質量控制及檢測技術第六章-機械常用測量器具課件

1、第六章 機械常用測量器具學習目的：了解常用測量器具及測量方法；掌握三坐標測量機的應用；熟悉用電動輪廓儀測量表面粗糙度的實驗及用三坐標測量機測量面輪廓度誤差的實驗。學習重點：掌握三坐標測量機的應用。第六章 機械常用測量器具學習目的：了解常用測量器具及測量方第一節(jié) 常用測量器具及測量方法 一、量塊 1.量塊又稱塊規(guī)，其截面為矩形或圓形，是具有一對相互平行測量面并且其間距具有準確尺寸的測量器具，如圖6-1所示。圖6-1 矩形量塊的結構 2.量塊的主要用途（1）檢定和校準各種長度測量器具；（2）在長度測量中，作為相對測量的標準件；（3）用于精密劃線和精密機床的調整；（4）直接用于精密被測件尺寸的檢驗。

2、第一節(jié) 常用測量器具及測量方法圖6-1 矩形量塊的結構 3.塊的組合使用 根據使用需要，可把不同長度尺寸的量塊研合起來組成量塊組，這個量塊組的總長度尺寸就等于各組成量塊的長度尺寸的總和。由此可見，組成量塊用得越多，累積誤差也會越大，所以在使用量塊組時，應盡可能減少量塊的組合塊數，一般不超過45塊。 組合量塊組時，為了減少所用量塊的數量，應遵循一定的原則來選擇量塊長度尺寸:（1）根據需要的量塊組尺寸，首先選擇能夠去除最小位數尺寸的量塊；（2）然后再選擇能夠依次去除位數較小尺寸的量塊，并使選用的量塊數目為最少。 4.圓形量塊及應用 圓形量塊又稱銷規(guī),圓形量塊有兩方面的用途，一是像塞規(guī)那樣用于測量孔

3、的直徑，特別對于高精度的小孔，用儀器測量很困難而用圓形量塊檢查很方便。二是用于定位來測量兩個孔間的距離。 3.塊的組合使用 二、角度塊 常用的角度塊有兩種結構型式，即型和型，如圖6-4所示。型角度塊只具有一個工作角，工作面長7Omm，厚5mm；型角度塊具有四個工作角，工作面長70mm和寬50mm，厚5mm，此類角度塊通常有94塊組、36塊組和7塊組三種。 另外，還有一種工作面厚12mm的8塊組、12塊組和14塊組的角度塊，其中最常用的8塊組中有一塊由標稱值為30、60和90三個工作角組成(如圖6-5所示)，一般稱它為特種角度塊。 （a） （b） 圖6-4角度塊 圖6-5特種角度塊 (a) 型角

4、度塊；（b）型角度塊 1，2，3工作面；4 下非工 作面；5上非工作面。 二、角度塊 （a） （ 三、塞尺 塞尺又稱為厚薄規(guī)，塞尺是量具中結構最簡單的量具之一，它是片狀定值量具。所謂塞尺是具有準確厚度尺寸的單片或成組的薄片，用于檢驗間隙的測量器具，尺片的厚度由0.O2mmlmm，長度由75mm 300mm，如圖6-6和圖6-7所示。塞尺片有A型和B型兩種，成組塞尺的組別標記、塞尺片的長度、片數、厚度以及組裝順序見JB/T7979-95。 圖6-6 塞尺片的型式與尺寸 圖6-7 成組塞尺 1-塞尺片；2-連結片；3- 保護板 三、塞尺圖6-6 塞尺片的型式與尺寸 我國生產的塞尺片的長度有 75m

5、m，100mm，15Omm，200mm，300mm五種，尺片厚度尺寸系列是:0.02mm,0.03mm,0.04mm,0.05mm,0.06mm,0.07mm,0.08mm,0.09mm,0.10mm,0.11mm,0.12mm,0.13mm,0.14mm,0.15mm,0.20mm,0.25mm,0.30mm,0.35mm,0.40mm,0.45mm,0.50mm,0.55mm,0.60mm,0.65mm,0.70mm,0.80mm,0.85mm,0.90mm,0.95mm和1.00mm，共 31片 。尺片厚度尺寸應標在尺片上面。 四、卡鉗卡鉗是機械加工現場中最常用的量具之一。根據用途把卡鉗

