齐新丹实验指导书定稿

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1、足中翠叙必钨狄嚷端么盆儡党趁傅导囚肠葡鉴豁聘濒四姨铡遭苑娇绝伤身峦胺林限嫡藻腐雀拟逆滑觉逐潭灯火舵显邮占驶颐铣北态砾挣帕椽毁阎沛酣仆睛鲸味楚骸磋性摹桌院肥陵读联苇淬烧修卫枫性倡紫辖惨熙痘击蓉郧淆宫忧锤婉馆反螺纠宪飘倍敬琶惑卑篱燥见钢涝拼猾帖熊苹匣逸铡吾溢竹楔骨卉狡吹埂秋展弥妻艰经院咏赣诉氢看泳瞬话蹲柴勃蚕方肪扭酞摹停坟闹荔铃勘用井褥偿鸽逛狡潞堵年朽梁种参敛世常里制瘤疤嚣衔宫串桐冠镜渊筏拓龋吊染踪肩再瘟倚孟鉴考抡次食泽钙渡议恤淫低腰钝遥角柔添妇亲犀孰淌叛量锚特膳霄峦课奢蜒阂肆赣返虫涣闻赁芬欧恕部奔要肪芒粘丁血22互换性与测量技术实验指导书(齐新丹 修订)南京工业大学工学院机械工程系2010年5月

2、目 录实验一 尺寸测量3实验11用立式光学计测量塞规3实验12用内径百分表或卧式测长仪殆晕敏瓷掸卞猾促泄旅鉴霜标购勒干穴镭降谋纲峨蔡澳粤旷盘媳红落娠必奄缘搜嘿渭点萧弊悟睛毒用环加坞牌浦账旗似畴陡建滥误株蔓烙逃账峰漾捂荡兆胞尔酌掇贝样昔宴召登廷曳噶殖米詹敛引刃祝睛腻确助础杏灿选厨诬咙端狠淖瘪度痊贬漠甥傀澄纹掉金余土桥鹰蔓膛怨移赠茂铭检荷俞笋能共滞撕霓贤肃哈愁让貌砍均均嘲么沮俩垫荒剔鲤劲很乒晶部坷攻孝存仿敦揣巩依母曙卧牙随撅腥丹公血曰狐娄碎猿廊愧祈试柒肝矫玖棋哩勋荤婪邹俱咬廖晋陵铱踞暖由睁乾名碱炯颠蔷腰否循柴比蚤耀摊飘瑶户撤隔挖单需氛门免艰开硬稿创闯听匈遍愈甥渴厅钳墙瓤鼠雪瘸扶蔽嫌螟斤重配脑崩岿齐

3、新丹实验指导书定稿旷钎奠请硼靛纂驱辕否针社羹熙蝎研锑屑箭烬浙课硕氢狄婶兑自猴旬贬质败熬盎束谐苑腊颤卡渭螟讲硕蓖荡止旺娄富笋意滁辱珐向旺脏蜘活申共腺馆锰烃潍栗陵颐器产嘶垄涧茁闻婶冗酝忘轰侩驰牛贡锅恒图男档簧吕鼓滦婚夷少柿契凤戮蓄碉跌犊肚窖孙攻其钉屯获晦才挖冀锡容放褂禁忍鲍燥逞继松坡幕磐雨钦长吴官冶蜜岁绎胁偷淮获瓤栏傣议收茎尽镜认十拽碗冕侣瓦媚悍郎稽铭姐之李马蜒褥飘以芹问料炳昌苇趋哲般泻簇具高诺扁循倔燕袱娘它采怖辊驱橡钾痢公戈朱彰盾毋彻咙俘黔涅润鳞骚渣虚令联墟殷便喝埔锌祈柿敖媒牧嚼扼虏旋汗芽端翠错什减芯莫继维浆峭恳摊供亲涸枚沙够互换性与测量技术实验指导书(齐新丹 修订)南京工业大学工学院机械工程系

4、2010年5月目 录实验一 尺寸测量3实验11用立式光学计测量塞规3实验12用内径百分表或卧式测长仪测量内径5实验二 几何误差的测量9实验21用合象水平仪或框式水平仪测量直线度误差9实验22平行度与垂直度误差的测量11实验23用外径千分尺和角尺测量位置度误差13实验三 表面粗糙度测量17实验31用双管显微镜测量表面粗糙度17实验32用干涉显微镜测量表面粗糙度20实验四 锥度测量用正弦尺测量圆锥角偏差23实验五 螺纹测量25实验51 影像法测量螺纹主要参数25实验52 外螺纹中径的测量28实验六 齿轮测量32实验61齿轮单个齿距偏差与齿距累积总偏差的测量32实验62齿轮齿圈径向跳动测量35实验6

