4-2 常见方向误差的检测

课题§4-2常见方向误差的检测授课时间授课时数4授课班级教具PPT、多媒体动画、视频等教学目标1．培养学生了解心轴、胀套式心轴、等高90°V形架、压板组件、T形槽直角座、T形槽用滑动表架的结构，掌握其使用方法。2．培养学生掌握常见平行度误差、垂直度误差和倾斜度误差的检测方法和步骤。教学重点培养学生掌握常见平行度误差、垂直度误差和倾斜度误差的检测方法和步骤。教学难点培养学生掌握常见平行度误差、垂直度误差和倾斜度误差的检测方法。教学建议1.教材地位本节是第四章检测实训的第二个课时，上一节学生已经学会了用表类量具读数、记录和用最大值减最小值处理数据，本节把同一套本领用到方向误差上，难点从“会不会读数”转到“会不会选工具、会不会判基准、会不会把示值换算成误差”，是检测方法从形状走向方向和位置的关键一步。2.教法建议六种检测统一用“三步走”的骨架来讲：一是看被测要素是什么形状（平面、孔轴线还是斜面），二是看用什么器具把要素“体现”出来，三是看示值怎么变成误差（平面和斜面取最大值与最小值之差，孔轴线按两点示值之差与测量长度换算）。先在黑板上列一张“被测项目—器具—数据处理”对照表，再逐个演示，学生按表对号入座。教学内容教学活动一、检测支架的平行度误差1．被测工件和检测项目支架上侧平面相对于下侧底面的平行度公差值为0.04mm。2．测量器具测量支架平行度误差的测量器具主要有铸铁平板、百分表及磁性表座。3．测量方法和步骤（1）放置工件和量具1）将支架和磁性表座放置在铸铁平板上，将百分表安装在磁性表座上，使百分表的测杆与支架的上侧平面垂直。2）调整百分表的位置，使百分表的测头与支架上侧平面接触，同时要保证百分表测杆向内压缩0.5～1mm。（2）布置测量点（3）测量1）移动磁性表座，使百分表的测头移动到支架上侧平面某一角的测量点位置上，将百分表调零。2）按布点位置移动磁性表座，使百分表的测头逐一移到其他各测量点上，读取百分表的示值。将每个测量点的百分表示值记录。（4）计算平行度误差百分表示值的最大值与最小值的差值即为平行度误差。（5）判断平行度是否合格将得到的平行度误差值与图样上给出的公差值进行比较，若误差值不大于公差值，则被测平面的平行度合格，否则不合格。二、检测轴承架的平行度误差1．被测工件和检测项目轴承架，其上侧φ25H7圆孔的轴线相对于底面的平行度公差值为0.03mm。2．测量器具测量轴承架上侧圆孔轴线平行度误差的测量器具有铸铁平板、胀套式心轴、百分表及磁性表座。胀套式心轴的结构由胀套和胀芯组成。胀套上有四条轴向槽，分别从套的左右两侧开口，以便胀套能比较均匀地膨胀。胀套内侧有圆锥孔，与胀芯的圆锥体形成圆锥配合。改变胀套在胀芯上的位置，可以改变胀套外侧圆柱面的尺寸，从而与不同直径的内孔配合。胀套的外圆柱面与工件的圆柱孔配合，模拟体现圆柱孔的轴线或素线。3．测量方法和步骤（1）安装胀套式心轴1）调整胀套与胀芯的相对位置，使胀套式心轴能轻轻压入圆柱孔中，且不晃动。2）将轴承架放置到铸铁平板上，将胀套式心轴安装到轴承架上侧的圆柱孔中，并使胀套式心轴的胀套在轴孔中轴向对称布置。（2）安装并调整百分表将磁性表座放置在铸铁平板上，将百分表安装在磁性表座上，使百分表的测杆与胀套式心轴的端面平行。调整百分表的位置，使百分表的测头与胀套式心轴的上侧素线接触，同时保证百分表测杆向内压缩0.5~1mm。（3）测量将百分表移到测量位置1上，记录百分表的示值M1；然后将百分表移到测量位置2上，记录百分表的示值M2。记录百分表的示值。（4）计算平行度误差轴线相对于基准平面的平行度误差值用下式计算：（5）判断平行度是否合格三、检测连杆的平行度误差1．