萬能工具顯微鏡使用

1、萬能工具顯微鏡使用基礎(chǔ)一、用途：精確測量各種工件尺寸、角度、形狀和位置，以及螺紋制件的各種參數(shù)。適用丁機(jī)器制造業(yè), 精密工、模具制造業(yè)、儀器儀表制造業(yè)、軍事工業(yè)、航空航天及汽車制造業(yè)、電子行業(yè)、塑 料與橡膠行業(yè)的計量室、檢查站和高等院校、科研院所，對機(jī)械零件、量具、刀具、火具、 模具、電子元器件、電路板、沖壓板、塑料及橡膠制品進(jìn)行質(zhì)量檢驗和控制。典型測量對象有：測量各種金屆加工件、沖壓件、塑料件的直徑、長度、角度、孔的位置等；如樣板、樣板車 刀、樣板鐵刀、沖模和凸輪的形狀；測量各種刀具、模具、量具的幾何參數(shù)；測量螺紋塞規(guī)，絲杠和蝸桿等外螺紋的中徑、大徑、小徑、螺距、牙型半角；測量齒輪滾刀的導(dǎo)程

2、、齒形和牙型角。二、技術(shù)參數(shù)：1、測量范圍與分度值X、Y坐標(biāo)X坐標(biāo)200毫米Y坐標(biāo)100毫米分度值0.001毫米瞄準(zhǔn)顯微鏡升降行程120毫米立臂傾斜范圍左右各12度分度值10分照明光闌調(diào)節(jié)范圍3中32毫米分度值1毫米測角目鏡角度測量范圍360度分度值1分輪廓目鏡角度測量范圍土 7度分度值10分圓弧分劃板曲率半徑R0.1100毫米螺紋分劃板普通螺紋螺距t0.256毫 米梯形螺紋螺距t220毫 米光學(xué)分度臺測量范圍360度分度值（投影讀數(shù)）10秒玻璃臺面直徑106毫米光學(xué)分度頭測量范圍360度分度值1分光學(xué)定位器測頭直徑（實際直徑的極限檢定誤差不大丁 0.0005 毫米）3± 0.1毫米

3、測量力814 克最大測量深度15毫米玻璃工作臺玻璃臺面尺寸215*130 毫米頂針架最大夾持直徑100毫米最大夾持長度被測件直徑 55mm時750毫米被測件直徑55mm時600毫米高頂針架最大夾持直徑180毫米最大夾持長度600毫米V形架左V形架前后調(diào)節(jié)范圍前后各5毫米右V形架前后調(diào)節(jié)范圍向上15毫米向下3毫米取大承載里40公斤2、瞄準(zhǔn)顯微鏡光學(xué)參數(shù)物鏡放大倍數(shù)標(biāo)志值1X3X5X總放大倍數(shù)用測角或輪廓目鏡10X30X50X用雙像H鏡15X42X65X物方視場（毫 米）用測角或輪廓目鏡20 6.64用雙像H鏡134.73工作距離（毫 米）用測角或輪廓目鏡8190165用雙像H鏡4785633、儀

4、器精度：溫度要求：（1）工作室的溫度應(yīng)為20C史C（2）工作室的溫度變化每小時不超過 1C（3）被測件和儀器的溫差不超過 0.5 C在滿足所規(guī)定的溫度要求的條件下，儀器有如下的保證：1） X、Y坐標(biāo)：用玻璃毫米分劃尺進(jìn)行檢定時，儀器的最大不準(zhǔn)確度：土（1+ L/100） Pm , 式中L一測量長度，單位mm儀器分劃尺按修正表進(jìn)行修正時： X不大丁 0.0025毫米；Y不大丁 0.0015毫米。2）測角目鏡：測量角度的最大不準(zhǔn)確度：不大丁 1分；3）雙像目鏡：合像的不穩(wěn)定性：不大丁 0.0005毫米；合像的不正確性：不大丁 0.001毫米;4）光學(xué)分度頭：最大不準(zhǔn)確度：不大丁 1分；5）光學(xué)分度

5、臺：最大不準(zhǔn)確度：不大丁 30秒；6）光學(xué)定位器：穩(wěn)定性：不大丁 0.001毫米；準(zhǔn)確度：不大丁 0.0015毫米；三、儀器結(jié)構(gòu)和光學(xué)系統(tǒng)圖1萬能工具顯微鏡I- 基座；2-縱向鎖緊手輪；3-工作臺縱滑板；4-縱向 滑動微調(diào)；5-縱向讀數(shù)顯微鏡；6-橫向讀數(shù)顯微鏡；7-立柱；8-支臂；9一測角目鏡；10-立柱傾斜手輪；II- 小平臺；12-立柱橫向移動及鎖緊手輪；13-橫向移 動微調(diào)光學(xué)系統(tǒng)如圖2所示。由光源l發(fā) 出的光束經(jīng)光圈2、濾光片3、反射鏡4、 聚光鏡5和玻璃工作臺6,將被測工件 的輪廓經(jīng)物鏡組7、反射棱鏡8投影到 目鏡10的焦平面米字線分劃板9上， 從而在目鏡10中觀察到放大的輪廓影

