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1、互换性与测量技术试验指导书主编：唐芬南湖南工业高校机械工程学院日录试验一：用立式光学比较仪测量:轴的直径1试验二：用内径指示表测内孔7试验三：直线度误差测量10试验四：用双管显微镜测量表面粗糙度18试验一、用立式光学比较仪测量轴的点径线性尺寸可以用相对测量法（比较测量:法）进行测量。相对测量常用的量仪有机械、光学、电气和气动比较仪等几种，本试验用立式光学比较仪测量外尺寸，用比较仪测量时，先用量块（或标准器）调整量:仪示值零位，测量工件所得的示值为被测尺寸相对于量块尺寸的偏差。一、试验目的1.了解光学比较仪的结构并熟识它们的示值零位调整方法和运用方法;2.熟识量块的运用与维护方法。图1-2光学比
2、较仪系统的光学二、用立式光学比较仪测量光滑极限塞规1 .量仪说明和测量原理立式光学比较仪也称立式光学计，是一种精度较高且结构不困难的光学仪器，用广测量外尺寸。图1-1为量仪外形图;量仪主要由底座12、立柱16、横曾14、直角形光管4和工作分10等几部分组成。量仪的光学系统安装在光管内，光学系统如图12所示。光管工作时的测量原理是光学杠杆放大原理。光线经反射镜6、棱镜7投射到分划板4上的刻度尺9（它在分划板左半面八分划板位于物镜2的焦平面上。当刻度尺9被照亮后，从刻度尺发出的光束经直角转向棱镜3,物镜2形成平行光束，投射到平面反射镜1上。光束从反射镜1反射回来，在分划板4右半面形成刻度尺9的影象
3、，从目镜5可以视察到该影象和条固定指示线.,刻度尺上有条零刻线。它的两侧各有100条均布的刻线，这些刻线与零刻线构成200格刻度间距。零刻线位于固定指示线上。测量时，若反射镜1垂直于物镜2的主光轴，则分划板右半面胸刻度尺影象与其左半面的刻度尺的上下位置是对称的，即零刻线影象位于固定指示线上。假如反射镜1与物镜2的主光轴不垂直，则分划板右半面的刻度尺影象就相对于其左半面的刻度尺上下移动。参看图1-3所示的光学比较仪测量原理图（图中没有Mi出图1-2中的直角转向棱镜），从物镜焦平面上的焦点C发山的光线，经物镜后变成一束平行光投射到平面反射镜P上。若平面反射镜P垂直于物镜主光轴，则从反射镜P反射的光
4、束由原光路回到焦点C,象点C与焦点C函合（即刻度尺影象与刻度尺的上下位置保持对称）。假如被测尺寸变动，使测杆产生微小的直线位移S推动反射镜P绕支点O转动一个角度,那么反射镜P与物镜主光轴不垂直，反射光束与大射光寮将楸府努里乳，从反射镜P反射的光束汇聚J象点C（即刻度尺影象相对于刻度尺在上下方向产生位移）.C点与C点的距离计算式如下：式中f一一物镜的焦距：反射镜偏转角度。而测杆位移S与反射镜偏转角度a的关系为，式中b-测杆到支点O的距离这样，刻度尺影望位移/对测杆位移S的比值即为光管放大倍数n计算式如下，因a角很小：取吆2a=2x,ra=a,则光管中物镜的焦矩/=200丽,测杆到平面反射镜键支点
5、的距离b=5nmo丁是目镜的放大倍数为12。因此，量仪的放大倍数K=12n=960光管中分划板上刻度尺的刻度间距为0.0811),从目镜中看到的刻度尺影象的刻度间距为d=12x,08=0.96mm。因此，型仪的分度值从目镜中可以读出刻度尺零刻线影象相对于固定指示线移动的格数，将它乘以星仪的分度值就是量仪示值。由于零刻线两锄各有100格刻度，因此量仪的示值范围为TOO到+100wno2 .试验步骤(D依据被测表面的几何形态，选择测头并把它安装在测杆上。(2)依据被测塞规工作部分的基本尺寸或极限尺寸选取几块量块，并把它们研合成量块组。(3)参看图1T,接通电源，拧动四个螺钉11,调整工作台10的位
