模具测量 Microsoft Word 文档.docx

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模具测量

模具测量技术主要是研究模具零部件几何量的测量和检验，以判断模具零件加工和装配的质量是否符合要求。

模具测量的内容包括正确选择测量方法和测量仪器，保证测量过程高效率、低成本。

8.1模具零件的测量内容

8.1.1模具零件的测量内容

模具零件的测量内容包括：

1）长度包括长度、厚度、宽度、直径、从基准面到测量部位的距离及孔的间距等。

2）角度及锥度如斜楔、镶拼凹模的角度，旋压芯模、装配式导柱的锥度等。

3）平面轮廓形状如冲裁模的凸模和凹模刃口形状等。

4）立体形状如拉深模、锻模、塑料模、压铸模的型腔形状等。

5）形状误差及位置误差

6）表面粗糙度

7）硬度

8.1.2模具测量技术中的基准统一原则

基准是用来确定零件几何形状的点、线、面的方向和位置的依据。

基准有设计基准、装配基准、工艺基准和测量基准等。

1）设计基准 设计图样上所采用的基准。

如图8.1所示的两轴颈公共轴心线2。

2）装配基准 装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。

如图8.1中的两轴颈表面1。

3）工艺基准 在工艺过程中所采用的基准。

如图8.1中两轴颈表面1或者两顶尖孔的圆锥面3，由具体的加工机床或夹具的定位结构而定。

4）测量基准 测量时所采用的基准。

如图8.1中的两轴颈表面l或者两顶尖孔的圆锥面3或者齿顶圆4，要根据具体的检测项目要求而定。

基准统一原则是指上述各种基准应一致。

设计时应以装配基准为设计基准；在零件加工时，应以设计基准为依据来确定加工工艺基准；在检测零件时，则应根据检测项目的具体要求来选择测量基准，最终检测应选择装配基准为测量基准。

可以说装配基准是基础，其他基准均应围绕装配基准的要求来考虑，以便最终满足使用性能要求。

当加工和检测时的基准与设计（装配）基准不一致时，必须要按工艺尺寸链的分析计算方法，分析测量极限误差，以保证设计图样中的各项要求和模具的使用性能，否则应重新考虑和选择工艺基准及测量基准。

当按指定基准检测有困难时，可在保证精度的前提下，选择其他的辅助测量基准。

总之，在任何检测中，应正确地选择测量基准和辅助基准，避免测量基准的变换，使测量误差减少到最小。

8.2模具零件常用测量方法及仪器

8.2.1模具测量方法的分类

模具测量的基本方法有：

1．直接测量和间接测量

1）直接测量直接由量具或量仪的标尺上获得所测尺寸的整个数值或被测尺寸相对标准尺寸的偏差。

例如用千分尺或比较仪直接测量零件等。

2）间接测量测量与被测尺寸有关的几何参数，经过计算获得被测尺寸。

例如，图8.2所示的弯曲凸模，可用弦高法测量。

非整圆半径R尺寸的获得，可通过间接测量弦高h和弦长l，由几何关系式求得

2．绝对测量和相对测量

1）绝对测量测量时，直接从量具或量仪上显示出被测量的全值。

例如，用千分尺、测长仪等测量导柱的直径。

2）相对测量测量时，量具或量仪上指示的数值只是被测量相对于标准量的偏差值。

例如，用量块调整立式光学计测量圆形凸模的直径。

此外，按测量器具与被测零件表面是否有机械接触，可分为接触测量与非接触测量；根据零件被测量的多少，可分为综合测量和单项测量；根据测量对模具制造工艺过程所起的作用，可以分为主动测量（在线测量）和被动测量；根据在测量和读取数时，工件是在运动还是静止，分为动态测量和静态测量等。

对一个具体的测量过程，可能兼有几种测量方法的特征。

例如，在镗床上加工模架导柱孔时，用内径百分表测量孔的直径，则兼有直接测量、相对测量、接触测量和单项测量等。

8.2.2模具零件几何量的测量

1.长度的测量

（1）游标量具及其测量游标量具的读数部分主要由尺身和游标组成，利用尺身刻线间距与游标刻线间距之差表示小数读数。

游标量具的读数值一般为0.02、0.05和0.10mm三种。

按其用途游标量具可分为游标卡尺、游标深度尺和游标高度尺三类。

1）游标卡尺游标卡尺的种类很多，常见的有三用卡尺（可用于外径、内径和深度的测量）、两用卡尺、带表卡尺和电子数显卡尺等，量程有0~125、150、200、…、500mm等，最大量程为2000mm。

