精密測(cè)量實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)匯總

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實(shí)驗(yàn)一 技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握內(nèi)外尺寸測(cè)量的測(cè)量方法2. 掌握常用尺寸測(cè)量?jī)x器的測(cè)量原理、操作使用。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容概述機(jī)械零件的尺寸測(cè)量是一項(xiàng)很重要的技術(shù)指標(biāo)。因此，尺寸的測(cè)量在技術(shù)測(cè)量中占有非常重要的地位。尺寸的測(cè)量可分為絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量。絕對(duì)測(cè)量是指從測(cè)量器具的讀數(shù)裝置上可直接讀得被測(cè)量的尺寸數(shù)值，例如用外徑千分尺、游標(biāo)卡尺和測(cè)長(zhǎng)儀等測(cè)量長(zhǎng)度尺寸。相對(duì)測(cè)量是指從測(cè)量器具的讀數(shù)裝置上得到的是被測(cè)量相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量的偏差值，例如用內(nèi)徑百分表測(cè)量?jī)?nèi)孔的直徑。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及測(cè)量原理3.1、游標(biāo)尺游標(biāo)尺由主尺和游標(biāo)組成。主尺的刻線間距為lmm，游標(biāo)的刻線間距比主尺

2、的刻線間距小，其刻線差值(分度值)有0.1、0.02、0.05mm三種。在生產(chǎn)中直接用游標(biāo)尺測(cè)量工件的外徑、內(nèi)徑、寬度、深度及高度尺寸，應(yīng)用相當(dāng)廣泛。游標(biāo)尺按用途分有，游標(biāo)卡尺、游標(biāo)深度尺和游標(biāo)高度尺(附圖l1)三種。 附圖l1游標(biāo)尺(a)-游標(biāo)卡尺1-主尺；2框架；3-調(diào)節(jié)螺母；4-螺杠；5-游框；6-游標(biāo)；7、8、9、10-量爪；11、12-鎖緊螺母（b）-游標(biāo)深度尺1-主尺；2-調(diào)節(jié)螺母；3-游框；4-橫尺；5、7-鎖緊螺母；6-游標(biāo)（c）-游標(biāo)高度尺1-底座；2-游框;3、4-鎖緊螺母；5-主尺；6、9-量爪；7-調(diào)節(jié)螺母；8-游標(biāo)附圖12和附圖l3所示的是數(shù)顯卡尺和數(shù)顯高度尺。附圖1

3、-2 數(shù)顯卡尺 附圖1-3 數(shù)顯高度尺 1刻度原理 設(shè)游標(biāo)的刻線間距數(shù)為n，刻線間距為b，主尺的刻線間距數(shù)為n-1，刻線間距為a(a=1mm),則游標(biāo)長(zhǎng)度 L=nb=(n-1)a 游標(biāo)分度值 如分度值為0.1mm的游標(biāo)尺。取主尺上的9格(9mm)長(zhǎng)度，在游標(biāo)上刻成10格，則游標(biāo)的刻線間距為mm，游標(biāo)分度值i=1-=0.1mm。 為了使游標(biāo)的刻線間距不致過(guò)小,讀數(shù)時(shí)清晰方便，可把游標(biāo)的刻線間距增大，如分度值i=0.1mm的游標(biāo)尺。游標(biāo)的刻線間距數(shù)仍為n10格，主尺的刻線間距數(shù)為(2n1)19格，游標(biāo)的刻線間距mm=1.9mm,則游標(biāo)分度值 游標(biāo)長(zhǎng)度 寫(xiě)成一般式： 式中，r游標(biāo)模數(shù)。 2度數(shù)方法

4、游標(biāo)尺是利用游標(biāo)的一個(gè)刻線間距與主尺一或二個(gè)刻線間距的微小差值(游標(biāo)分度值)及其累積數(shù)來(lái)估計(jì)主尺上的小數(shù)讀數(shù)的。若游標(biāo)零線正好對(duì)準(zhǔn)主尺刻線，則游標(biāo)尺僅最未一根刻線與主尺刻線重合；若游標(biāo)零線與主尺刻線錯(cuò)開(kāi)，則游標(biāo)尺的某一刻線將和主尺的某一根刻線重合。其讀數(shù)方法（如附圖l-4）的右邊部分所示。先確定主尺零刻線(上)與游標(biāo)零刻線(下)錯(cuò)開(kāi)的格數(shù)，讀出整數(shù)，然后在游標(biāo)上找三根刻線，中間的一根應(yīng)與主尺的某一刻線對(duì)齊、兩旁的兩刻線均偏向中間刻線，游標(biāo)對(duì)齊刻線的序號(hào)乘上游標(biāo)分度值，即為主尺上的小數(shù)讀數(shù)(若游標(biāo)上直接標(biāo)出讀數(shù)，則可直接讀數(shù)而不必計(jì)算)。二者相加為所測(cè)尺寸。附圖14 游標(biāo)尺的刻度原理與讀數(shù)方法