6、置,使它与测杆8运动方向垂直(调整好后，切勿再拧动螺钉11)。(4)调整量:仪示值零位。将量:块组放在匚作分10上，并使测头对准量块测量面的中心，按卜列三个步骤进行调整。a.粗调整：松开螺钉15,转动螺母13;使横臂M缓缓下降，直至测头与量块测量面接触，且从目镜3的视场中看到刻度尺影象为止;再拧紧螺钉15:b.细调整：松开螺钉15,转动手轮5,使刻度尺零刻线的影象接近固定指示线，图如1-4（八）,然后拧紧螺钉6。C.微调整：轻轻按动测头提升器7,使测头起落数次，零刻线影象的位置稳定后，转动另位调整手轮13(图1-2),使零刻线影象与固定指示线垂合，图如1.-4(b)(5)按动测头提升器7,使测
7、头抬起，取下属块组，换上被测轴。分别对相隔90的径向位置AT、BB进行测量。在工作台IO上移动轴进行测量时，留意读取刻度尺影象示值中的最大值。(6)取卜被测轴，再放上量块组及查示值零位。其误差不得超过0.5um,否则重新测量。图1-43 .留意事项、测量前应先擦净零件表面与仪器工作台。、操作要W1.心，不得有任何碰憧，调整时视察指针位置，不应超出标尺示值范围。、运用殳块时要正确推合，防止划伤量块测量面。、取拿量块时最好运用棉手套，避开用手干脆接触量块.以削减手温对测量精度的影晌。、留意爱护空块匚作面，禁止量:块碰撞或掉落地上。、量块运用前，要用棉花擦干净。、测量结束前，不应拆开殳块，以便随时校
8、对零位。四、思索题1 .列举你所运用过的长度测理器具，比较其精确度，涮量范围与运用场院合。2 .试分析肯定测量:和比较测量的优缺点。3 .试分析产生测量误差的缘由。技术测量试疆报告班级学号姓名同组试验者试疆一用立式光学计测量轴的直径一、仪器与被测零件仪器仪器名称分度值示值范Ba测量范围零件名称基本尺寸与极限偏差量块组合尺寸:二、测量记录仪器读数(um)被测轴实际尺寸方向轴1轴2轴3轴4最小最大A-AB-BA-AB-BA-AB-BA-AB-B(ran)(mm)I-III-II合格性结论：试验日期：年月日试验二用内径指示表测量孔径一、试验目的BB-I内径杷示表1.活功S1.头2一国定Je头;3一定
9、心板;4TI示表1 .了解内径指示表的结构并熟识其运用方法；2 .驾驭用内径指示表进行比较测量的原理。二、量仪说明和测量原理内径指示表是测量孔径的常用型仪。它由指示表和装有杠杆系统的测量装置组成，其结构如图2-1所示。测量时，活动测头1和固定测头2分别与孔壁接触，活动测头1向内移动，其位移经等着直角杠杆，推动挺杆向上移动，使弹簧压缩，并推动指示表4的指针回转。该弹簧的反作用力使活动测头1对孔壁产生测量:力。定心板3在弹簧的作用下始终对称地与孔壁接触。定心板3与孔壁的接触点的连线和被测孔的直径线相互垂直，使两测头位于该孔的直径方向上。量仪附有组长短不同的固定测头，可根据被测孔直径的大小来选择运用
10、。用内径指示表测量孔径，是采纳比较测量的方法进行的。可用具有确定内尺寸1.的标准圆环或用装在量块夹中的量块组成的确定尺寸来调整内径指示表的示值零位。然后用它测量被测孔径，指示表的示值即为实际被测孔径对确定尺寸1.的偏差a1.W此，实际被测孔径X=1.+1.o三、试验步獴1.依据被测孔的基本尺寸选取量块，或研合成量块组,装入量块夹中（或运用具有确定内尺寸的标准圆环）。2 .依据被测孔的基本尺寸选择合适的固定测头，把它拧入内径指示表的测量装置上相应的螺孔中，并加以固紧。3 .按量块组（或标准圆环）的确定尺寸调整指示表示值零位。将内径指示表的两个测头当心地放入量块夹的两个曼爪之间（要先放入活动测头，
