精度实验指导书(11简本).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 2010年3月 目 录 实验一 用立式光学计测量塞规?????????????????????????????????????????3 实验二 用自准直仪测量直线度误差???????????????????????????????????11 实验三 用光切显微镜测量表面粗糙度????????????????????????????????15 实验四 几何量综合测量???????????????????????????????????????????????? 21 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. 熟悉轴的直径的测量方法。 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（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～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外尺寸。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数显式立式光学计，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 ±0.3μm 仪器外形及主要部分功能见图1.1.说明　　　　 （2）数显式立式光学计 JDG－SI数字式立式光学计的基本技术性能指标如下： 分度值 　　 0.0001mm 示值范围 （相对于中心零位） 测量范围 　 　　　 示值误差 （相对于中心零位） JDG－SI数字式立式光学计的外形及主要部分见图1.2 有图可知，它有底座1、升降螺母2、横臂紧固螺钉3、横臂4、电缆5、立柱6、微动螺钉7、光学计管8、微动紧固螺钉9、光学计管紧固螺钉10、提升器11、测帽12、可调工作台13、方工作台安置螺钉14、数显窗15、中心零位指示16、置零按钮17、电源插座18和电缆插座19等部分组成。 2、测量原理——光学杠杆放大原理 刻线尺式立式光学计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数字式立式光学计 　　　 　　　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。 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。 图1.4 　　图1.4 由于α角一般很小，可取tan2α=2α,tanα=α， 所以 K＝2F/α。 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 ，即这个位移量相当于刻