5、3選擇與使用 1)按工件形狀、各被測(cè)部位基本尺寸與公差大小選擇游標(biāo)尺。 2)檢查零位讀數(shù)是否正確。將游標(biāo)卡尺兩測(cè)量面合攏，檢查主尺和游標(biāo)的零刻線是否對(duì)齊，否則記下零位示值誤差，測(cè)量時(shí)加以校正。至于游標(biāo)深度尺和游標(biāo)高度尺的檢查，則要在使其測(cè)量面與平板(或校正塊)接觸的條件下才能進(jìn)行。 3)進(jìn)行測(cè)量。如附圖11(a)所示，松開(kāi)螺釘ll與12，調(diào)節(jié)兩量爪距離。當(dāng)量爪與工件表面接觸時(shí)鎖緊螺釘12。旋轉(zhuǎn)螺母3，進(jìn)行微調(diào)后讀數(shù)。對(duì)指定部位測(cè)量三次，取其平均值作為測(cè)量結(jié)果。 4注意事項(xiàng) 1)被測(cè)工件盡可能靠近主尺安放。如附圖l5所示。若被測(cè)尺寸與刻線尺不在同一直線上，量爪就會(huì)因測(cè)量力P的作用及間隙的影響而歪

6、斜，從而會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。為減少此誤差，應(yīng)減小。2)控制測(cè)量力。用游標(biāo)尺測(cè)量時(shí)，測(cè)量力憑測(cè)量者的感覺(jué)控制，工件在兩測(cè)量面間不應(yīng)被壓得太緊，但也不允許松動(dòng)。 3)尋找正確測(cè)量部位。測(cè)量面接觸工件的部位必須正確，以保證所測(cè)尺寸的準(zhǔn)確性。 4)正確讀數(shù)。讀數(shù)時(shí)要減少斜視引起的誤差，要弄清楚游標(biāo)刻線上標(biāo)的是刻線序號(hào)還是讀數(shù)。 3.2、百分尺(千分尺) 百分尺用于測(cè)量工件內(nèi)、外尺寸，深度和高度。按用途可分為外徑百分尺、內(nèi)徑百分尺和深度百分尺等(附圖16)。附圖1-5游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)誤差附圖16 百分尺(a)一外徑百分尺 1-弓架；2-量頭；3-螺母；4-套筒；5-微分筒；6-棘輪；7-測(cè)微螺杠(b)一內(nèi)徑百

7、分表 1-量頭；2-螺母；3-套筒；4-鎖緊螺母；5-微測(cè)螺杠；6-微分筒；7-調(diào)節(jié)螺母(c)一深度百分尺 1-量杠；2-橫尺；3-螺母；4-套筒；5-微分筒；6-棘輪百分尺的分度值為0.01mm，測(cè)量范圍有025mm，2550mm等多種。附圖l7和附圖18所示的是數(shù)字顯示千分尺和數(shù)字顯示深度千分尺。1刻度原理與讀數(shù)方法 百分尺是利用螺旋的直線位移與角位移成比例的原理進(jìn)行測(cè)量和讀數(shù)的。如附圖19所示，套筒上刻有上、下兩排刻線，同排刻線間距為1mm，上下兩排刻線錯(cuò)開(kāi)，即與測(cè)微絲扛的螺距相等。微分筒刻有50等分別線。當(dāng)宣旋轉(zhuǎn)一周。絲杠位移0.5mm；轉(zhuǎn)動(dòng)一格，絲杠移動(dòng)0.01mm。所以百分尺的分度

