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精密检测技术 1 培训要点 一 熟悉精密检测的基本概念及基本常识 二 了解常用精密检测的一般原理 三 掌握常用精密检测仪器的正确读数方法及使用方法 四 掌握各种仪器的适用场合 2 精密检测技术 模块一正弦规模块二自准则测量仪模块三投影仪模块四卧式测长仪模块五光学分度头模块六万能工具显微镜模块七万能测齿仪模块八三座标测量仪模块九电动轮廓仪 3 模块一正弦规 知识点 正弦规的结构正弦规的规格及选用标准正弦规的工作原理技能点 正确选用正弦规使用正弦规正确测量V形组合体 任务 用正弦规测量V型组合体 4 一 任务分析 根据图纸进行各技术要求分析引入正弦规测量 5 正弦规是利用三角函数关系中的正弦关系与量块配合测量工件角度和锥度的精密量具1 正弦的结构 侧档板3 后档板4 工作台1 垂直度 平行度 平面度最大误差仅为0 003 0 005 为合金钢制造淬火后到HRC50左右 圆柱2 L B 侧挡板 后挡板及工作台之间的垂直度应保证在0 02mm内 圆度误差0 002mm 0 003mm 表面粗糙度为Ra0 04 m 平行度误差为0 003mm 不可随意拆卸 二 相关知识 6 2 正弦规的规格尺寸 根据中心距L及工作台平面宽度B不同 宽型 窄型 正弦规规格尺寸 mm 二 相关知识 7 3 正弦规的工作原理 二 相关知识 8 4 正弦规的选用 测量时 选用正弦规的规格由零件的尺寸大小所决定 一般以工件的长度和宽度不超出工作台面为宜 而且在圆柱下方垫量块后正弦规应平稳无晃动 量块平面应与圆柱轴线平行 选择用时一般以两圆柱中心距和工作台面的宽度参数作为依据 例如100mm 80mm 二 相关知识 9 5 正弦规的使用 1 将正弦规放置于精密平板上 2 根据锥角计算量块组高度 3 组合量块垫于正弦规圆柱下 4 然后用百分表检验工件两端高度 确定角度误差 二 相关知识 10 三 任务实施 在加工斜面时 对称度0 02mm 角度60 2 尺寸21 52 0 02mm 11 1 量具及量仪的准备 100 80mm正弦规0级87块量块一套0 8mm杠杆百分表及表架一套被测工件油石或油光锉纯棉布数块汽油或无水酒精 三 任务实施 12 2 操作步骤 1 相关尺寸计算1 正弦规所垫量块高度的计算H 100 sin60 100 0 866 86 6mm2 正弦规角点高度计算 10mm 测得M 32 329mm由经验公式 得t 20 5mm 三 任务实施 13 三 任务实施 2 组合量块 3 将被测件轻放在正弦规上 4 计算相关尺寸 被测表面距平板高度89 96mm 5 利用百分表比较测量 68 959 14 15 模块二自准则测量仪 任务 用自准则测量仪测量车床导轨直线度误差知识点 自准则测量仪的结构与工作原理 技能点 使用自准则测量仪 光学平直仪 测量车床导轨直线度误差 16 一 任务分析 在CA6140普通车床导轨直线度检测中 常用框式水平仪进行 其最高分度值为0 02mm 1000mm 而在高精度车床中如 CK61125 由于检测精度要求高 0 01mm 1000mm 使用框式水平仪测量 结果不准确 应采用精度更高的自准则测量仪 光学平仪 其分度值0 005mm 1000mm 其精度高 使用方便 受温度影响小 结果准确 17 二 相关知识 自准则测量仪就是利用自准则原理设计的一种高精度检测量仪器 18 二 相关知识 1 自准则测量仪的结构 光学平直仪 19 二 相关知识 2 自准则测量仪工作原理 适用于大 中型零件 由光源1发出的光线 经物镜后形成平行光束 并将十字分划板2上的十字刻线经物镜3投射到反射镜4上 被反射后 在目镜分划板6上成像 如果反射镜和平行光束垂直 则反射回去的十字线的影像将与目镜分划板上的指示线重合 如果桥板7发生倾斜 必将造成反射镜倾斜 反射光线和入射光线之间将出现2的夹角 被反射回去的十字线的影像将与目镜分划板上的指示线不重合 两者偏离距离为A 偏离距离A和高度差H可按式Hi Ai L来换算自准则测量仪人分度值用 或 mm m 来表示1相当于0 005mm m 0 005 1000mm 20 二 相关知识 3 直线度误差的求法 1 直接作图法 取实际值为纵座标 导轨长为横座标 误差逐段叠加作出误差曲线 然后再求出误差 21 二 相关知识 2 计算法 1 简化各原始读数2 求各简化数的平均值3 将各简化数分别减去平均值4 各数值逐项累积5 求出最大与最小的代数差 再乘以光学平直仪的分度值和桥板长度 即可求出直线度误差 表2 1 1 22 二 相关知识 3 计算作图法 用表2 2 1逐项累积值作图 横座标为导轨长度 纵座标为逐项累加值作出曲线 纵座标与横轴最大差值就是其直线度误差 23 三 任务实施 1 量具及量仪的准备 2 操作步骤 举例讲解 24 模块三投影仪 任务用投影仪测量菱形组合件 知识点 投影仪的结构和工作原理技能点 正确使用投影仪测量菱形组合块 25 一 任务分析 根据图纸进行各技术要求分析引入投影仪测量 难点 1 需测量的尺寸数量多 2 加工尺寸精度高 