互换性与技术测量实验指导书.docx

1、互换性与技术测量实验指导书互换性与技术测量实验指导书机械工程实验室2008-10合象水平仪测量直线度误差一、实验目的1、掌握用合象水平仪测量直线度误差的方法及数据处理。2、加深对直线度误差的定义及理解。二、实验内容用合象水平仪测量直线度误差。三、计量器具说明与测量原理为了控制机床、仪器导轨及长轴的直线度误差，常在给定平面（垂直平面或水平平面）内进行检测，常用的测量器具有框式水平仪、合象水平仪、电子水平仪和自准直仪等测定微小角度变化的精密量仪。由于被测表面存在直线度误差，测量器具置于不同的被测部位上时，其倾斜角将发生变化，若节距（相邻两点的距离）一经确定，这个微小倾角与被测两点的高度差就有明确的

2、函数关系，通过逐个节距的测量，得出每一变化的倾斜度，经过作图或计算，即可求出被测表面的直线度误差值。合象水平仪因具有测量准确、效率高、价格便宜、携带方便等特点，在直线度误差的检测工作中得到广泛采用。合象水平仪的结构，主要由微动螺杆、螺母、底盘水准仪、棱镜、放大镜、杠杆以及具有平面和V形工作面和底座等组成。如图3-1所示。1、水准器2、棱镜3、放大镜 4、杠杆 5、测量机构 6、底板 7、测量机构 8、微动螺杆图3-1 合象水平仪合象水平仪是利用棱镜将水准器中的气泡像复合放大，以提高读数时的对准精度，利用杠杆和微动螺杆传动机构来提高读的精度和灵敏度,其工作原理见本指导书第二篇。合象水平仪置于被测

3、工件表面上，若被测两点相对自然水平线不等高时，将引起两端的气泡像不重合，转动度盘使气泡像重合，此时合象水平仪的读数值即为该两点相对自然水平面的高度差，刻度盘读数与桥板跨距L之间的关系为：h= iLa四、测量步骤；1、量出零件被测表面总长，将总长分为若干等分段（一般为612段）确定每一段的长度（跨距）L，并按L调整可调桥板两圆柱的中心距。2、将合像水平仪放于桥板上，然后将桥板从首点依次放在各等分点位置上进行测量。到终点后，自终点再进行一次回测，回测时桥板不能调头，同一测点两次读过的平均值为该点的测量数据。如某测点两次读数相差较大，说明测量情况不正常，应查明原因并加以消除后重测。测量时要注意每次移

4、动桥板都要将后支点放在原来前支点处（桥板首尾衔接），测量过程中不允许移动水平仪与桥板之间的相对位置。3、从合象水平仪读数时，先从合像水平仪的侧面视窗处读得千位数，再从其上端读数鼓轮处读得十位和个位数。4、把测得的值依次填入实验报告中，并用计算法按最小条件进行数据处理，求出被测表面的直线度误差。五、数据处理1、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。2、根据各测点的相对差，在坐标纸上描点。作图时不要漏掉首点（零点），且后一点的坐标位置是在前一点座标位置的基础上累加。用直线依次连接各点，得出误差折线。3、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（或最低）

5、点相切，在两切点之间有一个最低（或最高）点与另一条平行线相切。这两条平行直线之间的区域就是最小包容区域。两平行线在纵坐标上的截距即为被测表面的直线度误差值a(角度格值)。4、差值f（m）按下式折算成线性值，并按国家标准GB11841996确定被测表面直线度的公差等级。f =iLa式中：i 合像水平仪的分度值 L桥板跨距 a一被测件的直线度误差值（格）例：用合象水平仪测量一长平面的直线度误差，仪器的分度值为0.01mm，选用的桥板节距L200mm，测量直线度的记录数据见下表。若被测面的直线度公差为5级，试用作图法评定该的直线度误差是否合格。解：数据处理的步骤如下： 先将各点的顺测值与回测值取平均

6、, 简化测量数据：a值可取任意数值，但要有利于相对差数字的简化，本例取a274格。 将相对差中的各点读数格值在直角坐标系中逐一累加描点（如图32）。 求最小包容区：先过1点和第5点作一直线，再过第4点作一平行线。则两条平行线在纵坐标上的截距6.5格，即为该被测件的直线度误差值（格值）。 求直线度误差的线值： f = 0.012006.5 = 13 (m) 按GB11841996，直线度5级公差值为25m。其测量出的误差值小于公差值，所以被测零件直线度误差合格。测 量 数 据测点序号i012345仪器读数ai顺测273278275283270回测275280277285272平均27427927