8、值為0.01mm。讀數(shù)時(shí)，先從套筒上下兩排刻度上讀出整數(shù)和0.5mm讀數(shù)(二者均以微分筒端面作為活動(dòng)指標(biāo)線)，然后從微分筒上讀出0.5mm以下的讀數(shù)（以套筒上的長(zhǎng)橫線作為指標(biāo)線)。二者相加即為所測(cè)尺寸。附圖1-9(b)所示的讀數(shù)為(8+0.5+0.27)mm8.77mm。附圖19(a)所示的讀數(shù)為(8+0.27)mm8.27mm。圖1-7 數(shù)字顯示千分尺圖1-8 數(shù)字顯示深度千分尺 圖1-9 百分尺讀數(shù)舉例2選擇與使用1)按工件形狀、被側(cè)部位基本尺寸與公差大小選擇百分尺。2)檢查零位讀數(shù)是否正確。對(duì)025mm的外徑百分尺，直接將兩測(cè)量面合攏來(lái)檢查。當(dāng)百分尺測(cè)量范圍大于25mm時(shí)，用校對(duì)桿或量塊

9、校對(duì)。內(nèi)徑百分尺用標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)、裝在量塊夾中的量塊或外徑百分尺校對(duì)。 3)進(jìn)行測(cè)量。如附圖l6(a)所示，測(cè)量時(shí)手持弓架l，旋轉(zhuǎn)微分筒5，使測(cè)微螺桿4前進(jìn)。當(dāng)螺桿前端測(cè)量面與工件表面接近時(shí)，再旋轉(zhuǎn)棘輪定壓機(jī)構(gòu)6至測(cè)量面與工件接觸抵緊后，棘輪就會(huì)在銷(xiāo)子上打滑而發(fā)出響聲，螺桿也就停止前進(jìn)，此時(shí)便可讀數(shù)。對(duì)指定部位測(cè)量三次，取其平均值作為測(cè)量結(jié)果。 3.3、指示表指示表用來(lái)測(cè)量幾何尺寸的微小變動(dòng)量。把測(cè)桿的直線位移通過(guò)杠桿或齒輪放大機(jī)構(gòu)變?yōu)榻俏灰?，在刻度盤(pán)上顯示出來(lái)。 工作原理 1)鐘表型百分表外形及傳動(dòng)系統(tǒng)如附圖1l0所示。當(dāng)帶有齒條的測(cè)桿移動(dòng)時(shí)，由齒輪帶動(dòng)指針轉(zhuǎn)動(dòng)。游絲彈簧保證齒輪正反轉(zhuǎn)時(shí)都沿同一齒

10、側(cè)面嚙合，以消除空程誤差。其放大比按下式計(jì)算， 取刻線間距c1.5mm，則分度值附圖1-10 鐘表型百分表附圖1-11 杠桿表(a)-杠桿百分表 (b)-杠桿千分表 2)杠桿表如附圖1-11所示。其體積小，測(cè)力小。測(cè)頭可在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，可在任意方向上進(jìn)行測(cè)量。能夠深入到小孔或特殊凹槽內(nèi)測(cè)量。 杠桿百分表外形及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如附圖1-11(a)所示。測(cè)量頭的微位移經(jīng)杠桿1與扇形齒輪2傳給小齒輪3和指針4，其放大比為K100。附圖1-11(b)所示的是杠桿千分表的外形和傳動(dòng)系統(tǒng)。3.4內(nèi)徑百分表內(nèi)徑百分表是用相對(duì)測(cè)量法測(cè)量孔徑的常用量?jī)x。內(nèi)徑百分表由百分表和裝有杠桿系統(tǒng)的測(cè)量裝置表架組成。它可測(cè)量61

11、000mm內(nèi)的內(nèi)尺寸，特別適宜于測(cè)量深孔。1. 內(nèi)徑百分表的結(jié)構(gòu)圖1-12是內(nèi)徑百分表的結(jié)構(gòu)圖。百分表是其主要部件，百分表是借助于齒輪齒條傳動(dòng)或杠桿齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將測(cè)桿的線位移轉(zhuǎn)變?yōu)橹羔樆剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的指示量?jī)x。圖1-12 內(nèi)徑百分表1-可換測(cè)量頭 2殼體 3套筒4傳動(dòng)桿5彈簧 6百分表7杠桿8活動(dòng)測(cè)量頭9定位裝置 10彈簧表架殼體2上一端安裝可換測(cè)量頭1，它可以根據(jù)被測(cè)孔的尺寸大小更換，另一端安裝活動(dòng)測(cè)量頭8，百分表6的測(cè)量桿與傳動(dòng)桿4始終接觸，彈簧5是控制測(cè)量力的，并經(jīng)傳動(dòng)桿4，杠桿7向外頂著活動(dòng)測(cè)量頭8。測(cè)量時(shí)，活動(dòng)測(cè)量頭8的移動(dòng)使杠桿7回轉(zhuǎn)，通過(guò)傳動(dòng)桿推動(dòng)百分表6的測(cè)量桿，使百分表指針偏轉(zhuǎn)。由

