互换性实验指导书模板.docx
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互换性实验指导书模板
互换性与技
术测量基础
实验指导书
实验一形位误差测量
一．实验目的
1．了解位置度误差的检测原则和基准体现方法;误差的测量原理及方法。
2．熟悉通用量具的使用。
3．加深对平行度、垂直度等位置公差的理解。
二．实验设备
测量平板、心轴、精密直角尺、塞尺、百分表、表架、游标卡尺、偏摆检查仪等。
三．实验内容
1．图2-1为被测件角座,其上提出四个位置公差要求;
（1）顶面对底面的平行度公差0.15;
（2）两孔的轴线对底面的平行度公差0.05;
（3）两孔轴线之间的平行公差0.35;
（4）侧面对底面的垂直度公差0.20;
2．轴类零件的圆跳动。
三．实验方法步骤1．按检测原则1（与理想要素比较原则）测量顶面对底面的平行度误差（图2-1）。
将被测件放在测量平板上,以平板面作模拟基准;调整百分表在支架上的高度,将百分表测头与被测面接触,使百分表指针倒转1～2圈,固定百分表,然后在整个被测表面上沿规定的各测量线上移动百分表支架,取百分表的最大与最小读数之差作为被测表面的平行度误差。
2-12-2
2．按检测原则,测量两孔轴线对底面的平行度误差。
用心轴模拟被测孔的轴线（图2-2测量两孔轴线对底面的平行度误差）,以平板模拟基准,按心轴上的素线调整百分表的高度,并固定之（调整方法同步骤1）,在距离为L1的两个位置上测的两个读数M1和M2,被测轴线的平行度误差为:
f=LM1−L1M2
式中:
L——被测轴线的长度。
3．按检测原则1测量两孔轴线之间的平行度误差（图2-3）。
用心轴模拟两孔轴线用游标卡尺在靠近孔口端面处测量尺寸a1及a2,差值（a1-a2）即为所求平行度误差。
2-3
4．按检测原则3（测量特征参数原则）测量侧面对底面的垂直度误差（图2-4）。
用平板模拟基准,将精密直角尺的短边垂直于平板上,长边靠在被测侧面上,此时长边即为理想要素。
用塞尺测量直角尺长边与被测侧面之间的最大间隙,测得值即为该位置的垂直度误差。
移动直角尺,在不同位置重复上述测量,取最大误差值为该被测面的垂直度误差。
2-4
5.按检测原则,测量心轴的圆跳动。
偏摆检查仪是测量轴类零件的常见量仪,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。
四.测量记录
被测名称
测量位置
误差值
Ⅰ—Ⅰ
Ⅱ—Ⅱ
□
∕∕1
∕∕2
⊥
↗
五．思考题
1．形位误差的检测原则有哪些?
2．如何判定形位误差的合格性?
实验二表面粗糙度测量
一、实验目的
1、了解光切显微镜的结构并熟悉其使用方法;
2、了解光切法测量表面粗糙度轮廓幅度参数算术平均偏差Ra的原理。
二、用双管显微镜测量表面粗糙度
1、仪器概述
（1）用途:
双管显微镜是根据”光切法原理”制成的光学仪器,用于评定Ra=0.8-60um的表面粗糙度.
（2）结构
（3）工作原理
光切法显微镜的工作原理为:
狭缝被光源发出的光线照射后,经过物镜发出一束光带以倾斜45度方向照射在被测量的表面上,具有齿面不平的表面,其波峰在S1点产生反射,
波谷在S2点产生反射。
经过观测显微镜,它们各成象在分划板的S1’和S2’点。
在目镜中观察到的即为具有与被测表面相似的齿状亮带,经过目镜的分划板与测微器测出的S1’和S2’点之间距离h’,被测表面的微观不平度h为:
h=E·H
E—套筒分度值
H—测微鼓轮读数格数（套筒上读数格数）
2.、实验步骤
（1）、选择物镜
显微镜具有四对不同放大倍数的物镜,以用于测定不同的表面粗糙度（表1）。
物镜放大
倍数
总放大倍数
（包括目镜）
视场大小
（毫米）
能测的不平度高度（微米）
物镜所能测得的范围
套筒分度值
（微米）
60
510
0.3
0.8——1.6
9
0.16
30
260
0.6
1.6——6.3
7——9
0.29
14
120
1.3
6.3——20
5——7
0.63
7
60
2.5
20——63
3——5
1.28
将被测件与标准样块用目估比较,初步估出粗糙度,选择物镜。
（2）、接通电源
（3）、安放工件:
安放时应使测量表面的加工纹路与狭缝相垂直,并使测量表面平行于工作台面。
（4）、放松支臂固紧螺钉3,旋转升降螺母6,使横臂慢慢下降（注意:
不要碰击!
）直至工作表面上出现一绿色光带后锁紧螺钉3,再调整螺丝4,直到现场上出现最清晰的光带。
（5）、放松测微目镜的固紧螺钉,并转动测微目镜,使十字线之一与光带平行,然后
固紧之,此时,目镜内划板运动方向与光带成45度角度。
（6）、转动目镜千分尺,使与光带平行的十字线与光带的峰顶相切,然后在目镜分划板与目镜千分尺上记下读数,再转动目镜千分尺使十字线移动到与光带谷底相切,第二次记下分划板与目镜千分尺的读数。
（7）、在L长度内测出5个最高的波峰和5个最低的波谷数值。
（8）、计算出平均偏差Ra值:
Ra=E（∑h峰—∑h谷）/5
（2）
E——套筒分度值
表面粗糙度测量
一、仪器及被测零件
仪器
名称
测量范围
物镜放大倍数
套筒分度值E（um）
零件
名称
等级
Ra允许值
二、测量记录
次序
测量读数
平均偏差
Ra=E（∑h峰—∑h谷）/5
波峰
波谷
1
2
3
4
5
∑
合格性结论:
1、用光学显微镜测量表面粗糙度轮廓时,为什么光带的上、下边缘不能同时达到最清晰的程度?
