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1、互换性与测量技术实验指导书北方工业大学机械实验室2017 年 3 月实验一尺寸测量实验1-1用立式光学计测量轴径一、实验目的1了解立式光学计的测量原理。2 熟悉用立式光学计测量外径的方法。二、实验内容用立式光学计测量工件的外径三、测量器具1 立式光学计2 块规四、测量器具简介立式光学计是一种精度较高、结构简单的常用光学仪器。常用来检定5 等、6等量块、光滑极限量规及测量相应精度的零件。（五）测量步骤：1、按被测零件的基本尺寸组合所需量块尺寸。一般是从所需尺寸的未位 数开始选择，将选好的量块用汽油棉花擦去表面防锈油，并用绒布擦净用 少许压力将两量块工作面相互研合。2、将组合好的块规组放在工作台上
2、，松开横臂紧固螺钉，转动调节螺 母，使横臂连同光管缓慢下降至测头，与量块中心位置极为接近处（约 0lmm的间隙）将螺钉拧紧。3、松开光管紧固螺钉，调整手柄，使光管缓馒下降至测头与块规中心 位置接触，并从目镜中看到标尺象，使零刻线外于指标线附近为止。调节 目镜视度环，使标尺像完全清晰（可配合微调反光镜）。锁紧螺钉，调整 微调旋钮，使刻度尺像准确对好零位。4、按压测帽提升杠杆23次，检查示值稳定性，要求零位变化不超 过1/10格，如超过过多应寻找原因，并重新调零（各紧固螺钉应拧紧但 不能过紧，以免仪器变形）。5、按下测帽提升杠杆，取下规块组，将被测部件放在工作台上（注意 一定要使被测轴的母线与工作
3、台接触，不得有任何跳动或倾斜）。6、按压测帽提升杠杆多次，若示值稳定，则记下标尺读数（注意正负号)。此读数即为该测点轴7、在轴的三个横截面 上共测六个点(如图1-1)， 合格性。(六) 注意事项1、测量前应先擦净零2、操作要小心，不得 指针位置，不应超出标尺3、使用量块时要正确I A?线的实际差值。上，相隔 90 度的径向位置 并按其的验收极限判断其件表面及仪器工作台。 有任何碰憧，调整时观察推合，防止面。4、取拿量块时最好用竹摄子夹持，避免用手直接接触量块以减少手 温对测量精度的影晌。5、注意保护量块工作面，禁止量块碰撞或掉落地上。6、量块用后，要用航空汽油洗净，用绸布擦干并涂上防锈油。7、
4、测量结束前，不应拆开块规，以便随时校对零位。(七) 测量数据处理及零件合格性的评定考虑到测量误差的存在，为保证不误收废品，应先根据被测轴径公差 的大小，查表得到相应的安全裕度A，然后确定其验收极限。若全部实际 尺寸都在验收极限范围内，则可判此轴径合格，即：Es-A$Ea$Ei+A式中：Es零件的上偏差Ei零件的下偏差Ea局部实际尺寸A安全裕度用立式光学计测量轴径实验记录仪器名称分度值(m)示值范(mm)测量范 围 (mm)备注被 测 零 件名称图样上给定的极 限尺寸(mm)安全裕度A( pm)最大最小验收极限尺寸(mm)基本尺寸(mm)最大最小结果测 量 示 意 图测量数据实际偏差(um)实际
5、尺寸(mm)测量位置I III IIIIIIIII Inniiiiii测 量 方 向实验1-2用内径百分表测量孔径一、实验目的1 熟悉内径百分表及内径的测量方法2 加深对内尺寸测量特点的了解、测量器具名称1 内径百分表及工作原理介绍 相对法测量孔径的2量块及其附件3外径千分尺 三测量器具结构内径百分表是用通用量具，适用于测量一般精度的深孔零件，其原理如图 1-2 所示。 内径百分表主要由百分表 1、接长杆 2、活动测头 3、等臂杠杆 4、可 换测量头及锁紧装图1置-2内等径百组分成表工。作原工理件的尺寸变化通过活动测头 3，传递给等臂转向杠杆 4 及接长杆 2，然后由分度值为 001 毫米的百
6、分表指示出来。为使内径百分表的 测量轴线通过被测孔的圆心，内径百分表一般均设有定心装置，以保证测 量的快捷与准确。内在百分表的分度值为0. 01mm,测量范围有610mm、1018mm、1835mm、3550mm、50160mm、100250mm、250450mm 等多种规格。根 据不同的被测孔直径可选择相应测量范围的内径百分表及适当的可换测 量头，通过比其精度高的量具调整零位后进行测量。四、测量步骤1 预调整： 将百分表装入量杆内，预压缩1毫米左右（百分表的小指针指在1 的附近）后锁紧。 根据被测零件基本尺寸选择适当的可换测头装入量杆的头部，用专用扳 手扳紧锁紧螺母。此时应特别注意可换测量头
7、与活动测量头之间的长度须 大于被测尺寸0. 81毫米左右，以便测量时活动测量头能在基本尺寸的 正、负一定范围内自由运动。2 对零位：因内径百分表是相对法测量的器具，故在使用前必须用其它量具根据被测 件的基本尺寸校对内径百分表的零位。校对零位的常用方法有以下三种： 用量块和量块附件校对零位按被测零件的基本尺寸组合量块，并装夹在量块的附件中，将内径百分表 的两测头放在量块附件两量脚之间，摆动量杆使百分表读数最小，此时可 转动百分表的滚花环，将刻度盘的零刻线转到与百分表的长指针对齐。 这样的零位校对方法能保证校对零位的准确度及内径百分表的测量精度， 但其操作比较麻烦，且对量块的使用环境要求较高。 用