12、于杠桿7是等臂的，當(dāng)活動(dòng)測(cè)量頭移動(dòng)1mm時(shí)，傳動(dòng)桿也移動(dòng)1mm，推動(dòng)百分表指針回轉(zhuǎn)一圈。所以活動(dòng)測(cè)量頭的移動(dòng)量可在百分表上讀出來(lái)。定位裝置9起找正直徑位置的作用，因?yàn)榭蓳Q測(cè)量頭1和活動(dòng)測(cè)量8的軸線為定位裝置的中垂線，此定位裝置保證了可換測(cè)量頭和活動(dòng)測(cè)量頭的軸線位于被測(cè)孔的直徑位置上。內(nèi)徑百分表活動(dòng)測(cè)量頭允許的移動(dòng)量很小，它的測(cè)量范圍是由更換或調(diào)整可換測(cè)量頭的長(zhǎng)度來(lái)達(dá)到的。量頭在孔的縱斷面上也可能傾斜，如圖1-6虛線所示。所以在測(cè)量時(shí)應(yīng)將量桿左右擺動(dòng)，以百分表指針?biāo)傅淖钚≈底鳛閷?shí)際尺寸。2百分表的測(cè)量原理百分表測(cè)量原理如圖1-14所示。當(dāng)具有齒條的測(cè)量桿5上下移動(dòng)時(shí)，經(jīng)齒輪1、2傳給中間齒輪3

13、及與齒輪3同軸的指針8，由指針在刻度盤(pán)9上指示出相應(yīng)的示值。測(cè)量桿移動(dòng)1mm，指針轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，刻度盤(pán)沿圓周刻有100條等分刻度，因此測(cè)量桿上、下移動(dòng)0.01mm，指針轉(zhuǎn)一格，即分度值為0.01mm。這樣通過(guò)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，將測(cè)量桿的微小位移經(jīng)放大轉(zhuǎn)變?yōu)橹羔樀钠D(zhuǎn)。為了消除齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中由于齒側(cè)間隙而引起的測(cè)量誤差，在百分表內(nèi)裝有游絲7，由游絲產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩作用在大齒輪6上，大齒輪6也與中間齒輪3嚙合，這樣可以保證齒輪在正反轉(zhuǎn)時(shí)都在同一齒側(cè)面嚙合。彈簧4是控制百分表測(cè)量力的。圖1-13 用內(nèi)徑百分表測(cè)取讀數(shù) 圖1-14 百分表傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1、2齒輪 3中間齒輪 4彈簧 5測(cè)量桿 6大齒輪 7游絲 8指針

14、 9刻度盤(pán)3. 測(cè)量方法 根據(jù)被測(cè)內(nèi)孔的基本尺寸，選擇相應(yīng)的可換測(cè)量頭，旋入量桿頭部，并用鎖緊圈固定。 按內(nèi)孔的基本尺寸選擇量塊，組合于量塊夾中（或按基本尺寸調(diào)整好外徑千分尺兩測(cè)砧之間的距離）。 調(diào)整零位：用手握著隔熱手柄，先將活動(dòng)測(cè)量頭壓靠在量塊夾的一端（或外徑千分尺的一個(gè)測(cè)砧上），使活動(dòng)測(cè)頭內(nèi)縮，以保證放入固定測(cè)頭時(shí)不與量塊夾的另一端（或外徑千分尺的另一測(cè)砧）磨擦，然后放入固定測(cè)頭使之與另一端接觸。按圖1-15所示方法反復(fù)擺動(dòng)百分表量桿，找出指針偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)表盤(pán)，使百分表零刻線正好對(duì)準(zhǔn)指針轉(zhuǎn)折點(diǎn)，如此反復(fù)幾次檢驗(yàn)零位的正確性，記住百分表短針的讀數(shù)，即調(diào)好零位。然后用手輕壓定位板使活動(dòng)

