实验指导书(非集中实验学生)

1、实验1 长度尺寸测量一实验目的1、熟悉立式光学计、外径千分尺寸的原理及使用。2、加深理解计量器具与测量方法的常用术语。3、掌握测量数据的正确处理。二实验内容1、用立式光学计测量工件外径并判断其合格性；2、用外径千分尺等精度测量工件的孔径，并对测量数据处理后给出正确结果。三仪器结构（一）立式光学计（JDG-S1）1.规格：测量范围0180mm分辨力0.1m测量力2±0.2N最大不确定度±0.25m示值变动量0.1m72.结构主要零部件由：底座1：支撑光学计；粗调螺母2：转动粗调螺母使横臂连同光管沿立柱移动至测头与量块接触进行零位精调；测头提升按钮3：按此按钮可将测头提起，便于

2、取出量块及安放工件；横臂4：将光管与立柱相连；光管5：测量读数的主要部件；数显窗口7：读数窗口；微调手轮8：转动手轮可使光管做微小位移，进行零位微调；65849310211112图1-1 立式光学计测头10：有平面、球形、刀口形测头，测量时选择的 测头应使被测件与测头接触面最小；工作台11：放置量块及被测件。分平面和槽面工作台，选择原则与测头的要求相同。测前应将工作台调平，以使工作面与测头平面保持平行。一般是将与被测件尺寸相同的量块放在测头的边缘的不同位置，若读数相同，则说明其平行。否则可调整工作台旁边的四个调节旋扭。  置零按钮12：用量块调整到与测头接触，数显窗口上方指示灯亮时按

3、此按钮，仪器归零。（二）外径千分尺1.结构：45321 67图1-2外径千分尺主要由尺架1、测量面2、固定套筒3、微分筒4、微调装置5、锁紧装置6、隔热垫7等。2.工作原理：通过螺旋付传动，将被测尺寸的直线位移（即丝杆的轴向位移），转换成微分筒的角位移。3.读数原理：千分尺的读数原理是：通过螺旋传动，将被测尺寸转换成丝杆的轴向位移和微分筒的圆周位移，并以微分筒上的刻度对圆周位移进行计量，从而实现对螺距的放大细分。当测量丝杆连同微分筒转过角时，丝杆沿轴向位移量为L。因此千分尺的传动方程式为 L=p*/2式中 p丝杆螺距；微分筒转角。一般p=0.5mm,而微分套筒的圆周刻度数为50等分，故每一等分

4、所对应的分度值为0.01mm。读数的整数部分由固定套筒上的刻度给出；读数的小数部分由微分筒上的刻度给出。四实验步骤（一）用立式光学计测量工件用立式光计测量工件，是按比较测量法进行测量的。先用选择好的尺寸为L的量块组，将仪器的刻度尺调到零位。再将被测工件放到测头与工作台面之间。从数显窗中，可读得被测工件外径相对量块尺寸的差值L。则被测工件的尺寸d=L+L。1.选择测头：测量时被测物体与测头间的接触面必须最小，即近于点或线接触。因此在测量平面或圆柱面工件时，选用球面测头；测量球面工件时，选用平面测头；测量小于10mm的圆柱面工件时，选用刀口形测头。2.按被测工件的基本尺寸组合量块。一般是从所需尺寸

5、的末位数开始选择，将选好的量块用汽油、棉花擦去表面防锈油，并用绒布擦净用少许压力将两量块工作面相互研合。 3.工作台的选择与校正。工作台分平面工作台和槽面工作台，其选择原则与测头的要求相同。     对于可调整工作台，为保证测杆与工作台面垂直，测量前必须进行校正。先选择一与被测工件尺寸相同的量块大致放在工作台的中央，光学计管换上最大直径的平面测头，使测头平面的1/4与量块接触并显示某一读数。然后旋动工作台调节螺丝，使其前后移动，并从数显窗中观看示值的变化，若在测头平面的四个位置的读数变化不超过0.3微米，则表示工作台的校正已完成。  