6、像，從角度示值目鏡11中讀取角度值。 另外，也可以用反射光源照亮被測工 件；以該工件的被測表面上的反射光 線，經(jīng)物鏡組7、反射棱鏡8投影到目 鏡10的焦平面米字線分劃板9上，同 樣可在目鏡10中觀察到放大輪廓影像。四、測量原理1用影像法測量工件：影像法的測量原 理是利用米字線分劃板上的一根分劃 線瞄準(zhǔn)工件的影像邊緣，并在投影讀數(shù) 裝置上讀出讀數(shù)值，然后移動滑板，以同一分劃線瞄準(zhǔn)工件影像的另一邊，再做第二次讀數(shù)。因為毫米刻度尺是固定在滑板上并與 滑板一起移動，所以投影讀數(shù)裝置上兩次讀書的差值，即為滑板的移動量，也就是工件的被 測尺寸。1） 將工件放置丁玻璃工作臺上，先使其縱、橫向與儀器X、Y向滑

7、板移動方向大體一致， 再旋轉(zhuǎn)工作臺的調(diào)節(jié)螺釘作精細(xì)調(diào)整；2）利用米字線分劃板瞄準(zhǔn)第一被測邊，并從讀數(shù)顯微鏡中進(jìn)行讀數(shù)。圖2工具顯微鏡光路圖3）隨后移動滑板，同樣對第二被側(cè)邊進(jìn)行瞄準(zhǔn)和 讀數(shù)，兩次讀數(shù)之差即為被測工件的長度。2直角坐標(biāo)測定：測定時必須使測定物的直角坐標(biāo)方向和十字形工作 臺的移動方向一致時方可進(jìn)行測定。采用直角坐標(biāo)測定 時由十字移動工作臺的移動量就可直接讀取直角坐標(biāo) 值。2.1、角度測定：使用旋轉(zhuǎn)工作臺或角度觀測透鏡即可 測定。一般而言角度觀測透鏡的精度較佳。2.2、高度測定：利用測高裝置，顯微鏡的上下移動量 就可測定高度了。2.3、孔徑測定：利用雙象目鏡或光學(xué)靈敏杠桿測定，就是使

8、用重疊影象透鏡，使生成的兩種像重疊，接著在 相對的一方亦然，丁是由移動量即可顯示孔的內(nèi)徑。假 若是使用光學(xué)探測器，則先將它裝設(shè)在 3倍的對物透鏡 上，然后對準(zhǔn)探測子和工作臺的移動方向，再調(diào)整觀測鏡內(nèi)之重疊線平行丁觀測透鏡的十字線，而使測定子接觸孔穴面。最后利用Y軸上的進(jìn)給校正重疊線的逆向移動，并用X軸進(jìn)給使重疊線夾住觀測透鏡的十子線， 即可讀取X軸上的測 定值。相對側(cè)的孔穴亦然，故有讀取的差值再加上探測子的直徑即可獲得孔穴內(nèi)徑。五、測量方法1刀口法和軸切法：刀口法和軸切法是一種光學(xué)和機(jī)械綜合的方法，主要測量螺紋的軸切面，這個方法也用 于測量圓柱，圓錐和平的試件，因為調(diào)節(jié)誤差極小不受外來影響。軸

9、切法是利用中央顯微鏡 的標(biāo)記對通過測件軸心線并利用測量刀上的刻線進(jìn)行瞄準(zhǔn)定位的測量方法。測量刀是萬工顯 的附件。其表面有一刻線，刻線至刃口的尺寸為 0.3和0.9毫米兩種，測量時，把測量刀放在 測量刀墊板上，刻線面通過測件的軸線，并使測刀的刃口和被測面緊緊接觸，用相應(yīng)的米字 線去瞄準(zhǔn)，測量兩把測刀刻線間的距離，就間接測得被測件的測量值。為了避免測量中的計 算，在中間垂直米字線的兩側(cè)刻有兩組共四條對稱分布的平行線，每組刻線對中心刻線的距 離分別為0.9和2.7毫米，它正好是測刀的刃口到刻線間的距離 0.3和0.9毫米的3倍。這樣 用3倍物鏡瞄準(zhǔn)時，分劃板上的0.9和2.7毫米刻線正好壓住測刀上的