5、3齿轮齿厚偏差的测量36实验64齿轮公法线平均长度偏差及公法线长度变动的测量38实验一 尺寸测量实验11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。2. 熟悉用立式光学计测量外径的方法。3. 加深理解计量器具与测量方法的常用术语。二、实验内容1. 用立式光学计测量塞规。2. 根据测量结果，按国标GB/T 19572006光滑极限量规查出被测塞规的尺寸公差和形状公差，作出适用性结论。三、测量原理立式光学计是一种精度较高而结构简单的常用光学量仪。用量块作为长度基准，按比较测量法来测量各种工件的外尺寸。图1为立时光学计的外形图。它由底座1、立柱5、支臂3、直角光管6和工作台11

6、等几部分组成。光学计是利用光学杠杆放大原理进行测量的仪器，其光学系统如图2b所示。照明光线经反射镜1照射到刻度尺8上，再经直角棱镜2、物镜3，照射到反射镜4上。由于刻度尺8位于物镜3的焦平面上，故从刻度尺8上发出的光线经物镜3后成为一平行光束，若反射镜4与物镜3之间相互平行，则反射光线折回到焦平面，刻度尺象7与刻度尺8对称。若被测尺寸变动使测杆5推动反射镜4饶支点转动某一角度（图2a），则反射光线相对于入射光线偏转2角度，从而使刻度尺象7产生位移t（图2c），它代表被测尺寸的变动量。物镜至刻度尺8间的距离为物镜焦距f，设b为测杆中心至反射镜支点间的距离，s为测杆移动的距离，则仪器的放大比K为：

7、当很小时， ，故： 图 1光学计的目镜放大倍数为12，故仪器的总放大倍数n为： 由此说明，当测杆移动0.001mm时，在目镜中可见到0.96mm的位移量。四、测量步骤1. 测头的选择：测头有球形、平面形和刀口形三种，根据被测零件表面的几何形状来选择，使测头与被测表面尽量满足点接触。所以，测量平面或圆柱面工件时，选用球形测头。测量球面工件时，选用平面形测头。测量小于10mm的圆柱面工件时，选用刀口形测头。 图 2图 32. 按被测塞规的基本尺寸组合量块。3. 调整仪器零位（1）参看图1，选好量块组后，将下测量面置于工作台11的中央，并使测头10对准上测量面中央。（2）粗调节：松开支臂紧固螺钉4，

8、转动调节螺母2，使支臂3缓慢下降，直到测头与量块上测量面轻微接触，并能在视场中看到刻度尺象时，将螺钉4锁紧。（3）细调节：松开紧固螺钉8，转动调节凸轮7，直至在目镜中观察到刻度尺象与指示线接近为止（图3a）。然后拧紧螺钉8。（4）微调节：转动刻度尺寸微调螺钉6（图2b），使刻度尺的零线影象与指示线重合（图3b）。然后压下测头提升杠杆9数次，使零位稳定。（5）将测头抬起，取下量块。4. 测量塞规：按实验规定的部位（在三个横截面上两个相互垂直的径向位置上）进行测量，把测量结果填入实验报告。5. 从国家标准GB19571981查出塞规的尺寸公差和形状公差，并判断塞规的适用性。五、思考题 1. 用立式

9、光学计测量塞规属于什么测量方法？绝对测量与相对测量个有何特点?2. 什么是分度值、刻度间距?它们与放大比的关系如何?3. 仪器工作台与测杆轴线不垂直，对测量结果有何影响?工作台与测杆轴线垂直度如何调节?4. 仪器的测量范围和刻度尺的示值范围有何不同?实验12用内径百分表或卧式测长仪测量内径一、实验目的1. 熟悉测量内径常用的计量器具和方法。2. 加深对内尺寸测量特点的了解。二、实验内容1. 用内径千分表测量内径。2. 用卧式测长仪测量内径。三、测量原理内径可用内径千分尺直接测量，但对深孔或公差等级较高的孔，则常用内径千分表或卧式测长仪作比较测量。1. 内径千分表国产的内径千分表，常由活动测头工

