第五節(jié)軸類零件的測量

第五節(jié)軸類零件的測量第一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四本節(jié)主要內(nèi)容主要介紹：

四種軸徑測量方法及軸徑測量的誤差因素分析（原理、測量特點(diǎn)、運(yùn)用場合、精度、主要測量誤差、如何提高測量精度）要求：通過本節(jié)學(xué)習(xí)能實(shí)際解決軸類零件的檢測問題（測量方法的選擇，具體測量）。重點(diǎn)：萬工顯上測軸徑的各種方法軸徑測量誤差分析第二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四任務(wù)：軸類零件的測量測量對(duì)象和被測量問題1：軸類零件有哪些？（外形、特點(diǎn)、分類、用途）問題2：測軸類零件的什么量？測量單位和標(biāo)準(zhǔn)量長度單位-米高等級(jí)線紋尺高等級(jí)量塊高等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)軸光波波長測量方法相對(duì)測量光學(xué)計(jì)、接觸式干涉儀立式測長儀，測長機(jī)指示表絕對(duì)測量萬能測長儀、測長機(jī)，萬工顯卡尺、千分尺激光掃描測徑儀測量精度（方法精度、影響因素）萬工顯：Δ=±（3+L/200）um光學(xué)計(jì)接觸式干涉儀：同量塊測長儀：Δ=±（1.5+L/100）um測長機(jī)：Δ=±（2+L/100）um千分尺：Δ=±5um卡尺：Δ=±20um激光掃描測徑儀：（5-15）um第三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四一．概述

軸類零件尺寸屬于外尺寸，凡能測外尺寸的量儀都可使用，具體選擇方法、儀器視被測件的精度、工件的特性、批量大小等定。低精度：通用量具，如三大類。高精度：各種光學(xué)量儀。典型的測量儀器有立式光學(xué)計(jì)、超級(jí)光學(xué)計(jì)、立式接觸干涉儀、測長機(jī)、測長儀等，測量方法同量塊檢定；測量位置：上、中、下三截面;X、Y兩方向;

共六個(gè)尺寸。第四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四第五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四百分比較儀千分比較儀

雙面百分表杠桿百（千）分表數(shù)顯百（千）分表第六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四第七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四第八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四第九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四投影立式光學(xué)計(jì)第十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四第十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四精密光學(xué)計(jì)第十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四第十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四第十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四測長機(jī)第十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四第十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四第十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四第十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四二.測量方法（一）.萬能工具顯微鏡上測量軸徑的方法

萬能工具顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)原理如圖2-10。

圖2-10萬能工具顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)這兩光攔的作用是什么？通常有三組物鏡目鏡有多組，此為測角目鏡依瞄準(zhǔn)方式不同，有不同的測量方法。第十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四第二十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四

顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)第二十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四第二十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四第二十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四第二十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四第二十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四第二十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四1．影象法

是最常用的非接觸測量方法，利用儀器目鏡分劃板上的刻線對(duì)工件影象進(jìn)行瞄準(zhǔn)，讀出相應(yīng)讀數(shù)，既可以測得內(nèi)、外尺寸。Y1Y2d=|Y1-Y2|第二十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四（1）測量過程：

調(diào)光圈(影響及對(duì)象）、調(diào)視度、調(diào)焦、瞄準(zhǔn)，測量。

最佳光圈：

實(shí)際光源非點(diǎn)光源，使成象光束不平行，將對(duì)曲面輪廓的測量帶來誤差。須按被測工件的曲率半徑調(diào)整光圈，以減小成象誤差。最佳光圈的大小可在儀器說明書中查得或通過實(shí)驗(yàn)近似公式計(jì)算求得。第二十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四（2）誤差因素及減少方法：瞄準(zhǔn)——半寬壓線、由工件外向內(nèi)調(diào)焦——注意方法步驟，用焦距規(guī)誤差為負(fù)偏差讀數(shù)——盡量在中間阿貝誤差——盡量串聯(lián)，若并聯(lián)盡量靠近標(biāo)尺。溫度——定溫（3）影象法測量的特點(diǎn)：簡單、方便、能保證一定的精度，應(yīng)用廣泛第二十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四2．測量刀法（１）原理：用直刃測量刀接觸測量軸徑，在測量刀上距刃口0.3mm處有一條平行于刃口的細(xì)刻線，在工具顯微鏡上測量時(shí)，用這條細(xì)刻線與測角目鏡中米字中心線平行的第一條虛線對(duì)線瞄準(zhǔn)讀數(shù)。0.3第三十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四（２）目的：提高測量精度。較之半寬壓線瞄準(zhǔn)，瞄準(zhǔn)精度提高一倍。無光圈影響（３）測量時(shí)的注意點(diǎn)：測量時(shí)必須用3倍物鏡，測角目鏡；正確對(duì)刀（采用該種方法測量關(guān)鍵的一步）測量刀的磨損應(yīng)修正。由于此法操作麻煩，一般很少采用。第三十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四3．干涉測量法目的：提高瞄準(zhǔn)精度(瞄準(zhǔn)精度和測量刀法同)，無光圈影響，減低對(duì)工件表面質(zhì)量要求。實(shí)現(xiàn)方法：微小孔照明干涉法、斜照明干涉法。（1）微小孔照明干涉法就是利用干涉條紋來對(duì)被測件進(jìn)行瞄準(zhǔn)和測量的（圖2-13）。干涉條紋的產(chǎn)生是羅埃鏡干涉原理。