游标卡尺可用于直接测量和间接测量。

如图8.3所示，测量两孔的中心距L时，可先用卡尺的内卡爪测出尺寸A，再用外卡爪测出尺寸B，然后按公式L＝（A+B）／2计算出中心距L。

这种测量属于间接测量。

2）游标深度尺 游标深度尺用尺框的测量面和尺身的测量面代替游标卡尺的量爪，当尺框和尺身两测量面处于同一平面时，读数为零。

深度尺可用来测量阶梯形、盲孔、凹槽等的深度，既可用于绝对测量，又可用于比较测量。

3）游标高度尺 游标高度尺通过尺框上的划线爪沿着尺身相对于底座的位移，来测量工件的高度尺寸、相对位置和精密划线。

（2）测微量具及其测量测微量具应用螺旋副传动原理，借助测微螺杆与螺纹轴套作为一对精密螺纹偶合件，将回转运动变为直线运动后，从固定套管和微分筒所组成的读数机构读得尺寸。

测微量具按其用途可分为外径千分尺、内径千分尺、深度千分尺、内侧千分尺和杠杆千分尺等。

1）外径千分尺 外径千分尺类型很多，有游标读数外径千分尺、翻字式读数外径千分尺、数字显示式外径千分尺、壁厚千分尺以及小头、尖头、大平面测头千分尺等，其分度值一般为0.01mm。

测量小尺寸，可选用小头或尖头的千分尺；测量弹性材料或软金属制件，可以选用大平面测头千分尺。

2）内径千分尺 内径千分尺有单杆型、管接式和换杆型数种，分度值为0.01mm，可用来测量大于50mm的内径或两个内表面之间的距离。

3）深度千分尺 深度千分尺用于测量台阶高度、槽深、盲孔或阶梯孔的深度。

4）内侧千分尺 内侧千分尺的分度值亦为0.01mm，主要用于直接测量工件上大于5mm的沟槽宽度、浅孔直径、浅槽等。

（3）指示式量具及其测量指示式量具是借助杠杆、齿轮、齿条或扭簧的传动，将测量杆的微小直线位移转变为指针的角位移，从而指出相应的示值。

这种量具有分度值为0.01mm的百分表和分度值为0.001mm的千分表，主要用于对工件的长度尺寸的直接测量或比较测量。

图8.4所示是用百分表以比较测量法测量轴的直径。

测量时先根据轴的基本尺寸用量块将表调零，然后换上被测轴进行比较，从表上读出偏差值（轴的尺寸等于量块尺寸与偏差值的代数和）。

杠杆百分表和杠杆千分表的测杆可以转动，而且可按测量位置调整测头的方向，因此适用于钟表式百分表难以测量的小孔、凹槽、孔距和坐标尺寸等的测量。

内径百分表是借助于百分表为读数机构，配备杠杆传动系统或楔形传动系统的杆部组合而成的，可用于比较测量法测量孔径或槽宽。

（4）量块及其测量 量块通常叫作块规，它是具有两个平行测量面的长方体，主要用于鉴定和校准各种长度计量器具和在长度测量中作为比较测量的标准，还可用于模具制造中的精密划线和定位。

由于量块具有很高的精度，因而能很方便地按照测量的需要组合成不同的尺寸。

量块组合时，应从所需尺寸的最小数开始，在量块组中依次挑选，并尽量使所选用的量块数最少。

例如，需要组成的尺寸为58.525mm，挑选量块的尺寸依次为1.005、1.02、6.5和50mm。

量块的组合方法一是用研合法，二是借助量块附件。

研合法是将量块沿其测量面长边方向，先将其端缘部分接触并研合，然后将一块量块沿着另一块量块测量面平行方向滑进，并使两测量面全部研合在一起。

量块附件包括各种不同长度的夹持器和多种量爪，应用这些附件可以组合不同尺寸。

（5）长度尺寸的精密测量对于模具导柱外径和导套孔径之类精密零件的被测表面，可用各种比较仪配合量块作标准器校准来进行比较测量；也可用测长仪上的高精度刻线标尺、平面螺旋游标读数装置及其附件进行直接测量；还可在光学量仪上利用光学投影将被测零件的局部（或全部）轮廓放大投影到量仪的屏幕上，根据零件的投影轮廓影象用特别的标准读数装置进行测量。