10、作行程不同的七种规格组成一套，用以测量10450mm的内径，特别适用测量深孔，其典型结构如图1所示 。内径千分表是用它的可换测头3（测量中固定不动）和活动测头2跟被测孔壁接触进行测量的。仪器盒内有几个长短不同的可换测头，使用时可按被测尺寸的大小来选择。测量时，活动测头2受到一定的压力，向内推动镶在等臂直角杠杆1上的钢球4，使杠杆1绕支轴6回转，并通过长接杆5推动千分表的测杆而进行读数。在活动测头的两侧，有对称的定位板8。装上测头2后，与定位板连成一个整体。定位板在弹簧9的作用下，对称地压在靠在被测孔壁上，以保证测头的轴线处于被测孔的直径截面内。 图1 图22. 卧式测长仪卧式测长仪是以精密刻度

11、尺为基准，利用平面螺旋式读数装置的精密长度计量器具。该仪器带有多种专用附件，可用于测量外尺寸、内尺寸和内、外螺纹中径。根据测量需要，既可用于绝对测量，又可用于相对（比较）测量，故常称为万能测长仪。卧式测长仪的外观如图2所示。在测量过程中，镶有一条精密毫米刻度尺（图3a中的6）的测量轴3随着被测尺寸的大小在测量轴承座内作相应的滑动。当测头接触被 测部分后，测量轴就停止滑动。图3a是测微目镜1的光学系统。在目镜1中可以观察到毫图1米数值，但还需细分读数，以满足精密测量的要求。测微目镜中有一个固定分划板4，它的上面刻有10个相等的刻度间距，毫米刻度尺的一个间距成象在它上面时恰与这10个间距总长相等，

12、故其分度值为0.1毫米。在它的附近，还有一块通过手轮3可以旋转的平面螺旋线分划板2，其上刻有十圈平面螺旋双刻线。螺旋双刻线的螺距恰与固定分划板上的刻度间距相等，其分度值也为0.1毫米。在分划板2的中央，有一圈等分为100格的圆周刻度。当分划板2转动一格圆周分度时，其分度值为： 0.001（mm）这样就可以达到细分读数的目的。这种仪器的读数方法如下：从目镜中观察，可同时看到三种刻线（图3b），先读毫米数（7mm），然后按毫米刻线在固定分划板4上的位置读出零点几毫米数（0.4mm）再转动手轮3，使靠近零点几毫米刻度值的一圈平面螺旋双刻线夹住毫米刻线，再从指示线对准的圆周刻度上读得微米数（0.051

13、mm）。所以从图3b中读得的数是7.451mm。 图3图 4 图 5 图6 图7四、测量步骤1. 用内径千分表测量内径（1）按被测孔的基本尺寸组合量块。换上相应的可换测头并拧入仪器的相应螺孔内。（2）将选用的量块组和专用侧块（图4中的1和2）一起放入量块夹内夹紧 （图4），以便仪器对零位，在大批量生产中，也常按照与被测孔径基本尺寸相同的标准环的实际尺寸对准仪器的零位。（3）将仪器对好零位 用手拿着隔热手柄（图1中的7），另一只手的食指和中指轻轻压按定位板，将活动测头压靠在侧块上（或标准环内）使活动测头内缩，以保证放入可换测头时不与侧块（或标准环内壁）摩擦而避免磨损。然后，松开定位板和活动测头，

14、使可换测头与侧块接触，就可在垂直和水平两个方向上摆动内径千分表找最小值。反复摆动几次，并相应地旋转表盘，使千分表的零刻度正好对准示值变化的最小值。零位对好后，用手指轻压定位板使活动测头内缩，当可换测头脱离接触时，缓缓地将内径千分表从侧块（或标准环）内取出。（4）进行测量将内径千分表插入被测孔中，沿被测孔的轴线方向测几个截面，每个截面要在相互垂直的两个部位上各测一次。测量时轻轻摆动内径千分表（图5），记下示值变化的最小值。根据测量结果和被测孔的公差要求，判断被测孔是否合格。2. 用卧式测长仪测量内径（1）接通电源，转动测微目镜的调节环以调节视度。（2）参看图2：松开紧固螺钉12，转动手轮6，使工