6、   松开横臂紧固螺钉，调整手柄，使光管上升至较高位置后固紧螺钉。    4.仪器校零位1）将组合好的量块组放在工作台上，松开横臂紧固螺钉，转动调节螺母，使横臂连同光管缓慢下降至测头与量块中心位置极为接近处（约0lmm的间隙）将螺钉拧紧。    2）松开光管紧固螺钉并旋紧微动固紧螺钉，旋转微动手轮使光管缓馒下降至测头与块规中心位置接触，并监视数显窗零位指示灯，当它点亮时即将光管紧固螺钉拧紧。3）按置零按钮4）按下测头提升杠杆，将测头抬起，取下量块组。5.测量工件1）将测头抬起，把被测工件放在工作

7、台上（注意一定要使被测轴的母线与工作台接触，不得有任何跳动或倾斜）。                                 2）按压测头提升杠杆多次，若示值稳定，则记下读数（注意正负号）。此读数即为该测点轴线的实际差值。 3）在轴的三个横截面上，每个截面上取两

8、个互相垂直的径向位置上共测六个点（如图1-3所示），将测量结果记入实验报告。  图1-3 测量点位置6.数据处理填写整理数据，并计算被测尺寸的验收极限，根据验收极限判断其合格性。 （二）用外径千分尺对轴套外径进行等精度测量1仪器的选择根据被测零件的尺寸选择合适测量范围的外径千分尺校对仪器零位将被测工件表面擦拭干净4等精度测量外径及数据处理实验2 圆度、圆柱度误差的测量一、实验目的1掌握圆度、圆柱度误差的测量方法。2加深对圆度、圆柱度误差和公差概念的理解。二、实验内容用两点法和三点法组合测量轴的圆度和圆柱度误差。三、计量器具外径千分尺（测量范围0-25mm、分度值0.01mm）。百分表

9、 （示值范围：0-3mm；分度值0.01mm）。平板、磁力表座。四、测量原理两点法：常用千分尺、比较仪等测量，以被测圆柱某一截面上各直径间最大差值之半作为此截面的圆度误差。测量若干截面，取几个截面中最大的圆度误差值作为零件的圆度误差。取所有读数中最大值与最小值的差值之半作为零件的圆柱度误差。适宜测量轮廓圆具有偶数棱的圆度和圆柱度误差。三点法：将被测工件放在V形块上，使其轴线垂直于测量截面，同时固定轴向位置，百分表接触轮廓圆的上面，将被测工件回转一周，取百分表读数的最大差值之半，作为该截面的圆度误差。测量若干截面，取其中最大的圆度误差作为该零件的圆度误差。取所有读数中最大与最小值的差值的一半作为

10、零件的圆柱度误差。适宜找出具有奇数棱圆的圆度和圆柱度误差。测量前，往往不知道被测零件是偶数棱还是奇数棱，不便确定采用两点法还是三点法，可靠的办法是用两点法和三点法各测一次，取三次所得误差中的最大值作为零件的圆度、圆柱度误差。五、测量步骤1、两点法1）将被测零件放在平板上，用外径千分尺测量被测轴的同一截面内的轮廓圆一周上的六个位置（见图2-1（a）的直径并作好记录。取最大直径与最小直径之差的一半作为该截面的圆度误差。同样方法，测量五个不同截面的圆度误差。2）取五个截面的圆度误差中最大值作为该被测轴的圆度误差。取所有读数中最大值与最小值的差值的一半作为圆柱度误差。2、三点法1）将被测轴放置在90&

11、#176;的V形块上，平稳移动百分表座，使表的测头接触被测轴，并垂直于被测轴的轴线（如图2-1（b），使表上指针处于刻度盘的示值范围内。转动被测轴一周，记下百分表读数的最大值与最小值，最大值与最小值之差的一半作为该截面的圆度误差。同样方法，测量五个不同截面的圆度误差。取五个截面的圆度误差中最大值作为被测轴的圆度误差。取测得的所有读数中的最大值与最小值之差的一半作为该截面的圆柱度误差。2）将被测轴放置在120°的V形块上，按上述方法再测一轮回，求出圆度和圆柱度误差。3取以上三次误差中的最大值作为被测量轴的圆度和圆柱误差。4将所得圆度误差、圆柱度误差与被测轴的圆度公差和圆柱度公差进行比较