15、測(cè)頭內(nèi)縮，當(dāng)固定測(cè)頭脫離接觸時(shí)，再將內(nèi)徑百分表緩慢地從量塊夾（或千分尺測(cè)砧）內(nèi)取出。圖1-15 內(nèi)徑百分表零位調(diào)整 進(jìn)行測(cè)量：按調(diào)零時(shí)的方法，將內(nèi)徑百分表兩測(cè)頭插入被測(cè)孔中，在圖1-16所示的三個(gè)截面三個(gè)方向上進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量時(shí)將內(nèi)徑百分表左右擺動(dòng)，指針?biāo)傅淖钚≈导礊楸粶y(cè)孔徑相對(duì)于基本尺寸的實(shí)際偏差值（注意：“”、“”順時(shí)針為負(fù)，逆時(shí)針為正），由各測(cè)得的實(shí)際偏差值計(jì)算孔的實(shí)際尺寸值，按孔的驗(yàn)收極限尺寸判斷其尺寸的合格性。圖1-16 內(nèi)孔測(cè)量位置示意圖四、實(shí)驗(yàn)方法及數(shù)據(jù)記錄1. 實(shí)驗(yàn)步驟（1） 根據(jù)零件的尺寸及極限偏差選擇長(zhǎng)度尺寸的測(cè)量?jī)x器。（2） 對(duì)照各實(shí)際測(cè)量?jī)x器認(rèn)識(shí)其主要部件及其作用，掌握

16、各測(cè)量?jī)x器的工作原理及測(cè)量使用方法。（3）分別對(duì)零件軸徑和孔徑進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄、整理和進(jìn)行處理。（4） 將測(cè)量結(jié)果與圖樣上的技術(shù)要求進(jìn)行比較，判斷其合格與否。（5） 寫(xiě)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(shū)，擬定實(shí)驗(yàn)方案與測(cè)量步驟，經(jīng)指導(dǎo)老師檢查認(rèn)可，方可進(jìn)行測(cè)量實(shí)驗(yàn)。（2） 使用各測(cè)量?jī)x器要嚴(yán)格遵守儀器的操作規(guī)程五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容及要求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(shū)，初步擬定實(shí)驗(yàn)方案。2. 記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制測(cè)量示意圖，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。六、問(wèn)題討論量塊按“等”與“級(jí)”使用的區(qū)別，哪種更準(zhǔn)確？實(shí)驗(yàn)二 用立式光學(xué)比較儀測(cè)量軸徑一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解立式光

17、學(xué)計(jì)的測(cè)量原理；（2）熟悉用立式光學(xué)計(jì)外徑測(cè)量的方法；（3）根據(jù)測(cè)量結(jié)果，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1957-81光滑極限量規(guī)查出被測(cè)軸徑的尺寸公差和形狀公差，作出適用性結(jié)論。并用MATLAB軟件編制的程序處理測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)其測(cè)量軸的軸徑偏差、素線直線度、素線平行度進(jìn)行綜合分析。 二、測(cè)量原理及儀器說(shuō)明立式光學(xué)計(jì)是一種精度較高而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的常用光學(xué)量?jī)x，用量塊作為長(zhǎng)度測(cè)量基準(zhǔn)，按比較測(cè)量法來(lái)測(cè)量各種工件的外尺寸。2-1立式光學(xué)計(jì)的機(jī)構(gòu)組成圖2-1為立式光學(xué)計(jì)外形圖，它由底座1、立柱5、支臂3、直角光管6和工作臺(tái)11等幾部分組成，光學(xué)計(jì)是利用光學(xué)杠桿發(fā)大原理進(jìn)行測(cè)量的儀器，其光學(xué)系統(tǒng)如圖2-2b所示。照明光線經(jīng)

18、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3上發(fā)出的光線經(jīng)物鏡3后成為平行光束。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，刻度尺像7與刻度尺8對(duì)稱(chēng)。若被測(cè)尺寸變動(dòng)使測(cè)桿5推動(dòng)反射鏡4繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)某一角度（圖2-2a），則反射光線相對(duì)于入射光線偏轉(zhuǎn)角度，從而使刻度尺像7產(chǎn)生位移t（圖2-2c），它代表被測(cè)尺寸的變動(dòng)量。物鏡至刻度尺8間的距離為物鏡焦距f，設(shè)b為測(cè)桿中心至反射鏡支點(diǎn)間的距離，s為測(cè)桿5移動(dòng)的距離，則儀器的放大比K為： 當(dāng)很小時(shí)，因此：光學(xué)計(jì)目鏡放大倍數(shù)為12，故儀器的總放大倍數(shù)n為：2-2 立式光學(xué)計(jì)