10、0.3和0.9毫米刻線， 這時測刀上的刃口正好被米字線的中間刻線所瞄準(zhǔn)。主要用于螺紋中徑測量。應(yīng)用這種方法 的條件是試件要有光滑的平直的測量面，用手把測量刀移到靠住試件，它在測量平面上與試 件接觸。對于圓形件，此測量平面與旋轉(zhuǎn)軸相切，平行于刀口邊緣的細(xì)線表示出試件的軸切 面。用角度測量目鏡的基準(zhǔn)刻線對準(zhǔn)細(xì)線。未磨損刀口的邊緣與視場中通過十字線的對準(zhǔn)軸 線接觸，在測量時不必考慮從細(xì)線到刀口邊緣之間的距離，只有用磨損了的刀口測量時，才 要求從量值中減去刀口的誤差。注意工件邊緣不光潔，倒角遮住等會影響測量精度。在這里需要注意的是：活除檢驗面上的灰塵和液體殘跡，根據(jù)光隙檢驗刀口位置時，液體殘 跡會引起

11、誤差。墊板和儀器的頂尖高度是配好的，不可調(diào)錯，使用前要活洗一下。2陰影法：陰影法純粹的光學(xué)方法，它可以迅速的調(diào)節(jié)儀器來對準(zhǔn)試件輪廓和比較形狀。這個方法 要求試件放在自下而上的光路中，并處在對準(zhǔn)顯微鏡的活晰范圍內(nèi)，這樣才能得到試件的陰 影像。圓形工件的像是軸向平面的輪廓陰影，而平試件的陰影像決定于其邊緣。應(yīng)用旋轉(zhuǎn)目 鏡和角度測量目鏡上的刻線與陰影相切而測量。把試件的形狀與自繪的圖形比較時，可以用 投影裝置，使用雙目觀察。3反射法：反射法和陰影法相似，也是光學(xué)接觸法，反射法的特點是可以測量邊緣和標(biāo)記，例如： 劃線，樣沖眼等此法也可以用旋轉(zhuǎn)目鏡的刻線圖形來比較形狀。根據(jù)顯微鏡的活晰平面確定 測量平面

12、，這個方法主要用于平的試件。測量劃線和樣沖眼時用角度測量目鏡，測量孔的邊 緣時用雙像目鏡，比較形狀時用旋轉(zhuǎn)目鏡。4測微杠桿法測微杠桿法用于不能用光學(xué)方法對準(zhǔn)測量的測量面，利用中央顯微鏡的標(biāo)記對和緊靠測 件測量點、線、面的萬工顯附件-光學(xué)測孔器的測頭連在一起的雙刻線進(jìn)行瞄準(zhǔn)定位的測 量方法。測量時將光學(xué)測孔器的測頭緊靠件（內(nèi)、夕卜）表面。當(dāng)測量孔徑時，首先使測頭與 測件內(nèi)孔接觸，取得最大弦長后，使米字線中間刻線被光學(xué)測孔器的雙套線套在中間，并在 讀數(shù)顯微鏡讀取一數(shù)；然后改變測量方向，使測頭在另一側(cè)與測件接觸，同樣使米字線分劃 板的中間刻線仍被光學(xué)測孔器的雙套線套在中間，在讀數(shù)顯微鏡上讀取另一數(shù)。

13、兩次讀數(shù)的 差，再加上測頭直徑的實際值，即為測件的內(nèi)尺寸，如減去測頭直徑的實際值，即為測件的 外尺寸。例如，孑L,各種曲線面和螺旋面，這里必須注意，在相對方向接觸或接觸曲面時測 量頭的直徑也要包含在測量結(jié)果內(nèi)。對于特殊的測量建議自制合適的接觸桿。應(yīng)用直徑一定 的球形測量頭可以檢驗滾動曲線，尖的測量頭用以在一定的測量面內(nèi)檢驗螺旋面。刀口形測 量頭用以測量切面及只有兩個坐標(biāo)軸的空間曲線的投影。六、測量過程中，定位被測目標(biāo)有幾種方法：1. 影像法當(dāng)被測件兩端具有中心孔時，可采用這種非接觸式測量法，首先用調(diào)焦棒將立柱上的顯微鏡精確調(diào)焦，這時被測件物像最清晰。測量軸徑時，由丁圓柱面母線會有直線度誤差，或

14、 有錐形誤差，不能采用通常測量長度的壓線法，而必須使用在母線上壓點的方法，即將米字 線中心壓在輪廓母線的一點上進(jìn)行坐標(biāo)讀數(shù)，然后橫向移動工作臺，使米字中心對準(zhǔn)相對應(yīng) 的輪廓母線上。兩次讀數(shù)之差即為被測軸徑。同時，還應(yīng)在不同的橫截面內(nèi)進(jìn)行多次測量， 最后取其平均值作為測量結(jié)果。在工具顯微鏡上進(jìn)行影像法測量（不論是壓線法還是壓點法），這種方法必須按照外形尺 寸大小調(diào)整光圈，它的測量精度會受到對準(zhǔn)精度、輪廓的表面粗糙度等因素的影響。因此， 這種方法似乎簡單，實則麻煩，測量值的分散性較大，隨著被測軸徑的加大，其測量誤差也 越大，因此，精密測量中較少采用影像法測量軸徑。2. 測量刀法在萬能工具顯微鏡上，