2.角度和锥度的测量

（1）比较测量法比较测量法检测角度是指用角度量块、角度样板、角尺、圆锥量规等定角度量具与被测角度比较，用光隙法或涂色法估计被测角度的误差。

1）角度量块 它是角度测量中的标准量具，用来调整测角仪器和量具，校正角度样板，也可直接检验精度较高工件的角度。

角度量块有三角形和四边形两种，三角形的量块只有一个工作角（α），四边形的量块有四个工作角（α、β、γ、δ）。

成套的角度量块一般有19块、36块和94块三种，它可以单独使用，也可利用角度量块附件组合使用，测量范围为10º～350º。

与被测工件比较时，借光隙法估计工件的角度误差。

2）角度样板 它是根据被测角度的两个极限尺寸制成的，因此有通端和止端之分。

检验工件的角度时，若用通端样板，光隙从角顶到角底逐渐增大；用止端样板，光隙从角底到角顶逐渐增大，这就表明角度在规定的两极限尺寸之内，被测角度合格，

3）圆锥量规（圆锥塞规和圆锥环规） 可用来分别检验工件的内、外圆锥的基面距误差和锥角误差。

（2）间接测量法这种方法简单、实用，适用于单件小批生产。

采用的工具有圆柱、圆球、平板和万能量具等。

1）用圆柱或圆球测量：

如图8.6所示，为了测量内角α，将两个半径为R的圆柱放在oa与ob两面之间，使它们互相接触，用量块测得尺寸E。

在直角o1co2中，o2c＝ad＝E，o1o2＝2R

故 

图8.7所示为在平板上用高精度的圆柱及量块测量外圆锥的锥角示意图。

先使两个圆柱在锥体小端处与锥体接触，测出尺寸N，然后用两个等高的量块把圆柱垫起一个高度H，测出尺寸M，则被测锥体角度为

图8.7外圆锥测量

1—圆柱2—工件3—量块4—平板

图8.8在万能工具显微镜上用间接测量法测内锥体锥角

2）用万能工具显微镜测量：

一般可用该仪器所带的分度台、分度头、测量目镜等直接测量角度，但精度不高，如用间接测量法可得到较高的精度

图8.8所示为测量内锥体锥角的方法。

工件安置在仪器的工作台上，用光学接触器先在接近内锥体大端处测量，得到读数L1，然后在内锥体下面垫上尺寸为H的量块组，在接近小端处测量，得到读数L2，则工件的圆锥角为

（3）绝对测量法绝对测量法是用测量角度的量具量仪直接测量角度。

常用的量具量仪有万能角度尺和光学分度头等。

（4）角度和锥度的精密测量仪器角度和锥度精密测量的量仪有光学测角仪、分度台（光学式、机械式）、光学分度头、工具显微镜、投影仪以及光学合象水平仪、光学准直仪等。

其中光学测角仪（或称光学分光仪）主要用于检验角度量块。

3.模具型面、型腔的检测

（1）用检验样板检测检验样板的主要功能是检验模具型面或型腔特定部位截面的形状和尺寸。

使用截面样板进行检测，在精度要求不太高（公差值大于±0.05mm）时，是一种简便有效的测量方法，但制造样板的工作量较大，一般适用于批量模具的检测。

1）模具检验样板的种类 检验样板可分为标准样板和专用样板。

标准样板只适用于检测模具零件上与标准规格相同的形状部分。

半径样板（又称半径规）由凹形样板和凸形样板组成，其半径一般为1～25mm，可检测零件的凸凹表面圆弧半径，也可以作极限量规使用。

螺纹样板（又称螺距规）由许多带有齿形的钢片组成，其螺距有0.5、0.6、0.75、…、6mm多种，主要用于低精度螺纹的螺距和牙型角的检验。

专用样板是根据不同的模具型面或型腔的形状要求而设计制作的专门样板，一块样板只能检测特定的模具、特定的截面部位，不能通用，如图8.9所示。

用截面样板检验模具时，应根据模具型面或型腔的尺寸大小、形状复杂程度，合理布置检验样板的截面坐标位置，确定适当数量的样板，使模具的型面或型腔的形状能圆滑过渡，满足制造工艺要求。

