万能测长仪测内径实验指导书.docx

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万能测长仪测内径实验指导书

学生实验守则

1、精密测量实验室主要是常用量具和光学仪器，要求恒温、恒湿、防尘、防震。

进入实验室后不能乱动仪器，不得高声喧哗，严禁吸烟、吐痰、丢垃圾。

2、实验前学生必须认真预习实验指导书，明确实验目的，了解实验原理和方法。

3、进入实验室后要注意听指导教师讲解示范，并经许可后才能进行实验操作。

4、实验时应保持良好的秩序，以严肃认真的科学态度进行实验，实验过程中注意独立思考，细心观察，对出现的问题进行认真分析并查出其原因。

5、实验时应按操作规程进行，否则不能得到要求的测量结果，而且还有可能损坏仪器，另外仪器上的镜头不能用手或布擦，仪器上上防锈油的地方不能用手接触。

6、实验时如遇仪器发生故障，应立即报告指导教师。

7、实验报告是实验成绩的评分依据，必须认真填写实验报告、处理实验数据。

万能测长仪操作规程

1、开机：

先将电源打开，然后打开光源开关。

2、测量:

1）外尺寸

外尺寸测量属于绝对测量（直接测量）。

需先找到基准零点，然后进行测量。

步骤：

a、装上活动尾管、测帽（测量轴承内沟径时可选用测沟，测头向外反装），将左边重锤丝线挂上，移动阿贝头主轴使测帽或者测头慢慢靠近直至接触。

调节活动尾管上转折点调节螺丝，找转折点：

平面测帽找最小值，球型测帽找最大值。

清零。

b、移动阿贝头主轴，直至被测工件方便固定为止，缩紧阿贝头主轴。

固定被测件，使其被测轴线大致在测量轴线上，可使用条形垫铁将工件垫高以方便测量。

c、松开阿贝头主轴，找转折点，采点。

所得数值即为被测工件尺寸。

2）内尺寸

内尺寸测量属于相对测量，需使用标准环规做测量基准。

步骤：

a、换上固定尾管，将测钩固定在尾管和主轴上，挂起右边重锤丝线。

将条形垫铁垫在工作台上，环规固定在垫铁上。

b、移动工作台将两测钩置于环规内，找转折点、采点，记住所采点的序号。

c、取下标准环规，将被测件装上，找转折点，采点。

3、注意事项及仪器保养。

1）测量前将测头测帽及被测件表面用软布或者吸油纸沾汽油擦净，测量后需重新涂上防锈油，放入附件箱或者干燥箱内。

2）仪器切勿随意搬动，震动，使用时轻拿轻放，切勿猛烈撞击。

3）保持室内清洁，温度控制在20±1℃，湿度60％以内。

4）导轨定时保养涂油。

实验二：

用万能测长仪测量内径

1、实验目的：

1、了解万能测长仪的结构原理和使用方法；

2、掌握用万能测长仪测量孔径的方法；

3、巩固孔径尺寸公差及圆度柱公差的概念。

2、实验内容

用万能测长仪按相对法测量孔径，并判断其合格性。

3、实验原理、方法和手段

利用阿贝原理将读数精确到0.001毫米进行比较测量孔的直径，并计算孔的公差和圆柱度公差。

仪器和测量原理说明：

万能卧式测长仪，是以一精密刻度尺为实物基准，并利用显微镜细分读数的高精度长度测量仪器。

对零件的外形尺寸可进行绝对测量和相对测量。

它不仅能测量外尺寸，更换附件还能测量内尺寸以及内、外螺纹的中径等。

（1）万能测长仪的结构

图2-1为JD18投影万能测长仪的外形结构图，它主要由基座、测座和尾座以及各种附件组成。

图2-1万能测长仪

1-测座2-万能工作台3-手柄4-尾座5-手轮6-底座

7-手柄8-微分筒9-手轮

基座是由底座6和万能工作台2组成。

在底座6的左面导轨上装有测座1，右面导轨上装有尾座4，万能工作台装在底座的中部。

万能工作台可做五种运动：

工作台的升降运动：

旋转手轮9可使工作台上升或下降。

为了保证万能工作台在承受不同重量的工件时，仍能同样灵活的升降，在底座的右侧内装有一个平衡装置，它的操作是通过底座右侧端的手轮5来进行的。

工作台的横向移动：

旋转微分筒8，可使工作台作0～25mm的横向移动。

微分筒的分划值为0.01mm。

工作台的摆动：

摆动手柄3可使工作台作±3°的左右倾斜摆动。

工作台的转动：

扳动手柄7可使工作台绕垂直轴旋转±3°。

工作台的自由滑动：

在测量轴线方向上，工作台可自由滑动，滑动范围为10mm。

测座1是由测量杆、读数显微镜、照明装置等组成。

测量杆内部装有一根刻线长度为100mm的基准刻线尺，这就确定了万能测长仪的绝对测量范围为0～100mm。

尾座4内装有尾管，尾管头部有测头，尾部有使测头轴向微动的螺丝。

万能测长仪用于测量内尺寸或测量螺纹中径时，必须使用仪器的有关附件（图中未示出）。

（2）万能测长仪的测量原理

万能测长仪是按阿贝原则设计制造的。

所谓阿贝原则是指被测工件的被测尺寸应处于仪器基准刻线尺的轴线延长线上，以保证仪器的高精度测量。

其工作原理见图2-2，进行外尺寸测量时，是直接把被测工件1与仪器的基准刻线尺—精密玻璃刻线尺3作比较测量前先使仪器测座与尾座的两测量头接触，在读数显微镜4中观察记下第一次读数值，然后以