26 二 相关知识 原理 投影仪是一种利用光学元件将工件的轮廓形状进行放大 并将轮廓像投影到影屏上的光学仪器 然后用绝对或相对测量方法对实像进行测量 它也可以用强反射光测量不通孔的表面形状及观测零件表面缺陷等 适用 检测各种形状复杂工件的轮廓和表面形状 如样板 冲压件 凸轮 螺纹 齿轮 成形铣刀 丝攻等 27 二 相关知识 1 投影仪的结构 底座 工作台 纵 横 转 壳体 投影屏 物镜 28 29 二 相关知识 2 投影仪的工作原理 如图3 1 3所示 被测件Y置于工作台上 具有准确放大率的物镜O将被测件Y放大实像Y 投影于P屏上 可用普通玻璃尺直接测量Y 大小 也可与预先绘制好的标准放大图样比较测量 还可利用工作台上的数字显示系统直接对Y进行测量 图中S1 S2分别为透射和反射光源 K1 K2为透射和反射聚光镜 两组照明可分别使用 也可同时使用 半透半反射镜L仅在反射照明时使用 30 二 相关知识 2 投影仪的工作原理 透射式 光源1发出的光经聚光镜2后变成平行光照在被测工件4上 一部分光被工件挡住 其余光线则沿工件轮廓通过而射入投影物镜3 再投影到影屏5上 透射式投影仪工作原理 31 二 相关知识 2 投影仪的工作原理 反射式 反射式投影仪的工作原理 32 二 相关知识 3 JT12A Z300数字投影仪的主要技术参数 1 投影屏 300mm 旋转0 360 2 物镜 10倍 20倍 50倍 100倍 3 工作台 340mm 152mm 4 照明光源 透射照明 12v100w卤钨灯反射照明 24v100w卤钨灯 33 二 相关知识 4 测量方法 1 在投影屏上用玻璃刻尺测量可测量工件上任意两点间的距离 2 在投影屏上与标准长度作比较测量被测件尺寸少时 3 利用放大样板进行比较测量使用方便 效率高 尤其适用于复杂零件多参数的批量检验 4 用工作台做坐标测量测量精度与投影镜放大率无关 而取决于工作台行程 34 二 相关知识 5 注意事项 1 投影仪的光源调整是否正确 将影响到成像的清晰性和仪器的测量精度 具体要求是使屏上的亮度均匀 同时照明工件的光线成平行的光轴的平行光 要达到这种状态就必须使光源的灯丝位于聚光镜的焦平面内 并对称于光学系统的光轴 2 一般投影仪有透射照明光和反射照明光两种方式 透射照明方式特别适用于形状复杂的薄片形工件的测量 反射照明方式在投影屏上不但呈现被测工件的轮廓 而且工件表面形状也呈现于屏上 可分开使用也可同时使用 3 投影仪上带有10倍 20倍 50倍 100倍四种物镜 投影仪的物镜要和相应的聚光镜一起使用 其目的是使影屏上的亮度尽可能的大 若高倍物镜用了低倍聚光镜 则影屏上的高度低 相反 若低倍物镜用了高倍聚光镜 则影屏中间亮 边上照不到 光照不充满视场 除微小零件外 一般不用100物镜 因为放大倍率越高 视场越小 同时降低了亮度和成像清晰度 而测量精度也不能因放大倍率高而提高很多 35 二 相关知识 6 仪器的维护保养 1 仪器安放在清洁 干燥 无振动 无强烈阳光照射的环境 温度20 5 内 2 工作台测微鼓轮0 25mm 0 40mm两端有定位装置 使用时尽量避免冲击 3 更换物镜时必须将工作台升一定高度 然后拉动手柄 切勿碰伤物镜 4 当光源部分工作一段时间后 可打开风扇进行降温冷却 5 光学元件表面切勿用手及带有油脂 碎屑的东西进行擦拭 6 光学镜头防止滴入油脂 乙醚之类的液体 7 金属非涂覆表面经常涂防锈油脂 活动部分不要用液体油润滑 8 仪器的各部分不可任意拆卸或松动 以免影响成像精度 9 仪器不工作时 必须切断电源 36 三 任务实施 1 量具与测量仪器的选用2 操作步骤第一步测量长度尺寸 1 测量前检查仪器各部分 清洗工件 选好物镜照明方式 打开照明开关 2 根据工件大小和形状复杂程度 选择放大倍率为10的物镜 按图纸参数乘倍率绘制 标准图样 及公差带 并固定在投影屏上 3 把工件置于工作台上 升降工作台 使工件在投影屏上清晰成像 4 移动工作台和旋转投影屏 使投影屏上的工件影像与 标准图样 重合 检查工件是否合格 如有偏差有 可用普通玻璃尺直接测量偏差量 也可以利用工作台的纵 横向读数装置进行测量 第二步测量角度尺寸 1 松开手轮 旋转投影屏使其上刻线与零位指标板的刻线对齐 此时投影十字线与工作台X Y坐标平行 2 将工件放在工作台适当部位 转动投影屏 使米字纵向虚线压线 数显箱角度清零 3 再转动投影屏并移动工作台 使米字线压线 这时数显箱上的角度显示值为工件的实际角度 投影屏上刻有30 60 90 刻线 可直接进行比较 37 四 考核评分 分项进行考核 1 认识投影仪2 测量方法的选择3 光源的调整4 数显箱读数的识读5 测量过程6 安全文明操作 38 模块四卧式测长仪 任务1 用测长仪测量内孔直径知识点 测长仪的结构与工作原理 测长仪的读数方法技能点 正确使用测长仪测量内孔直径 39 一 任务分析 根据生产的批量大小 孔精度高低和尺寸大小等 可采用不同的检测方法 从图样分析 本零件内孔直径 60精度要求高 可用测长仪对工件进行精密测量 40 二 相关知识 测长仪是一种既可用直接比较测量法 