2）使用样板检测模具的方法 用样板检测模具，一般使用间隙法，此外还有叠合比较法。

间隙法所用样板，其工作表面的轮廓形状与被检测模具的轮廓形状相反。

检测时，样板和模具轮廓表面贴合在一起，从贴合面间透光间隙的大小和部位，即可知道模具轮廓的形状或位置误差。

设计和制造样板的材料，一般选用45钢，淬火33～38HRC，以便于加工和用后保存。

样板厚度选2～3.5mm，在测量面仅留0.3～0.5mm，其余部分做成倒角。

光隙的大小可用标准光隙法或用塞尺测得。

叠合比较法所用的样板，其工作表面的轮廓与被测量模具（如凸模）的轮廓形状相同。

图8.10所示为该类检测法的示例。

检测时，使样板2与被测模具3重叠在一起，然后用专用检具（6、7、8）测量，从百分表6指针的摆动量求出被检测模具各部位的形状和尺寸相对于样板的误差值。

图8.9型腔与型腔样板

1— 型腔样板2—型腔

图8.10叠合比较法检测

1—底座2—样板3—被检模具4—定位销5—棱形销

6—百分表（千分表）7—专用检具座8—测头

在大型覆盖件拉深模的制作和检测中，还使用立体型面样板，即研修模型（俗称样架）。

研修模型即工艺主模型（工件主模型加上工艺补充部分）的反型是检查控制凸模型面与工艺主模型的一致性，即检查拉深模具整体型状的一种综合量具。

用研修模型检验拉深模型面质量是在专用研配压力机上使研修模型的型面直接与拉深模的型面相研合（用涂色法），根据接触亮点的分布情况，手工精修抛光拉深模型面，其精修精度可达到0.05～0.10mm。

（2）用坐标法检测复杂型面、型腔及其截面样板一般都是由不同形状的曲线（或圆弧）、直线与斜线所组成的。

因此在检测时需要确定各线段接点（交点或切点）位置的坐标尺寸。

如图8.11所示的连杆锻模的横向截面样板，是由直线段和三个圆弧段组成的对称轮廓，A、B、C、D各线段的接点位置的坐标尺寸有L、L1、L2和h、h1、h2、h3。

因此在对该类零件的坐标检测时首先应确定接点的位置。

图8.11连杆锻模的横向截面样板接点位置

典型的接点位置形式主要有直线与直线相连接的接点位置、直线与圆弧相连接的接点位置和圆弧与圆弧相连接的接点位置。

确定该类零件各线段的接点位置的坐标尺寸，主要采用平台检测技术和使用仪器直接测量。

1）平台检测法 平台检测技术是利用简单工具、辅具及通用量具等与被检测零件在检验平板（平台）上进行各式组合，对形状复杂的检验样板和模具进行检测。

2）坐标尺寸的仪器测量 模具检验样板的轮廓形状及模具上的平面坐标尺寸可在大型工具显微镜或万能工具显微镜上用直角坐标法和极坐标法进行测量，也可在光学分度头上用极坐标法对模具平面轮廓进行相对测量。

对于空间型面或型腔，则可用三坐标测量机测出X、Y、Z三维空间的被测点。

（3）用量棒或钢球检测对模具型腔的检验，有时也可以使用量棒或钢球。

量棒用于检验圆柱、圆锥等形状；钢球用于检验各种球面或圆弧面。

量棒和钢球本身都应经过淬火和研磨，为便于使用，可装上手柄。

检测时，在量棒或钢球表面涂上显示剂（如红丹粉），放入型腔，用手轻轻摇动手柄，然后取出量棒或钢球，根据型腔表面留下的色迹，来分析判断型腔的形状、尺寸，决定修整的位置。

