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1、25轴类零件的测量1轴类零件的测量本本节主要内容主要内容主要介主要介绍： 四四种种轴径径测量量方方法法及及轴径径测量量的的误差差因因素素分分析析（原原理理、测量量特特点点、运运用用场合合、精精度度、主主要要测量量误差、如何提高差、如何提高测量精度）量精度）要要求求：通通过本本节学学习能能实际解解决决轴类零零件件的的检测问题（测量量方法的方法的选择，具体，具体测量）量）。重点：重点：万工万工显上上测轴径的各种方法径的各种方法轴径径测量量误差分析差分析2轴类零件的测量任任务：轴类零件零件的的测量量测量量对象和被象和被测量量问题1：轴类零件有哪些？零件有哪些？（外形、特点、分（外形、特点、分类、用途
2、）、用途）问题2：测轴类零件的什么量？零件的什么量？测量量单位和位和标准量准量长度度单位位-米米高等高等级线纹尺尺高等高等级量量块高等高等级的的标准准轴光波波光波波长测量方法量方法相相对测量量光学光学计、接触式干涉、接触式干涉仪立式立式测长仪，测长机机指示表指示表绝对测量量万能万能测长仪、测长机，万工机，万工显卡尺、千分尺卡尺、千分尺激光激光扫描描测径径仪测量精度（方法精度、影响因素）万工万工显：=（3+L/200）um 光学光学计计接触式干涉接触式干涉仪仪：同量：同量块块 测长仪测长仪：=（1.5+L/100）um 测长测长机：机：=（2+L/100）um 千分尺：千分尺：=5um 卡卡 尺
3、：尺： =20um 激光激光扫扫描描测测径径仪仪 ：（：（5-15）um 3轴类零件的测量一概述一概述轴类零件尺寸属于外尺寸，凡能零件尺寸属于外尺寸，凡能测外尺寸的量外尺寸的量仪都可使用，具体都可使用，具体选择方法、方法、仪器器视被被测件的精度、工件的精度、工件的特性、批量大小等定。件的特性、批量大小等定。低精度：低精度：通用量具通用量具，如三大，如三大类。高精度：各种高精度：各种光学量光学量仪。典型的。典型的测量量仪器有立器有立 式光学式光学计、超、超级光学光学计、立式接触、立式接触 干涉干涉仪、测长机、机、测长仪等，等，测量方量方 法同量法同量块检定；定；测量位置：量位置：上、中、下三截面
4、上、中、下三截面; X、Y两方向两方向; 共六个尺寸。共六个尺寸。4轴类零件的测量5轴类零件的测量百分比较仪百分比较仪千分比较仪千分比较仪 双面百分表双面百分表杠杆百（千）分表杠杆百（千）分表数显百（千）分表数显百（千）分表6轴类零件的测量7轴类零件的测量8轴类零件的测量9轴类零件的测量投影立式光学投影立式光学计10轴类零件的测量11轴类零件的测量精密光学精密光学计12轴类零件的测量13轴类零件的测量14轴类零件的测量测长机机15轴类零件的测量16轴类零件的测量17轴类零件的测量18轴类零件的测量二二. .测量方法测量方法（一）（一）.万能工具万能工具显微微镜上上测量量轴径的方法径的方法万能工
5、具显微镜的光学系统原理如图2-10。图2-10 万能工具万能工具显微微镜的光学系的光学系统这两光两光拦的作的作用是什么？用是什么？通常有三通常有三组物物镜目镜有多组，目镜有多组，此为此为测角目镜测角目镜 依瞄准方式不同，有不同的测量方法。19轴类零件的测量20轴类零件的测量 显微镜光学系统显微镜光学系统21轴类零件的测量22轴类零件的测量23轴类零件的测量24轴类零件的测量25轴类零件的测量26轴类零件的测量1 影象法影象法是最常用的非接触是最常用的非接触测量方法，利用量方法，利用仪器目器目镜分划板上分划板上的刻的刻线对工件影象工件影象进行瞄准，行瞄准，读出相出相应读数，既可以数，既可以测得内
6、、得内、外尺寸。外尺寸。Y1Y2d=|Y1-Y2|27轴类零件的测量（1）测量量过程：程：调光圈光圈(影响及影响及对象）象）、调视度、度、调焦、瞄准，焦、瞄准，测量。量。最佳光圈：最佳光圈：实际光源非点光源，使成象光束不平行，将光源非点光源，使成象光束不平行，将对曲面曲面轮廓的廓的测量量带来来误差。差。须按被按被测工件的曲率半工件的曲率半径径调整光圈，以减小成象整光圈，以减小成象误差。最佳光圈的大小可差。最佳光圈的大小可在在仪器器说明明书中中查得或通得或通过实验近似公式近似公式计算求得。算求得。28轴类零件的测量（2）误差因素及减少方法：差因素及减少方法：瞄准瞄准半半宽压线、由工件外向内、由工