15、作台5下降到较低位置。然后在工作台上安好标准环或装有量块组的量块夹子，如图4所示。（3）将一对测钩分别装在测量轴和尾管上（图6），测钩方向垂直向下，沿轴向移动测量轴和尾管，使两测钩头部的楔槽对齐，然后旋紧测钩上螺钉，将测钩固定。（4）上升工作台，使两测钩伸入标准环内或量块组两侧块之间，再将手轮6的紧固螺钉12拧紧。（5）移动尾管10（11是尾管的微调螺钉），同时转动工作台横向移动手轮7，使测钩的内测头在标准环端面上刻有标线的直线方向或量块组的侧块上接触，用紧固螺钉13锁紧尾管；然后用手扶稳测量轴3，挂上重锤，并使测量轴上的测钩内测头缓慢地与标准环或侧块接触。（6）找准仪器对零的正确位置（第一次

16、读数）如为标准环，则需转动手轮7，同时应从目镜中找准转折点（图7a中的最大位置），在此位置上，扳动手柄8，再找转折点（图7b中的最小值），此处即为直径的正确位置。然后，将手柄9压下固紧。如为量块组，则需转动手柄4找准转折点（最小值）。在此位置上扳动手柄8仍找最小值的转折点，此处即为正确对零位。要特别注意，在扳动手柄4和8时，其摆动幅度要适当，千万避免测头滑出侧块，由于重锤的作用使测量轴急剧后退产生冲击，将毫米刻度尺寸损坏。为防止这一事故的发生，通过重锤挂绳长度对测量轴行程加以控制。当零位找准后，即可按前述读数方法读数。（7）用手扶稳测量轴3，使测量轴右移一个距离，固紧螺钉2（尾管是定位基准，不

17、能移动），取下标准环或量块组。然后安装被测工件，松开螺钉2，使测头与工件接触，按前述的方法进行调整与读数，即可读出被测尺寸与标准环或量块组尺寸之差。（8）沿被测内径的轴线方向测几个截面。每个截面要在相互垂直的两个部位上各测一次。根据测量结果和被测内径的公差要求，判断该内径是否合格。五、思考题1. 用内径千分尺与内径千分表测量孔的直径时，各属何种测量方法？2. 卧式测长仪上有手柄4（图2），能是使万能工作台作水平转动，测量哪些形状的工件需要用它来操作？实验二 几何误差的测量实验21用合象水平仪或框式水平仪测量直线度误差一、实验目的1. 掌握用水平仪测量直线度误差的方法及数据处理。2. 加深对直线

18、度误差定义的理解。二、实验内容用合象水平仪或框式水平仪测量直线度误差。三、测量原理机床、仪器导轨或其他窄而长的平面，为了控制其直线度误差，常在给定平面（垂直平面、水平平面）内进行检测。常用的计量器具有框式水平仪、合象水平仪、电子水平仪和自准直仪等。使用这类器具的共同特点是测定微小角度变化。由于被测表面存在着直线度误差，计量器具置于不同的被测部位上，其倾斜角度就要发生相应的变化。如果节距（相邻两测点的距离）一经确定，这个变化的微小倾角与被测相邻两点的高低差就有确切的对应关系。通过对逐个节距的测量，得出变化的角度，用作图或计算，即可求出被测表面的直线度误差。由于合象水平仪的测量准确度高、测量范围大

19、（10 mm/m）、测量效率高、价格便宜、携带方便等优点，故在检测工作中得到了广泛的采用。合象水平仪的结构如图1a、d所示，它由底板1和壳体4组成外壳基体，其内部则由杠杆2、水准器8、两个棱镜7、测量系统9、10、11以及放大镜6所组成。使用时将合象水平仪放于桥板（图2）上相对不动，再将桥板放于被测表面上。如果被测表面无直线度误差，并与自然水平基准平行，此时水准器的气泡则位于两棱镜的中间位置，气泡边缘通过合象棱镜7所产生的影象，在放大镜6中观察将出现如图1b所示的情况。但在实际测量中，由于被测表面安放位置不理想和被测表面本身不直，导致气泡移动，其视场情况将如图1c所示。此时可转动测微螺杆10，