15、還可以用直刃測量刀接觸測量軸徑。 在測量刀上距刃口 0.3 mm處 有一條平行丁刃口的細(xì)刻線，測量時，用這條細(xì)刻線與目鏡中米字中心線平行的第一條虛線 壓線對準(zhǔn)，由丁此刻線靠近視場中心，因此處丁顯微鏡的最佳成像部分，有較高的測量精度。 測量時必須用3倍物鏡，并在物鏡的滾花圈處裝上反射光光源，使用反射光照明。采用測量刀法測量時，關(guān)鍵的一步是安放量刀，操作時必須十分仔細(xì)，否則，會產(chǎn)生接 觸誤差或造成測量刀的損壞。應(yīng)輕輕使刀刃與被測工件接觸并擺動，使量刀刃口與輪廓線貼 緊無光隙并固緊。測量刀法的對線誤差比影像法小，測量精度較高。然而，測量刀在使用過程中容易磨損， 因此，應(yīng)注意對測量刀的保護(hù)。除避免由丁

16、操作不當(dāng)而造成不應(yīng)有的損壞外，安裝前應(yīng)仔細(xì) 活洗刻線工作面，使用后應(yīng)妥善放置，避免磕碰或銹蝕，還應(yīng)注意定期檢定。3. 靈敏杠桿接觸法在萬能工具顯微鏡上用目鏡米字線以影像法對孔徑進(jìn)行測量時，由丁受工件高度的影響，使工件的輪廓投影影像不活晰，瞄準(zhǔn)困難，故測量精度不高。為提高測孔精度，常在主物鏡 上裝以光學(xué)靈敏杠桿附件，用接觸法測量孔徑。由丁其測量力僅 0.1 N ,測量力引起的變形 很小，故瞄準(zhǔn)精度較高，可大大提高測量精度。光學(xué)靈敏杠桿主要用丁測量孔徑，也可測量溝槽寬度等內(nèi)尺寸，在特殊情況下，還可用 于絲杠螺紋和齒輪的測量工作。它在測量過程中主要起精確瞄準(zhǔn)定位的作用。光學(xué)靈敏杠桿的工作原理如圖 3

17、所示。照明光源4照亮刻有3對雙刻線的分劃板l ,經(jīng) 透鏡至反射鏡2后，再經(jīng)物鏡組7成像在目鏡米字線分劃板 結(jié)在一起，當(dāng)它隨測桿繞其中心點擺動時，3組雙刻線在目 鏡分劃板上的像也將隨之左右移動。當(dāng)測桿的中心線與顯微 鏡光軸重合時，雙刻線的影像將對稱地跨在米字分劃板的中 央豎線上，若測頭中心偏離光軸，則雙刻線的影像將隨之偏 離視場中心。6為產(chǎn)生測力的彈簧，測力的方向（使測桿向 左或向右）可通過外邊的調(diào)整帽來改變。測量時，將測桿深入被測孔內(nèi)，通過橫向（或縱向）移動， 找到最大直徑的返回點處，并從目鏡8中使雙刻線組對稱地 跨在米字線中間虛線的兩旁，此時進(jìn)行第一次讀數(shù)ni,旋轉(zhuǎn) 調(diào)整帽，調(diào)整測力彈簧6的

18、方向（由測力方向箭頭標(biāo)記）, 使測量頭與被測工件的另一測點接觸，雙刻線瞄準(zhǔn)后讀出第 二個讀數(shù)n2,則被測孔的直徑為：D = n2 nJ +d式中：d為測量頭直徑，其數(shù)值在測量桿上有標(biāo)示。平面反射鏡2與測量桿3連X 7 t懸 #圖3光學(xué)靈敏杠桿原理圖用光學(xué)靈敏杠桿測量孔徑，其測量誤差約為 + 0.002mm。測量時要注意盡可能保證被測工件的軸線與圖4顯微鏡物鏡方向測量方向垂直，并在三個截面、兩個相互垂直的方向作六 次的測量，以提高測量精度。七、測量螺紋各項參數(shù)在工具顯微鏡上用影像法測量外螺紋是利用光線投射將被測螺紋牙型輪廓放大投影成像丁目鏡中， 用目鏡中 的虛線來瞄準(zhǔn)輪廓影像，并通過該量儀的工作

19、臺縱向、橫 向讀數(shù)(相當(dāng)丁直角坐標(biāo)系的X、y坐標(biāo))和角度讀數(shù)目鏡 來實現(xiàn)螺紋中徑、螺距和牙型半角的測量。1.測量過程的初始操作(1) 把被測工件安放在玻璃臺面或牢固安裝在兩個 頂尖之間。(2) 根據(jù)被測件直徑尺寸大小，參照量儀說明書調(diào) 整光闌大小，或按表1提供的對應(yīng)關(guān)系選擇光闌直徑。表1螺紋中徑(mm)101214161820253040 -光闌直徑(mm)11.91110.4109.59.38.68.17.4(3)用影像法測量螺紋時，由丁螺旋角影響，當(dāng)光線垂直丁螺紋軸線射入物鏡時，牙型輪廓影像就會有一側(cè)模糊。為了獲得活晰的牙形輪廓，必須擺動立柱使光線順著螺旋線射入d2為公稱中徑。圖4所示是觀