又可用微差比较测量法对工件进行精密测量的光学计量仪器 被测工件的被测尺寸在仪器毫米标准刻度尺的延长线上 所以能进行精度要求较高的测量 按测量轴安置方位的不同 可分为立式测长仪和卧式测长仪 卧式测长仪的测量轴是安装在水平方向 仪器配备了多种附件 不仅能测量外尺寸 内尺寸 还可测量内 外螺纹中径等 应用范围较广 具有一定的通用性 常称之为万能测长仪 41 二 相关知识 一 测长仪的主要技术参数分度值使用范围工作台的调节范围测量极限误差 42 二 相关知识 二 测长仪的结构 测量座 底座 尾座 尾管 万能工作台 图4 1 43 图4 2万能测长仪外形 1 底座 2 11 微动手轮 3 读数显微镜 4 测量座 5 测量轴 6 万能工作台 7 微调螺钉 8 尾管紧固手柄 9 尾座 10 尾管 12 尾座紧固手柄 13 工作台转动手柄 14 平衡手轮 15 工作台摆动手柄 16 微分筒 17 限位螺钉 18 工作台升降手轮 19 锁紧螺钉 二 相关知识 二 测长仪的结构 44 测量座结构 1 左牵绳环 2 读数显微镜 3 毫米刻度尺 4 测量轴 5 右牵绳环 6 滑座 7 照明光源 8 摩擦微动装置 9 测力重锤 10 限位杆 1 测量轴 2 刻度尺 3 4 滚动轴承 5 测量轴紧固螺钉 6 轴承架 7 销子 测量轴中段剖面图 二 相关知识 1 测量座 1 测量轴 45 2 读数显微镜 读数显微镜装在测量座的壳体上 如图4 2所示采用光学游标式读数原理 其测微原理和读数方法分述如下 1 目镜视场中的刻线与视窗两个大小不同的视窗 三种不同的刻线 如图4 3 a 所示 a 起始值为57 8000 b 读数值为57 0000 二 相关知识 图4 3读数显微镜目镜视场 46 图4 4读数显微镜目镜视场 a 读数值 b 读数值为79 4685起始值为0 0000 图4 5读数显微镜目镜视场 2 测量前的调整3 读数方法参看图4 4 b 被测尺寸 读数值 起始值若起始值为零如图4 5所示 则被测尺寸 读数值 二 相关知识 47 2 万能工作台 为了保证工件的被测尺寸能正确地调整到测量轴线的延长线上 万能工作台可作5个方位的运动 以使被测尺寸调整到正确测位上 如图4 6 a 中的A A方位 1 工作台的调整1 测量长方形工件宽度L时的调整如图4 6 b 所示工件要绕y轴摆动找读数的最小值 同时还要绕z轴转动找读数的最小值 只有在此两最小值位置上的读数 才是被测尺寸L的正确值 图4 6万能工作台5个方位的运动 48 2 测量坚放圆柱形工件直径时的调整 如图4 7 c 所示 工件要绕y轴前后移动找读数的最大值 同时还要绕y轴转动找读数的最小值 只有找准这两个位置上的读数值 才是被测圆柱形工件的直径正确值 3 测量横放圆柱形工件直径时的调整 如图4 7 d 所示 要使工件沿z轴上下移动找最大值 同时还要绕z轴转动找最小值 只有找准这两个位置上的读数值 才是被测圆柱形工件的直径正确值 图4 7万能工作台5个方位的运动 二 相关知识 49 1 工作台沿y轴前后可移动25mm 2 工作台沿z轴上下可移动105mm 3 工作台绕y轴可作的摆动 4 工作台绕Z轴可转动 5 工作台在测量轴线可自由滑动 在测量过程中 为使两测帽与被测件保持可靠的接触 同时装卸被测件时不致磨损测头 需要工作台上部的面板沿测杆轴线 x轴 方向能自由滑动 综上所述万能工作台必须能作如下五种运动 2 测量过程中的自由滑动 二 相关知识 50 3 尾座与尾管 图4 2 尾座固定在底座右侧的导轨面上 尾管插在尾座的孔中 尾管的测杆上可装不同的测帽 构成测量中的固定测点 二 相关知识 1 微动螺杆 2 弹簧帽 3 8 弹簧 4 尾管外套 5 滑杆 6 钢球 7 连接杆 9 锁母 10 压头 11 弹性套 12 测杆 13 调整螺钉 14 导向螺钉 15 端帽 16 微动手轮 图4 8尾管结构图 尾管的调整选择两平面测帽分别装在测轴和尾管的测杆上 挂上测力重锤 并使测帽两平面轻轻接触 再用螺丝刀缓慢调整螺钉7从目镜视场中找转折点 参看图4 2参看图4 8 51 4 底座 底座是用来承载和安放测量座 尾座 万能工作台等仪器主要部件和各种附件的 底座的下面有三个安平螺钉 用来调整底座的水平位置 在底座的右下方有一较大的平衡手轮14 见图4 2 二 相关知识 52 5 其他装置 1 电眼装置 用来测量1 20mm的内孔 可使测量力接近于零 2 内测装置 用来测量内尺寸 3 内螺纹测量附件 用来测量内螺纹中经 4 其它附件 顶针架 压板 球面测帽 平面测帽 刀刃形测帽 重锤等 二 相关知识 53 三 任务实施 一 用标准环测量内孔直径测内孔直径需选用内测装置1 内测装置 如图4 9所示 内测装置包括 大测钩 小测钩 小测钩顶针轴和标准环 标准环主要作微差比较测量用 其上标有刻线标记处的直径尺寸 图4 9内测装置 54 2 装调与测量步骤 1 测量时 首先安装好一对测钩 每次装上测头或尾管之后 均须进行调整 2 调整时 注意应使标准环上的标记线通过测量轴线 并用压板固紧 挂上测力重锤 3 调整工作台 找准测位 三 任务实施 55 4 对正好起始值后 取下标准环 