被测工件和检测项目连杆，其上侧φ20H9圆孔轴线在水平和竖直两个方向上相对于下侧φ30H9圆孔轴线的平行度公差值皆为0.04mm。2．识读基准和平行度公差3．测量器具测量连杆平行度误差的测量器具有铸铁平板、等高90°V形架（一套）、斜垫铁、心轴、测量范围为0~10mm的百分表及磁性表座。等高90°V形架一套两块，其尺寸一致，几何精度较高，在测量工件时用于支承两个等直径的轴颈。斜垫铁在测量时用于支承工件，可通过调整斜垫铁的位置调整支承点的高度。心轴的尺寸及公差按相配合孔的参数确定，要保证心轴与孔配合紧密，且能比较方便地从孔中取出。为了保证测量精度，心轴的圆柱度要求较高。4．测量方法和步骤（1）安装心轴（2）检测φ20H9孔轴线在竖直方向上的平行度误差1）放置工件2）装夹百分表，调整连杆摆放角度①将磁性表座放置到平板上，装夹百分表，使百分表的测杆与心轴的端平面平行。②调整百分表的位置，使百分表的测头与模拟被测孔的心轴的上侧素线接触，同时使百分表测杆向内压缩1mm左右。③调整连杆的摆放角度，观察百分表的示值。当百分表示值最大时，说明连杆的对称平面已经垂直于平板。3）测量4）计算平行度误差5）判断平行度是否合格（3）检测φ20H9孔轴线在水平方向上的平行度误差1）水平支承连杆将连杆水平放置，用等高V形架支承作为基准的心轴，用斜垫铁支承连杆另一端。2）调整两心轴的轴线在一个水平面上先用目测的方法使两个心轴的轴线处于同一水平面上，然后用百分表测量两心轴最上素线的高度差，同时调整斜垫铁的位置，使两心轴最上素线之间的高度差等于心轴的半径差（5mm）。3）测量4）计算平行度误差5）判断平行度是否合格四、用百分表检测定位座的垂直度误差1．被测工件和检测项目为了保证工件准确定位，要求定位座的侧端面与底面垂直，给出的侧端面相对于底面的垂直度公差值为0.04mm2．测量器具测量定位座垂直度误差的测量器具有铸铁平板、方箱、百分表及磁性表座、半圆柱支承座和压板组件。被测工件可以在半圆柱支承座上摆动。压板组件的结构由压板、螺栓、螺母和垫圈组成，用于将工件固定在方箱上。3．测量方法和步骤（1）装夹定位座使定位座的基准面紧贴方箱的侧面，下侧用半圆柱支承座支承，上侧用压板组件固定在方箱上。（2）装夹百分表将磁性表座放置在平板上，将百分表安装在磁性表座上，使百分表的测杆与方箱上侧端面垂直。调整百分表的位置，使百分表的测头与定位座的被测表面接触，同时保证百分表测杆向内压缩1mm左右。（3）布置测量点（4）调整定位座位置将百分表的测头移动到测量点上，然后使测头沿直线慢慢移动，观察百分表的示值，同时调整定位座在竖直方向上的位置，使百分表的最大示值与最小示值之差为最小值。（5）测量1）移动磁性表座，使百分表的测头移动到某一个测量点位置上，将百分表调零。2）移动磁性表座，按测量点位置逐点测量，记录百分表的示值。（6）计算垂直度误差将百分表的最大示值和最小示值之差作为被测平面相对于基准平面的垂直度误差（7）判断垂直度是否合格五、用百分表检测轴座的垂直度误差1．被测工件和检测项目在装配机器时，φ25H7轴孔与一个竖轴配合，为了保证竖轴准确定位，要求φ25H7轴孔的轴线相对于底面的垂直度公差值为0.03mm。2．测量器具测量轴座垂直度误差的测量器具有铸铁平板、T形槽直角座、T形槽用滑动表架、百分表和心轴。（1）T形槽直角座T形槽可以做成竖直槽、水平槽和十字交叉槽。直角座的两个相互垂直的侧面为工作面，平面度和垂直度要求较高。T形槽用于安装滑动表架，槽口与滑动表架的配合表面和接触表面的尺寸精度和几何精度的要求较高，以保证滑动表架能在T形槽中准确定位。