20、察靠近自己一物鏡，如圖4所示。這時需轉(zhuǎn)動手輪10,使立柱7向右或向左傾斜一個角度，其值等丁螺紋 升角4 = arctg( P/兀d2),式中P為公稱螺距， 側(cè)的螺牙影像時的情形，立柱向左傾斜一個小角，當(dāng)要觀察背面一側(cè)的螺牙影像時，由丁螺牙 的方向正好相反，此時，立柱應(yīng)向右傾斜一個 小 角。a)壓線法b)對線法圖5瞄準(zhǔn)方法(4) 轉(zhuǎn)動目鏡9上的焦距調(diào)節(jié)環(huán)，使視場中 的米字線最活晰。松開立柱7上的鎖緊螺釘，旋 轉(zhuǎn)手輪使支臂8升降，調(diào)整量儀物鏡的焦距，使 被測輪廓影像活晰，然后旋緊螺釘固定支臂 8升 I(5) 通過旋動4、13縱、橫向微調(diào)手輪，縱 橫移動工作臺，使影像在目鏡中移動，根據(jù)所需測量的位置

21、，用目鏡中的米字線瞄準(zhǔn)目標(biāo)。轉(zhuǎn)動目鏡9中米字線旋轉(zhuǎn)手輪，可旋轉(zhuǎn)米字線的傾 斜角度，使中心虛線與影像輪廓線貼合，便丁給工件定位，讀取該位置對應(yīng)的 x、y數(shù)值，同 時還可以從角度目鏡9中讀取米字線中心虛線傾斜的角度。2. 幾種瞄準(zhǔn)方法和措施定位瞄準(zhǔn)是測量過程的關(guān)鍵，若在用米字線對準(zhǔn)被測輪廓時出現(xiàn)偏差，測量誤差增大，出丁這一考慮，儀器配有測量刀等附件，可采用不同的瞄準(zhǔn)方法，以減少瞄準(zhǔn)的誤差。(1) 影像法就上述測量影像的情況，可采用如圖 5所示的兩種對線方法： 壓線法，米字線的中虛線 AA與牙形輪廓的一側(cè)邊重合，用丁測量長度。 對線法，米字線的中虛線 AA與牙形輪廓的一側(cè)邊間有一條寬度均勻的細(xì)縫，用

22、丁 測量角度。用影像法測量時，盡管顯徽鏡立柱按螺旋升角方向傾斜，但由丁螺紋是個螺旋面，使工件陰影的邊界仍不夠活晰，且得到的是法向影像，與螺紋標(biāo)準(zhǔn)定義(在軸截面上)不符，因此測量誤差較大。為克服這一缺點，可以采用軸切法。軸切法是利用儀器的附件一一測量刀，在被測螺紋的軸截面 上進(jìn)行測量的，測得的參數(shù)與螺紋標(biāo)準(zhǔn)定義符合。由丁螺紋的傾 斜遮擋不了量刀上的刻線，故立柱不需傾斜，直接把物鏡焦距調(diào) 到螺紋的軸截面上。如圖6所示，測量刀有一條斜角為 30°的刃口，分為左、右 斜刃兩種，用以測量左、右牙側(cè)。在測量刀表面刻有一條與刃口 平行的細(xì)線，其與刃口的距離l有0.3mm和0.9mm兩種，分別用 以

23、測量螺距小丁 3mm和大丁 3mm的螺紋。測量時，測量刀的安 裝高度應(yīng)使其刃口與被測螺紋軸心線高度一致，然后使測刃貼緊 螺牙側(cè)面。當(dāng)用3倍物鏡將螺紋放大時，可用米字線中央虛線兩 旁的虛線(一條距中央0.9 mm,另一條距2.7 mm)來瞄準(zhǔn)測量刀上圖7干涉法的細(xì)刻線，瞄準(zhǔn)后就表明中央虛線對準(zhǔn)了螺牙側(cè)面。測量讀數(shù)的取得與影像法相同。與影像法相比，軸切法的測量精度較高。但對操作技術(shù)要求較高，操作比較復(fù)雜，且測 量刀刃口易碰傷和磨損。此外，高度調(diào)節(jié)誤差也是影響測量精度的重要原因(3) 干涉帶法還有采用瞄準(zhǔn)干涉帶的方法，簡稱干涉帶法。干涉帶法是利用螺紋牙側(cè)影像外圍的干涉條紋代替影像邊緣，用米字線瞄準(zhǔn)后