19、的成像原理由此說(shuō)明，當(dāng)測(cè)桿移動(dòng)0.001mm時(shí)，在目鏡中可見(jiàn)到0.96mm的位移量。三、測(cè)量步驟（1）測(cè)頭的選擇：測(cè)頭有球形、平面形和刀口形三種，根據(jù)被測(cè)零件表面的幾何形狀來(lái)選擇，使測(cè)頭與被測(cè)表面盡量滿足點(diǎn)接觸。所以，測(cè)量平面或圓柱面工件時(shí)，選用球形測(cè)頭。測(cè)量球面工件時(shí)，選用平面形測(cè)頭。測(cè)量小于10mm的圓柱形工件時(shí)，選用刀口形測(cè)頭。（2）按被測(cè)零件的基本尺寸組合量塊。（3）調(diào)整儀器零位參看圖2-1，選好量塊組后，將下測(cè)量面置于工作臺(tái)11的中央，并使測(cè)頭10對(duì)準(zhǔn)上測(cè)量面中央。粗調(diào)節(jié)：松開(kāi)支臂緊固螺釘4，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺母2，使支臂緩慢下降，直到測(cè)頭與量塊上測(cè)量面輕微接觸，并能在視線中看到刻度尺像時(shí)，

20、將螺釘4鎖緊。 2-3 軸徑測(cè)量部位細(xì)調(diào)節(jié)：松開(kāi)緊固螺釘8，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)凸輪7，直至在目鏡中觀察到刻度尺像與指示線接近為止（圖2-2a）。然后擰緊螺釘8。微調(diào)節(jié)：轉(zhuǎn)動(dòng)刻度尺微調(diào)螺釘6（圖2-2b），使刻度尺的零線影像與指示線重合（圖2-2b），然后壓下測(cè)頭提升杠桿9數(shù)次，使零位穩(wěn)定。將測(cè)頭抬起，取下量塊。（4）將工件洗凈放在工作臺(tái)上進(jìn)行測(cè)量，在軸的三個(gè)橫截面上，相隔90度的徑向位置上共測(cè)六個(gè)點(diǎn)（如圖2-3），在同一批加工零件中，任選10個(gè)零件進(jìn)行測(cè)量，確定零件實(shí)際尺寸的變動(dòng)范圍,對(duì)某一個(gè)零件的同一部位測(cè)量10次，計(jì)算出算術(shù)平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差及極限誤差，按標(biāo)準(zhǔn)形式寫(xiě)出結(jié)果。并按其的驗(yàn)收極限判斷其合格性

21、。將測(cè)量結(jié)果填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告。（5）用MATLAB軟件編制的程序處理數(shù)據(jù)，判斷是否合格(圖2-4、圖2-5) 。圖2-4 數(shù)據(jù)處理圖2-5 數(shù)據(jù)圖形分析四、問(wèn)題討論1. 用立式光學(xué)計(jì)測(cè)量軸徑屬于什么測(cè)量方法？以什么作為比較標(biāo)準(zhǔn)？用立式光學(xué)計(jì)能否進(jìn)行絕對(duì)測(cè)量，為什么？2. 絕對(duì)測(cè)量與相對(duì)測(cè)量各有何特點(diǎn)?實(shí)驗(yàn)三 合像水平儀測(cè)量直線度誤差一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）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(cè)量導(dǎo)軌直線度誤差的測(cè)量方法與數(shù)據(jù)處理；（3）用MATLAB編制的程序處理測(cè)量數(shù)據(jù)，評(píng)定測(cè)量結(jié)果。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(cè)量在技術(shù)測(cè)量中也占有非常重

22、要的地位，直線度誤差的測(cè)量是常用檢測(cè)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(cè)量。下面介紹用合像水平儀測(cè)量直線度誤差的方法及其誤差的評(píng)定。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備原理用水平儀和自準(zhǔn)直儀等進(jìn)行直線度誤差的測(cè)量，其共同特點(diǎn)是測(cè)量實(shí)際要素的微小角度的變化。由于被測(cè)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(cè)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(cè)點(diǎn)的距離）一經(jīng)確定，這個(gè)變化的微小傾斜角與被測(cè)相鄰兩點(diǎn)的高低差就有確切的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)對(duì)逐個(gè)節(jié)距的測(cè)量，得出變化的角度，用作圖或計(jì)算的方法，就可求出被測(cè)實(shí)際要素的直線度誤差值。由于合像水平儀的測(cè)量準(zhǔn)確度高，示值范圍大（±