12、，判断合格性。（a） 二点法 （b）三点法图2-1 二点法、三点法测量圆度、圆柱度误差六、完成实验报告，填写实验报告单。实验要求：每人能独立操作，独立完成实验报告。实验3 螺纹误差的测量（影像法测量螺纹主要参数）一、实验目的1了解工具显微镜的测量原理及结构特点。2熟悉用万能工具显微镜测量外螺纹主要参数的方法。二、实验内容用万能工具显微镜测量螺纹塞规的中径、牙型半角和螺距。三、仪器工作原理影像测量法即用被测件的轮廓作为瞄准目标进行定位的测量方法。被测件置于照明光路中，由带有正像棱镜的主显微镜形成被测件的放大像，通过目镜对准标记进行精密定位。而两次定位之间位移则由光栅测量装置精密测出，并将测量数据

13、显示式打印记录，或处理后再打印记录，从而完成非接触式的精密测量。四、仪器结构、规格1.仪器规格：X向行程：200mmY向行程：100mm顶针间的最大夹紧长度：700mm顶针间能容纳的最大直径：100mm主显微镜立柱的倾斜范围：±12°X、Y向分度值：0.0002mm测角目镜角度分度值：1主显微镜立柱倾斜角度分度值：30。72.仪器结构8965101432图3-1 万能工具显微镜主要零部件（1）底座：支承纵（X）、横（Y）向滑台及主显微镜与照明设备作相对移动。光栅读数头牢固地装于底座上。（2）纵向滑台：可作粗细移动，在滑台左侧装有光栅尺。（3）横向滑台：可作粗细移动，在滑台后

14、侧装有光栅尺。纵、横向滑台各有锁紧手轮一个，松开锁紧手轮，可用手移动滑台，使零件在纵、横向作自由移动，而使之置于主显微镜下观测，然后，用些手轮锁紧，便可用滚花手轮4、10作纵、横向微调。注意，在操作之前，应使其置于中间位置，即白线所指示位置，其微调范围由两红线指示出来。在工作时应注意，切勿将手靠于滑台上，否则将影响仪器的精度。（5）主显微镜：主显微镜管：与悬臂牢固地联系在一起而支持在主显微镜上，其高度方向的粗调焦用手轮进行，并可用止动手轮固定，而精调焦则用精调环来进行。注意，测量过程中不必调焦。测角目镜：用于角度、螺纹及座标的测量。在其上装有转动的米字分划板（图3-2），此分划板的转动中心在显

15、微镜的光轴上，转动是用手轮进行的。分划板的刻线有：a）一个十字刻线。b）与十字刻线之一平行，对称分布着四条刻线与中线的距离分别为图3-2分划板0.9mm、2.7mm.c）两条相交60°的斜线与上述刻线成30°的交角。（6）主显微镜立柱：可用手轮使之倾斜，其目的在于测量螺纹及特种零件时能清晰观测。在显微镜下有调整环用调整照明设备的光栏。主显微镜一般情况下应保持垂直位置，可用有弹性的制动杆和手轮的缺口处相衔接而固定。（7）调整环：用于调整光栏，使视场清晰。可以按顺时针旋转，其指示之数字即为实际光栏大小。单位为mm.测量螺纹时光栏直径可按中径选取（见附表）。四、测量步骤（一）安装

16、工件：将工件用顶尖顶紧（纵向推一下，不应有松动）。（二）接通电源。（三）根据被测螺纹尺寸，选择并调好光阑尺寸。（四）调整仪器焦距。（五）测量图3-3半角、中径测量示意图1.牙型半角、中径的测量及计算 用鼠标左键单击工具条上的“螺纹”按钮。（2）在弹出的对话框中，选择测量“半角与中径”，则进入测量半角及中径状态 。（3）根据图示，依次采集第1点到第8点，注意由12，34，56，78（图3-3）进行测量时，纵向滑台（X）不动，只进行横向滑台的移动。采集数据时仪器的调整方法：转动纵、横工作台手柄，让工件上一边的牙形出现在视场中（图3-2）；根据螺纹升角及升角的方向调整立柱的倾斜角度；旋转目镜分度盘调

