机械制造试验

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1、1目 录实验 1、 导轨直线度误差测量（基础型） .1实验 2、 跳动误差测量（提高型） .4实验 3、平面度测量（基本型） .5实验 4、 表面粗糙度测量（基础型） .8实验 5、 公法线长度变动及平均偏差测量（提高型） .12实验 6、 齿轮单项误差测量（基础型） .14实验 7、 齿轮综合误差测量（提高型） .22实验 8、 孔轴测量（基础型） .24实验 9、 螺纹测量（基础型） .27实验 9、 螺纹测量（基础型） .28实验 10、 金相组织（提高型） .29实验 11、 精密测量（提高型） .34实验 12、 数控机床组成与连接操作（提高型） .35实验 13、 数控编程及加工实

2、验（设计与创新型） .37实验 14、特种加工综合实验 （提高型） .39实验 15、机械制造工艺综合实验 （提高型） .422实验 1、 导轨直线度误差测量（基础型）一、实验目的1掌握用准直仪器测量导轨直线度的方法及按最小条件评定测量结果。2加深对直线度误差定义的理解。 二、测量原理及仪器说明如图 2-1a 所示，平行光管射出的平行光束将准直仪器中分划板刻度线 12 射在平面反射镜 1 上，经反射后，成像在目镜分划板上，若平面反射镜与平行光束相垂直，平行光束按原路返回。反射回来的十字分划板（亮十字）与刻度线重合；若平面镜产生倾斜角 a，则反射光轴与入射光轴成 2a 角度，使十字象相对相对刻线

3、产生相应的偏移，其偏移量C（图 2-1b）可通过测微器读出。三、测量步骤1、沿被测导轨方向，将准直仪置于被测方向的固一位置。接通电源，使光束照准安置的导轨面上的平面镜。2、将平面镜分别置于导轨两端位置。调准较直仪，使亮在两端位置时俊能进入现场。3、将平面镜移到靠近准直仪一端。调整测量分划板刻线位置，使其位于十字象中间。自测微器上记下起始读数。4、沿导轨面依次分段移动平面镜，观察并记录目镜中亮十字角的便移量。5、按最小条件用作图发处理测量结果，确定直线度误差。3四、处理测量数据直线度误差是表示实际线对理想直线的变动量。该理想直线应符合最小条件，常用的数据方法为图解法。1、 确定刻度值。仪器的角分

4、度值为 1，换算为线值为每格是 0.005 mm/m，若所用工作跨距为 200mm，则实际刻度值为：2、 在坐标纸上用横坐标 X 代表测量次数（分段长度） ，纵坐标 Y 代表相对于测量基准的量值（即表中的累计值） ，按相对积累值取点，作出误差曲线3、 根据最小包容区域判别法（即相间准则） ，选取高点与低点，过这些点作两平行直线包容曲线，沿纵坐标方向的距离为直线度误差值 f。例：反射镜位置 1 2 3 4 5 6 7 8读 数 60 65 65.5 59 61 59 59.5 67对零位换算值 0 +5 +5.5 -1 +1 -1 -0.5 +7累计值 0 +5 +10.5 +9.5 +10.5

5、 +9.5 +9 +164实验 2、 跳动误差测量（提高型）一、实验目的1了解圆度、圆跳动、全跳动等行位的意义，测量原理与测量方法。2学习正确使用千分表、偏摆仪和齿轮跳动检查仪等测量器具。二、测量原理与方法1圆度误差测量按最小条件的测量方法应使用圆度仪，但该仪器十分昂贵，故只在精密零件测量使用。根据 GB1958-80 规定，还可用其他一些近似的测量方法，如二点测量法。可用千分尺测量零件同一横截面内最大直径与最小直径之差的一半，作为单个截面的圆度误差，然后，按上叙方法测量三个截面，取其中最大的误差植作为该零件的圆度误差。2径向圆跳动的测量将工件按图 2-2 所示安装好，将千分表的测头垂直压在被

6、测表面，并具有 12 圈压缩量，然后缓慢而均匀地转动工件，当工件转动一周时，则千分表的最大读数与最小读数之差即为该截面的径向圆跳动量。取各横截面（本实验做、三个截面）的最大跳动量作为被测表面的径向圆跳动误差值。3端面圆跳动的测量将工件按图 23 安装好，工件在轴向不准移动。将百分表的测头垂直压在被测表面上，并具有一二圈压缩量，然后用手缓慢均匀转动工件一周，此时将百分表的最大最小读数差记录下来，再用同法测两处圆周的跳动值，其中最大者即为端面圆跳动误差值。4径向全跳动的测量工件安装如图 22 所示。径向全跳动的测量和径向圆跳动的测量类似，但是，在测量过程中，要使被测工件连续回转并使千分表沿测量轴线

