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1、实验八螺纹测量实验81影象法测量螺纹主要参数一、实验目的1. 了解工具显微镜的测量原理及结构特点。2. 熟悉用大型（或小型）工具显微镜测量外螺纹主要参数的方法。二、实验内容用大型或小型工具显微镜测量螺纹塞规的中径、牙型半角和螺距。三、测量原理及计量器具说明工具显微镜用于测量螺纹量规、螺纹刀具、齿轮滚刀以及样板等。它分为小型、大型、 万能和重型等四种形式。它们的测量精度和测量范国虽各不相同，但基本原理是相似的。下 而以大型工具显微镜为例，阐述用影象法测量中径、牙型半角和螺距。图1图2图1为大型工具显微镜的外形图，它主要由目镜1、工作台5、底座7、支座12、立 柱13、悬臂14和千分尺6、10等部
2、分组成。转动手轮11,可使立柱饶支座左右摆动，转动 千分尺6和10,可使工作台纵、横向移动，转动手轮8,可使工作台绕轴心线旋转。仪器的光学系统如图2所示。由主光源1发出的光经聚光镜2、滤色片3、透镜4、光 阑5、反射镜6、透镜7和玻璃工作台8,将被测工件9的轮廓经物镜10、反射棱镜11投射 到目镜的焦平而13上，从而在目镜15中观察到放大的轮廓影象。另外，也可用反射光源， 照亮被测工件，以工件表而上的反射光线，经物镜10、反射棱镜11投射到目镜的焦平面13 上，同样在目镜15中观察到放大的轮廓影象。图33为仪器的目镜外形图，它由玻璃分划板、中央目镜、角度读数目镜、反射镜和手 轮等组成。目镜的结
3、构原理如图3b所示，从中央目镜可观察到被测工件的轮廓影象和分划 板的米字刻线（图3c）,从角度读数目镜中，可以观察到分划板上00360。的度值刻线和固 左游标分划板上060的分值刻线（图3d）。转动手轮，可使刻有米字刻线和度值刻线的分 划板转动，它转过的角度，可从角度读数目镜中读出。当该目镜中固泄游标的零刻线与度值 刻线的零位对准时，则米字刻线中间虚线A-A正好垂直于仪器工作台的纵向移动方向。图3四、测量步1. 擦净仪器及被测螺纹，将工件小心地安装在两顶尖之间，拧紧顶尖的固紧螺钉（要 当心工件掉下砸坏玻璃工作台）。同时，检查工作台圆周刻度是否对准零位。2. 接通电源。3. 用调焦筒（仪器专用附
4、件）调右主光源1 （图2）,旋转主光源外罩上的三个调节螺 钉，直至灯丝位于光轴中央成象淸晰，则表示灯丝已位于光轴上并在聚光镜2的焦点上。4. 根据被测螺纹尺寸，从仪器说明书中，査出适宜的光阑宜径，然后调好光阑的大小。5. 旋转手轮竹（图1）,按被测螺纹的螺旋升角2 ,调整立柱13的倾斜度。6. 调整目镜14、15上的调节环（图2）,使米字刻线和度值，分值刻线淸晰松开螺钉 15 （图1）,旋转手柄16,调整仪器的焦距，使被测轮解影象淸晰（若要求严格，可用专用 的调焦棒在两顶尖中心线的水平面内调焦）。然后，旋紧螺钉15。7测量螺纹主要参数（1）测量中径螺纹中径di是指螺纹截成牙凸和牙凹宽度相等并和
5、螺纹轴线同心的假想圆柱而直径。 对于单线螺纹，它是中径也等于在轴截而内，沿着与轴线垂直的方向量得的两个相对牙形侧而间的距离。为了使轮解影象淸晰，需将立柱顺着螺旋线方向倾斜一个螺旋升角巾，其值按下式计 算：7Rl2式中p一一螺纹螺距（mm）：d2螺纹中径理论值（mm）；n螺纹线数。测呈:时，转动纵向千分尺10和横向千分尺6 （图1）,以移动工作台，使目镜中的AA 虚线与螺纹投影牙形的一侧重合（图4）,记下横向千分尺的第一次读数。然后，将显微镜 立柱反向倾斜螺旋升角转动横向千分尺，使AA虚线与对面牙形轮廓重合（图4）,记 下横向千分尺第二次读数。两次读数之差，即为螺纹的实际中径。为了消除被测螺纹安
6、装误差的影响，须测 2左和心右，取两者的平均值作为实际中径“2实际左+2右2图4（2）测量牙型半角螺纹牙型半角是指在螺纹牙形上，牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角。2测量时，转动纵向和横向千分尺并调节手轮（图3）,使目镜中的AA虚线与螺纹投影 牙形的某一侧而重合（图5）。此时，角度读数目镜中显示的读数，即为该牙侧的半角数值。在角度读数目镜中，当角度读数为00时，则表示AA虚线垂直于工作台纵向轴线（图6a）。当AA虚线与被测螺纹牙形边对准时，如图6b所示，得该半角的数值为：冬（右）=360 - 3304 = 29 562同理，当AA虚线与被测螺纹牙形另一边对准时，如图6c所示，则得列一半角的数值为：（
