互换性与测量技术实验指导书定稿..doc

互换性与测量技术 实验指导书 (齐新丹 修订) 南京工业大学工学院机械工程系 2010年5月  目 录 实验一 尺寸测量 3 实验1—1用立式光学计测量塞规 3 实验1—2用内径百分表或卧式测长仪测量内径 5 实验二 几何误差的测量 9 实验2—1用合象水平仪或框式水平仪测量直线度误差 9 实验2—2平行度与垂直度误差的测量 11 实验2—3用外径千分尺和角尺测量位置度误差 13 实验三 表面粗糙度测量 17 实验3—1用双管显微镜测量表面粗糙度 17 实验3—2用干涉显微镜测量表面粗糙度 20 实验四 锥度测量—用正弦尺测量圆锥角偏差 23 实验五 螺纹测量 25 实验5—1 影像法测量螺纹主要参数 25 实验5—2 外螺纹中径的测量 28 实验六 齿轮测量 32 实验6—1齿轮单个齿距偏差与齿距累积总偏差的测量 32 实验6—2齿轮齿圈径向跳动测量 35 实验6—3齿轮齿厚偏差的测量 36 实验6—4齿轮公法线平均长度偏差及公法线长度变动的测量 38 实验一 尺寸测量 实验1—1用立式光学计测量塞规 一、实验目的 1. 了解立式光学计的测量原理。 2. 熟悉用立式光学计测量外径的方法。 3. 加深理解计量器具与测量方法的常用术语。 二、实验内容 1. 用立式光学计测量塞规。 2. 根据测量结果，按国标GB/T 1957—2006《光滑极限量规》查出被测塞规的尺寸公差和形状公差，作出适用性结论。 三、测量原理 立式光学计是一种精度较高而结构简单的常用光学量仪。用量块作为长度基准，按比较测量法来测量各种工件的外尺寸。 图1为立时光学计的外形图。它由底座1、立柱5、支臂3、直角光管6和工作台11等几部分组成。光学计是利用光学杠杆放大原理进行测量的仪器，其光学系统如图2b所示。照明光线经反射镜1照射到刻度尺8上，再经直角棱镜2、物镜3，照射到反射镜4上。由于刻度尺8位于物镜3的焦平面上，故从刻度尺8上发出的光线经物镜3后成为一平行光束，若反射镜4与物镜3之间相互平行，则反射光线折回到 焦平面，刻度尺象7与刻度尺8对称。若被测尺寸变动 使测杆5推动反射镜4饶支点转动某一角度α（图2a）， 则反射光线相对于入射光线偏转2α角度，从而使刻度 尺象7产生位移t（图2c），它代表被测尺寸的变动量。 物镜至刻度尺8间的距离为物镜焦距f，设b为测杆中 心至反射镜支点间的距离，s为测杆移动的距离，则仪 器的放大比K为： 当很小时，， ，故： 图 1 光学计的目镜放大倍数为12，，，故仪器的总放大倍数n为： 由此说明，当测杆移动0.001mm时，在目镜中可见到0.96mm的位移量。 四、测量步骤 1. 测头的选择：测头有球形、平面形和刀口形三种，根据被测零件表面的几何形状来选择，使测头与被测表面尽量满足点接触。所以，测量平面或圆柱面工件时，选用球形测头。测量球面工件时，选用平面形测头。测量小于10mm的圆柱面工件时，选用刀口形测头。 图 2 图 3 2. 按被测塞规的基本尺寸组合量块。 3. 调整仪器零位 （1）参看图1，选好量块组后，将下测量面置于工作台11的中央，并使测头10对准上测量面中央。 （2）粗调节：松开支臂紧固螺钉4，转动调节螺母2，使支臂3缓慢下降，直到测头与量块上测量面轻微接触，并能在视场中看到刻度尺象时，将螺钉4锁紧。 （3）细调节：松开紧固螺钉8，转动调节凸轮7，直至在目镜中观察到刻度尺象与μ指示线接近为止（图3a）。然后拧紧螺钉8。 （4）微调节：转动刻度尺寸微调螺钉6（图2b），使刻度尺的零线影象与μ指示线重合（图3b）。然后压下测头提升杠杆9数次，使零位稳定。 （5）将测头抬起，取下量块。 4. 测量塞规：按实验规定的部位（在三个横截面上两个相互垂直的径向位置上）进行测量，把测量结果填入实验报告。 5. 从国家标准GB1957—1981查出塞规的尺寸公差和形状公差，并判断塞规的适用性。 五、思考题 1. 用立式光学计测量塞规属于什么测量方法？绝对测量与相对测量个有何特点? 2. 什么是分度值、刻度间距?它们与放大比的关系如何? 3. 仪器工作台与测杆轴线不垂直，对测量结果有何影响?工作台与测杆轴线垂直度如何调节? 4. 仪器的测量范围和刻度尺的示值范围有何不同? 实验1—2用内径百分表或卧式测长仪测量内径 一、实验目的 熟悉测量内径常用的计量器具和方法。 加深对内尺寸测量特点的了解。 二、实验内容 用内径千分表测量内径。 用卧式测长仪测量内径。 三、测量