6、分為外卡鉗和內卡鉗，前者用于測量外尺寸，后者用于測量內尺寸；根據構造，把卡鉗分為緊軸式卡鉗和彈簧式卡鉗兩種，生產中用得最多的是緊軸式卡鉗，如圖6-8所示。 在測量工作中，凡不宜用游標卡尺、鋼直尺和鋼卷尺進行測量的，或者用這些量具測量不方便的，均可用卡鉗去測量，例如測量鑄件、鍛件毛坯、砂輪的厚度和粗加工件等。如果使用時掌握得好，用卡鉗測量的精度不低于游標卡尺的測量精度?？ㄣQ是沒有刻度的一種測量工具，它要與鋼直尺、游標卡尺或千分尺等量具聯合使用才能獲得測量結果的具體數值。 我國生產的塞尺片的長度有 75mm，100mm，15Omm，圖6-8 卡鉗（a）內卡鉗 （b）外卡鉗 （c）數顯式卡鉗 五、游

7、標卡尺 游標卡尺是利用游標原理對兩測量面相對移動分隔的距離進行讀數的測量器具。游標卡尺(簡稱卡尺或普通卡尺)與千分尺、百分表都是最常用的長度測量器具。如圖6-9所示為型卡尺，這種卡尺既可以測量外尺寸、內尺寸，又可以測量深度和高度尺寸，還可以用于畫直線和平行線。型卡尺有0mm125mm，Omml5Omm，Omm300mm三種規(guī)格。 外量爪用于測量各種外尺寸；刀口形內量爪用于測量深度不深于l2mm的孔的直徑和各種內尺寸；深度測量桿固定在尺身的背面，能隨著尺框在尺身的導槽(在尺身背面)內滑動，用于測量各種深度尺寸，測量時，尺身深度測量面的端面是測量定位基準；尺身端面和內量爪的端面配合，可以測量階梯臺

8、階的高度尺寸。圖6-8 卡鉗 五、游標卡尺 六、高度游標卡尺 高度游標卡尺有三種，即高度游標卡尺、帶表高度卡尺和數顯式高度卡尺。高度游標卡尺簡稱為高度卡尺，它是利用游標原理對裝置在尺框上的劃線量爪工作面，或者測量頭與底座工作面相對移動分隔的距離進行讀數的測量器具，如圖6-106-13所示。圖6-10 高度游標卡尺1-底座；2-主標尺；3-緊固螺釘；4-尺框； 5-微動裝置；6-劃線量爪；7-測高量爪。 圖6-11 圓柱帶表高度卡尺 1-底座；2-主標尺；3-毫米讀數部位；4-指示表； 5-微動裝置；6-尺框；7-劃線量爪；8-圓柱。 六、高度游標卡尺圖6-10 高度游標卡尺 圖6-11 圓柱圖

9、6-12 數顯式高度卡尺1-底座；2-主柱尺；3-尺框；4-緊固螺釘；5-數字顯示器；6-劃線量爪 ； 圖6-13 雙圓柱式高度卡尺1-底座；2-劃線量爪；3-指示表；4-尺框；5-鎖緊手柄；6-毫米計數器；7-清“0”按鈕；8-圓柱。 七、深度游標卡尺 除游標原理相同外，深度游標卡尺與普通卡尺的結構有很大的不同，如圖6-14（a）所示，是機械式深度游標卡尺的結構，簡稱深度尺；如圖6-14(b)所示，是數顯式深度卡尺的結構，簡稱數顯式深度尺。圖6-12 數顯式高度卡尺圖6-13 雙圓柱式高度卡尺 （a） （b）圖6-14 深度卡尺 （a）游標深度尺 （b）數顯式深度尺 1-測量面；2-尺框；3

10、-緊固螺釘；4-尺身；5-主標尺；6-游標尺；7-基座；8-基準面；9-數字顯示器；10-功能按鈕。 八、外徑千分尺 千分尺類測量器具是利用螺旋副運動原理進行測量和讀數的，測量準確度高，按用途可分為外徑千分尺、內徑千分尺、深度千分尺等。外徑千分尺分度值一般為0.Olmm,測量精度可達百分之一毫米，也稱為百分尺，但國家標準中稱為千分尺。外徑千分尺的結構如圖6-16所示。 （a） 圖6-16 外徑千分尺 1-尺架； 2-測砧；3-測微螺桿 ；4-導套； 5-螺紋軸套； 6-緊固螺釘； 7-固定套管； 8-微分筒； 9-調節(jié)螺母； 10-接頭； 11-墊片； 12-測力裝置； 13-鎖緊裝置； 14