图2-2万能测长仪测量原理

1-工件2-万能工作台3-精密玻璃刻线尺4-读数显微镜

尾座测量头为固定器测量头，移动测座，将被测工件放入两测量头之间，通过万能工作台2的调整，使被测尺寸处于测量轴线上，再从读数显微镜中观察读出第二个读数两次读之差就是被测工件的实际尺寸。

由于精密玻璃线纹尺是安装在测量轴线上，因此，在万能测长仪上测量是符合阿贝原则的。

图2-3万能卧式测长仪投影读数光学系统示意图

读数显微镜的光学系统见图2-3,由光源D1（15W）发出的光线经隔热片G1、绿色滤光片LU1、聚光镜J1、直角棱镜和反射镜FA1后，照明分划值为1mm的100mm玻璃分划尺胶合组BI、BA（BI是100mm分划尺，BA是保护玻璃）。

BI上的刻线经过50X投影物镜W1、W2，反射镜FA2、FA3、FA4后成像于蜡屏PI上。

PI上刻有10对双刻线他三角标志，因此再通过放大镜FANG可读至0.1mm，J是调灯丝位置用的透镜。

由光源D2（2.1W）发出的光线经聚光镜J2、J3和绿色滤光片LU2后照明到测微分划板FE后，经过30X投影物镜W3，反射镜FA5、FA6、FA7后成像于蜡屏PI上。

再通过放大镜FANG可读至0.001mm。

测微分划板FE是固定的，蜡屏同30X投影系统是刚性连接的，当蜡屏移动0.1mm时（即移动一对双刻线距离）30X投影系统也沿着测微分划板FE方向移动0.1mm。

而在测微分划板0.1mm范围内刻了101根刻线，因此两刻线的间隔代表1μm，在投影屏上的视宽约为1.65mm。

如图2-3所示的投影屏上的读数为5.0100mm。

万能测长仪的主要技术指标：

分度值：

0.001mm

测量范围（mm）：

0～100mm

仪器最大不确定度：

测外尺寸：

±（1＋L/100）μm测内尺寸：

±（1.5＋L/100）μm

4、实验设备：

JD18万能测长仪、量规Φ49.994mm、实测件Φ40H10

5、测量步骤：

1、根据被测孔的基本尺寸、公差等级及基本偏差查表确定被测孔径的上下极限偏差；再根据被测孔的基本尺寸及公差等级查表得出圆度公差和安全裕度A。

按内缩方式求被测孔径的验收极限:

D上验收极限＝Dmax–AD下验收极限＝Dmin+A

2、接通电源，调节目镜视度环，使视场内各刻线尺成像清晰。

3、参看图2－1，松开位于手轮9中心之紧固钉，转动手轮9（同时松开两侧之限位螺钉）使工作台2下降到较低位置。

然后在工作台上安好标准环（应使标线的直径方向与尾管大致在同一垂直面上，螺钉压板是旋后一个螺钉来夹紧），如图2-4。

图2--4标准环的放置

4、上升工作台，使两测钩伸入标准环内，再将手轮9的紧固钉拧紧。

5、用手扶稳测量轴1，挂上重锤，并使测量轴上的测钩内测头缓慢地与标准环接触（注意：

切勿使测头碰击标准环），如图2-5。

图2--5测钩内测头与标准环的接触

6、找准标准环的直径位置：

缓慢地转微分筒8使工作台前后移动，同时观察毫米刻线的移动情况，刚好至最大转折点时即行停止。

在此位置上，松开紧固螺钉7扳动手柄摆动工作台刚好至最小转折点时即行停止，此处即为标准环正确的直径位置，即可记下读数结果（即为环规的对正值），如图2-6。

图2--6标准环测量的粗调和细调

7、用手扶稳测量轴，使测量轴右移一距离（注意：

切记不能动尾管，否则比较测量就无基准），稍下降工作台，松开压紧螺钉，取下标准环，换上被测件，按上面同样的测量方法测出被测孔径记下读数，（即为读数值）

被测孔径尺寸=读数值-对正值+标准环公称尺寸

8、沿被测孔径的轴线方向测三个截面。

每个截面要在相互垂直的两个部位上各测一次，其测量部位如图2－7所示。

图2-7被测件的多次测量位置的变换

8、计算被测孔圆度误差：

max

其中：

万能测长仪测孔径实验报告

学院：

专业：

班级：

姓名

学号

实验组

实验时间

指导教师

成绩

实验项目名称

实验目的

实验内容

实验原理

实验步骤

实验条件

仪器名称

分度值（mm）

测量范围（mm）

测量方法

基准件名称

被测孔基本尺寸及

极限偏差（mm）

安全裕度A

（μm）

验收极限（mm）

圆度公差to

（μm）

上验收极限

下验收极限

实验数据

基准件尺寸（mm）

基准件对正值（mm）

测量

截面

读数值（mm）

测量结果（实测孔径）（mm）

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

A－A＇

B－B＇

圆度误差fo（μm）

实验

总结

指导教师意见

签名：

年月日