换上被测件紧固后量 设A1为对准的起始值 A2为显微镜的读数值 A0为标准环的尺寸值 5 当起始值为标准环尺寸时 则被测内径尺寸 A A26 若对准的起始值为任意值 则被测内径尺寸 如无标准环时 也可用量块和专用量块夹组成标准内尺寸进行微差比较测量 三 任务实施 56 任务1 用测长仪测量外螺纹单一中径 知识点 三线法测量外螺纹单一中径技能点 掌握测量长仪测量外螺纹单一中径的方法 57 一 任务分析 为了确保螺纹连接的可靠性 稳定性 精确的位移以及足够的强度 对螺纹精度与测量方法提出了更高的要求 测量外螺纹单一中径的方法有很多 下面讲解利用三线法在测长仪上进行检测的知识 58 二 相关知识 1 螺纹种类在机械制造中 螺纹联接和传动的应用有很多 占有很重要的地位 根据其用途可分为三类 普通螺纹 传动螺纹和紧密螺纹普通螺纹 通常也称紧固螺纹 主要用于联接和紧固各种机械零件 这类螺纹联接的使用要求是可旋合性 便于装配和拆换 和联接的可靠性 传动螺纹 这类螺纹通常用于传递运动或动力 螺纹联接的使用要求是传递动力的可靠性或传递位移的准确性 紧密螺纹 这类螺纹用于密封联接 螺纹的使用要求是结合紧密 不漏水 不漏气和不漏油 59 二 相关知识 2 测量方法 量规测量 螺纹千分尺测量 量针法测量中径 60 二 相关知识 3 中径合格性的判断原则 原则 实际螺纹的作用中径不能超出最大实体牙型的中径 而实际螺纹上任何部位的单一中径不能超出最小实体牙型的中径 对于内螺纹D2作用 D2min D2实际 D2max对于外螺纹d2作用 d2max d2实际 d2min保证螺纹旋合性的条件为 D2作用 d2作用D2单一 d2单一 61 二 相关知识 4 在万能测长仪上测外螺纹单一中径 要用三线法 它利用三根直径相同而精度很高的测针 直径误差不大于0 5 mm 用间接测量的方法来测量外螺纹的单一中径 62 二 相关知识 量针法是将精密加工的小圆柱放在牙槽内 测出量针外母线间的尺寸 求出中径的方法 包括三针法 双针法和单针法 63 三针法 1 计算公式 即 而 二 相关知识 64 2 最佳量针直径 二 相关知识 当 2 30 如果测针能在中径位置上与螺纹接触 则被测螺纹的半角对中径测量值的影响最小 这是用三针法测量螺纹单一中径时选择测针直径的依据 65 三 任务实施 1 量具与测量仪器的选用 1 精密量仪 测长仪 测针三根 量块 2 被测工件 3 纯棉布数块 4 油石 5 汽油或无水酒精 66 三 任务实施 2 测量步骤 1 做好测量前的准备工作 工件清洗 2 根据工件尺寸选择测针直径 3 安装水顶针架 4 安装测针架 5 安装平面测帽 并调整到互相平行 6 调整工作台 找正测位 对好起始值读数 7 测量操作方法与读数与测外尺寸相同 读出读数 8 算理论值 确定M值 67 任务三 用测长仪测量内螺纹中径 知识点 微差比较法技能点 掌握测量长仪测量内螺纹中径的方法 68 一 任务分析 直径大于18mm 内螺纹在生产中大部分是用塞规进行综合检验 而单项测量比较困难 主要用于测量螺纹环规 卧式测长仪主要用来测量内尺寸 因此也常用来测量内螺纹 由于环规螺纹精度要求高 而中径是影响螺纹结合互换性的主要参数 在此采用测长仪对螺纹环规中径进行检测 69 1 在卧式测长仪 比较仪 上测量螺纹 双钩法测量中径 一块测块下垫P 2量块 E值的计算 通常卧式测长仪或卧式光学比较仪都附有测量内螺纹中径的附件 测量钩 其测量原理与测外螺纹中径的两针法相似 二 相关知识 测量前 先用螺纹参数理论值计算量块理论尺寸E和P 4 将仪器调零 然后测量工件 其偏差为 量块组尺寸 测块下垫P 2的量块 70 相关知识 双钩法测量中径 测块下不垫量块 E值的计算 71 三 任务实施 1 量具与测量仪器的选用 1 精密量仪 测长仪 螺纹环规 量块 2 被测工件 3 纯棉布数块 4 油石 5 汽油或无水酒精 72 三 任务实施 2 测量步骤 1 做好测量前的准备工作 球形测头直径 2 在万能工作台上安装浮动工作台 3 安装内测钩 球形测头 4 计算量块尺寸E 5 将量块组合体放置在浮动工作台上 6 调整球形测头与两测块的螺牙缺口接触 7 调整万能工作台 找正球形测头位置 相P 2 8 卸去测块组合体 装上被测件 调整测点 9 找准测位 进行测量 此值为中径偏差值 73 思考题与习题 1试述万能测长仪的工作原理 2试述万能测长仪读数显微镜的读数原理 3简述万能测长仪上测量轴微动装置的作用与原理 4使用万能测长仪时 怎样才能保证尾座上的测杆轴线和测量轴上的测杆轴线一致 5万能测长仪的工作台可实现哪几个方向的运动 6简述万能测长仪的主要附件及其用途 74 模块四光学分度头 任务1 用光学分度头测量凸轮轴知识点 光学分度头的结构 光学分度头的光路系统光学分度头读数原理与方法技能点 正确使用分度头测量凸轮轴 75 一 任务分析 从图样分析来看 1 排气升程为39 5 0 02mm 2 凸轮与轴的定位键这间的相位角86 15 由于精度高 所以采用光学分度头进行测量 76 二 相关知识 光学分度头是应用光学原理的计量仪器 配上一定的测量附件后可对凸轮轴 齿轮轴 