2、用光学显微镜能否测量表面粗糙度轮廓的算术平均偏差Rz值?
实验三圆柱螺纹测量
一、实验目的
1、了解螺纹千分尺的结构并熟悉其使用方法;
2、掌握用螺纹千分尺进行直接测量（绝对）测量的原理;
3、会选择合适的螺纹千分尺测头;
4、掌握单一中径D2s与中径D2、d2概念和单一中径D2s、d2s测量方法;
5、会针对不同的螺纹精度要求选用合适的测量仪器,对螺纹塞规零件单一中径d2s、P的合格性进行综合评定。
二、仪器概述
螺纹千分尺是测量低精度外螺纹中径的常见量具。
螺纹千分尺由千分尺体、V形槽测头、锥形测头组成。
它的构造与普通外径千分尺相似,只是在两占上分别安装了可更换的V形槽测头和锥形测头。
螺纹千分尺带有一套不同规格的测头,以测量不同螺距的外螺纹中径。
当将V形槽测头和锥形测头安装在内径千分尺上时,也可测量内螺纹的中径,它的分度值为:
0.01毫米。
三、实验步骤
1、把已校好的螺纹千分尺放到被测螺纹沟槽与突起处;
2、在几个断面（指横剖面）上测量,记下测量读数;
3、根据所测得的数据记下单一中径d2s值,并根据零件合格性原则d2min≤d2s≤d2max或ei≤ea≤es,判断零件合格性。
螺纹测量
一、仪器及被测零件
仪器
名称
分度值（mm）
测量范围（mm）
零件
名称
基本尺寸
（mm）
极限偏差
上偏差
下偏差
.
二、测量记录
测量数据
实际偏差
测量位置
Ⅰ—Ⅰ
Ⅱ—Ⅱ
Ⅲ—Ⅲ
.
合格性结论:
.
理由:
1、用螺纹千分尺测量时选择测头的依据是什么?
实验四齿轮测量
一、实验目的:
1、熟悉公法线千分尺的结构特点和使用方法;
2、掌握齿轮的公称公法线长度W的计算公式;
3、熟悉公法线长度的测量方法;
4、加深对公法线长度偏差的定义的理解。
二、仪器概述与测量原理
公法线千分尺可用于测量7~9级齿轮
公法线长度是指齿轮上几个轮齿的两
端异向齿廓间所包含的一段基圆圆弧,
即该两端异向齿廓间基圆切线段的长度。
公法线长度偏差ΔEw是指实际公法线长度
Wκ与公称公法线长度之差。
直齿轮的公称公法线长度W按下式计算:
W=mcosα[π（k-0.5）+zinvα]+2xmsinα
式中m、z、α、x——齿轮的模数、齿数、
标准压力角、变位系数;
invα——渐开线函数,inv20度为0.014904;
k——测量时的跨齿数（整数）。
跨齿数k按照量具量仪的测量面与被测齿轮面大致上在齿高中部接触来选择。
对于标准直齿轮,k=zα/180+0.5。
对于变位直齿轮,κ=zαm/180+0.5,αm=arcos[db/（d+2xm）],db和d分别为被测齿的基圆直径和分度圆直径。
计算出的k值一般不是整数,应将它化为最接近计算值的整数。
图样上标注跨齿数k和公称公法线长度W及其上、下偏差（Ews、Ewi）:
W。
公法线长度偏差ΔEw的合格条件是它在其极限偏差范围内（Ewi≤ΔEw≤Ews）。
与测量齿厚相比较,测量公法线长度时测量精度不受齿顶圆直径偏差的齿顶圆柱面对齿轮基准轴线的径向跳动的影响。
关于斜齿轮的公称公法线长度W及相应的跨齿数k的计算。
斜齿轮的公称公法线长度不在圆周方向测量,而在法向测量,因此齿宽b>1.015Wsinβb（βb为基圆螺旋角）的斜齿轮才能采用公法线长度偏差作为侧隙指标。
三、实验步骤
1、计算齿轮的公称公法线长度W,直齿轮的公称公法线长度W按下式计算:
W=mcosα[π（k-0.5）+zinvα]+2xmsinα
2、在被测齿轮圆周上测量均布的8条或更多条公法线长度,所测得的各个公法线长度偏差均在其极限偏差范围内（Ewi≤ΔEw≤Ews）,才判定为合格。
齿轮测量
一、仪器及被测零件
仪器
名称
分度值（mm）
测量范围（mm）
齿轮
模数m
齿数Z
压力角
变位系数X
齿轮公差标注
极限偏差
齿轮公法线长度W
mm
跨齿数n
.
二、测量记录
测量数据
实际偏差
测量位置
Ⅰ—Ⅰ
Ⅱ—Ⅱ
Ⅲ—Ⅲ
.
合格性结论:
.
理由:
.
.
1、直齿内齿轮和斜齿内齿轮公法线长度能否实现测量?
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