24、進(jìn)行測量， 如圖7所示采用干涉帶法測量時，要將顯微鏡透射光路中的光圈 調(diào)整到最小，或在光路中加一個小孔光闌，形成細(xì)光束照 亮牙廓，此時，目鏡中可看到在被測零件輪廓線附近有 35條明暗相問的干涉條紋，其形狀與檢測牙廓邊緣一致圖8球接觸法測量時，用米字線與第一級干涉條紋對準(zhǔn)， 對準(zhǔn)較容易從 而減小了對準(zhǔn)誤差，其精度可達(dá) 也.5 Pm上述為采用平行光照明，它適用丁測量半角和螺距。 但測量中徑時要做很麻煩的修正，因此不適丁測量中徑。采用斜光束照明可以克服以上缺點。 但這一方法需要 在儀器原來的可變光闌處，設(shè)置一特殊的斜照明裝置，需 要專業(yè)人員才能進(jìn)行，在此不作介紹。此方法光源以與原 主光軸成一斜角的平

25、行光投向被測件， 同樣也可以產(chǎn)生干 涉條紋，這時采用對準(zhǔn)干涉條紋方法測量中徑，不需進(jìn)行修正。(4) 球接觸法球接觸法是用球形量頭接觸螺紋牙槽來測量螺紋中徑的。它其實是仿照量針測量法，用 球頭測量刀進(jìn)行測量，如圖8所示。此方法的原理與三針法相同，按選擇三針直徑的方法選 擇球的直徑，使其盡量接近最佳針徑。測量時，將 球頭伸入螺牙中與兩牙側(cè)接觸，然后用米字線瞄準(zhǔn) 球邊緣的影像，求得兩次瞄準(zhǔn)在橫向標(biāo)尺上兩讀數(shù) 之差N值，按下式計算中徑：d2 =N -d0*1 a sin 3.影像法測量螺紋參數(shù)(1)中徑測量P:cot 222圖6軸切法螺紋中徑d2是指把螺紋截成牙形切口寬與牙形溝槽寬度相等并和螺紋軸線同

26、軸的假想 圓柱面直徑。對丁單線螺紋，它的中徑也等丁軸截面內(nèi)沿著與軸線垂直的方向量得的兩個相 對牙形側(cè)面間的距離。測量時，為了使輪廓影像活晰，需將立柱進(jìn)行向左、向右各一次的傾斜。傾斜的角度為 螺旋升角小，傾斜方向，視觀察哪一側(cè)牙形而定，應(yīng)與螺紋的傾斜方向一致。操作是：確定向一方傾斜了立柱，并進(jìn)行了調(diào)焦之后，得到活晰的螺牙影像，微動縱向 和橫向微調(diào)手輪，以移動工作臺，同時，轉(zhuǎn)動目鏡 9中米字線旋轉(zhuǎn)手輪，旋轉(zhuǎn)米字線的傾斜 角度，使目鏡中的中心虛線與螺紋螺牙影像輪廓的一側(cè)重合，記下Y向的第一次讀數(shù)。然后，將顯微鏡立柱反向傾斜升角 小，移動Y向（此時不得再移動X向，米字線也不旋轉(zhuǎn)），使螺紋 工件沿直徑方

27、向移動，目鏡中使中心虛線與螺紋直徑上另一側(cè)的牙形輪廓重合，記下Y向第二次讀數(shù)。兩次讀數(shù)之差，即為螺紋的實際中徑。被測螺紋若是放在工作臺上，需要仔細(xì)調(diào)整安放的位置，應(yīng)使盡可能使它的軸向和徑向 分別與X向和Y向的測量方向一致，且軸線要水平，帶有頂尖孔的螺紋則安裝在兩頂尖上。 盡管如此，安裝誤差必定會存在的，若螺紋軸線方向與儀器工作臺X向移動方向不一致，此時徑向方向也與工作臺Y行測量方向不一致，這將帶來測量誤差，造成在牙形輪廓一側(cè)測得 的結(jié)果大丁實際值，而另一側(cè)測得的結(jié)果則小丁實際值，為了消除被測螺紋工件安裝誤差對 測量結(jié)果的影響，根據(jù)誤差出現(xiàn)的規(guī)律，可對螺牙兩側(cè)面均作測量，利用正負(fù)誤差相消的原 理

28、，作平均處理。故整個測量過程須測出 d2左和d2右，如圖9所示，最后，取兩者的平均值 作為實際中徑：d2左+ d2右d2實際=2測量螺距螺距P是指相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距離測量時移動X向和Y向滑板，以移動工作臺，旋轉(zhuǎn)目鏡中的米字線中心虛線與螺紋影像 輪廓的一側(cè)重合，記下X向第一次讀數(shù)。然后，移動 X向微調(diào)手輪（Y向不動，鏡中的米字線 不旋轉(zhuǎn)），工作臺X向移動，使螺牙縱向移動n個螺距的長度，使沿軸線方向相距n個螺牙的 同側(cè)影像輪廓與目鏡中的米字線中心虛線重合，記下Y向第二次讀數(shù)。兩次讀數(shù)之差，即為n個螺距的實際長度E P。對丁單線螺紋，測量一個螺距時，則移動一個螺牙進(jìn)行上述測量操 作