7、连续移动，千分表的最大读数差即为径向全跳动误差值。5实验 3、平面度测量（基本型）一、实验目的1. 了解平面度误差的测量原理及千分表的使用方法。2. 掌握平面度误差的评定方法及数据处理。二、实验内容用千分表测量平面度误差。三、测量原理平面度公差用以限制平面的形状误差。其公差带是距离为公差值的两平行平面之间的区域。并规定，理想形状的位置应符合最小条件，常见的平面度测量方法有用指示表测量、用光学平晶测量平面度、用水平仪测量平面度及用自准仪和反射镜测量平面度误差，用各种不同的方法测得的平面度测值，应进行数据处理，然后按一定的评定准则处理结果。平面度误差的评定方法有：1. 最小包容区域法，由两平行平面

8、包容实际被测要素时，实现至少四点或三点接触。且具有下列形式之一者，即为最小包容区域，其平面度误差值最小。最小包容区域的判别方法有下列三种形式。（1）两平行平面包容被测表面时，被测表面上有 3 个最低点（或 3 个最高点）及 1 个最高点（或 1 个最低点）分别与两包容平面接触，并且最高点（或最低点）能投影到 3 个最低点（或 3 个最高点）之间，则这两个平行平面符合最小包容区原则。见图 1(a)所示。（2）被测表面上有 2 个最高点和 2 个最低点分别与两个平行的包容面相接触，并且 2个最高点投影于 2 个低点连线之两侧。则两个平行平面符合于平面度最小包容区原则。见图 1(b)所示。(3)被测

9、表面的同一截面内有 2 个最高点及 1 个低点（或相反）分别和两个平行的包容面相接触。则该两平行平面符合于平面度最小包容区原则，如图 1(c)所示。三角形法是以通过被测表面上相距最远且不在一条直线上的 3 个点建立一个基准平面，6各测点对此平面的偏差中最大值与最小值的绝对值之和为平面度误差。实测时，可以在被测表面上找到 3 个等高点，并且调到零。在被测表面上按布点测量，与三角形基准平面相距最远的最高和最低点间的距离为平面度误差值。图 1 平面度误差的最小区域判别法2. 对角线法是通过被测表面的一条对角线作另一条对角线的平行平面，该平面即为基准平面。偏离此平面的最大值和最小值的绝对值之和为平面度

10、误差。四、实验步骤检测工具：平板、带千分表的测量架等。检测时，将被测零件放在平板上，带千分表的测量架放在平板上，并使千分表测量头垂直地指向被测零件表面，压表并调整表盘，使指针指在零位。然后，按（图 2）所示，将被测平板沿纵横方向均布画好网格，四周离边缘 10mm，其画线的交点为测量的 9 个点。同时记录各点的读数值。全部被测点的测量值取得后，按对角线法求出平面度误差值。图 2五、数据处理1. 数据处理 数据处理的方法有多种，有计算法、作图法等。下面介绍用对角线法求取平面度误差值的方法。71a23abb1c23c图 3（1）令 图 3 中的 为旋转轴，旋转量为 。则有1acP1a2231bP2b

11、31c2C23图 4（2）令图 4 中的 为旋转轴，旋转量为 。则有1aP3 Q1Pa223+ +1b2b3+ + +1cQP2PC23Q图 5（3）按对角线上两个值相等列出下列方程，求旋转量 P 和 Q 1a3c2 P1Q把求出的 和 代入图 5 中。按最大最小读数值之差来确定被测表面的平面度误差值。8实验 4、 表面粗糙度测量（基础型）表面粗糙度的测量方法有光切法，光波干涉法及触针法（又称针描法）等，工厂常用的还有粗糙度样板直接和被测工件对照的比较法，以及利用塑性和可铸性材料将被测工件加工表面的加工痕迹复印下来，然后再测量复印的印模的印模法。一、实验目的1.建立对表面粗糙度的感性认识；2.

12、了解用双管显微镜测量表面粗糙度的原理及方法。二、实验内容用双管显微镜测量表面粗糙度的 Rz 值。三、测量原理及仪器说明 双管显微镜又撑光切显微镜，它是利用被测表面能反射光的特性，根据“光切法原理”制成的光学仪器，其测量范围取决于选用的物镜的放大倍数，一般用于测量 0.8-80 微米的表面粗糙度 Rz 值。仪器外型如图 3-1 所示，它由底座 6，支柱 5，横臂 2，测微目镜 13，可换物镜 8 及工作台 7 等部分组成。仪器备有四种不同倍数（7X,14X,30X,60X）物镜组，被测表面粗糙度大小（估测）来选择相应倍数的物镜组（见表 3-1） 。9表 3-1 双管显微镜测量参数物镜放大倍数 N总放大倍数 目镜视场直径（mm）物镜与工件距离（mm）测量范围Rz（m）换算系数E(微米/格)7X 60X 2.5 9.5 3030 1.2514X 120X 1.3 2.5 6.320 0.6330X 260X 0.6 0.2 1.66.3 0.29460X 510X 0.3 0.04 0.81.6 0.147测量原理如图 3-2 所示，被测表面为 P1-P2 阶梯表面，当一平行光束从 45 度方向投射到阶梯表面时，即被折成 S1 和 S2 两段，从垂直于光束的方向上就可以在显微