7、左）= 30&2图6为了消除被测螺纹的安装误差的影响需分别测出冬（I） 、-（H） . -（HI）、2 2 2-（IV）,并按下述方式处理：2-（/） + -（JV）2 左）=?2 2-（j7） + -（）2 右）=?2 2将它们与牙形半角公称值（冬）比较，则得牙形半角偏差为：2（左）=2（左）_22 22A （j） = 2 22冬（左）+ A-（右）.a 22=2 2为了使轮廉影象淸晰，测屋牙形半角时，同样要使立柱倾斜一个螺旋升角 （3）测量螺距渕饋轴线螺距P是指相邻两牙在中线上对应两点 的轴向距离。测量时，转动纵向和横向千分尺，以移 动工作台，利用目镜中的AA虚线与螺纹 投彫牙形的一侧重合
8、，记下纵向千分尺第一 次读数。然后，移动纵向工作台，使牙形纵 向移动几个螺距的长度，以同侧牙形与目镜 中的A-A虚线重合，记下纵向千分尺第二次读数。两次读数之差，即为n个螺距的实际长度（图7）。为了消除被测螺纹安装误差的影响，同样要测量出左如和”右（实）。然后，取它们的平均值作为螺纹n个螺距的实际尺寸：p = *卩左（实）（实实2n个螺距的累积偏差为：= W 实 一 W8.按图样给定的技术要求，判断被测螺纹塞规的适用性。思考题1. 用影彖法测量螺纹时，立柱为什么要倾斜一个螺旋角W ?2. 用工具显微镜测量外螺纹的主要参数时，为什么测量结果要取平均值?实验8_2外螺纹中径的测量一、实验目的熟悉测
9、量外螺纹中径的原理和方法。二、实验内容1. 用螺纹千分尺测量外螺纹中径。2. 用三针测量外螺纹中径。三、测量原理及计量器具说明1. 用螺纹千分尺测量外螺纹中径图1为螺纹千分尺的外形图。它的构造与外径千分尺基本相同，只是在测量砧和测量头 上装有特殊的测疑头1和2,用它来直接测量外螺纹的中径。螺纹千分尺的分度值为0Q毫 米。测量前，用尺寸样板3来调整零位。每对测量头只能测量一泄螺距范囤内的螺纹，使用 时根据被测螺纹的螺距大小，按螺纹千分尺附表来选择，测量时由螺纹千分尺直接读出螺纹 中径的实际尺寸。2用三针测量外螺纹中径图2为用三针测量外螺纹中径的原理图，这是一种间接测量螺纹中径的方法。测量时， 将
10、三根精度很髙、直径相冋的疑针放在被测螺纹的牙凹中，用测呈外尺寸的汁量器具如千分 尺、机械比较仪.光较仪.测长仪等测量岀尺寸M。再根据被测螺纹的螺距/八 牙形半角 和量针直径，计算出螺纹中径“2。由图2可知：2厶=M24C = M2(AD CD)AD = AB + BD =将4和CD值代入上式，得：对于公制螺纹，a = 60,则厶=M3 + 0866P为了减少螺纹牙形半角偏差对测量结果的影响，应选择合适的量针直径，该量针与螺纹牙形的切点恰好位于螺纹中径处。此时所选择的量针直径川为最佳量针直径。由图3可知:2cos对于公制螺纹，a = 60,则dm = 0.577 P在实际工作中，如果成套的三针中
11、没有所需的最佳量针直径时，可选择与最佳疑针直径 相近的三针来测疑。量针的精度分成0级和1级两种：0级用于测量中径公差为4-8 um的螺纹塞规；1级 用于测量中径公差大于8 n m的螺纹塞规或螺纹工件。测量M值所用的讣量器具的种类很多.通常根据工件的精度要求来选择。本实验采用杠千分尺来测量（见图4）。杠杆千分尺的测量范用有0-25, 25-50, 5075, 75100mm图3图4四种，分度值为0.002mm它有一个活动疑砧1,英移动量由指示表7读出。测量前将尺体 5装在尺座上，然后校对千分尺的零位，使刻度套筒管3、微分简4和指示表7的示值都分 别对准零位。测量时，当被测螺纹放入或退岀两个量砧之
12、间时，必须按下右侧的按钮8使量 砧离开，以减少量砧的磨损。在指示表7上装有两个指标6,用来确定被测螺纹中径上、下 偏差的位置，以提髙测量效率。四、测量步骤1. 用螺纹千分尺测量外螺纹中径（1）根据被测螺纹的螺距，选取一对测量头。（2）擦净仪器和被测螺纹，校正螺纹千分尺零位。（3）将被测螺纹放入两测量头之间，找正中径部位。（4）分别在同一截而相互垂直的两个方向上测量螺纹中径。取它们的平均值作为螺纹 的实际中径，然后判断被测螺纹中径的适用性。2. 用三针测量外螺纹中径（1）根据被测螺纹的螺距，计算并选择最佳量针直径dm。（2）在尺座上安装好杠杆千分尺和三针。（3）擦净仪器和被测螺纹，校正仪器零位。（4）将三针放入螺纹牙凹中，旋转杠杆千分尺的微分筒4,使两端测量头1、2与三针 接触，然后读岀尺寸M的数值。（5）在同一截而相互垂直的两个方向上测出尺寸M,并按平均值用公式计算螺纹中径, 然后判断螺纹中径的适用性。思考题1. 用三针测量螺纹中径时，有哪些测量误差？2. 用三针测得的中径是否作用中径？3. 用三针测量螺纹中径的方法属于哪一种测量方法？为什么要选用最佳量针直径？4. 用杠杆千分尺能否进行相对测量？相对测量法和绝对测量法比较，哪种测量方法精 度较高？为什么？
