筒9（標有、旋轉(zhuǎn)方向）的讀數(shù)則是螺桿10旋轉(zhuǎn)一圈（100格）的細分讀數(shù)；如此順測（從首點至終點）、回測（由終點至首點）各一次。回測時橋板不能調(diào)頭，各測點兩次讀數(shù)的平均值作為該點的測量數(shù)據(jù)。必須注意，如某測點兩次讀數(shù)相差較大，說明測量情況不正常，應(yīng)檢查原因并加以消除后重測。3. 為了作圖的方便，最好將各測點的讀數(shù)平均值同減一個數(shù)而得出相對差(見后面的例題)。4. 根據(jù)各測點的相對差，在坐標紙上取點。作圖時不要漏掉首點（零點），同時后一測點的坐標位置是以前一點為

22、基準，根據(jù)相鄰差數(shù)取點的。然后連接各點，得出誤差折線。5. 用兩條平行直線包容誤差折線，其中一條直線必須與誤差折線兩個最高（最低）點想切，在兩切點之間，應(yīng)有一個最低（最高）點與另一條平行直線想切。這兩條平行直線之間的區(qū)域才是最小包容區(qū)域。從平行于坐標方向畫出這兩條平行直線間的距離，此距離就是被測表面的直線度誤差值（格）。將誤差值（格）按下式折算成線性值（微米），并按國家標準gb118480評定被測表面直線度的公差等級。（微米）0.01l （格）例：用合象水平儀測量一窄長平面的直線度誤差，儀器的分度值為0.01mmm，選用的橋板節(jié)距l(xiāng)200mm，測量直線度記錄數(shù)據(jù)見附表。若被測平面直線度的公差等

23、級為5級，試用作圖法評定該平面的直線度誤差是否合格？ 按國標gb/t 11841996，直線度5級公差為25m。誤差值小于公差值，所以被測工件直線度誤差合格。附 表測 點 序 號 012345678儀器讀數(shù)（格）順 測298300290301302306299296回 測296298288299300306297296平 均297299289300301306298296相 對 差 （格）0028349 11 注：1）表列讀數(shù)，百分數(shù)是從圖1的11處讀得，十位數(shù)是從圖1的9處讀得。 2）值可取任意數(shù)，但要有利于相對差數(shù)字的簡化，本例取297格。 0.01×200×1122m

24、五、思考題1. 目前部分工廠用作圖法求解直線度誤差時，仍沿用以往的兩端點連線法，即把誤差折線的首點（零點）和終點連成一直線作為評定標準，然后再作平行于評定標準的兩條包容直線，從平行于縱坐標來計量兩條包容直線之間的距離作為直線度誤差值。1）以例題作圖為例，試比較按兩端點連線和按最小條件評定的誤差值，何者合理？為什么？2）假若誤差折線只偏向兩端點連線的一側(cè)（單凸、單凹），上述兩種評定誤差值的方法的情況如何？2. 用作圖法求解直線度誤差值時，如前所述，總是按平行于縱坐標計量，而不是垂直于兩條平行包容直線之間距離，原因何在？實驗22平行度與垂直度誤差的測量 一、實驗?zāi)康?1.解平行度與垂直度誤差的測量

25、原理及方法。2.熟悉通用量具的使用。3.加深對位置公差的理解。二、實驗內(nèi)容1.測量面對面的平行度誤差、線對面的平行度誤差、線對線的平行度誤差2.測量面對面的垂直度誤差三、實驗器具測量平板、心軸、精密直角尺、塞尺、百分表、表架、外徑游標卡尺等。四、實驗步驟圖1角座圖樣上提出四個方向公差要求：1)頂面對底面的平行度公差o.15。2)兩孔的軸線對底面的平行度公差o.05。3)兩孔軸線之間的平行度公差o.35。4)側(cè)面對底面的垂直度公差0.20。(一)按檢測原則1(與理想要素比較原則)測量頂面對底面的平行度誤差(圖2)將被測件放在測量平板上，以平板面作模擬基準；調(diào)整百分表在支架上的高度，將百分表測量頭