29、。為了消除被測螺紋安裝誤差的影響，同樣要測量出 EP左和£P右，如圖9所示。然后，取它們的平均值作為螺紋n個螺距的實際尺寸它與n個公稱螺距的差值為n個螺距的累 積偏差：圖10螺距累積誤差片=叩實際-np式中P為公稱螺距。螺紋的螺距常要用螺距累積誤差來評價，螺 距累積誤差（實際為偏差）是指在螺紋全長上， 實際累積螺距對其公稱值的最大差值。由丁在螺 紋全長上，每個螺距的偏差可能有正有負(fù)，因此, 不一定在全長處累積最大，有可能在中間某兩個 齒之間累積最大。為了尋找這一最大值，應(yīng)一個個把每個實際螺距按順序測量出其數(shù)值，與公稱螺距比較得出每個螺距的實際偏差，然后再 作數(shù)據(jù)處理求得螺距累積誤差。

30、具體方法如下：圖11測角目鏡若測量一個單線外螺紋，全長共有 8個螺牙，可測得7個實際螺距，求得7個螺距的實 際偏差，數(shù)值列丁表2的測得值一欄。 處理時要進(jìn)行累加計算，所得值列丁累 加值一欄。在累加值一欄中找到最極端 的兩個值，它們的差值即為該螺紋的螺 距累積誤差 Pe。從累加值可見，第一 個螺牙到第八個螺牙之間的距離與 7倍 的公稱螺距的差值僅-0.5 Mm,而第三個 螺牙到第七個螺牙之間的距離與 4倍公 稱螺距的差值則是-5 Mm。表21-度盤裝置；2-中央目鏡；3-角度讀數(shù)目鏡；4-光源 反射鏡；5-米字線旋轉(zhuǎn)手輪螺牙序號12345678測得值（頃0+1+1.5-2-1-1-1+2累加值（

31、收）0+1+2.5+0.5-0.5-1.5-2.5-0.5可用作圖方法（圖10），可直觀地找到螺距累積誤差為-5質(zhì)（3）測量牙形半角螺紋牙形半角是指在螺紋牙形上，牙側(cè)與螺紋軸線的垂線間的火角。測量時，轉(zhuǎn)動縱向和橫向千分尺調(diào)節(jié)手輪，同時旋轉(zhuǎn)目鏡中的米字線，使中心虛線與螺 紋螺牙影像的某一側(cè)面重合。此時，從角度讀數(shù)目鏡中顯示的讀數(shù)，即可算出該牙側(cè)的半角 數(shù)值。圖11所示為儀器的目鏡外形圖、中央目鏡視場圖、角度讀數(shù)目鏡視場圖。在中央目鏡視 場中，可見米字形分劃線，可旋轉(zhuǎn)，常用中心虛線a-a來對準(zhǔn)測量目標(biāo)。在角度目鏡內(nèi)無內(nèi)部的光源，要靠反射鏡 4,把外界的光反射進(jìn)目鏡中才能看見里面的刻度。調(diào)整好反射鏡

32、的 角度后，在角度目鏡視場中，可見到兩種刻度和對應(yīng)的數(shù)字，間隔較大的是度盤的度數(shù)刻度， 0o360。每一度一根刻線，并標(biāo)有對應(yīng)的數(shù)值，它會隨著米字線的轉(zhuǎn)動而移動，刻度較密的部 分是固定游標(biāo)，刻有060/的分值刻線。轉(zhuǎn)動手輪，可使刻有米字刻線和度值刻線的圓盤轉(zhuǎn) 動,它轉(zhuǎn)過的角度，可從角度讀數(shù)目鏡中讀出。當(dāng)角度讀數(shù)目鏡中固定游標(biāo)的零刻線與分值 刻線的零位對準(zhǔn)時，則角度讀數(shù)為0 0/,此時，米字線中心虛線a-a正好垂直丁儀器工作臺 的縱向移動方向。當(dāng)米字線中心虛線 a-a傾斜，與被測螺紋螺牙影像一邊貼合，則可從角度 目鏡中讀得傾斜的角度，圖中角度讀數(shù)目鏡視場的讀數(shù)指示數(shù)值為：121° 36

33、,。角度目鏡中讀得的數(shù)值，還不是螺牙的實際半角，要已知原來中心虛線豎直時的角度讀數(shù)值，才能計算 得到螺牙的半角數(shù)值，即：是兩者的差值才是被測螺牙半角的角度值。例如若米字線中心虛 線傾斜貼緊螺牙輪廓后讀數(shù)值為 3300 4，則所測半角應(yīng)為360° -330 ° 4, =29° 56，。同理, 當(dāng)米字線中心虛線與被測螺紋螺牙影像另一邊貼合時，則測得另一半角的數(shù)值。為了消除被測螺紋的安裝誤差的影響，需分別測出如圖9所示的I、皿、用、W四個實際半角為 /2、a 2、52、"4/2,并按下述方式處理:ot（項左% + «42223將它們與牙形半角公稱值（