23、10mm/m），測(cè)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。圖3-1 合像水平儀的結(jié)構(gòu)和使用原理合像水平儀的結(jié)構(gòu)如(圖3-1a、d)所示，它由底板1和殼體4組成外殼基體，其內(nèi)部由杠桿2、水準(zhǔn)器8、兩個(gè)棱鏡7、測(cè)量系統(tǒng)9、10、11以及放大鏡6所組成。測(cè)量時(shí)將合像水平儀放于橋板(圖3-2)上相對(duì)不動(dòng)，再將橋板置于被測(cè)表面上。若被測(cè)表面無(wú)直線度誤差，并與自然水平面基準(zhǔn)平行，此時(shí)水準(zhǔn)器的氣泡則位于兩棱鏡的中間位置，氣泡邊緣通過(guò)合像棱鏡7所產(chǎn)生的影像，在放大鏡6中觀察將出現(xiàn)如圖3-1b所示的情況。但在實(shí)際測(cè)量中，由于被測(cè)表面安放位置不理想和被測(cè)表面本身不直，致使氣泡移動(dòng)，其視場(chǎng)情況將如圖3

24、-1c所示。此時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微螺桿10，使水準(zhǔn)器轉(zhuǎn)動(dòng)一角度，從而使氣泡返回棱鏡組7的中間位置，則圖3-1c中兩影像的錯(cuò)移量將消失而恢復(fù)成一個(gè)光滑的半圓頭(圖3-1b)。測(cè)微螺桿移動(dòng)量s導(dǎo)致水準(zhǔn)器的轉(zhuǎn)角a(圖3-1d)與被測(cè)表面相鄰兩點(diǎn)的高低差h(m)有確切的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即 h=0.01aL式中0.01合像水平儀的分度值(mmm)； L橋板節(jié)距(mm)； a角度讀數(shù)值(用格數(shù)來(lái)計(jì)數(shù))。三、測(cè)量步驟 （1）將導(dǎo)軌全長(zhǎng)分成長(zhǎng)度相等的若干小段（如取1m，可分成10段）。確定相鄰兩測(cè)點(diǎn)之間的距離（節(jié)距），按節(jié)距調(diào)整橋板的兩圓柱中心距（如圖3-2）。 圖3-2按節(jié)距調(diào)整橋板的兩圓柱中心距圖 圖3-3 調(diào)節(jié)成水平

25、（2） 將合像水平儀放在橋板上，然后將橋板依次放在各節(jié)距的位置，每放一個(gè)節(jié)距后，要旋轉(zhuǎn)微分筒合像（如圖3-3），使放大鏡中的合像，此時(shí)即可讀數(shù)，如此順測(cè)（從首點(diǎn)到尾點(diǎn)），回測(cè)（由終點(diǎn)至首點(diǎn)）各一次?；販y(cè)時(shí)橋板不能調(diào)頭，個(gè)測(cè)點(diǎn)兩次讀數(shù)的平均值作為該點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)。需注意，如某測(cè)點(diǎn)兩次讀數(shù)相差極大，說(shuō)明測(cè)量情況不正常，應(yīng)檢查原因并加以清除后重測(cè)。（3） 根據(jù)各測(cè)點(diǎn)的累計(jì)值，在坐標(biāo)紙上取點(diǎn)，作圖時(shí)不要漏掉首點(diǎn)，然后連接各點(diǎn)得出誤差折線。（4）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(gè)最高點(diǎn)相切，在兩切點(diǎn)之間，應(yīng)有一個(gè)最低點(diǎn)與另一條平行線相切。這兩條直線之間的區(qū)域才是最小包容區(qū)域。從平行

26、于縱坐標(biāo)方向畫(huà)出這兩條平行直線間的距離，此距離就是被測(cè)表面的直線度誤差值。四、數(shù)據(jù)處理例：用合象水平儀測(cè)量一窄長(zhǎng)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L200mm，測(cè)量直線度記錄數(shù)據(jù)見(jiàn)附表3-1。若被測(cè)平面直線度的公差等級(jí)為5級(jí)，試用作圖法評(píng)定該平面的直線度誤差是否合格？表3-1 測(cè)量數(shù)據(jù)表測(cè) 點(diǎn) 序 號(hào) 012345678儀器讀數(shù)（格）順 測(cè)298300290301302306299296回 測(cè)296298288299300306297296平 均297299289300301306298296相 對(duì) 差 （格）00+2-8+3+4+9+1-1累加值00+2-6-3+