17、整环，使测角目镜分划板中心虚线与螺纹的1点牙廓一测相切合（用压半线法：虚十字线线宽的一半在影像之外，一半在内，如图），采集第1点；移动横向滑台（纵向不动），并使目镜中同一虚线与工件2点处牙廓相重合，采集第2点；（可先松开横向锁紧手轮，横向移动滑台至另一侧牙型出现，则锁紧横向锁紧手轮；旋转滚花手轮使目镜中同一虚线与2点处牙廓相重合）转动纵向、横向滚花手轮及目镜分度盘精调整环，按上述方法采集第3点；按上述方法测量其余各点。（4）采集完毕后，计算螺纹牙型半角及中径。2.螺距测量及计算图3-4螺距测量示意图（1）用鼠标左键单击工具条上的“螺纹”工具按钮。（2）在弹出的对话框中选择“测量螺距”，则进入测

18、量螺距状态，并填入欲测量的螺纹牙数n，依次采集第1点至第2n.采集过程中，转动纵向滚花手轮，纵向移动滑台，横向滑台（Y坐标）不得移动。采集数据时仪器的调整方法：根据螺纹升角及升角的方向调整立柱的倾斜角度。转动纵、横工作台手柄，让工件上一边的牙形出现在视场中。旋转测角目镜分度盘精调整环，使测角目镜分划板中心虚线与螺纹的1点牙廓一侧相切合。可将X置零，采集第一点。转动纵向滚花手轮，使工作台纵向移动，并使目镜中同一虚线与工件2点处牙廓相重合，采集第2点，同样方法采集其余各点。（3）采集完毕后，计算螺纹的螺距值。六、完成实验报告。七、思考题：1用影像法测量螺纹时，立柱为什么要倾斜一个螺旋升角？2用工具

19、微镜测量外螺纹的主要参数时，为什么测量结果要取平均值？光栏直径被测件直径螺纹牙型角3060114.518.0211.514.3310.012.549.111.458.510.568.09.987.29.0106.78.4126.37.9146.07.5165.77.2185.56.9205.36.6255.06.2304.75.8404.25.3503.94.9603.74.6803.44.21003.13.9附表：光栏直径表实验4 齿轮齿圈径向跳动的测量一、实验目的1学会在齿轮跳动仪上测量齿轮的齿圈径向跳动量2加深理解齿圈径向跳动量对齿轮传动精度的影响二、实验内容用齿圈径向跳动检查仪，测量齿

20、轮的齿圈径向跳动三、计量器具及测量原理齿轮跳动检查仪是一种多用途的测量仪器，可供检查有中心孔的圆柱、圆锥表面和端面、6级或6级以下精度有中心孔的带轴内外啮合圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗轮蜗杆等的径向跳动或端面跳动量。1、 仪器主要度量指标测量范围 模数 0.35mm 最大直径 300mm指示表值范围 01mm分度值 0.001mm2、仪器结构齿圈径向跳动误差可用齿圈径向跳动检查仪（如图4-1）、万能测齿仪或普通偏摆检查仪等仪器测量。本实验采用齿圈径向跳动检查仪来测量，该仪器的结构如图4-2所示。本仪器主要由顶针架和测量支架两大部分组成。顶针架是安装被测工件的；测量支架是安装百分表的，其上有刻度值，当

21、测量圆柱齿轮时，其上的刻线指向0，若测量圆锥齿轮则需转动相应的节锥角。3、 工作原理齿圈径向跳动误差Fr是在齿轮一转范围内，测头在齿槽内或在轮齿上，于齿高中部双面接触，测头相对于齿轮旋转轴线径向位置的最大变动量。如图4-1所示。如下图4-1所示，以齿轮基准孔的轴线O为中心，转动齿轮，使齿槽在正上方，再将测头插入齿槽与左右齿面接触，从百分表上读数，依次测量所有齿，取最大读数与最小读数之差作为齿圈径向跳动量Fr。四、测量步骤1.安装工件根据被测齿轮心轴的长短，先将左顶针架固定在滑板的适当位置，分别锁紧左锁紧螺钉2和3，以使顶针架和顶针固定；调整右顶针架的位置，使其顶针顶住心轴中心孔时，松紧适度，无轴向窜动，然后锁紧右边螺钉2和3.以上操作必须用手托住齿轮，勿使齿轮落下砸坏仪器。 图4-1齿圈径向跳动误差Fr  图4-2  齿圈径向