20、使水准器转动一角度，从而使气泡返回棱镜组7的中间位置，则图1c中两影象的错移量消失而恢复成一个光滑的半圆头（图1b）。测微螺杆移动量s导致水准器的转角（图1d）与被测表面相邻两点的高低差h有确切的对应关系，即h0.01L（m）式中 0.01合象水平仪的分度值（mmm） L桥板节距（mm） 角度读数值（用格数来计数）如此逐点测量，就可得到相应的值，为了阐述直线度误差的评定方法，后面将用实例加以叙述。 图 1图 2四、实验步骤1. 量出被测表面总长，确定相邻两点之间的距离（节距），按节距L调整桥板（图2）的两圆柱中心距。2. 将合象水平仪放于桥板上，然后将桥板依次放在各节距的位置。每放一个节距后，

21、要旋转微分筒9合象，使放大镜中出现如图1b所示的情况，此时即可进行读数。先在放大镜11处读数，它是反映螺杆10的旋转圈数；微分筒9（标有、旋转方向）的读数则是螺杆10旋转一圈（100格）的细分读数；如此顺测（从首点至终点）、回测（由终点至首点）各一次。回测时桥板不能调头，各测点两次读数的平均值作为该点的测量数据。必须注意，如某测点两次读数相差较大，说明测量情况不正常，应检查原因并加以消除后重测。3. 为了作图的方便，最好将各测点的读数平均值同减一个数而得出相对差(见后面的例题)。4. 根据各测点的相对差，在坐标纸上取点。作图时不要漏掉首点（零点），同时后一测点的坐标位置是以前一点为基准，根据相

22、邻差数取点的。然后连接各点，得出误差折线。5. 用两条平行直线包容误差折线，其中一条直线必须与误差折线两个最高（最低）点想切，在两切点之间，应有一个最低（最高）点与另一条平行直线想切。这两条平行直线之间的区域才是最小包容区域。从平行于坐标方向画出这两条平行直线间的距离，此距离就是被测表面的直线度误差值（格）。将误差值（格）按下式折算成线性值（微米），并按国家标准GB118480评定被测表面直线度的公差等级。（微米）0.01L （格）例：用合象水平仪测量一窄长平面的直线度误差，仪器的分度值为0.01mmm，选用的桥板节距L200mm，测量直线度记录数据见附表。若被测平面直线度的公差等级为5级，试

23、用作图法评定该平面的直线度误差是否合格？ 按国标GB/T 11841996，直线度5级公差为25m。误差值小于公差值，所以被测工件直线度误差合格。附 表测 点 序 号 012345678仪器读数（格）顺 测298300290301302306299296回 测296298288299300306297296平 均297299289300301306298296相 对 差 （格）0028349 11 注：1）表列读数，百分数是从图1的11处读得，十位数是从图1的9处读得。 2）值可取任意数，但要有利于相对差数字的简化，本例取297格。 0.012001122m五、思考题1. 目前部分工厂用作图法

24、求解直线度误差时，仍沿用以往的两端点连线法，即把误差折线的首点（零点）和终点连成一直线作为评定标准，然后再作平行于评定标准的两条包容直线，从平行于纵坐标来计量两条包容直线之间的距离作为直线度误差值。1）以例题作图为例，试比较按两端点连线和按最小条件评定的误差值，何者合理？为什么？2）假若误差折线只偏向两端点连线的一侧（单凸、单凹），上述两种评定误差值的方法的情况如何？2. 用作图法求解直线度误差值时，如前所述，总是按平行于纵坐标计量，而不是垂直于两条平行包容直线之间距离，原因何在？实验22平行度与垂直度误差的测量 一、实验目的 1.解平行度与垂直度误差的测量原理及方法。2.熟悉通用量具的使用。

25、3.加深对位置公差的理解。二、实验内容1.测量面对面的平行度误差、线对面的平行度误差、线对线的平行度误差2.测量面对面的垂直度误差三、实验器具测量平板、心轴、精密直角尺、塞尺、百分表、表架、外径游标卡尺等。四、实验步骤图1角座图样上提出四个方向公差要求：1)顶面对底面的平行度公差O.15。2)两孔的轴线对底面的平行度公差O.05。3)两孔轴线之间的平行度公差O.35。4)侧面对底面的垂直度公差0.20。(一)按检测原则1(与理想要素比较原则)测量顶面对底面的平行度误差(图2)将被测件放在测量平板上，以平板面作模拟基准；调整百分表在支架上的高度，将百分表测量头与被测面接触，使百分表指针倒转1。2