7、6284271相对差ai00+5+2+10-3坐标值yi00+5+7+17+14图3-2 被测件直线度误差折线图六、思考题1、目前部分工厂用作图法求解直线度误差时，仍沿用以往的两端点连线法，即把误差折线的首点（零点）和终点连成一直线作为评定标准，然后再作平行于评定标准的两条包容直线，从平行于纵坐标来计量两条直线之间的距离作为直线度误差值。那么：1）、以例题作图为例，试比较按两端点连线和按最小条件评定的误差值，何者合理？为什么？2）假若误差折线只偏向两端点连线的一侧（单凸、单凹），上述两种评定误差值的方法的情况如何？2、用作图法求解直线度误差值时，如前所述，总是按平行于纵坐标计量，而不是垂直于两

8、条平行包容直线之间的距离，原因何在？实验 零件的内径测量一、实验目的1、了解内径指示表的工作原理和使用方法。2、掌握由测量结果（尺寸偏差和几何形状偏差）来判断工件的适用性。一、 仪器说明由内径指示表和装有械杆系统的测量装置所组成，如图1所示。仪器附有一套固定测头以备选用。它是用相对比较法测量长度的，活动量头的移动经杠杆系统传给指示表，内径指示表的两测量头放入被测孔内，应位于直径方向上，这是由弦片来保证的。弦片借助弹簧力始终和被测孔接触，其接触点的连线和直径是垂直的，这样就保证了两测量头位于被测孔的直径上。三、实验步聚1、根据被测孔的基本尺寸，选择相应的固定量头旋入量杆上。2、按被测孔的基本尺寸

9、，选择量块，并组合到量块夹中。3、如图1（C）所示，调整指示表的零点4、将已调整好零点的提示表放入被测孔内摆动，找到指针偏转的最小值，即为孔的实际读数。5、按测量示意图所示，在孔的三个截面两个方向上，共测六处按孔的验收极限判断工件的合格性。（a） （b） （c）图1 测量示意图实验 零件的内径测量实验报告班级_ 姓名_学号_ 成绩_仪器刻度值： 示值范围： 日期 被测件精度：_块规组尺寸：_测量示意图：A B B/ A/测量数据位置方向实际偏差（m）实际尺寸（mm）-AABBAABB测量结果:合格性结论：理由：教师评定：实验 齿轮齿圈的径向跳动测量一、 实验目的1、增强齿轮加工误差的感性认识。

10、2、掌握齿圈径向跳动的测量方法。二、仪器说明本实验是在偏摆检查仪上测量齿轮齿圈径向跳动误差。偏摆仪的构造如图1所示。图1 偏摆仪1-床身 2-前顶尖座 4-前、后顶尖 5-千分表架 6-支架座 7-后顶尖座偏摆仪由仪器床身1，前、后顶尖4，和支架座6四个主要部件组成，二顶尖座和支架座可沿仪器底座导轨面移动，并通过把手将其紧固在仪器座上，两个顶尖分别装在固定套管和活动套管内，按动杆杠便可使活动套管后退，当放松杠杆时，活动套管又借弹弹簧的作用前移。二、 测量原理齿圈径向跳动是指齿轮固定弦至齿轮回转中心的距离的最大变动量。图2为其测量示意图，1为被侧齿轮，2为圆柱体作量头，3为千分表。齿圈径向跳动的

11、数值能反映齿轮几何偏心的大小，所以它与公法线长度变动量用来测定齿轮运动精度的好坏。图2 齿圈径向跳动测量示意图齿圈径向跳动的测量可用一圆柱体作量头，测量此圆柱体相对于回转中心的距离变动量，即为齿圈径向跳动量。因为圆柱体与两齿轮侧面在固定弦齿厚处接触，切点连线即为固定弦齿厚，所以，齿圈径向跳动可以用此圆柱体相对于回转中心的变动量来表示。齿圈径向跳动也可用锥有为2a的楔形量头来测量。本次实验用圆柱体作量头。四、实验步聚1、擦净仪器工作表面和被测零件的表面，特别注意擦净顶尖孔。2、根据被测齿轮的宽度，移动前顶尖座和后顶尖座至相应位置。然后，用手把加在固定。3、将齿轮装在两顶尖上，此时应先按动杠杆，使