（4）用浇铅等方法检测一般在上、下模体的型腔修整结束后，还应通过浇铅或石膏进行上下模的校对试验。

对精度要求特别高的锤锻模，应在压力机上压制铅件来检查。

由于铅的再结晶温度低于室温，在常温下没有收缩，因此可以准确地得到型腔的实际尺寸和形状。

对于注射模和压铸模等，则可用测量制件的方法来检验模具相应部位的尺寸和形状。

8.2.3模具零件常用测量仪器

1.测量器具的分类

测量器具按其用途的不同，可分为：

（1）基准量具及量仪

1）量具：

量块、多面棱体、基准刻线尺等。

2）量仪：

激光测长仪（比长仪）、光波干涉比长仪等。

（2）通用量具及量仪通用量具及量仪按结构特征的分类及其举例见表8.1

表8.1通用量具及量仪按结构特征的分类及其举例

量具及量仪  结构 特征  举 例

量具  无刻线量具  塞规、卡规（环规）、塞尺、各类量规及样板等

  刻线量具  钢直尺、钢卷尺等

  游标量具  游标卡尺、游标高度尺、游标深度尺、游标量角器等

  螺旋测微量具  千分尺、内径千分尺、深度千分尺、杠杆千分尺、螺纹千分尺、公法线千分尺等

  指示表类量具  百分表、千分表、杠杆百分表、杠杆千分表等

量仪  机械量仪  杠杆齿轮式比较仪、拉簧比较仪等

  光学量仪  光学自准直仪、光学比较仪、测长仪、干涉显微镜、工具显微镜、光学分度头、投影仪等

  气动量仪  水柱式、浮标式和膜片式气动量仪等

  电动量仪  电接触式、电感式、电容式和压电晶体式电动量仪等

  其他量仪  光栅式测长仪、光栅式分度头、光栅式三坐标测量仪、光栅式齿轮单面啮合测量仪等

此外尚可按使用类别分类，如测量角度、形状和位置误差、表面粗糙度、螺纹、齿轮等的量具和量仪，以及专用检验夹具、自动测量装置等等。

选择测量仪器时，并不是测量精度越高越好，而在于测量仪器的检测范围应与目的相符，而且必须满足操作迅速、价格便宜的要求。

2.模具检测常用精密量仪简介

在模具制造中，经常使用高精度的量仪对精密模具的重要零件进行检测。

常用高精度测量的精密量仪主要是由不同传动原理的测量装置、专用支架和工作台等部件构成。

测量装置的作用是将测量感受元件的微小位移经传递放大后观察读数，或用数字显示，或由计算机处理得到测量结果。

（1）光学投影仪 光学投影仪是利用光学系统将被测零件轮廓外形（或型孔）放大后，投影到仪器影屏上进行测量的光学仪器。

所谓投影光学系统就是将零件用强光照明后，经过透镜放大成像于影屏上的光学系统，如图8.12所示。

投影光学系统的放大倍数用物和像大小的比例来表示，也就是用横向放大率来表示

图8.12投影光学系统

1—照明光源2—聚光镜3—被测零件4—物镜5—影屏

式中β——放大倍数；

A1B1——像的尺寸

l′——物镜主面到影屏的距离；

l——物到物镜主面的距离；

f′——物镜的焦距；

x′——见图8.12。

式中的负号是表示成倒像。

投影仪按影屏直径的不同可分为小型（直径≤350mm）、中型（直径在350～600mm）和大型（直径＞600mm）三种。

各类投影仪的放大倍数通常为10倍、20倍、50倍和100倍，转动最小分度值为l′。

投影仪是非接触测量，其测量方法有：

1）绝对测量法首先确定放大倍数，把零件安装好，即进行调焦，直到看到清晰的影像。

然后微动工作台，用投影屏上的十字（或米字）刻线对零件被测部分的轮廓边缘分别进行对准。

通过工作台纵横向的移动（测长度），工作台或投影屏的转动（测角度），在相应的读数机构上进行读数，测得零件的尺寸，也可在带有纵横向方格刻线或极坐标圆刻线的投影屏上直接读数。

2）相对测量法这种方法是把放大了的影像和按预定放大比例绘制的标准图形相比较，一次可实现对零件多个尺寸的测量。

光学投影仪经常用于形状复杂的精密零件的测量，如凸模、凹模等工作零件及截面样板和量规等平面轮廓和表面形状的测量。

各种凹模的型孔和不带凸缘的外形型面可用透射光检测，带凸缘的凸模或顶件块需用反射光检测，对于圆柱形并置于顶尖架上或放在V形架上检测的工件应用侧面透射光检测。

（2）工具显微镜 大型工具显微镜和万能工具显微镜是模具制造行业广泛使用的一种多性能计量仪器，其光学系统如图8.13所示。

照明光源发出的光线通过滤色片、可变光栏，经反射镜和聚光镜，以平行光垂直向上，照明被测零件。

零件轮廓经过物镜放大后，成像在分划板上，用分划板上的指标线或轮廓线进行准确描准定位，并通过目镜再一次放大，以供观测。

用来观测的目镜有各种不同的类型，可相互替换，以便适合各种测量工作的需要。

测角目镜用于角度、螺纹及坐标测量；螺纹轮廓目镜用于测量米制、英制、梯形螺纹，测定螺距，测量零件长度尺寸，测量角度及轮廓形状误差；圆弧轮廓目镜是用影像比较法来测定被测零件的半径，其测量范围为R0.1～100mm；双像目镜用于测孔间距或具有对称图形的间距。