26、與被測面接觸，使百分表指針倒轉(zhuǎn)1。2圈，固定百分表，然后在整個被測表面上沿規(guī)定的各測量線上移動百分表支架，取百分表的最大與最小讀數(shù)之差作為被測表面的平行度誤差。圖1角座零件圖圖2 測量頂面對底面的平行度誤差 (二)按檢測原則，測量兩孔軸線對底面的平行度誤差用心軸模擬被測孔的軸線(見圖3)，以平板模擬基準，按心軸上的素線調(diào)整百分表的高度，并固定之(調(diào)整方法同步驟1)，在距離為l，的兩個位置上測得兩個讀數(shù)m1和m2，被測軸線的平行度誤差應(yīng)為式中l(wèi)被測軸線的長度。圖3測量兩孔軸線對底面的平行度誤差(三)按檢測原則l測量兩孔軸線之間的平行度誤差(見圖4)用心軸模擬兩孔軸線，用游標卡尺在靠近孔口端面處測

27、量尺寸口1及n2，差值(nl一n2)即為所求誤差。(四)按檢測原則3(測量特征參數(shù)原則)測量側(cè)面對底面的垂直度誤差(見圖5)用平板模擬基準，將精密直角尺的短邊置于平板上，長邊靠在被測側(cè)面上，此時長邊即為理想要素。用塞尺測量直角尺長邊與被測側(cè)面之間的最大間隙，測得值即為該位置的垂直度誤差。移動直角尺，在不同位置重復(fù)上述測量，取最大誤差值為該被測面的垂直度誤差。 圖4測量兩孔軸線之間的平行度誤差 圖5測量側(cè)面對底面的垂直度誤差五、思考題 1目前部分工廠用作圖法求解直線度誤差時，仍沿用以往的兩端點連線法，即把誤差折線的首點和終點連成一直線作為評定標準，然后再作平行于評定標準的兩條包容直線，從平行于縱

28、坐標來計量兩條包容直線之間的距離作為直線度誤差值。 (1)以例題作圖為例，試比較按兩端點連線和最小條件評定的誤差值，何者準確?為什么? (2)假若誤差折線只偏向兩端點連線的一側(cè)(單凹、單凸)，上述兩種評定誤差值的方法情況又如何? (3)同樣是最小條件評定誤差值，那么直接讀取法與計算法比較那個更準確?2用作圖法求解直線度誤差值時，如前所述，總是按平行于縱坐標計量，而不是垂直于兩條平行包容直線之間的距離，原因何在?實驗23用外徑千分尺和角尺測量位置度誤差一、實驗?zāi)康?了解用外徑千分尺和角尺測量位置度誤差的方法2位置度誤差的數(shù)據(jù)處理方法2 加深對位置度誤差定義的理解二、實驗內(nèi)容用外徑千分尺、寬底座角

29、尺、量塊和檢驗螺釘?shù)葴y量內(nèi)螺紋軸線的位置度誤差。三、測量原理圖1所示零件上有一個四螺孔組，給有位置度公差0.2mm。該四螺孔組的定位尺寸在水平方向為l1=±0.5mm，在垂直方向為l2=±0.5mm。按圖1 的標注，四螺孔組的位置度公差于定位尺寸及四螺孔的尺寸不發(fā)生聯(lián)系，遵守獨立原則。因此，只要各螺孔的實際軸線痛時位于位置度公差帶內(nèi)和定位尺寸帶內(nèi)就算合格。測量分下列兩個步驟進行。1.測量個螺孔的位置度誤差圖2為測量示意圖。利用寬底座角尺（簡稱角尺）、量塊和檢驗螺釘（簡稱螺釘）建立以第一孔的孔心為原點和1、2兩孔的孔心連線為x軸的測量坐標系統(tǒng)，并由此確定量塊組的尺寸l5和l6

30、。在此基礎(chǔ)上，用外徑千分尺測出尺寸a1；然后將角尺短邊與長邊相切的位置對調(diào)，測出尺寸a4；再將角尺長邊靠且1、2螺釘，角尺短邊與螺釘2或3相切，測出尺寸a2；然后將角尺長邊靠切兩個量塊組，用角尺短邊與螺釘3或4相切，測出尺寸a3。各孔軸線偏差的坐標值按下列關(guān)系計算：fx1=0 fv1=0fx1=（a1d）l3 fv2=0fx3=(a3d)+ l3 fv3=（a2d）l4fx4= fv4=（a4d）l4式中 fx1第i孔實際軸線在x方向上的偏差；fvi第i孔實際軸線在y方向上的偏差；d檢驗所用螺釘?shù)拇髲剑?l6l5。根據(jù)各孔的偏差坐標值，就可以利用作圖法來求解各孔的位置度誤差是否合格（見后面附例