8、标准环规校对零位 按被测件的基本尺寸选择名义尺寸相同的标准环规，按标准环规的实对零位的准确 环规，固此方法当测量范围的外 本尺寸外，内径 两量柱之间校对际尺寸校对内径百分表的零位。此方法操作简便，并能保证校 度。因校对零位需制造专用的标准 只适合检测生产批量较大的零件。 用外径千分尺校对零位 按被测零件的基本尺寸选择适 径千分尺，将外径千尺对在被测基 百分表的两测头放在外径千分尺 零位。因图1受-3测外量示径意图干分尺精度的影响，用其校对零位的准则度和稳定性均不高， 从而降了内径百分表的测量精确度。但此方法易于操作和实现，在生产现 场对精度要求不高的单件或小批量零件的检测，仍得到较广泛时应用。
9、3测量 手握内径百分表的隔热手柄，先将内径百分表的活动量头和定心护 桥轻轻压入被测孔径中，然后再将固定量头放人。当测头达到指定的测量 部位时，将表微微在轴向截面内摆动(如图 1-3)，读出指示表最小读数， 即为该测量点孔径的实际偏差。图1-4测量位置三个截面及每个截面相互 将数据记入测量报告单 否。测量时要特别注意该实际偏差的正、负符号：当表针按顺时针方向未 达到零点的读数是正值，当表针按顺时针方向超过零点的读数是负值。 按图1-4所示，在孔轴向的 垂直的两个方向上，共测六个点， 内，按孔的验收极限判解其合格与五、零件合格性的评定考虑到测量误差的存在，为保证不误收废品，应先根据被测孔径的公 差
10、大小，查表得到相应的安全裕度A,然后确定其验收极限，若全部实际 尺寸都在验收极限范围内，则可判此孔径合格。即：Es-AMEaMEi+A式中：Es零件的上偏差Ei零件的下偏差Ea局部实际尺寸A安全裕度用内径千分表测量孔径实验记录仪器名称分度值(um)示值范 围(mm)测量 范围 (mm)备注被测名称基本尺寸(mm)图样上给定的极限尺寸(mm)零件最大最小安全裕度A( um)验收极限尺寸(mm)最大最小测量示意测量数据实际偏差(um)实际尺寸(mm)测量位置I III IIIIImI III IImm测量方向图实验二、形位误差的测量一、实验目的1掌握用水平仪测量直线度误差的方法及数据处理。2加深对
11、直线度误差含义的理解。3掌握直线度误差的评定方法。精心整理二、实验内容 用合象水平仪按节距法测量导轨在给定平面内的直线度误差，并判断其合 格性。三、实验器具：1合象水平仪、铣床工作台2桥板四、测量原理及器具介绍为了控制机床、仪器导轨及长轴的直线度误差，常在给定平面（垂直 平面或水平平面）内进行检测，常用的测量器具有框式水平仪、合象水平 仪、电子水平仪和自准直仪等测定微小角度变化的精密量仪。由于被测表面存在直线度误差，测量器具置于不同的被测部位上时， 其倾斜角将发生变化，若节距（相邻两点的距离）一经确定，这个微小倾 角与被测两点的高度差就有明确的函数关系，通过逐个节距的测量，得出 每一变化的倾斜
12、度，经过作图或计算，即可求出被测表面的直线度误差值。 合象水平仪因具有测量准确、效率高、价格便宜、携带方便等特点，在直 线度误差的检测工作中得到广泛采用。合象水平仪的结构，主要由微动螺杆、螺母、底盘水准仪、棱镜、放 大镜、杠杆以及具有平面和V形工作面和底座等组成。合象水平仪是利用棱镜将水准器中的气泡像复合放大，以提高读数时 的对准精度，利用杠杆和微动螺杆传动机构来提高读的精度和灵敏度，其 工作原理见本指导书第二篇。合象水平仪置于被测工件表面上，若被测两 点相对自然水平线不等高时，将引起两端的气泡像不重合，转动度盘使气 泡像重合，此时合象水平仪的读数值即为该两点相对自然水平面的高度 差，刻度盘读
13、数与桥板跨距L之间的关系为：h=iLa框式水平仪是一种测量偏离水平面的微小角度变化量的常用量仪，它 的主要工作部分是水准器。水准器是一个封闭的玻璃管，内表面的纵剖面 具有一定的曲率半径，管内装乙醚或酒精，并留有一定长度的气泡。由于 地心引力作用，玻璃管内的液面总是保持水平，即气泡总是在圆弧玻璃管 的最上方。当水准器的下平面处于水平时，气泡处于玻璃管外壁刻度的正 中间，若水准器倾斜一个角度a,则气泡就要偏离最高点，移动的格数与 倾斜的角度a成正比。由此，可根据气泡偏离中间位置的大小来确定水准 器下平面偏离水平的角度。框式水平仪的分度值有 0.1mm/m， 0.05mm/m， 0.02mm/m 三
14、种。如果水 平仪分度值为002mm/m，则气泡每移动一格，表示导轨面在1m长度上两 测量点高度差为002mm （或倾斜角为4）。五、实验步骤1、量出零件被测表面总长，将总长分为若干等分段（一般为612段）精心整理确定每一段的长度（跨距）L并按L调整可调桥板两圆柱的中心距。2、将水平仪放于桥板上，然后将桥板从首点依次放在各等分点位置上 进行测量。到终点后，自终点再进行一次回测，回测时桥板不能调头，同 一测点两次读过的平均值为该点的测量数据。如某测点两次读数相差较 大，说明测量情况不正常，应查明原因并加以消除后重测。测量时要注意每次移动桥板都要将后支点放在原来前支点处（桥板首 尾衔接），测量过程中不允许移动水平仪与桥板之间的相对位置。3、从合象水平仪读数时，先从合像