12、装有后顶尖的活动套管退回，然后放松杠杆，借助弹簧的作用顶住齿轮。应保证齿轮与顶按触可可靠，并且转动灵活。4、紧固手把，使活动套管牢靠地固定住。5、将作量头用的圆柱体放入齿间，然后将千分表的量头和圆柱体接触，并给千分表一定的预压量。6、用手转动齿轮，千分表指针的读数差最大值即为被测齿轮的径向跳动误差。7、记录数据8、评定合格性五、思考题1、齿圈径向跳动包含了那些误差？实验 齿轮齿圈的径向跳动测量实验报告班级_ 姓名_学号_ 成绩_实验仪器名称 仪器测量范围及刻度值 被测齿轮模数m齿数Z压力角a齿轮公差标注齿圈径向跳动公差（FRm）齿序读数（m）齿序读数（m）齿序读数（m）测量数据19172101

13、8311194122051321614227152381624测量结果齿圈径向跳动Fr合格性结论理由教师评定实验 用立式光学计和机械比较仪测量轴 Measuring shaft diameter experiment (Using vertical type optical comparator and mechanical comparator) 1.实验目的 1.1 立式光学计和机械比较仪的工作原理及使用方法。 1.2 熟悉轴的直径及其形状误差的测量方法。 1.3 学会基本的测量误差处理方法。 2.设备与器材 立式光学计台、机械比较仪台、被测轴和相同尺寸量块各组。 3.实验原理与方案 机械

14、比较仪、立式光学计主要用于作长度比较测量。要先用量块将标尺和指针调到零位，被测尺寸对量块的偏差可从仪器标尺上读得。并可对某轴的固定部位进行多次重复测量，计算测量误差。 3.1 机械比较仪 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2-1，其分度值为0.001毫米，标尺的示值范围为0.1毫米。 图2-1杠杆齿轮比较仪 杠杆齿轮比较仪的放大比为3.2 立式光学计主要组成见外形图2-2。由底座1、立柱2、支臂3、直角光管4和工作台11等几部分组成。 立式光学计的光学系统图2-3所示。光线由进光反射镜6进入光学计管中，由通光棱镜7将光线转折90度，照亮了分划板4上的刻度尺9。刻

15、度尺上有 100格的刻线，此处刻线作为目标，位于物镜2的焦平面上。由刻度尺9发出的光线经棱镜3后转折90度，透过物镜2成为平行光线，射向平面反射镜，平行光线被反射回来，重新透过物镜2，再经棱镜3汇聚于分划板4的另一半上，此处有一指示线8。当测量杆5上下移动时，推动平面反射镜产生摆动，于是刻度尺9的像相对于指示线产生了移动，移动量可通过目镜10进行读数。 图2-2 立式光学计外形图 图2-3立式光学计光学系统图 4.实验步骤、方法与注意事项 根据被测零件表面的几何形状来选择测量头，使测量头与被测表面尽量满足点接触。测量头有：球形、平面和刀口形三种。测量平面或圆柱面零件时选用球形测头。测量球面零件

16、时选用平面形测头。测量小圆柱面工件时选用刀口形测头。 4.1 按被测零件的基本尺寸组合量块和选择测量头。 4.2 仪器调零位：如图22，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。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，并在视场中看 到刻度尺象，将螺钉8锁紧。细调：松开紧固螺钉10，转动调节轮9，直至在 目镜中观察到刻度尺象与指示线接近为止，然后拧紧螺钉10。微调：转动刻度尺微调螺钉13见图23。使刻度尺的零线影象与指示线重合后，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。 4.3 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，并将测量的 结果填入实验报告中。 5.测量与处理数据 仪器名称刻度值示值范围测量范围零件名称零件基本尺寸及极限偏差块规组合尺寸修正量重复10次测量一个零件同一个部位的尺寸并计算测量误差序号测得实际偏差换算实际尺寸剩余误差12345678910 1. 测量结果的标准偏差（）： 2. 算术平均值的标准偏差（）： 3. 测量结果（mm）： 6思考题 1.立式光学计测量轴，属于什么测量方法？绝对测量与相对测量各有何特点？什么是分度值？刻度间距？