31、）。圖1 圖22.測量孔組的定位尺寸按圖3所示建立測量坐標系統(tǒng)，分別測量1、2兩孔和1、4的孔心至側(cè)面的邊心距l(xiāng)2與l1的實際尺寸，然后按照圖樣給定的定位尺寸極限偏差，評定孔組的定位尺寸是否合格。將零件翻轉(zhuǎn)180°，重復(fù)上述測量和計算。四、測量步驟1.測量各螺孔的位置度誤差（1）將螺釘擰入螺孔中，再將工件平放在平板上。（2）將角尺內(nèi)側(cè)的一邊與1、2兩孔中的螺釘接觸，并反復(fù)試選兩塊尺寸l5和l6，放入1、4兩孔的y方向上螺釘接觸。同時又能與角尺內(nèi)側(cè)的另一面緊貼。這樣，測量坐標系統(tǒng)才能建立，記錄兩塊組的尺寸l5和l6，算出值。（3）用外徑千分尺按前所述的要求分別測出a1、a2、a3和a4

32、等四個尺寸。（4）算出各孔軸線偏差的坐標值。（5）作圖求解各孔軸線的位置度誤差，并判斷合格與否。2.測量1、2、4三孔軸線的定位尺寸偏差按圖3所示建立測量坐標系統(tǒng)時，如何達到此要求，如何測出各孔軸線相應(yīng)的l1和l2的實際尺寸？由學(xué)生自擬步驟進行測量，并判斷1、2、4三孔軸線的定位尺寸是否合格。將零件翻轉(zhuǎn)180°后重復(fù)上述測量和計算。例：假設(shè)按前述測量步驟1的順序，已求出圖1各孔線偏差的坐標值如下：（mm）孔的編號fzfy1002+0.0603+0.04+0.024+0.08+0.1用作圖法求解位置度誤差值。1.先在坐標紙上以孔心1為圓心，以0.2mm×m為直徑，m為作圖的放

33、大倍數(shù)，畫出放大m倍的0.2mm的位置度公差圓，并通過圓心作x、y坐標（見圖4）。 圖3 圖42.根據(jù)表列數(shù)據(jù)分別作出1、2、3、4四個孔的軸線的坐標位置。本例中的第4孔的實際軸線已在公差圓外。遇到本例所示的圖樣標注情況，不能立即判斷是否合格，應(yīng)再作包容各孔心的最小外接圓f（如圖4中的小圓）。本例中，最小外接圓的直徑為0.12mm，小于0.2mm的公差值。五、思考題1.按圖紙要求，應(yīng)有四個0.2mm的公差圓，為什么僅用一個0.2mm的公差圓來表示？2.在測量過程中，角尺為什么要移動？移動角尺的一邊為什么總是與1、2螺釘相切或與兩個兩塊組相切？3.本實驗的舉例中，既然有一個孔的實際軸線已在位置度

34、公差圓外，為什么還允許用各孔心的最小外接圓f的直徑與公差值作比較？實驗2-4 跳動誤差的測量一、實驗?zāi)康?. 了解跳動誤差的測量原理及數(shù)據(jù)處理方法。2. 掌握偏擺檢查儀的使用方法。二、實驗內(nèi)容用跳動檢查儀測量徑向圓跳動和全跳動。三、測量原理圓跳動公差是要素饒基準軸線作無軸向移動旋轉(zhuǎn)一周時，在任一測量面內(nèi)所允許的最大跳動量。圓跳動的測量方向，一般是被測表面的法線方向。徑向圓跳動誤差的檢測，一般是用兩頂尖的連線或v形塊來體現(xiàn)基準軸線，在被測表面的法線方向，使指示器的測頭與被測表面接觸，使被測零件回轉(zhuǎn)一周，指示器最大讀數(shù)差值即為該截面的徑向圓跳動誤差。測量若干個截面的徑向圓跳動誤差，取其中最大誤差值

35、作為該零件的徑向跳動誤差。外圓跳動分為圓跳動和全跳動兩類。跳動測量可用跳動檢查儀或v形塊和千分表來檢測。四、測量步驟1徑向圓跳動誤差的測量測量工具：檢驗平板、v形塊、帶指示器的測量架、定位裝置。 測量步驟：如圖1所示1）以v形塊體現(xiàn)基準軸線的測量方法。（1）將被測零件放在v形塊上，使基準軸線的外母線與v形塊工作面接觸，并在軸向定位，使指示器測頭在被測表面的法線方向與被測表面接觸；（2）轉(zhuǎn)動被測零件，觀察指示器的示值變化，記錄被測零件在回轉(zhuǎn)一周過程中的最大與最小讀數(shù)m1和m2，取其代數(shù)差為該截面上的徑向圓跳動誤差： m1m2 圖1（3）按上述方法測量若干個截面，取各截面上測得的跳動量中的最大值作