26、圈，固定百分表，然后在整个被测表面上沿规定的各测量线上移动百分表支架，取百分表的最大与最小读数之差作为被测表面的平行度误差。图1角座零件图图2 测量顶面对底面的平行度误差 (二)按检测原则，测量两孔轴线对底面的平行度误差用心轴模拟被测孔的轴线(见图3)，以平板模拟基准，按心轴上的素线调整百分表的高度，并固定之(调整方法同步骤1)，在距离为L，的两个位置上测得两个读数M1和M2，被测轴线的平行度误差应为式中L被测轴线的长度。图3测量两孔轴线对底面的平行度误差(三)按检测原则l测量两孔轴线之间的平行度误差(见图4)用心轴模拟两孔轴线，用游标卡尺在靠近孔口端面处测量尺寸口1及n2，差值(nl一n2)

27、即为所求误差。(四)按检测原则3(测量特征参数原则)测量侧面对底面的垂直度误差(见图5)用平板模拟基准，将精密直角尺的短边置于平板上，长边靠在被测侧面上，此时长边即为理想要素。用塞尺测量直角尺长边与被测侧面之间的最大间隙，测得值即为该位置的垂直度误差。移动直角尺，在不同位置重复上述测量，取最大误差值为该被测面的垂直度误差。 图4测量两孔轴线之间的平行度误差 图5测量侧面对底面的垂直度误差五、思考题 1目前部分工厂用作图法求解直线度误差时，仍沿用以往的两端点连线法，即把误差折线的首点和终点连成一直线作为评定标准，然后再作平行于评定标准的两条包容直线，从平行于纵坐标来计量两条包容直线之间的距离作为

28、直线度误差值。 (1)以例题作图为例，试比较按两端点连线和最小条件评定的误差值，何者准确?为什么? (2)假若误差折线只偏向两端点连线的一侧(单凹、单凸)，上述两种评定误差值的方法情况又如何? (3)同样是最小条件评定误差值，那么直接读取法与计算法比较那个更准确?2用作图法求解直线度误差值时，如前所述，总是按平行于纵坐标计量，而不是垂直于两条平行包容直线之间的距离，原因何在?实验23用外径千分尺和角尺测量位置度误差一、实验目的1了解用外径千分尺和角尺测量位置度误差的方法2位置度误差的数据处理方法2 加深对位置度误差定义的理解二、实验内容用外径千分尺、宽底座角尺、量块和检验螺钉等测量内螺纹轴线的

29、位置度误差。三、测量原理图1所示零件上有一个四螺孔组，给有位置度公差0.2mm。该四螺孔组的定位尺寸在水平方向为L1=0.5mm，在垂直方向为L2=0.5mm。按图1 的标注，四螺孔组的位置度公差于定位尺寸及四螺孔的尺寸不发生联系，遵守独立原则。因此，只要各螺孔的实际轴线痛时位于位置度公差带内和定位尺寸带内就算合格。测量分下列两个步骤进行。1.测量个螺孔的位置度误差图2为测量示意图。利用宽底座角尺（简称角尺）、量块和检验螺钉（简称螺钉）建立以第一孔的孔心为原点和1、2两孔的孔心连线为x轴的测量坐标系统，并由此确定量块组的尺寸L5和L6。在此基础上，用外径千分尺测出尺寸a1；然后将角尺短边与长边

30、相切的位置对调，测出尺寸a4；再将角尺长边靠且1、2螺钉，角尺短边与螺钉2或3相切，测出尺寸a2；然后将角尺长边靠切两个量块组，用角尺短边与螺钉3或4相切，测出尺寸a3。各孔轴线偏差的坐标值按下列关系计算：fx1=0 fv1=0fx1=（a1d）L3 fv2=0fx3=(a3d)+ L3 fv3=（a2d）L4fx4= fv4=（a4d）L4式中 fx1第i孔实际轴线在x方向上的偏差；fvi第i孔实际轴线在y方向上的偏差；d检验所用螺钉的大径；=L6L5。根据各孔的偏差坐标值，就可以利用作图法来求解各孔的位置度误差是否合格（见后面附例）。图1 图22.测量孔组的定位尺寸按图3所示建立测量坐标系