工具显微镜的基本测量方法有：

（1）影像测量法它是用主显微镜的米字线对被测零件的影象进行瞄准定位，并从纵横两读数显微镜中读数。

图8.14所示就是以影像法测长度。

利用米字分划板，先描准第一被测边读出数值；移动滑板，瞄准第二被测边，读出数值。

二次读数之差就是被测长度。

（2）轴切测量法它是用主显微镜的米字线，对与被测零件在水平轴截面内接触的测量刀上的刻线进行瞄准，并由纵或横向读数显微镜读数的方法。

图8.15所示就是用轴切法测量圆柱直径，两把测量刀安装在通过圆柱体的中心轴处，让测刀的刃口和圆柱体的母线紧密接触。

测量刀表面有一条刻线，刻线至刃口尺寸为特定值0.3mm或0.9mm，因此，只要测定两刃之间的距离，就可测得圆柱体直径的大小。

图8.13万能工具显微镜的光学系统

l—光源2—一般测量用聚光镜（带滤色片）3—投影用聚光镜（1~1.5倍）

4—投影用聚光镜（3~5倍）5、6、16—保护玻璃7—透镜8—可变光栏9—反射镜

10—聚光镜11—被测件12、13、14—1倍、3倍、5倍物镜组15—正象棱镜

l7—米字线分划板18—目镜组19—反射镜20—保护玻璃21—刻度盘（刻有360º）

22—测角读数显微镜的物镜组23—固定分划板（刻有60′）24—测角读数

图8.14影像测量法

（3）光学接触法它是用光学接触器的球形触头与被测零件相接触，用主显微镜的米字线与触头位置有关的双刻线套合，并从纵横两读数显微镜中读数。

（4）直角坐标测量法它是按纵横两垂直方向测量零件的坐标值。

（5）极坐标测量法它是按极角和向量半径测量零件的坐标值。

工具显微镜主要技术规格如下：

大型工具显微镜分度值i＝0.01mm，1′；

测量范围（纵向×横向）150mm×50mm，0～360˚。

万能工具显微镜分度值i＝0.00lmm，1′；

测量范围（纵向×横向）200mm×100mm，0～360˚。

工具显微镜图像比投影仪清晰，能较好地观察零件表面的细小部位，测量凹凸形状也比较容易。

图8.15用轴切法测量圆柱直径

1—测量刀2—被测件

（3）三坐标测量机 三坐标测量机是一种高效精密测量仪器，可对复杂立体形状实现快速、可靠地测量。

它是由测头测得被测物X、Y、Z三个坐标值来确定被测点空间位置，其测量结果可用数字显示，也可绘制图形或打印输出。

1）三坐标测量机的类型常见的三坐标测量机的类型如图8.16所示。

悬臂式测量机有利于装卸工件，操作方便；桥式测量机结构刚性好，适用于大型测量机；龙门式测量机当龙门移动或工作台移动时，装卸工件非常方便，操作性能好，适宜于小型测量机，精度较高；镗床式测量机精度高，但结构复杂。

图8.16三坐标测量机的结构类型

a）、b）悬臂式 c）、d）桥式 e）、f）龙门式

g）卧式镗床式 h）坐标镗床式

2）三坐标测量机的组成及基本结构三坐标测量机综合应用了电子技术、计算机技术和激光干涉等先进技术。

它包括测量系统、控制系统、坐标值指示系统和打印绘图系统。

三坐标测量机的基本结构主要由机床部分（包括工作台、底座及支柱或支架等）、传感器部分和测量数据处理系统三大部分组成。

机床部分的底座要保证具有良好的刚性和稳定的几何精度，目前多采用花岗岩石作测量机的工作台和床身。

测量机的导轨有气浮式、静压式和机械滚动三种形式，具有移动轻便、灵活的特点。

传感器部分是测量机的关键部件，对于测量机的功能、测量精度和效率影响极大。

传感器（测头）可分为机械式、电气式和光学式三种，前两种为机械接触式测量，后一种为非机械接触式测量。

测量机的标准器在手动测量机中较普遍采用刻线标尺、精密丝杠或精密齿条等；在数字显示式测量机中多采用