27、1+10+11+10 注：1）表列讀數(shù)，百分?jǐn)?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(duì)差數(shù)字的簡(jiǎn)化，本例取297格。 0.01×200×10.521m按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1184-1996，直線度5級(jí)公差為25m。誤差值小于公差值，所以被測(cè)工件直線度誤差合格。通過(guò)MATLAB軟件編制的程序進(jìn)行處理，把處理結(jié)果寫(xiě)入實(shí)驗(yàn)報(bào)告（圖3-4）。五 問(wèn)題討論1. 用作圖法求解直線度誤差值時(shí)，如前所述，總是按平行于縱坐標(biāo)計(jì)量，而不是垂直于兩條平行包容直線之間距離，原因何在？ 圖3-4 測(cè)量數(shù)據(jù)圖形分析實(shí)驗(yàn)四 表面粗糙度的測(cè)量一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解粗糙

28、度樣板比較分析法的特點(diǎn)和使用場(chǎng)合；（2）了解精密粗糙度測(cè)量?jī)x的原理和使用方法；（3）加深對(duì)表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)Ra的理解。二 測(cè)量原理（1）粗糙度樣板比較分析法比較法是把零件上被檢測(cè)的表面與標(biāo)有一定評(píng)定參數(shù)值的粗糙度樣板（如圖4-1）靠在一起，通過(guò)視覺(jué)、觸感或其它方式進(jìn)行比較后，對(duì)被檢表面的粗糙度進(jìn)行評(píng)定。圖4-1 表面粗糙度樣板（2）表面粗糙度描針?lè)y(cè)量通過(guò)針尖感觸被測(cè)表面微觀不平度的方法稱(chēng)為針描法或針觸法（如圖4-2）。測(cè)量時(shí)，儀器金剛石觸針針尖與被測(cè)表面接觸，當(dāng)觸針以一定速度沿著被測(cè)表面移動(dòng)時(shí)，由于被測(cè)表面輪廓峰谷起伏，使觸針作垂直于輪廓方向的上下運(yùn)動(dòng)，這種機(jī)械的上下移動(dòng)通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換

29、成電信號(hào)，對(duì)電信號(hào)進(jìn)行處理后，可在儀器上直接顯示出Ra值，也可經(jīng)放大器驅(qū)動(dòng)裝置，畫(huà)出被測(cè)的輪廓圖形。圖4-2 描針?lè)ㄔ砣?實(shí)驗(yàn)操作與儀器簡(jiǎn)介（1）粗糙度樣板比較分析法生產(chǎn)實(shí)踐表明，不同的加工方法所形成的表面，由于表面特征不同，即使各表面的粗糙度參數(shù)值相同或按近，而在視覺(jué)和觸感上的反映往往不一樣。因此為了避免比較測(cè)量時(shí)的評(píng)定誤差，將表面粗糙度樣板分別按車(chē)、銑、刨、磨等加工方法所形成的表面特征而制成，供采用相應(yīng)的加工方法時(shí)作比較。另外由于零件的材料不同或表面形式（內(nèi)孔、外圓、平面等）不同，粗糙度在視覺(jué)或觸感上的反映也往往不一樣，這都要求在選擇樣板和作比較時(shí)加以注意。對(duì)于生產(chǎn)批量較大的零件，為了提

30、高評(píng)定準(zhǔn)確性，最好直接提供零件樣品，其表面粗糙度經(jīng)測(cè)量合格后，作為“樣板”使用。用比較法評(píng)定表面粗糙度雖然不能精確地得出被檢表面的粗糙度參數(shù)值，但由于測(cè)量器具簡(jiǎn)單，使用方便，且能滿足一般的生產(chǎn)要求，故常用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中對(duì)中等或粗糙的表面（Ra1.25m）進(jìn)行評(píng)定。其準(zhǔn)確性在很大程度上取決于檢驗(yàn)人員的經(jīng)驗(yàn)。（2） JB-4C表面粗糙度測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)表面粗糙度測(cè)量?jī)x按其使用的傳感器不同，可分為電感式、壓電式、光電式等。它一般由傳感器、驅(qū)動(dòng)箱、底座平板，電腦及打印機(jī)等組成，通過(guò)數(shù)據(jù)處理可得到多種表面粗糙度參數(shù)值。還能對(duì)一些特殊表面：如溝槽面、球面、波紋管面等進(jìn)行測(cè)量。圖4-3是JB-4C精密粗糙度測(cè)量?jī)x的示意圖。由圖4-3可見(jiàn)，儀器由花崗巖平板、工作臺(tái)、傳感器、驅(qū)動(dòng)箱、顯示器、電腦和打印機(jī)等組成