花键轴 分度板等工件进行角度测量 广泛应用于机械加工和角度测量中 头部 底座 尾架 77 二 相关知识 1 光学分度头的结构 主要组成部分 支承俯仰机构 主轴系统 光学读系统 传动机构 锁紧机构 78 二 相关知识 2 光路系统 79 二 相关知识 3 读数原理与方法 视场中上面为分刻线尺 细长刻线为度刻线 分度值为1 中间短亮隙为分值刻线 分度值为5 满刻度60 1 下面为秒刻线尺 刻线上方数值 下方为秒值 分度值为2 为了读取此时的正确值 应旋转读数手轮使视场中刻线的影像夹对到邻近一双夹缝中 此时读数值为 80 二 相关知识 4 光学分度头的使用 1 分度精度的检测1 测量前尾座的调整 81 二 相关知识 2 检测方法 82 二 相关知识 2 凸轮轴的检测 1 测量前 进行尾座的调整 方法同前 2 调整确定键槽的角位置 3 调整凸轮起始边的角位置 4 凸轮升程的测量 83 二 相关知识 3 角度块的检测 利用光学分度头和自准直仪配合用来检定角度块 1 检定时的调整 2 检定方法一 3 检定方法二 4 凸轮升程的测量 84 二 相关知识 5 光学分度头的维护和保养 1 为使仪器能长期保持精度和顺利使用 不得松动非调整螺钉或其他坚固件 以防止灰尘 杂物等进入仪器 2 各测头 测帽 附件架的外露金属面应经常保持清洁 不工作时应涂上防锈油并放在附件箱中 85 三 任务分析 1 量具与测量仪器的选用 1 光学分度头 2 阿贝测量头 3 百分表 4 磁性表架 5 标准块或量块 6 被测工件 7 纯棉布数块 8 油石 9 汽油或无水酒精 86 三 任务实施 1 测量步骤 排气凸轮与键槽的相位角测量 1 将阿贝测量头 万能测长仪的头部 安装在分度头的导轨上 2 采用鸡心夹头将被测凸轮轴装夹在已经调整好的光学分度头的顶尖和尾座之间 3 将排气凸轮转至最高点附近 升程变化率较大的点与阿贝测量头接触 4 再将凸轮轴转至另一侧对应点 5 把一块和键槽宽相配的标准块塞进键槽中 用百分表调平 87 三 任务实施 2 测量步骤 排气凸轮升程测量 1 确定排气凸轮最高点 方法同上 分别读出光学分度头和阿贝测量头的读数 为了方便读数 可以将两者读数均调至零位 2 根据精度确定分度角值 在一周内 分度头每转过一个角度 记录从阿贝测量头上读了相应点的数值 测量结果计算见表5 1 2 88 四 考核评分 89 模块六万能工具显微镜 任务1 用万能工具显微镜测量角度件知识点 工具显微镜的用途及分类万能工具显微镜的结构万能工具显微镜测量方法及测量前的准备与调整技能点 使用万能工具显微镜正确测量角度件 90 一 任务分析 从图样分析 本零件的检测难点主要有以下两点1 尺寸mm 2 角度90 1 上述公差要求较高 使用常规检测手段根本无法达到测量精度 故需借助精密量仪进行检测 现选用万能工具显微镜对工件进行检测 91 二 相关知识 工具显微镜是一种以光学 显微镜 瞄准和坐标 工作台 测量为基础的光学机械式仪器 可用来测量扁平工件的长度 光滑圆柱径 锥度 样板 冲模和凸轮的形状 螺纹中径 外径 内径 螺距 牙型角 螺纹形状 各种刀具及其他复杂形状等 万能工具显微镜 工具显微镜 92 二 相关知识 一 工具显微镜的分类 1 小型工具显微镜 纵向0 50mm 0 25mm 分度值 0 01mm 2 大型工具显微镜 纵向0 150mm 0 75mm 分度值 0 01mm 3 万能工具显微镜 纵向0 200mm 0 100mm 分度值 0 001mm 4 重型万能工具显微镜 纵向0 500mm 0 200mm 竖向0 200mm 分度值 0 001mm 93 二 相关知识 二 万能工具显微镜的结构1 外形结构 94 二 相关知识 二 万能工具显微镜的结构2 结构示意图 95 二 相关知识 二 万能工具显微镜的结构3 纵向滑板的结构 纵向滑板可根据需要安置顶针架 V形架 平工作台 分度台 分度头和测量刀等附件 4 横向滑板的结构 100mm的横和向刻度尺安置在立柱转轴的延长上做横向测量时 安放在纵向滑板上 实际上是安放在纵向滑板上的附件平工作台上 的工件不动 而瞄准显微镜随横向滑板一起移动 对工件进行瞄准测量 5 纵 横向滑板的结构 纵向 横向的移动都有快速和微动 松开相应的锁紧手柄 可用手推动作快速移动 锁紧手柄时 可旋转相应微动手柄实现微动 6 瞄准显微 在一般测量中 瞄准显微镜的光轴应与工作台垂直 但在测量螺纹时 为使螺牙两边影像在目镜中都能观察到并调整清晰 瞄准显微镜必须能左右摆动一定角度 也就是立柱必须绕其中心转轴作偏摆 96 二 相关知识 二 万能工具显微镜的结构7 立柱偏摆机构 97 二 相关知识 8 主光源照明系统 9 投影读数装置 投影读数装置与采用螺杆式影屏读数测微器纵 横向读数器的结构相同 二 万能工具显微镜的结构 98 二 相关知识 二 万能工具显微镜的结构10 中央显微系统的目镜组 中央显微系统的目镜组是可以更换的 根据不同的测量要求 可选用螺纹轮廓目镜 测角目镜 双象目镜 99 二 相关知识 三 测角目镜 用于瞄准工件和调整测量角度的 从中央目镜2看到其分划板上的米字划线 十字中心线 