11、并压紧定心板，然后放入固定测头）；按图2-2所示的方法摇摆量仪。当指示表指针回转到转折点（最小示值）时，这表示测头与量块夹的型爪表面垂直.然后转动刻度盘使指针指向其零刻线,如此反第多次，直到指针稳定地在零刻线处转折为止（内径百分表在校零时应留意手握直管上的隔热手柄。4 .将内径指示表的量杆放入被测孔中，在孔的两个截面两个方向上，共测四个点，测量时应左右摇投指示表，找出最小读数（见试验报先告测量示意图）。测量时要特殊留意该实际偏差的正、负符号：当表针按峡时针方向未达到零点的读数是正值，当表针按顺时针方向超过零点的读数是负值。5 .依据测量结果，确定被测孔的尺寸形态误差的大小，作出其合格性结论。6
12、 .填写试验报告，清洗量仪与被测工作。四、思索题1 .为什么内径指示表调整示值零位和测量孔径时都要摇摆量仪找指针所指示的最小示值？2 .用内径指示表测量:孔径属于何种测殳方法?固定测头磨损对测量结果是否有影响？技术测量试殴报告班级学号姓名同组试验者试殴二用内径指示表测内孔量：名称分度值测量范围仪被浦零件编号基本尺寸与极限偏差圆度公差O.004mm4H0(夕试验记录与测量结果M-MN-Na-ab-b半径差圆度误差合格性结论：试验日期：年月日试验三、直线度误差测量一、试验1.1.的：1.了解合像水平仪的结构并熟识运用它们测量直线度误差的方法:2.驾驭按最小条件和两端点连线作图求解直线度误差值的方法
13、。二、宜钱度误差的评定:直线度误差是指实际被测直线对其志向直线的变动员，志向直线的位置应符合域小条件。最小条件是指实际被测直线对其志向直线（评定基准）的最大变动量为最小。测量数据可以用指示表测量:实际被测直线上各测点相对于平板（测量:基准）的高度来获得，也可以用水平仪或自准直仪对实际被测直线匀称节点测量，测量两相邻测点之间的高度是来获得。然后，依据最小条件或以首.尾两个测点的连线（即两端点连线）作为评定基准,由获得的测里数据用作图或i算方法求解直线度误差值。三.用合象水平仪测量直线度误差：1 .量:仪说明和测量原理合象水平仪是种精密测量仪器，用自然水平面作为测量基准。合象水平仪的结构见图37,
14、它的水准器8是个密封的玻璃管，管内注入精储乙健，并留有肯定量的空气，以形成气泡。管的内壁在长度方向具有肯定的曲率半径。气泡在管中停住时，气泡的位置必定图3-1合像水平仪I底板；2一杠杆：3一支承；4壳体；5一支承架：6放大镜；7棱镜:8水准器：9一微分筒：10测微螺杆：11一放大镜：12一刻度尺这两点至两端点连线的纵坐标距离，它们的肯定值之和即为直线度误差值f8（3）图解法处理数据示例：用分度值为0.01三m的合像水平仪测量长度为140Omm的导轨的直线度误差。所采纳的桥板跨距为165M,将导轨分成7段进行测量。测量数据见表31表31直线度误差测量数据仪器位置测点序号与测殳间隔01122334455667示值（格）顺测26.524.528.530282725返测26.525.528.329.627.626.825平均值,26.52528.429.827.826.925相对差值j=-.(j=1.,2-6)0-1.5+1.9+3.3+1.3+0.4-1.5累积值Sa/-I0-