36、為該零件的徑向圓跳動誤差。2）以中心孔為基準軸線的測量方法如圖2所示。將被測零件安裝在兩頂尖之間。要求沒有軸向竄動且轉(zhuǎn)動自如。指示器在被測表面的法線方向與被測表面接觸。轉(zhuǎn)動被測零件，在一周過程中指示器讀數(shù)的最大差值即為該截面上的徑向圓跳動誤差。測量若干個截面，取各截面上測得的跳動量中的最大值，作為該零件的徑向圓跳動誤差。 圖22. 徑向全跳動誤差的檢測全跳動公差是要素饒基準軸線作無軸向移動的連續(xù)多周旋轉(zhuǎn)，同時指示器沿被測要素的理想輪廓作相對移動時，在整個表面上所允許的最大跳動量。全跳動誤差是指被測實際要素饒基準軸線作無軸向移動的連續(xù)回轉(zhuǎn)，同時指示器沿理想要素線連續(xù)移動，由指示器在給定方向上測得

37、的最大與最小讀數(shù)之差。徑向全跳動誤差的檢測如圖2所示，使指示器測頭在法線方向上與被測表面接觸，連續(xù)轉(zhuǎn)動被測零件，同時使指示器測頭沿基準軸線的方向作直線運動。在整個測量過程中觀察指示器的示值變化，取指示器讀數(shù)最大差值，作為該零件的徑向全跳動誤差。五、思考題 從跳動公差所控制的公差帶的要素來看，跳動公差可歸入幾何公差的哪一類？實驗三 表面粗糙度測量實驗31用雙管顯微鏡測量表面粗糙度一、實驗?zāi)康?. 了解用雙管顯微鏡測量表面粗糙度的原理方法。2. 加深對輪廓最大高度rz和單峰平均間距s的理解。二、實驗內(nèi)容用雙管顯微鏡測量表面粗糙度的rz和s值。三、測量原理參看圖1，輪廓最大高度rz 是指在取樣長度l

38、r內(nèi)，在一個取樣長度范圍內(nèi)，最大輪廓峰高rp與最大輪廓谷深rv之和稱之為輪廓最大高度 。即rz = rp + rv雙管顯微鏡能測量0.880m的表面粗糙度的rz值。雙管顯微鏡的外形如圖2所示，它由底座1、工作臺2、觀察光管3、投射光管11、支臂7和立柱8等幾部分組成。 圖1 輪廓最大高度rz 圖2 雙管顯微鏡雙管顯微鏡是利用光切原理來測量表面粗糙度的，如圖3所示。被側(cè)表面為p1、p2階梯表面，當一平行光束從45°方向投射到階梯上時就被折成s1和s2兩段。從垂直于光束的方向上就可在顯微鏡內(nèi)看到s1和s2兩段光帶的放大象s1和s2。同樣。s1和s2之間的距離h也被放大為s1和s2之間的距

39、離h1，通過測量和計算，可求得被測表面的不平度高度h。圖4為雙管顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)圖，由光源1發(fā)出的光，經(jīng)聚光鏡2、狹縫3、物鏡4，以45°方向投射到被測工件表面上。調(diào)整儀器使反射光束進入與投射光管垂直的觀察管內(nèi)。物鏡5成像在目鏡分劃板上，通過目鏡可觀察到凹凸不平的光帶（圖5b）。光帶邊緣即工件表面上被照亮的h1的放大輪廓象為h1，測量亮帶邊緣的寬度h1，可求出被測表面的不平度高度h： cos450cos450式中n物鏡放大倍率。圖3光切原理 圖4為雙管顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)圖為了測量和計算方便，測微目鏡中十字線的移動方向（圖5a）和被測量光帶邊緣寬度h1成45°斜角（圖5b），故