7、件外向内调焦焦注意方法步注意方法步骤，用焦距，用焦距规误差差为负偏差偏差读数数尽量在中尽量在中间阿阿贝误差差尽量串尽量串联，若并，若并联尽量靠近尽量靠近标尺。尺。温度温度定温定温（3）影象法）影象法测量的特点：量的特点：简单、方便、能保、方便、能保证一定的精度，一定的精度，应用广泛用广泛29轴类零件的测量2测量刀法量刀法（）原理：（）原理：用直刃用直刃测量刀接触量刀接触测量量轴径，在径，在测量刀上距刃口量刀上距刃口0.3mm处有一条平行于刃口的有一条平行于刃口的细刻刻线，在工具，在工具显微微镜上上测量量时，用，用这条条细刻刻线与与测角目角目镜中米字中心中米字中心线平行的第一条虚平行的第一条虚线
8、对线瞄准瞄准读数。数。0.330轴类零件的测量（）目的：（）目的：提高提高测量精度。量精度。较之半之半宽压线瞄准，瞄准精度提高一倍。瞄准，瞄准精度提高一倍。无光圈影响无光圈影响（）（）测量量时的注意点：的注意点：测量量时必必须用用3倍物倍物镜，测角目角目镜；正确正确对刀（采用刀（采用该种方法种方法测量关量关键的一步）的一步）测量刀的磨量刀的磨损应修正。修正。由于此法操作麻由于此法操作麻烦，一般很少采用。，一般很少采用。31轴类零件的测量3干涉干涉测量法量法目目的：的：提高瞄准精度提高瞄准精度(瞄准精度和瞄准精度和测量刀法同量刀法同)，无光圈影响，减低无光圈影响，减低对工件表面工件表面质量要求。
9、量要求。实现方法：方法：微小孔照明干涉法、斜照明干涉法。微小孔照明干涉法、斜照明干涉法。（1）微小孔照明干涉法）微小孔照明干涉法 就是利用干涉条就是利用干涉条纹来来对被被测件件进行瞄准和行瞄准和测量量的（的（图2-13）。）。 干涉条干涉条纹的的产生是生是罗埃埃镜干涉原理。干涉原理。32轴类零件的测量第一条干涉条第一条干涉条纹和和轮廓廓的距离的距离b与被与被测工件曲工件曲率半径有关，需事先通率半径有关，需事先通过实验得出得出 bR对照照表，供表，供测量量时采用。从采用。从而影响了而影响了该法的推广法的推广应用。用。微小照明孔径光圈如微小照明孔径光圈如图2-14所示。所示。 33轴类零件的测量
10、用用用用该该方法，方法，方法，方法，b b值值是一个是一个是一个是一个定定定定值值，能有效解决方法，能有效解决方法，能有效解决方法，能有效解决方法(1)(1)的不足，用于相的不足，用于相的不足，用于相的不足，用于相对测对测量，量，量，量，较为实较为实用。用。用。用。（2 2）斜照明干涉法）斜照明干涉法）斜照明干涉法）斜照明干涉法干涉原理如干涉原理如干涉原理如干涉原理如图图2-152-15所示。所示。所示。所示。34轴类零件的测量光束以光束以光束以光束以 角入射，其角入射，其角入射，其角入射，其值为值为：tantan =a/f =a/f b b值为值为：b=b=/2sin/2sin 式中式中式中
11、式中 光源波光源波光源波光源波长长 为为了使了使了使了使轴轴径径径径测测量量量量时时，相，相，相，相对边对边均能接均能接均能接均能接受斜照明，利用上受斜照明，利用上受斜照明，利用上受斜照明，利用上述原理述原理述原理述原理设计设计的的的的实实用用用用方案方案方案方案为为双光束斜照双光束斜照双光束斜照双光束斜照明装置明装置明装置明装置( (如如如如图图2-16)2-16)。35轴类零件的测量（二）卧式（万能）测长仪测外尺寸（二）卧式（万能）测长仪测外尺寸 卧式卧式测长仪是按照阿是按照阿贝原原则设计制造的，制造的，读数装置原理和数装置原理和立式立式测长仪相同，但卧式相同，但卧式测长仪可可测内、外尺寸
12、，不内、外尺寸，不仅对光滑光滑孔、孔、轴，甚至内、外螺，甚至内、外螺纹均能均能测量，所以又名万能量，所以又名万能测长仪。36轴类零件的测量1主要技主要技术参数参数2仪器器结构构底座：底座：仪器基器基础，上有，上有导轨，用于安装，用于安装测量座（阿量座（阿贝头）、）、尾架。尾架。测量座：量座：测量量轴1（内装分度（内装分度值为1mm，长100mm的玻璃刻度尺）；的玻璃刻度尺）；测微微读数数显微微镜，分度，分度值为1um ；重重锤悬挂机构：挂机构：产生内、外生内、外测力；力；测量杆：可装不同量杆：可装不同测帽；帽；微微动装置、照明装置等。装置、照明装置等。尾座：尾座： 尾架、尾管（有微尾架、尾管（
