互换实验内容及实验指导书资料Word格式.docx

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3．加深理解计量器具与测量方法的常用术语。

二、设备与器材

机械比较仪2台、被测轴和相同尺寸量块各１组。

三、仪器及使用说明

机械比较仪主要用于长度比较测量，可测圆柱形、球形等物体的直径及零件的长度尺寸。

用这类仪器测量时，先用量块将仪器标尺或指针调到零位，被测尺寸对量块尺寸的偏差可以从仪器刻度标尺上读得。

机械杠杆齿轮比较仪是利用杠杆齿轮传动的原理，它的外形与传动结构如图1–1，其分度值为0.001mm，标尺的示值范围为±

0.1mm。

仪器的放大比为：

四、实验内容

用比较仪测量活塞销的直径。

要求：

1．测量一批零件的尺寸偏差，确定被测的这一批零件的实际尺寸变动范围。

2．对某一轴的固定部位进行多次重复测量（例如10次），计算测量结果。

图1-2机械比较仪

五、测量步骤

1．选择测量头：

根据被测工件形状选择测量头的形式，即量头与被测工件的接触采用点接触或线接触。

量头的形状有球形、刀口形与平面形三种形式。

量头选好后装在量杆上。

2．组合量块：

按被测零件的基本尺寸或极限尺寸组合（组合方法参看量块部分）。

3．调整仪器：

a．仪器调零位：

如图1–2，将组合好量块组的下测量面置于工作台11中央，并使测量头12对准上测量面中央。

b．粗调：

松开支臂紧固螺钉8，转动调节螺母7，使支臂3缓慢下降，直至到测量头与量块上测量面轻微接触，直到指针在表盘6的0位附近，将螺钉8锁紧。

c．细调：

松开紧固螺钉10，转动调节轮9，直至指针指到到表盘上的0为止，然后拧紧螺钉10。

d．微调：

若经过细调指针仍未指到表盘上的“0”时，可转动刻度尺微调螺钉13。

使指针指到表盘上的“0”，用手指压下测头提升杠杆5不少于三次，使零位稳定，调零结束。

4．将测头抬起取下量块，放入被测量件，按实验规定的部位测量，对一个零件同一点的尺寸测量10次，并将测量的结果填入实验报告中。

六、思考题

1．用比较仪测量活塞销属于什么测量方法？

绝对测量与相对测量各有何特点？

2．什么是分度值、刻度间距？

二者与放大比的关系如何？

3．仪器的测量范围和刻度尺的示值范围区别何在？

实验二典型零件的形位误差的测量

形位误差的项目较多，其检测方法也是多样的。

为了正确地测量形位误差，GB1958—2004《形状和位置公差检测规定》规定了五个检测原则，即与理想要素比较原则、测量坐标值原则、测量特征参数原则、测量跳动原则以及控制实效边界原则。