34、公制螺紋牙形角a = 600）比較，則得牙形半角偏差為:2Ot左2a =（一）左一22aa（偵右= (g)右一-(-222為了使輪廓影像活晰，測量牙形半角時，同樣要使立柱傾斜一個螺旋升角小。用影像法測量的是法向牙型角，應(yīng)按下式換算成軸向牙型角，再判斷其合格性。tan（）軸向一tan （）法向 cos 22式中小為螺旋升角。當(dāng)升角小不大、精度要求不高時，可以用法向測得值代替，而不必?fù)Q算。測量中徑和螺距時，只需米字線瞄準(zhǔn)牙側(cè)中部最活晰的一段影像，較易瞄準(zhǔn)。而測牙型 半角時，則必須沿牙側(cè)全長影像對線，因接近牙底處的影像活晰度變差，瞄準(zhǔn)較為困難，尤 其螺距小、牙型短時更困難。因此，通常取重復(fù)測量38次

35、后求得的平均值作為最終的測量結(jié)果。八、操作使用中的注意事項3.1注意目鏡和物鏡的調(diào)焦順序不少人喜歡一開始測量就用物鏡調(diào)焦，當(dāng)調(diào)好物體焦距后再用目鏡中的 米”字線去進(jìn)行對準(zhǔn) 測量，如果此時覺得 米”字線不夠活晰，就會對目鏡進(jìn)行調(diào)焦。其實，這種次序是錯誤的， 因為這樣一來會造成前面被調(diào)焦后的被測物體的影像存在一定的虛影。正確的方法是先將目鏡中的 米”字線調(diào)活晰，然后再對物體調(diào)焦，這樣才能保證米”字線和物體的像均是活晰的。3.2注意在測量前活除被測件表面的毛刺和磕痕被測件在加工、使用和運(yùn)輸過程中均可能產(chǎn)生一些毛刺和磕痕，這些缺陷可能不易被覺察， 但在測量中容易引起萬工顯的對線錯誤或造成測量面不在同一

36、焦平面上而形成一定的局部虛 影，從而影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，所以一定要徹底活除這些表面毛刺和磕痕。3.3注意正確安裝被測件萬工顯上被測件的安裝形式一般有兩種3.3.1平面測件的安放對丁平面測件主要注意被測件的被測面應(yīng)在同一焦平面上，否則容易形成局部虛影，對丁被 測面有倒角的零件，最好讓倒角朝下否則容易引起調(diào)焦不活晰，造成測量不準(zhǔn)。3.3.2軸類測件的安裝軸類測件一般依靠中心孔定位，這就要求安裝前一定要活洗干凈頂尖孔，特別是要消除其 中的泥沙和毛刺，否則會造成被測件的軸心線與儀器中心線不同軸，從而帶來較大的測量誤 差。這種情況在日常測量中經(jīng)常會遇到，最好的辦法是在安裝好后用儀器分劃板中的米”字線的

37、水平線檢查被測軸的外徑的跳動誤差，從而判斷被測件是否安裝好。3.4測量螺紋零件時注意萬工顯的立柱傾斜方向測量螺紋中徑、牙形半角時為使影像活晰一般會將萬工顯的立柱向左或右傾斜一個螺旋角，且立柱的傾斜方向與被測件的螺旋方向要一致。當(dāng)螺旋角較大時，通過觀察影像的活晰程度很容易就能判斷立柱傾斜方向與工件螺旋方向是否一致，但當(dāng)工件螺旋角小丁1。時對影像的影響很小，肉眼難以判斷，經(jīng)常造成立柱傾斜方向與工件螺旋角方向相反，從而使測得的工 件左右兩邊的牙形半角不一致，給工件的加工造成很大的困難。所以在測量前一定要根據(jù)工 件圖紙資料中注明的螺旋方向來正確判斷立柱的傾斜方向。九、誤差萬能工具顯徽鏡是采用光學(xué)成像投影原理，以測量被測工件的影像來代替對軸徑的接觸 測量，因而測量中無測量力引起的測量誤差。然而應(yīng)引起重視的是成像失真或變形，將會帶 來很大的測量誤差。1失真誤差工具顯徽鏡的成像失真主要是因顯微鏡光源所發(fā)射出的光線不是平行光束，造成物鏡中 所成影像不但不活晰，而且大小也發(fā)生變化。測量時，消除不平行光線的方法是正確地調(diào)整 儀器后部光源附近的光圈，限制光源光線的散射 （應(yīng)注意：光圈太小易產(chǎn)生繞射）。最佳光圈 直徑可查工具顯微鏡說明書，無表可查時，可按下式計算光圈