四条纵向虚线 两条成60 夹角的斜虚线 从角度目镜3看到玻璃刻度盘分划板上0 360 的刻线和固定游标分划板4上0 60 的刻线 转动旋钮6使玻璃刻度1分划板 中央目镜2分划板同时转动 即0 360 刻线 米字刻线在转动 转过的角度值可从目镜中读出 读数为30 26 见6 1 7d图 若目镜中看到0对0线 即角度读数为0 0 时 米字线中的五条平行纵线垂直于被测零件的纵向移动方向 100 二 相关知识 四 万能工具显微镜的使用方法1 仪器使用前的准备 1 光源的调整 图6 1 3中的光阑调节轮11 其上面有刻度指示出可变光阑直径有大小 先将可变阑调节到25处 在玻璃工作台上放置调焦筒 见图6 1 8 然后调整光源灯泡 使灯丝的中心位于聚光镜的焦点处 即大部分灯丝能成像在调焦筒的影屏上2 3mm处 这时在调焦筒的影屏上仍应看到灯丝的像 这表明光源已调整好 101 二 相关知识 四 万能工具显微镜的使用方法1 仪器使用前的准备 2 光圈的调整 由于斜光束的影响 在测量厚工件或圆柱体时 会使工件的像变小 当改变光阑的也径即光圈减小时 上述误差可以减小 但此时光线的衍射作用反而使工件的轮廓增在 综合以上因素 可找到一个恰当的光阑孔径 使得误差最小 这一光阑孔径通常称为 最佳光圈 表6 1 1列出最佳光圈直径 光圈 是一个用来控制光线透过的镜头 通过面积可变的孔状光栅来达到控制镜头通光量 这个装置就叫光圈 102 二 相关知识 四 万能工具显微镜的使用方法1 仪器使用前的准备 3 焦距的调整 1 先调整目镜视度 使在目镜视场里观察到清晰的米字分划板的刻线像 2 再通过调焦手轮调整瞄准显微镜 使目镜视场里出现清晰的物体轮廓像 3 用眼睛在目镜前略作晃动 在视场里没有发现物体像和米字线相对移动 则说明被测工件已正确成像在米字的分划板上 4 若工件与米字线相对移动 则需要进一步仔细调焦 4 测角目镜正确安装位置的调整 在角度盘读数为0 0 时 米字线分划板上水平和垂直方向的刻线应分别平行于纵 横向滑板的移动方向 如不符合就应调整 调整方法如图6 1 10所示 松开锁紧螺钉2及3 转动限位调整螺钉1 使测角目镜回转到符合上速要求为止 103 影像法在工具显微镜上用影像法测量外螺纹是将被测螺纹牙型轮廓放大投影成像于目镜分划板上 用目镜中的虚线来瞄准轮廓 并通过该量仪纵向 横向和角度读数装置来实现螺纹中径 螺距和牙型半角的测量 二 相关知识 光路系统图 四 万能工具显微镜的使用方法2 测量方法 104 二 相关知识 四 万能工具显微镜的使用方法2 测量方法 1 用影像法测量工件的长度 1 将工件放置于玻璃工作台上 先使其纵 横向方向与纵 横向滑板移动方向大体一致 再旋转工作台调节螺钉作精细调整 2 利用米字线分划板瞄准第一被测边 见图6 1 11 并从读数显微镜中读数 3 随后移动滑板 同样对第二被测边瞄准和读数 见图6 1 11 两次读数之差即为被测工件的长度 105 二 相关知识 四 万能工具显微镜的使用方法2 测量方法 2 用影像法测量工件的角度 1 将工件放置于玻璃工作台上 利用纵 横向滑板移动和转动米字线 使被测角第一被测边影像与米字分划板中的一条虚线相对准 见图6 1 12 并从测角目镜的读数显微镜中读数 2 再以同样的方法 用同一虚线对准第二被测边并读数 见图6 1 12 两次读数之差值即为被测工件角度 图6 1 12影像法测量角度 106 三 任务实施 一 量具与测量仪器的选用1 常用量具 0 02mm精度0 150mm游标卡尺 0 01精度0 50mm各类千分尺 M5的螺纹规 2 精密量仪 19JA万能工具显微镜 3 被测工件 4 纯棉布数块 5 油石 6 汽油或无水酒精 107 二 测量步骤1 做好测量前的准备工作并将工件预放检测室一段时间 以保证检测精确 2 调焦 首先视度调节 其次通过调焦手轮移动中央显微镜 得到清晰的物体轮廓像 3 将米字线调平 即角度目镜中为0 0 4 检测尺寸 如下图a所示 两次读数之差为的实测尺寸 5 检测角度90 1 如下图b所示 6 逆时针旋转米字线压线 如下图c所示 两次读数之差为90 1 的实测尺寸 三 任务实施 a b c 6 1 13万能工具显微镜测量示意图 108 四 考核评分 109 任务2 用万能工具显微镜测量螺纹件 知识点 工具显微镜的光路系统螺纹平均升角的计算技能点 使用万能工具显微镜正确测量螺纹件参数 110 一 任务分析 螺纹连接是机构中最常见的连接 在一些精密连接中 对螺纹的牙型角 中径 螺距均有较高的要求 螺纹主要的检测指标是螺纹中径 螺距 及牙型角 常用的检测方法有很多种 用万能工具显微镜检测最为精确 图6 2 1螺纹件 111 调整立柱倾角 用影像法测量螺纹时 由于螺旋角影响 当光线垂直于螺纹轴线射入物镜时 牙型轮廓影像就会有一侧模糊 为了获得清晰的牙形轮廓 必须摆动立柱使光线顺着螺旋线射入物镜 这样立柱就需要向右或向左倾斜一个螺纹升角 arctan P d2 垂直于螺纹轴线看到的螺牙两侧并不在同一轴剖面内 二 相关知识 112 两种瞄准方法 压线法 米字线的中虚线A A与牙形轮廓的一侧边重合 用于测量长度 