（2）T形槽用滑动表架T形槽用滑动表架的结构由T形座、垫圈、紧固螺母、横杆和表夹组成。T形座可在T形槽直角座的T形槽中滑动，当滑动表架移动到某一个位置时，旋转横杆上的紧固螺母就可以将滑动表架锁紧在直角座上。（3）心轴测量轴座垂直度误差的心轴用于模拟轴孔，为了减小测量误差，心轴安装到工件上后要保证伸出部分的长度不小于轴孔的深度。3．测量方法和步骤（1）放置工件，安装心轴首先将心轴安装在轴座的轴孔中，然后将轴座放置到平板上。（2）装夹百分表将T形槽直角座放置在平板上，将百分表装夹到滑动表架上，然后将滑动表架安装到T形槽直角座上。（3）调整工件和百分表的位置移动轴座，同时调整百分表的位置，使百分表的测杆与心轴的轴线垂直，测头与心轴的右侧素线接触，同时保证百分表测杆向内压缩1mm左右，检查无误后将百分表调零。（4）测量1）松开滑动表架横杆上的紧固螺母，移动滑动表架，使百分表的测头移到位置1，然后旋紧紧固螺母，将百分表调零。记录百分表的示值M1。2）松开滑动表架横杆上的紧固螺母，将滑动表架向下移动L2=50mm，使百分表的测头移到位置2，然后旋紧紧固螺母，记录百分表的示值M2。3）将工件依次旋转45°，在八个方向上进行同样的测量。记录百分表的示值。为便于计算，每次调整工件位置时，同时要对百分表进行调零。（5）计算垂直度误差用下式计算φ25H7轴孔的轴线相对于底面的垂直度误差：（6）判断垂直度是否合格六、检测楔铁的倾斜度误差1．被测工件和检测项目为了保证零件的使用要求，给出了楔铁斜平面相对于底面的倾斜度公差2．测量器具测量楔铁倾斜度误差的测量器具有铸铁平板、正弦规（规格为200mm×80mm）、量块、三棱固定支座、百分表及磁性表座。为了使三棱固定支座的棱边与被支承工件良好接触，与工件接触的棱边倒圆角。3．测量方法和步骤（1）计算量块组的高度用量块组将正弦规垫起，使正弦规工作面与平板工作面之间的夹角等于楔铁斜面的理论正确角度（α），从而使楔铁的理论正确平面与平板工作面平行。（2）放置正弦规和量块把正弦规放置在铸铁平板上，将其无挡板的一侧的圆柱用量块组垫起。（3）放置工件把楔铁放置在正弦规的工作面上，其下侧用三棱固定支座支承。（4）装夹百分表将磁性表座放置在铸铁平板上，装夹百分表，并使百分表的测杆与楔铁的被测表面垂直，测头与被测表面接触，并使测杆向内压缩1mm左右。（5）布置测量点（6）调整工件位置轻轻挪动楔铁，使楔铁绕三棱固定支座微微摆动，调整楔铁的位置，使百分表在测量点a1和测量点c1的示值相同，即使这两个点相对平板的高度相等，然后将百分表调零。（7）测量倾斜度误差按照测量点位置，用百分表依次对楔铁的被测表面进行测量，记录数据。（8）计算倾斜度误差将百分表的最大示值和最小示值之差作为被测平面相对于基准平面的倾斜度误差。（9）判断倾斜度是否合格【课前准备】教师：把支架、轴承架、连杆、定位座、轴座、楔铁六件被测工件分别安放就位并把百分表装夹、调零完毕。另备PPT、量块盒、正弦规、卡片式读数记录表。学生：教材、练习本、笔，每人一份读数记录表，课前摆放在课桌上。一、检测支架的平行度误差活动1：对一对、记一记——支架上侧平面的平行度①教师演示：先把支架和磁性表座放在铸铁平板上、把百分表装到磁性表座上，表测杆与支架上侧平面垂直，调整到测头接触平面且测杆向内压缩0.5～1mm；再演示一次测头移动，说明为什么必须让测杆与平面垂直，学生原位观察并记住要求值。②教师把测头移到支架上侧平面某一角的测量点上并调零，随后按布点逐点报出示值，学生在记录表上逐点填写序号和示值。