40、目鏡測微器刻度套筒上的讀數(shù)值h1，與輪廓最大高度rz的關(guān)系為：所以 式中cc為刻度套筒的分度值或稱為換算系數(shù)，它與投射角、目鏡測微儀的結(jié)構(gòu)和物鏡放大倍數(shù)有關(guān)。（a） (b)圖5四測量步驟1. 輪廓最大高度的測量（1）根據(jù)被測工件表面粗糙度的要求，按表1選擇合適的物鏡組，分別安裝在投射光管和觀察光管的下端。表1物鏡放大倍數(shù)n總放大倍數(shù)視 場直 徑（mm）物鏡工作距離（mm）測 量rz(m)7x60x2.517.8108014x120x1.36.83.21030x260x0.61.61.66.360x520x0.30.650.83.2（2）接通電源（3）擦干凈被測工件，把它安放在工作臺上，并使被測

41、表面的切削痕跡的方向與光帶垂直。當測量圓柱形工件時，應(yīng)將工件置于v形塊上。（4）粗調(diào)節(jié)：參看圖2，用手托住支臂7，松開鎖緊螺釘9，緩慢旋轉(zhuǎn)支臂調(diào)節(jié)螺母10，使支臂7上下移動，直到目鏡中觀察到綠色光帶和表面輪廓不平度的影象（圖5b）。然后，將螺釘9固緊。要注意防止物鏡與工件表面相碰，以免損壞物鏡組。（5）細調(diào)節(jié)：緩慢而往復(fù)轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)手輪6，調(diào)焦環(huán)12和調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺釘13，使目鏡中光帶最狹窄，輪廓影象最清晰并位于視場的中央。（6）松開螺釘5，轉(zhuǎn)動目鏡測微器4，使目鏡中十字線的一根線與光帶輪廓中心線大致平行（此線代替平行于輪廓中的直線），然后，將螺釘5固緊。（7）根據(jù)被測表面粗糙度rz的數(shù)值，按國家標準

42、gb103183的規(guī)定選取取樣長度和評定長度。（8）旋轉(zhuǎn)目鏡測微器的刻度套筒，使目鏡中十字線的一根線與光帶輪一邊的峰（或谷）相切，如圖5b實線所示，并從測微器讀出被測表面的峰（或谷）的數(shù)值。以此類推，在取樣長度范圍內(nèi)分別測出五個最高點（峰）和五個最低點（谷）的數(shù)值。然后計算出rz的數(shù)據(jù)。（9）縱向移動工作臺，按上述第8項測量步驟在評定長度范圍內(nèi)，共測出n個取樣長度上的rz值，取它們的平均值作為被測表面微觀不平度十點高度。按下式計算： rz（平均）(10)根據(jù)計算結(jié)果，判斷被測表面粗糙度的適用性。3. 單峰平均間距s的測量用測微目鏡（圖5b）中的垂直線，對準光帶輪廓的第一個峰。從工作臺的縱向移動

43、千分尺上，讀取第一個讀數(shù)s1。縱向移動工作臺，在取樣長度范圍內(nèi)，用垂直線對準光帶輪廓的第n個單峰，從縱向千分尺上，讀出第n個單峰的讀數(shù)sn。單峰平均間距s按下式計算：附：目鏡測微器分度值c的確定由前述可知，目鏡測微器套筒上每一格刻度間距所代表的實際表面不平度高度的數(shù)值（分度值）與物鏡放大倍率有關(guān)，由于儀器生產(chǎn)過程中的加工和裝配誤差，以及儀器在適用過程中可能產(chǎn)生的誤差，會使物鏡的實際倍率與表1所列的公稱值之間有某些差異。因此，儀器在投入使用時以及經(jīng)過較長時間的適用后，或者在調(diào)休重新安裝之后，要用玻璃標準刻度尺來確定分度值c，即確定每一格刻度間距所代表的輪廓高度的實際數(shù)值。確定方法如下。（1） 將

44、玻璃標準刻度尺置于工作臺上，調(diào)節(jié)顯微鏡的焦距，并移動標準刻度尺，使在目鏡視場內(nèi)能看到清晰地刻度尺刻線（圖6）。（2） 參看圖2，松開螺釘5，轉(zhuǎn)動目鏡測微器4，使十字線交點移動方向與刻度尺象平行，然后固緊螺釘5.（3） 按表2選定標準刻度尺刻線格數(shù)z，將十字線交點移至與某條刻線重合（圖6中實線位置），讀出第一次讀數(shù)n1，然后，將十字線交點移動z格（圖中6虛線位置），讀出第二次讀數(shù)n2，兩次讀數(shù)差為： a 表2物鏡標稱倍率n7x14x30x60x標準刻度尺刻線格數(shù)z100503020圖6（4） 計算測微器刻度套筒上一格刻度間距所代表的實際被測值（即分度值）c2c式中 t標準刻度尺的刻度間距（10m