13、有微动手手轮和可装不同形状的和可装不同形状的测头的的测杆）。杆）。万能工作台：万能工作台：有有5个自由度的运个自由度的运动，既升降、横向、，既升降、横向、纵向的向的运运动，绕垂直垂直轴的的转动和和绕其横其横轴的的摆动。37轴类零件的测量3 主要主要误差因素差因素4 测量量时的注意点：的注意点：测量力方向量力方向调整（内外尺寸不同）；整（内外尺寸不同）；测头的的选择与与调整（点接触、找整（点接触、找转折点）；折点）；工件的定位工件的定位调整（整（稳定可靠、阿定可靠、阿贝原原则）。）。38轴类零件的测量（三）、V形块上测轴径设备： V形形铁、测微表微表方法：三点方法：三点测量法量法原理：如原理：如
14、图2-18角大些角大些好还是小好还是小点好？点好？n则：n式中：式中：K=(1+sin)/(2sin )39轴类零件的测量当当V形形铁半角半角 =30 时时，K=1.5； =45 时，K=1.2； =90 时时，K=1，就使三点，就使三点测测量量变变成了二点成了二点测测量。量。应应用用: （1）带带有奇数沟槽的刀具，如有奇数沟槽的刀具，如丝锥丝锥、铣铣刀等；刀等； （2）光滑）光滑圆圆柱工件，柱工件，测测量其量其带带有奇数棱的形状有奇数棱的形状误误差差40轴类零件的测量（四）、激光扫描法测量直径（四）、激光扫描法测量直径原理：如原理：如图2-19。 d=t*Vs若物体运动，对测若物体运动，对测
15、量结果是否有影响量结果是否有影响？41轴类零件的测量特点特点：非接触非接触可可测软、热、透明、运、透明、运动的物体；的物体；同同时测量若干个被量若干个被测物；物；扫描光束的直径不影响描光束的直径不影响测量。量。（为什么？）什么？）应用：用：外尺寸的外尺寸的测量。量。大直径的大直径的测量：量：图2-19的的测量范量范围受到透受到透镜尺寸的限制，尺寸的限制，为此此设计了了图2-20的的结构，适用于大尺寸的构，适用于大尺寸的测量。量。误差因素：差因素：对准准误差，运差，运动误差，大气差，大气扰动，温度，温度， 表面粗糙度等表面粗糙度等42轴类零件的测量三轴径测量中的误差分析轴轴径径径径测测量中影响量
16、中影响量中影响量中影响测测量量量量误误差的因素很多（如差的因素很多（如差的因素很多（如差的因素很多（如仪仪器、器、器、器、标标准器、温度、准器、温度、准器、温度、准器、温度、测测力等），在此力等），在此力等），在此力等），在此仅讨论仅讨论定位和接触定位和接触定位和接触定位和接触测测量中，量中，量中，量中，测头测头形式不同而引起的形式不同而引起的形式不同而引起的形式不同而引起的测测量量量量误误差。差。差。差。1两两测量点的量点的连线不通不通过被被测轴的直径的直径用卡尺、千分尺、各种指示式量用卡尺、千分尺、各种指示式量仪等等测轴径都是二点接径都是二点接触，如两触，如两测点的点的连线不通不通过被被测
17、轴的直径，的直径，测出的直径出的直径小于小于实际轴径，如径，如图221a所示。所示。43轴类零件的测量 由上可由上可见，测量量线相相对于直径于直径线偏移量偏移量 C所所产生生的的测量量误差与偏移量的平方成差与偏移量的平方成正比正比(当当 R一定一定时)，而与被，而与被测轴半径半径R成反比成反比(当当 c一定一定时)。为提高提高测量精度，在量精度，在测量中量中应设法找到最大直径。法找到最大直径。n在工具在工具显微微镜上用上用测量刀量刀测轴径径时，测量刀量刀对轴线有偏差所造有偏差所造成的直径成的直径测量量误差也是差也是这种情况。种情况。此此时直径的直径的测量量误差差为：44轴类零件的测量当用卡尺、
18、千分尺以当用卡尺、千分尺以及使用平面或刀刃形及使用平面或刀刃形测量量头的的仪器器测量量轴径径时，由，由于两于两测量面相互不平行，量面相互不平行，会造成另一种会造成另一种测量量误差。差。由由图421b可可见，由于两，由于两测量面不平行量面不平行 （成角）（成角），使，使测测量点量点连线连线与被与被测测直径成直径成夹夹角角/2，因而，因而造成造成测量量误差差为：2两两测量面相互不平行量面相互不平行45轴类零件的测量在沿轴截面的纵截面上（图2-22），当测量线对被测直径方向倾斜角时，也会造成测量误差，即3测量量线与与轴线不平行不平行46轴类零件的测量此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！47轴类零件的测量