对线法 米字线的中虚线A A与牙形轮廓的一侧边间有一条宽度均匀的细缝 用于测量角度 二 相关知识 113 114 一 量具与测量仪器的选用1 常用量具 0 02mm精度0 150游标卡尺 0 01精度0 50mm各类千分尺 量角器 2 精密量仪 19JA万能工具显微镜 3 被测工件 4 纯棉布数块 5 油石 6 汽油或无水酒精 三 任务实施 115 1测量前的准备工作 1 接通电源 大工显要通过变压器 2 调整光阑 根据被测件直径尺寸大小 参照量仪说明书调整光阑大小 本工件选择5 7mm 3 调整焦距 先转动目镜调节环 使视场中的米字线清晰 然后用调焦棒调整物镜焦距 调好后取下调焦棒 装上工件 三 任务实施 二 测量步骤 4 计算立柱斜角 116 二 测量步骤2 螺纹中径的检测 三 任务实施 中径是螺纹直径方向上相对牙廓侧面之间的距离 采用压线法测量 横向两次瞄准的读数只差即为螺纹的实际中径 为了消除螺纹轴线与仪器测量轴线不重合引起的测量误差 应在牙廓左 右侧面分别测出中径d2左和d2右 取两者的平均值作为中径的实际尺寸d2 螺纹实际中径 117 3测量螺距螺距是相邻同侧牙廓在中径线上的轴向距离 采用压线法测量 纵向两次瞄准的读数差即为螺纹的实际螺距 为了消除螺纹轴线与仪器测量轴线不重合引起的测量误差 应在牙廓左 右侧面分别测量 n个螺距之间的实际距离与基本距离nP之差的绝对值为螺距累积误差 三 任务实施 二 测量步骤 P实际 P左 P右 2 118 4 测量牙型半角牙侧角是在螺纹牙形上 牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角 用对线法测量 当测角目镜中的示值为0 0 时 表示米字线的中间虚线A A垂直与工作台纵向轴线 把中虚线A A瞄准牙廓影像的一个侧面 目镜中的示值即为该牙侧角的实际值 三 任务实施 二 测量步骤 30 23 119 四 考核评分 用影像法测量时 尽管显徽镜立柱按螺旋升角方向倾斜 但由于螺纹是个螺旋面 使工件阴影的边界仍不够清晰 且得到的是法向影像 与螺纹标准定义 在轴截面上 不符 因此测量误差较大 为克服这一缺点 可以采用轴切法轴切法是利用仪器的附件 测量刀 在被测螺纹的轴截面上进行测量的 测得的参数与螺纹标准定义符合 由于螺纹的倾斜遮挡不了量刀上的刻线 故立柱不需倾斜 直接把物镜焦距调到螺纹的轴截面上 120 模块七万能测齿仪 任务 用万能测齿仪测量齿轮周节差及累积误差知识点 万能测齿仪的结构万能测齿仪的使用及注意事项技能点 掌握测量齿轮的周节误差及周节累积误差的方法掌握万能测仪的使用 121 一 任务分析 齿轮要求具有一定的运动精度 传递运动准确 传动比也要准确周节累积误差 在齿轮的一个圆周上 任意两个同名齿形相互位置的最大误差 齿轮的周节差及周节累积误差对其运动精度有很大影响 所以 要求齿轮加工后对其周节差及周节累积误差做检测 一般使用万能测齿仪进行检测 122 二 相关知识 万能测齿仪外形图 123 二 相关知识 一 万能测齿仪的结构 万能测齿仪外形结构图 124 二 相关知识 一 万能测齿仪的结构 万能测齿仪工作台部件图 125 二 相关知识 二 万能测齿仪的用途 万能测齿仪可测量以下精度项目 1 周节差及周节累积误差 2 基节偏差及变动量 3 公法线长度偏差及变动量 4 齿厚变动量5 齿圈的径向跳动 1 被测齿轮的模数 1 10mm 2 被测齿轮的最大直径 360mm 3 两顶尖的极限距离 50 330mm 4 测量台能调整的高度范围 150mm 5 公法线能测量的最大长度 150mm 6 测量爪能测量的最大深度 20mm 7 读数装置的刻度值 0 001mm 8 读数装置的刻度范围 0 1mm 三 万能测齿仪的技术参数 126 二 相关知识 四 注意事项1 调整仪器注意事项 1 被测齿轮应在仪器上放置一定时间 使温度平衡 然后进行测量 2 所用测头和被测齿轮均应清洗干净 3 测量用心轴的顶尖应仔细清洗干净 被测齿轮顶尖间应无窜动现象 且回转轻松 均匀 4 心杆配合和顶尖的定位应保证良好 5 测量位置调整好后 所有的手柄和螺钉均应可靠地紧固 然后对一齿进行试测 如示值稳定方能进行测量 如不稳定 则应检查是否有松动和不妥的地方 127 二 相关知识 四 注意事项2 仪器的维护 1 应置于干净的温室中使用 以为宜 2 本仪器不宜用于检测七级精度以下的齿轮 以免损伤测量头量面 3 测头使用后 必须仔细清洗干净 涂上防锈油 放入专用的附件箱内 4 仪器使用后 所有的工作面和滑动面应清擦干净 涂上一层20 7 防锈油 并用护罩罩好 128 二 相关知识 五 齿轮周节差的测量周节差 齿轮周一圆周上 任意两个周节之差称为周节差 周节差的测量方法如右图 件5结构图 129 二 相关知识 步骤 1 安装被测齿轮首先转动手轮 使弓形支架上两顶尖连线与底座垂直 让支架侧面的读数对准零 松开螺钉 将被测齿轮顶在两顶尖之间 控制预紧力大小 使齿轮能转动灵活 锁紧螺钉 2 安装测头选择测量齿距的球形测头 安装在测头夹子上 3 指示表调零以任一齿距作为基准齿距 又叫调零齿距 将指示表对准零位 