精度实验指导书x教材.doc

《精 度 设 计 与 检 测》 金玉萍 主 编 西南科技大学制造科学与工程学院 2015年3月 目 录 实验一 用立式光学计测量塞规???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 实验二 用自准直仪测量直线度误差????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 实验三 用光切显微镜测量表面粗糙度??????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 实验四 几何量综合测量????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????? 实验一 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，熟悉其使用方法。 2. 熟悉量规公差标准及精度评定，掌握量块的正确使用和维护方法。 3. 熟悉轴直径的测量方法。 4. 初步掌握光滑工件尺寸的验收极限的确定。 5．掌握数据处理方法和合格性判断原则。 二、实验仪器和设备 1. 投影立式光学计 一台 2. 被测件（光滑极限量规塞规） 一件 3. 量块 一块 三、实验简介 1．仪器简介 立式光学计（立式光学比较仪）是一种精度较高、结构简单的光学仪器，一般采用相对法以量块为长度基准测量微差。除了用于测量精密的轴类零件外，还可以检定5等和6等量块。 常见的立式光学计有两种：刻线尺式立式光学计和JD3投影立式光学计，下面分别介绍: （l）刻线尺式立式光学计 仪器的基本技术性能指标如下： 分度值 　　 0.001mm 示值范围（自中央μ虚线算起） 测量范围 　0－180mm 示值误差： 小于±0.06mm ±0.2μm 大于±0.06mm ±0.25μm 仪器外形及主要部分功能见图1.1.说明。　　　　 （2）JD3投影立式光学计 JD3投影立式光学计的基本技术性能指标与刻线尺式立式光学计相同。 JD3立式光学计的外形及主要部分见图1.2 2、测量原理——光学杠杆放大原理 两种立式光学计都是利用光学杠杆放大原理进行测量的，其光学系统如图1.3所示。 　 图1.2投影立式光学计 　　　 　　　图1.3 光学放大原理 图1.2：工作台1、测头2、测帽提升器3、微动固定螺钉4、读数显示窗5、投影灯6、微动螺钉7、横臂8、横臂固定螺钉9、升降螺母10、立柱11、底盘12、变压器13。 图1.3:光学放大原理：照明光线反射镜1及三角棱镜2照亮位于分划板3左半部的标尺4（共200格，分度值为1μm），再经直角棱镜5及物镜6后变成平行光束（分划板3位于物镜6的焦平面上），此光束被反射镜7反射回来，再经物镜6、棱镜5在分划板3的右半部形成标尺像。分划板3右半部上有位置固定的指标尺8，当反射镜7与物镜6平行时，分划板左半部的标尺与右半部的标尺像上下位置是对称的，指标尺8正好指向标尺像的零刻线，如图1.4（a）所示。当被测尺寸变化，使测杆10推动反射镜7绕其支承转过某一角度时，则分划板上的标尺像将向上或向下移动一相应的距离t，如图1.4（b）所示。此移动量为被测尺寸的变动量，可按指示所指格数及符号读出。 图1.4 分划板成像 光学杠杆放大原理如图1.5所示。S为被测尺寸变动量，t为标尺像相应的移动距离，物镜及分划板刻线面间的距离F为物镜焦距，该测杆至反射镜支承之间的距离为a， 则放大比K为： 式中 　F——物镜焦距； 　　a——测杆与支点间的距离。 由于α角一般很小，可取tan2α=2α,tanα=α，所以 K＝2F/a。　 刻线尺式立式光学计一般光学计物镜焦距F＝200mm，a＝5mm，则放大比K＝80。用12倍目镜观察时，标尺像又放大12倍，因此总放大比n为： n＝12K=12 X 80＝ 960 当测杆移动0.001mm时，在目镜中可见到0.96mm的位移量。由于仪器的刻度尺刻度间距为0.96mm ，即这个位