检测形位误差时，可以按照这些原则，根据被测对象的特点和有关条件，选择合理的检测方法和测量装置。

实验2－1主轴的检验

1．熟悉主轴的检验方法，了解有关形状与位置误差的意义。

2．进一步熟悉普通测量器具的使用。

二、设备及器材

偏摆检查仪、0.002mm杠杆千分表、平板、顶针座、指示表、表架及量块等。

三、实验原理及检测项目

偏摆检查仪是测量轴类零件的常用量仪，如图2-1-1，它有两个等高锥形顶尖，安置在平行导轨的两端，千分表可在导轨上左右移动。

测量时由两顶尖支承工件（轴），指示表与被测部位接触，工件转动一圈，指示表针所摆动的范围即为径向圆跳动或端面圆跳动误差。

对图2-1-2所示的主轴零件，一般需要检验以下几项：

（1）1、2、3圆柱表面的直径；

（2）表面3对表面1、2公共轴线的径向圆跳动；

（3）圆锥表面4对表面1、2公共轴线的斜向圆跳动；

（4）端面5对表面1、2公共轴线的端面圆跳动；

（5）表面3的圆度，表面1、2的圆柱度；

（6）键槽6的宽度；

（7）键槽两侧面对轴线的对称度；

（8）加工表面的粗糙度。

四、测量方法

（一）圆跳动的测量

1．将偏摆检查仪导轨、顶尖及工件清洗干净。

在两顶尖上涂少许润滑油，装上工件。

2．将杠杆千分表固定在表架上，使测头与工件被测圆柱面接触。

工件缓慢转动一圈，表盘上指针的摆动范围即为径向圆跳动（端面跳动，斜向跳动）误差值。

在若干圆柱面上进行测量，取各测量圆柱面上测得的跳动量中最大的值作为该零件的径向跳动。

3．将杠杆千分表转动90°

，让测头与工件被

测端面接触，工件转动一圈，指针的摆动量为端面

圆跳动误差。

注意：

无论是测径向圆跳动或端面圆跳动，杠杆

千分表测头的位移方向应与被测表面测量点法向一致。

（二）键槽宽度及对称度的测量

对于键槽宽度检验，有两种方法：

第一种方法：

用专用极限量规检验，过端通过而止端不通过则合格；

第二种方法：

按槽宽极限尺寸，分别组合两组量块，按照上述方法检验。

键槽截面对称度测量：

将专用键块塞进键槽中，移动指示表，调整被测件，使键块沿径向与平板平行，指示表两次读数差为：

该截面的对称度误差，下式计算：

其中：

f0——键槽截面的对称度误差

R——轴的半径

h——槽深

五、思考题

1．在测量中，公共轴心线是如何体现的？

可否用V型铁支承轴进行测量？

实验2－2导轨直线度误差的测量

1.掌握用水平仪测量直线度误差的方法及数据处理。

2.通过测量加深对直线度误差定义的理解。

二、实验内容

用合像水平仪测量直线度误差。

三、计量器具及测量原理

机床、仪器导轨或其他窄而长的平面，为了控制其直线度误差，常在给定平面（垂直平面、水平平面）内进行检测。

常用的计量器具有框式水平仪、合像水平仪、电子水平仪和自准直仪等。

使用这类器具的共同特点是测定微小角度变化。

由于被测表面存在着直线度误差，计量器具置于不同的被测部位上，其倾斜角度就要发生相应的变化。

如果节距（相邻两测点的距离）一经确定，这个变化的微小倾角与被测相邻两点的高低差就有确切的对应关系。

通过对逐个节距的测量，得出变化的角度，用作图或计算，即可求出被测表面的直线度误差。

由于合象水平仪的测量准确度高、测量范围大（±

10mm/m）、测量效率高、价格便宜、携带方便等优点，故在检测工作中得到了广泛的采用。

合像水平仪的结构如图2－2－1a、d所示，它由底板1和壳体4组成外壳基体，其内部则由杠杆2、水准器8、两个棱镜7、测量系统9、10、11以及放大镜6所组成。

使用时将合像水平仪放于桥板（桥板放于被测表面上）上相对不动。

如果被测表面无直线度误差，并与自然水平基准平行，此时水准器的气泡则位于两棱镜的中间位置，气泡边缘通过合像棱镜7所产生的影像，在放大镜6中观察将出现如图1b所示的情况。

但在实际测量中，由于被测表面安放位置不理想和被测表面本身不直，导致气泡移动，其视场情况将如图c所示。

此时可转动测微螺杆10，使水准器转动一角度，从而使气泡返回棱镜组7的中间位置，则图c中两影像的错移量△消失而恢复成一个光滑的半圆头（图b）。

测微螺杆移动量s导致水准器的转角α（图d）与被测表面相邻两点的高低差h有确切的对应关系，即

h＝0.01Lα（μm）

式中0.01——合像水平仪的分度值（mm／m）

L——桥板节距（mm）

α——角度读数值（用格数来计数）

如此逐点测量，就可得到相应的值，为了阐述直线度误差的评定方法，后面将用实例加以叙述。

四、实验步骤

1.量出被测表面总长，确定相邻两点之间的距离（节距）。

2.将合像水平仪放于桥板上，然后将桥板依次放在各节距的位置。

每放一个节距后，要旋转微分筒9合像，使放大镜中出现如图b所示的情况，此时即可进行读数。

先在放大镜11处读数，它是反映螺杆10的旋转圈数；

微分筒9（标有＋、－旋转方向）的读数则是螺杆10旋转一圈（100格）的细分读数；

如此顺测（从首点至终点）、回测（由终点至首点）各一次。

回测时桥板不能调头，各测点两次读数的平均值作为该点的测量数据。

必须注意，如某测点两次读数相差较大，说明测量情况不正常，应检查原因并加以消除后重测。

3.为了作图的方便，最好将各测点的读数平均值同减一个数而得出相对差（见例题）。

4.根据各测点的相对差，在坐标纸上取点。

作图时不要漏掉首点（零点），同时后一测点的坐标位置是以前一点为基准，根据相邻差数取点的。

然后连接各点，得出误差折线。

5.用两条平行直线包容误差折线，其中一条直线必须与误差折线两个最高（最低）点相切，在两切点之间，应有一个最低（最高）点与另一条平行直线相切。

这两条平行直线之间的区域才是最小包容区域。

从平行于坐标方向画出这两条平行直线间的距离，此距离就是被测表面的直线度误差值

（格）。

将误差值

（格）按下式折算成线性值

（微米），并按国家标准GB1184—80评定被测表面直线度的公差等级。

（微米）＝0.01L

（格）

例：

用合像水平仪测量一窄长平面的直线度误差，仪器的分度值为0.01mm／m，选用的桥板节距L＝200mm，测量直线度记录数据见附表。

若被测平面直线度的公差等级为5级，试用作图法评定该平面的直线度误差是否合格？

按国家标准GB1184—1996，直线度5级公差为25μm。

误差值小于公差值，所以被测工件直线度误差合格。

表2-2-1测量数据表

测点序号

1

2

3

4

5

6

7

8

仪器读数

顺测

—

298

300

290

301

302

306

299

296

回测

288

297

平均

289

相对差（格）

△

＝

－

＋2

－8

＋3

＋4

＋9

＋1

－1

注：

1）表列读数，百位数是从图2－2－1的11处读得，十位数是从图2－2－1的9处读得。

2）

值可取任意数，但要有利于相对差数字的简化，本例取

＝297格。

图3-2-2作图法求直线度误差

＝0.01×

200×

11＝22μm

1．在导轨直线度误差的评定中，其理想直线是怎样确定？

2．直线度误差值为何不取在两条包容线的垂直距离上，而取纵坐标方向距离？

实验2–3箱体的检验

1．熟悉箱体零件的基本技术要求。

2．了解位置误差的测量原理及方法，加深位置公差的理解。

2．进一步熟悉通用测量具的使用。

二、测量器具及检验项目

检验箱体零件常用的测量器具如下：

测量平板、千斤顶、检验心轴、游标量具、千分尺、指示表、直角尺及其他专用测量器具。

对图2-3-1所示的箱体零件，通常要求检验以下几个项目：

（1）孔的尺寸；

（2）两孔中心距离；

（3）两孔轴线的平行度；

（4）孔的轴线对底面的平行度；

（5）孔的轴线对侧面的垂直度；

（6）加工表面的粗糙度。

三、实验步骤

1．按零件图仔细研究零件的技术要求，必须看懂各个检验项