4 测量拉动工作台前后移动的手把 将齿轮转动一个齿 此时记下千分表读数 逐齿依次测量各齿距相对于调零齿距的偏差 将测得数据记入表中 5 数据处理用表格法或作图法算出单个齿距偏差和齿距累积总偏差 填写测量记录表 五 齿轮周节差的测量 130 一 量具与测量仪器的选用1 精密量仪 万能测齿仪 2 被测工件 3 纯棉布数块 4 油石 5 汽油或无水酒精 三 任务实施 131 二 测量步骤1 做好测量前的准备工作并将工件预检测室一段时间 以保证检测精确 2 安装齿轮3 将两个小球形测头调到一定离 测量被测齿轮的任意一个齿距 右测头作定位用 4 使左测头与另一个齿的同名齿形接触 左测头是与比较仪相连的 将比较仪的示值调至零位 5 再将调整好的测头逐齿测量 每齿距相对于调整齿距的偏差 便可在比较仪上指示出来 6 每齿距至少测量两次 取两值的算术平均值作为测量结果 7 根据上述方法所测得的周节差 逐项记录下来 通过计算 即可求出周节累积误差的数值 三 任务实施 132 三 用相对法对测量周节数据进行处理 为了简化计算 设被测齿数为10 三 任务实施 用相对法对测量周节数据进行处理 133 四 考核评分 134 模块八三座标测量仪 任务1 用三座标测量仪测量零件上的斜孔知识点 三座标测量仪的机械结构及测量应用技能点 零件斜孔与基面间角度的测量 135 一 任务分析 本零件为柴油机缸头 其喷油孔与机体结合平面夹角为23 该孔与结合平面位置也有要求 因此用三座标测量仪进行该孔位置精度的检测 136 二 相关知识 三座标测量仪外形图 137 二 相关知识 一 三座标测量仪简介 三座标测仪是一种高效率的精密测量仪器 是典型的机电一体化设备 它由机械系统和电子系统两大部分组成 一般由三个正交的直线运动轴构成 三坐标测量机是基于坐标测量的通用化数字测量设备 它首先将各被测几何元素的测量转化为对这些几何元素上一些点集坐标位置的测量 在测得这些点的坐标位置后 再根据这些点的空间坐标值 经过数学运算求出其尺寸和形位误差 138 二 相关知识 二 三座标测量仪机械结构及测量系统 1 结构形式三坐标测量机是由三个正交的直线运动轴构成的 这三个坐标轴的相互配置位置 即总体结构形式 对测量机的精度以及对被测工件的适用性影响较大 下面对其结构特点和应用范围作简要介绍 1 立轴式 测量范围小 但测量精度较高 2 卧轴式 适用测量与工作台相垂直的工件端面上的检测项目 操作方便 属于中型精密测量仪 3 悬臂式 工作面开阔 有利于操作 但刚性不好 变形量随测量轴线在轴上的位置变化而变化 4 桥式 刚性好 测量范围较大时也可以保证测量精度 工件装卸不方便 5 龙门式 优缺点同桥式相似 龙门固定式不适宜测量重型工件 否则工作台运动时惯性太大 139 二 相关知识 二 三座标测量仪机械结构及测量系统 2 工作台早期的三坐标测量机的工作台一般是由铸铁或铸钢制成的 但近年来 各生产厂家已广泛采用花岗岩来制造工作台 这是因为花岗岩变形小 稳定性好 耐磨损 不生锈 且价格低廉 易于加工 有些测量机装有可升降的工作台 以扩大Z轴的测量范围 还有些测量机备有旋转工作台 以扩大测量功能 3 导轨导轨是测量机的导向装置 直接影响测量机的精度 因而要求其具有较高的直线性精度 在三坐标测量机上使用的导轨有滑动导轨 滚动导轨和气浮导轨 但常用的为滑动导轨和气浮导轨 滚动导轨应用较少 因为滚动导轨的耐磨性较差 刚度也较滑动导轨低 在早期的三坐标测量机中 许多机型采用的是滑动导轨 滑动导轨精度高 承载能力强 但摩擦阻力大 易磨损 低速运行时易产生爬行 也不易在高速下运行 有逐步被气浮导轨取代的趋势 目前 多数三坐标测量机已采用空气静压导轨 又称为气浮导轨 气垫导轨 它具有许多优点 如制造简单 精度高 摩擦力极小 工作平稳等 140 二 相关知识 二 三座标测量仪机械结构及测量系统 5 测头三坐标测量机是用测头来拾取信号的 因而测头的性能直接影响测量精度和测量效率 没有先进的测头就无法充分发挥测量机的功能 在三坐标测量机上使用的测头 按结构原理可分为机械式 光学式和电气式等 而按测量方法又可分为接触式和非接触式两类 141 二 相关知识 三 三坐标测量仪的应用 三座标测仪应用相当广泛 各种三座标测量仪用途不尽相同 随其设计的不同而功能各异 总的来说 具有以下功能 1 被测件的三个坐标不需要与测量仪的三个坐标方向重合 2 可根据被测工件的需要 将直角坐标转换为极座标 3 确定被测件的形状 位置 中心和尺寸 4 测量形位误差 5 测量复杂形状 6 周长 面积和体积测量 7 特殊参数测量 142 一 量具与测量仪器的选用1 精密量仪 三坐标测量仪 2 被测工件 3 纯棉布数块 4 油石 5 汽油或无水酒精 三 任务实施 143 二 测量步骤1 启动测量仪 2 根据被测工件图纸 选择合格的测头 系统等 3 标定测头 4 装夹工件 5 坐标初始化 确定坐标系 6 选取零件的加工基准面Z平面 7 选取零件上加工要求比较高的元素确定X轴 8 与轴相垂直元素为Y轴 9 把斜孔当成一圆柱测量 一般最少取6点也就是两个圆柱截面 10 元素计算 三 任务实施 1