第三十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四第一條干涉條紋和輪廓的距離b與被測工件曲率半徑有關(guān)，需事先通過實(shí)驗(yàn)得出b—R對(duì)照表，供測量時(shí)采用。從而影響了該法的推廣應(yīng)用。微小照明孔徑光圈如圖2-14所示。第三十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四

用該方法，b值是一個(gè)定值，能有效解決方法(1)的不足，用于相對(duì)測量，較為實(shí)用。

（2）斜照明干涉法干涉原理如圖2-15所示。第三十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四光束以角入射，其值為：tan=a/fb值為：

b=λ/2sin式中—光源波長

為了使軸徑測量時(shí)，相對(duì)邊均能接受斜照明，利用上述原理設(shè)計(jì)的實(shí)用方案為雙光束斜照明裝置(如圖2-16)。第三十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四（二）臥式（萬能）測長儀測外尺寸

臥式測長儀是按照阿貝原則設(shè)計(jì)制造的，讀數(shù)裝置原理和立式測長儀相同，但臥式測長儀可測內(nèi)、外尺寸，不僅對(duì)光滑孔、軸，甚至內(nèi)、外螺紋均能測量，所以又名萬能測長儀。第三十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四1．主要技術(shù)參數(shù)2．儀器結(jié)構(gòu)底座：儀器基礎(chǔ)，上有導(dǎo)軌，用于安裝測量座（阿貝頭）、尾架。測量座：

測量軸1（內(nèi)裝分度值為1mm，長100mm的玻璃刻度尺）；測微讀數(shù)顯微鏡，分度值為1um；重錘懸掛機(jī)構(gòu)：產(chǎn)生內(nèi)、外測力；測量桿：可裝不同測帽；微動(dòng)裝置、照明裝置等。尾座：尾架、尾管（有微動(dòng)手輪和可裝不同形狀的測頭的測桿）。萬能工作臺(tái)：有5個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，既升降、橫向、縱向的運(yùn)動(dòng)，繞垂直軸的轉(zhuǎn)動(dòng)和繞其橫軸的擺動(dòng)。第三十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四3．主要誤差因素4．測量時(shí)的注意點(diǎn)：測量力方向調(diào)整（內(nèi)外尺寸不同）；測頭的選擇與調(diào)整（點(diǎn)接觸、找轉(zhuǎn)折點(diǎn)）；工件的定位調(diào)整（穩(wěn)定可靠、阿貝原則）。第三十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四（三）、V形塊上測軸徑設(shè)備：V形鐵、測微表方法：三點(diǎn)測量法原理：如圖2-18α角大些好還是小點(diǎn)好？則：式中：K=(1+sinα)/(2sinα)第三十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四當(dāng)V形鐵半角

α=30°時(shí)，K=1.5；

α=45°時(shí)，K=1.2；

α=90°時(shí)，K=1，就使三點(diǎn)測量變成了二點(diǎn)測量。應(yīng)用:（1）帶有奇數(shù)溝槽的刀具，如絲錐、銑刀等；（2）光滑圓柱工件，測量其帶有奇數(shù)棱的形狀誤差第四十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四（四）、激光掃描法測量直徑原理：如圖2-19。

d=t*Vs若物體運(yùn)動(dòng)，對(duì)測量結(jié)果是否有影響？第四十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四特點(diǎn)：非接觸可測軟、熱、透明、運(yùn)動(dòng)的物體；同時(shí)測量若干個(gè)被測物；掃描光束的直徑不影響測量。（為什么？）應(yīng)用：外尺寸的測量。大直徑的測量：圖2-19的測量范圍受到透鏡尺寸的限制，為此設(shè)計(jì)了圖2-20的結(jié)構(gòu)，適用于大尺寸的測量。誤差因素：對(duì)準(zhǔn)誤差，運(yùn)動(dòng)誤差，大氣擾動(dòng)，溫度，表面粗糙度等第四十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四三．軸徑測量中的誤差分析

軸徑測量中影響測量誤差的因素很多（如儀器、標(biāo)準(zhǔn)器、溫度、測力等），在此僅討論定位和接觸測量中，測頭形式不同而引起的測量誤差。1．兩測量點(diǎn)的連線不通過被測軸的直徑用卡尺、千分尺、各種指示式量儀等測軸徑都是二點(diǎn)接觸，如兩測點(diǎn)的連線不通過被測軸的直徑，測出的直徑小于實(shí)際軸徑，如圖2—21a所示。第四十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四

由上可見，測量線相對(duì)于直徑線偏移量C所產(chǎn)生的測量誤差與偏移量的平方成正比(當(dāng)R一定時(shí))，而與被測軸半徑R成反比(當(dāng)c一定時(shí))。為提高測量精度，在測量中應(yīng)設(shè)法找到最大直徑。在工具顯微鏡上用測量刀測軸徑時(shí)，測量刀對(duì)軸線有偏差所造成的直徑測量誤差也是這種情況。此時(shí)直徑的測量誤差為：第四十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四

當(dāng)用卡尺、千分尺以及使用平面或刀刃形測量頭的儀器測