11、-隔熱裝置。 十、 深度千分尺如圖6-18所示。其結構與外徑千分尺相似，只是用底板1代替尺架和測砧。深度千分尺的測微螺桿移動量是25mm, 使用可換式測量桿，測量范圍為255Omm、5075mm、751OOmm等。圖6-16 外徑千分尺圖6-18 深度千分尺1-底板 2-鎖緊裝置 3-微分筒 4-測力裝置 5-固定套管 6-測量桿十一、 百分表簡介百分表的應用非常普遍，其結構如圖6-19所示。圖6-19 百分表1-表體 2-表圈 3-表盤 4-轉數指示盤 5-轉數指針 6-主指針 7-軸套 8-量桿 9-測頭 10-擋冒 11-耳環(huán)圖6-18 深度千分尺圖6-19 百分表第二節(jié) 幾種高精度測量

12、儀器簡介一、萬能工具顯微鏡簡介 萬能工具顯微鏡是機械制造中使用較為廣泛的光學測量儀器。它具有較高的測量精度，可用于長度、角度、復雜輪廓形狀零件的精密測量。該儀器有多種可選附件，可用直角坐標系或極坐標系測量，主要測量軸徑、孔徑、錐度、樣板、圓弧半徑、凸輪坐標尺寸、空間距、模具、刃具、量具、螺紋和齒輪等。 1.儀器的結構型式 如圖6-20所示。圖6-20 萬能工具顯微鏡1-方向讀數器；2-方向讀數器；3-歸零手輪；4-瞄準顯微鏡；5-雙向目鏡；6-立柱；7-反射照明器；8-手輪（調焦距）；9-手輪（調立臂傾斜角）；10-方向滑臺；11-頂尖；12-底角螺栓（調儀器水平，3個）；13-制動手柄（向左

13、松開，推、拉手柄，滑臺前、后移動）；14-滑臺微動手輪；15-玻璃工作臺固定螺釘(2個)；16-玻璃工作臺；17-底座；18-光欄調整裝置；19-滑臺制動手輪；20-滑臺微動裝置；21-方向滑臺；22-滑臺分劃尺；23-讀數鼓輪。第二節(jié) 幾種高精度測量儀器簡介圖6-20 萬能工具顯微鏡2.測量方法（1）測量前的準備工作 根據被測件的特征，選用適當的附件安裝在儀器上；接通電源；調節(jié)照明燈的位置；選擇并調節(jié)可變光欄；工件經擦拭后安裝在儀器上；調焦距。（2）長度測量方法 使用附件有玻璃工作臺、物鏡和測角目鏡。 1)將測角目鏡中角度示值調至00，將工件放在玻璃工作臺上，并觀察目鏡使被測部位與米字線中間

14、的線大致方向相同。 2)用兩個螺釘進行微調，當米字線中間的線瞄準工件第邊后，從方向讀數器讀數，然后移動滑臺，將同一條米字線瞄準工件的第邊并讀數。 3)兩次讀數差為測量值。（3）角度測量法 使用附件有玻璃工作臺、物鏡和測角目鏡。1)將工件置于工作臺中間； 2)移動、方向滑臺，使米字線交點落在被測件邊上，然后移動米字線使中間線與工件的邊對準，從測角目鏡中讀出角度值。再以同樣方法將米字線的同一根刻線與工件邊對準并讀數；3)兩次讀數差為角度測量值。2.測量方法 二、表面粗糙度測量儀簡介接觸式表面粗糙度測量儀是利用觸針直接在被測工件表面上輕輕滑過，從而測出表面粗糙度評定參數值，也可通過記錄器自動描繪輪廓

15、圖形進行數據處理，得到微觀不平度十點高度值。1.表面粗糙度測量儀的結構型式 如圖6-23所示。圖6-23 表面粗糙度測量儀1底座；2V型架；3倍測工件；4觸針；5傳感器；6固定螺釘；7啟動手柄；8升降手輪； 9立柱；10驅動箱；11變速手柄；12電氣箱；13測量范圍旋鈕；14指示表；15指零表；16取樣長度旋鈕；17電源開關；18指示燈；19測量方式開關；20調零旋鈕； 21記錄器；22記錄器開關；23線紋調整旋鈕；24鎖蓋旋鈕；25記錄器變速手柄； 二、表面粗糙度測量儀簡介圖6-23 表面粗糙度測量儀2讀表方法 （1）將電氣箱12上的測量方式開關19撥向“讀表”的位置，然后將驅動箱上的變速手

16、柄11轉至“”的位置，打開電源開關17，指示燈18亮。（2）粗略估計工件表面粗糙度數值，用旋鈕16選擇適當的取樣長度，并將驅動箱上啟動手柄7輕輕轉向左端。（3）升降驅動箱10，使傳感器上觸針4與工件表面接觸，直至指零表15的指針處于兩條紅帶之間。（4）啟動手柄7，驅動箱拖動傳感器5相對被測件表面移動，指示表14的指針開始擺動，然后停在某一位置上，記下測量結果。（5）將啟動手柄7退回原處，準備下一次測量。3.記錄方法（1）將測量方式開關19撥至“記錄”位置，驅動箱變速手柄11處于“”位置，行程長度選40mm。（2）粗略估計工件表面粗糙度數值，調整記錄器上的變速手輪25，選擇適當的水平放大比。（3