③学生按“最大值与最小值之差即为平行度误差”算出误差值，与公差值0.04mm比较后写出支架平行度是否合格的结论，同桌互查计算式和结论。二、检测轴承架的平行度误差活动2：认一认、算一算——孔轴线的平行度①教师出示胀套式心轴实物并讲清胀套上有四条轴向槽、内侧圆锥孔与胀芯圆锥体配合，转动可以改变胀套外径以适应不同内孔，心轴外圆模拟体现圆柱孔的轴线或素线；学生原位观察心轴表面，说出它代替了什么。②教师演示把心轴轻压入轴承架上侧φ25H7孔中、胀套在轴孔中轴向对称布置的过程（课前已装好，此处只演示一次），并讲清表测杆与心轴端面平行、测头接触心轴上侧素线、测杆压缩0.5～1mm的要求。③工件与心轴已就位，教师依次把百分表移到测量位置1和位置2，报出示值M1和M2，学生在记录表上记下两个数值和两位置间的长度L。④教师板书轴线相对于基准平面平行度误差的换算式并带算一遍，学生照算式算出误差值，与公差值0.03mm比较后写出合格结论，同桌互查是否用对了M1、M2。三、检测连杆的平行度误差活动3：读图、读表——连杆两孔轴线在竖直方向的平行度①教师PPT出示连杆图样，带领学生识读基准和平行度公差：上侧φ20H9孔轴线相对于下侧φ30H9孔轴线，在水平和竖直两个方向的公差值皆为0.04mm；学生用手指在自己的教材图样上指认基准要素。②教师出示等高90°V形架（一套两块、尺寸一致、几何精度较高，用于支承两个等直径轴颈）、斜垫铁（通过调整位置改变支承点高度）和心轴（尺寸按配合孔确定、与孔配合紧密、圆柱度要求较高、便于取出），学生对照器具说出每件的用途并写在练习本上。③连杆已由教师装好心轴并用V形架和斜垫铁支承好，教师演示“调整连杆摆放角度、观察百分表示值、示值最大时说明连杆对称平面已垂直于平板”的过程，随后在竖直方向按测点报出示值，学生记录并计算最大值与最小值之差。④学生把算得的误差值与0.04mm比较，写出竖直方向平行度是否合格的结论；教师再口述水平方向的支承做法（用等高V形架支承作为基准的心轴、另一端用斜垫铁支承、用目测和百分表把两心轴轴线调到同一水平面并使两心轴上素线高度差等于心轴半径差），学生写下水平方向检测的关键两步。四、用百分表检测定位座和轴座的垂直度误差活动4：贴紧、调零、上下量——两种垂直度①教师出示方箱、半圆柱支承座和压板组件，讲清方箱有六个工作面，主要用于平行度、垂直度检测和划线，半圆柱支承座可使被测工件摆动，压板组件由压板、螺栓、螺母和垫圈组成用于固定工件；定位座已按基准面紧贴方箱侧面，下侧用半圆柱支承座支承，上侧用压板组件固定的方式装好，学生原位观察装夹状态。②教师演示表测杆与方箱上侧端面垂直，测头接触定位座被测表面，且测杆压缩1mm左右，再演示“测头沿直线慢慢移动，观察示值，同时微调定位座竖直位置，使最大示值与最小示值之差为最小”的调整过程。③定位座部分：教师把测头移到某测量点并调零，再按测点逐点报出示值，学生记录后取最大值与最小值之差作为被测平面对基准平面的垂直度误差，与0.04mm比较并写出结论。④轴座部分：教师出示T形槽直角座和T形槽用滑动表架，讲清直角座两个相互垂直的侧面为工作面、T形槽用于安装滑动表架、滑动表架由T形座、垫圈、紧固螺母、横杆和表夹组成、旋紧紧固螺母即可锁紧；心轴已装入轴座φ25H7孔并保证伸出长度不小于孔深，教师演示百分表测杆与心轴轴线垂直、测头接触右侧素线、测杆压缩1mm左右并调零。⑤教师先报位置1的示值M1，再松开紧固螺母把滑动表架下移L2＝50mm并锁紧，报出位置2的示值M2；工件每次旋转45°共八个方向，教师逐个方向报出两个示值（每次调整工件位