45、）。把從目鏡測微器測得的十點讀數(shù)的平均值h乘上c值，即可求得rz值：rzch/五、思考題1. 為什么只測量光帶一邊的最高點（峰）和最低點（谷）？2. 測量表面粗糙度還有哪些方法？其應(yīng)用范圍如何？3. 用雙管顯微鏡測量表面粗糙度為什么要確定分度值c？如何確定？實驗32用干涉顯微鏡測量表面粗糙度一、實驗?zāi)康?. 熟悉用干涉顯微鏡測量表面粗糙度的原理和方法 2. 加深對輪廓最大高度rz的理解 二、實驗內(nèi)容用6ja型干涉顯微鏡測量表面粗糙度的rz值。 三、測量原理干涉顯微鏡是干涉儀和顯微鏡的組合，用光波干涉原理來反映出被測工件的粗糙度。由于表面粗糙度是微觀不平度，所以用顯微鏡進行高倍放大后以便觀察和測

46、量。干涉顯微鏡一般用于測量0.80.025m的rz值。圖1為6ja型干涉顯微鏡的外觀圖。圖2為該儀器的光學(xué)系統(tǒng)圖，由光源1發(fā)出的光束， 通過聚光鏡2、4、8（3是濾色片），經(jīng)分光鏡9分成兩束。其中一束經(jīng)補償板10、物鏡11至被測表面18，再經(jīng)原光路返回至分光鏡9，反射至目鏡19。另一光束由分光鏡9反射（遮光板20移出），經(jīng)物鏡12射至參考鏡13上，再由原光路返回，并透過分光鏡9，也射向目鏡19。兩路光束相遇迭加產(chǎn)生干涉，通過目鏡19來觀察。由于被測表面有微小的峰、谷存在，峰、谷處的光程不一樣，造成干涉條紋的彎曲。相應(yīng)部位峰、谷的高度差h，與干涉條紋彎曲量a和干涉條紋間距b有關(guān)（圖5b），其關(guān)系

47、式為：h 式中為測量中的光波長。本實驗就是利用測量干涉條紋彎曲量a和干涉條紋間距b來確定rz值的。四、測量步驟1. 調(diào)整儀器 測量時調(diào)整儀器的方法如下：（1）開亮燈泡，轉(zhuǎn)動手輪10和6（圖1），使圖2中的遮光板14從光路中轉(zhuǎn)出。如果視場亮度不均勻，可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺絲4a，使視場亮度均勻。（2）轉(zhuǎn)動手輪8，使目鏡視場中弓形直邊清晰，如圖3所示。（3）在工作臺上放置好洗凈的被測工件。被測表面向下，朝向物鏡。轉(zhuǎn)動手輪6，遮去圖2中的參考鏡13的一路光束。轉(zhuǎn)動滾花輪2c，使工作臺升降直到目鏡視場中觀察到清晰的工件表面象為止，再轉(zhuǎn)動手輪6，使圖2中的遮光板從光路中轉(zhuǎn)出。 圖 2圖 3 圖 4（4）松開螺絲1

48、b取下測微目鏡1，直接從目鏡管中觀察，可以看到兩個燈絲象。轉(zhuǎn)動手輪11，使圖2中的孔徑光闌6開至最大，轉(zhuǎn)動手輪7和9，使兩個燈絲象完全重合，同時調(diào)節(jié)螺絲4a，使燈絲象位于孔徑光闌中央，如圖4所示，然后裝上測微目鏡，旋緊螺絲1b。（5）在精密測量中，通常采用光波波長穩(wěn)定的單色光（本儀器用的是綠光），此時應(yīng)將手柄12推到底，使圖2中的濾色片3插入光路。當被測表面粗糙度較低而加工痕跡又不很規(guī)則時，干涉條紋將呈現(xiàn)出急劇的彎曲和斷裂現(xiàn)象，這時則不推動手柄12，而采用白光，因為白光干涉成彩色條紋，其中零次干涉條紋可清晰地顯示出條紋的彎曲情況，便于觀察和測量。如在目鏡中看不到干涉條紋，可慢慢轉(zhuǎn)動手輪14直到出現(xiàn)清晰的干涉條紋為止（圖5a）。（