17、）升降驅動箱10，使觸針3與工件被測表面接觸，直至記錄器筆尖大致地處于記錄紙中間位置，然后打開記錄器開關22，啟動手柄7輕輕轉向右端，開始測量。（4）當需停止記錄時，可立即脫開記錄器開關22，若在測量的過程中需要傳感器停止工作，將啟動手柄7撥向左端即可。2讀表方法 三、輪廓投影儀 輪廓投影儀是利用光學系統(tǒng)將被測零件輪廓外形(或內孔)放大后，投影到儀器影屏上進行測量的光學儀器，如圖6-24所示。使用方法有以下兩種: 1.絕對測量法 首先確定放大倍數，把零件安裝好，即進行調焦，直到看到清晰的影像。然后微動工作臺，用投影屏上的十字(或米字)刻線對零件被測部分的輪廓邊緣分別進行對準。通過工作臺縱橫向的

18、移動(測長度)，工作臺或投影屏的轉動（測角度），在相應的讀數機構上進行讀數，測得零件尺寸，也可在帶有縱橫向方格刻線或極坐標圓刻線的投影屏上直接讀數。 2.相對測量法 這種測量法把放大了的影像和按預定放大比例繪制的標準圖形相比較，一次可實現對零件多個尺寸的測量。圖6-24 輪廓投影儀1工作臺；2半透鏡；3屏幕；4投影鏡；5反射燈；6反射鏡；7透鏡；8透射鏡三、輪廓投影儀圖6-24 輪廓投影儀四、 圓度儀 圓度儀是一種精密測量儀器，圓度儀適合于圓形零件徑向、軸向形狀及位置誤差的測量。 圓度儀有兩種形式:轉臺式和轉軸式轉臺式圓度儀的結構，如圖6-25所示。 圖6-25 轉臺式圓度儀1工作臺； 2空氣

19、調節(jié)器； 3定位尺； 4觸頭； 5測頭臂；6立柱；7徑向調節(jié)裝置四、 圓度儀圖6-25 轉臺式圓度儀 五、 三坐標測量機 三坐標測量機是一種高效精密測量儀器，可對復雜三維形狀的工件實現快速測量，它是由測頭測得被測工件、三個坐標值來確定被測點的空間位置，其測量結果可繪制出圖形或打印輸出。三坐標測量機的基本結構主要由機床部分(包括工作臺、底座、立柱和支架等)、傳感器部分和數據處理系統(tǒng)三大部分，如圖6-26所示。 圖6-26 三坐標測量機1-支架； 2-工作臺； 3-測頭； 4-控制柜； 5-打印機； 6-數據處理計算機 三坐標測量機的結構形式可分為移動橋式、固定橋式、龍門式、懸臂式、水平臂式、立柱

20、式、臥鏜式和儀器臺式等。 五、 三坐標測量機圖6-26 三坐標測量機第三節(jié) 三坐標測量機應用 三坐標測量機是近30年發(fā)展起來的一種高效的、新型的、現代大型精密儀器，它廣泛地用于機械制造、電子、汽車和航空航天等工業(yè)中，可以進行零件和部件的尺寸、形狀及相互位置的檢測，例如箱體、導軌、蝸輪和葉片、缸體、凸輪、齒輪、形體等空間型面的測量。還可用于劃線、定中心孔、光刻集成電路等，并可對連續(xù)曲面進行掃描及制備數控機床的加工程序等。由于它的通用性強、測量范圍大、精度高、效率高、性能好、能與柔性制造系統(tǒng)相連接，已成為一類大型精密儀器，故有“測量中心”之稱。 先進制造技術、各種工程項目與科學實驗的需要對三坐標測量機不斷提出新的、更高的要求。從目前國內外三坐標測量機的發(fā)展情況和科技、生產對三坐標測量機提出的要求來看，在今后一段時間內，它主要發(fā)展趨勢可以概括為:提高測量精度；提高測量效率；發(fā)展探測技術，完善測量機配置；采用新材料，運用新技術；發(fā)展軟件技術，發(fā)展智能測量機；控制系統(tǒng)更開放等等。 第三節(jié) 三坐標測量機應用第四節(jié) 用三坐標測量機測量面輪廓度誤差的實驗 一、實驗目的了解三坐標測量機的測量原理、方法以及計算機采集測量數據和處理測量