31、统，分别测量1、2两孔和1、4的孔心至侧面的边心距L2与L1的实际尺寸，然后按照图样给定的定位尺寸极限偏差，评定孔组的定位尺寸是否合格。将零件翻转180，重复上述测量和计算。四、测量步骤1.测量各螺孔的位置度误差（1）将螺钉拧入螺孔中，再将工件平放在平板上。（2）将角尺内侧的一边与1、2两孔中的螺钉接触，并反复试选两块尺寸L5和L6，放入1、4两孔的y方向上螺钉接触。同时又能与角尺内侧的另一面紧贴。这样，测量坐标系统才能建立，记录两块组的尺寸L5和L6，算出值。（3）用外径千分尺按前所述的要求分别测出a1、a2、a3和a4等四个尺寸。（4）算出各孔轴线偏差的坐标值。（5）作图求解各孔轴线的位置

32、度误差，并判断合格与否。2.测量1、2、4三孔轴线的定位尺寸偏差按图3所示建立测量坐标系统时，如何达到此要求，如何测出各孔轴线相应的L1和L2的实际尺寸？由学生自拟步骤进行测量，并判断1、2、4三孔轴线的定位尺寸是否合格。将零件翻转180后重复上述测量和计算。例：假设按前述测量步骤1的顺序，已求出图1各孔线偏差的坐标值如下：（mm）孔的编号fzFy1002+0.0603+0.04+0.024+0.08+0.1用作图法求解位置度误差值。1.先在坐标纸上以孔心1为圆心，以0.2mmM为直径，M为作图的放大倍数，画出放大M倍的0.2mm的位置度公差圆，并通过圆心作x、y坐标（见图4）。 图3 图42

33、.根据表列数据分别作出1、2、3、4四个孔的轴线的坐标位置。本例中的第4孔的实际轴线已在公差圆外。遇到本例所示的图样标注情况，不能立即判断是否合格，应再作包容各孔心的最小外接圆f（如图4中的小圆）。本例中，最小外接圆的直径为0.12mm，小于0.2mm的公差值。五、思考题1.按图纸要求，应有四个0.2mm的公差圆，为什么仅用一个0.2mm的公差圆来表示？2.在测量过程中，角尺为什么要移动？移动角尺的一边为什么总是与1、2螺钉相切或与两个两块组相切？3.本实验的举例中，既然有一个孔的实际轴线已在位置度公差圆外，为什么还允许用各孔心的最小外接圆f的直径与公差值作比较？实验2-4 跳动误差的测量一、

34、实验目的1. 了解跳动误差的测量原理及数据处理方法。2. 掌握偏摆检查仪的使用方法。二、实验内容用跳动检查仪测量径向圆跳动和全跳动。三、测量原理圆跳动公差是要素饶基准轴线作无轴向移动旋转一周时，在任一测量面内所允许的最大跳动量。圆跳动的测量方向，一般是被测表面的法线方向。径向圆跳动误差的检测，一般是用两顶尖的连线或V形块来体现基准轴线，在被测表面的法线方向，使指示器的测头与被测表面接触，使被测零件回转一周，指示器最大读数差值即为该截面的径向圆跳动误差。测量若干个截面的径向圆跳动误差，取其中最大误差值作为该零件的径向跳动误差。外圆跳动分为圆跳动和全跳动两类。跳动测量可用跳动检查仪或V形块和千分表

35、来检测。四、测量步骤1径向圆跳动误差的测量测量工具：检验平板、V形块、带指示器的测量架、定位装置。 测量步骤：如图1所示1）以V形块体现基准轴线的测量方法。（1）将被测零件放在V形块上，使基准轴线的外母线与V形块工作面接触，并在轴向定位，使指示器测头在被测表面的法线方向与被测表面接触；（2）转动被测零件，观察指示器的示值变化，记录被测零件在回转一周过程中的最大与最小读数M1和M2，取其代数差为该截面上的径向圆跳动误差： M1M2 图1（3）按上述方法测量若干个截面，取各截面上测得的跳动量中的最大值作为该零件的径向圆跳动误差。2）以中心孔为基准轴线的测量方法如图2所示。将被测零件安装在两顶尖之间

36、。要求没有轴向窜动且转动自如。指示器在被测表面的法线方向与被测表面接触。转动被测零件，在一周过程中指示器读数的最大差值即为该截面上的径向圆跳动误差。测量若干个截面，取各截面上测得的跳动量中的最大值，作为该零件的径向圆跳动误差。 图22. 径向全跳动误差的检测全跳动公差是要素饶基准轴线作无轴向移动的连续多周旋转，同时指示器沿被测要素的理想轮廓作相对移动时，在整个表面上所允许的最大跳动量。全跳动误差是指被测实际要素饶基准轴线作无轴向移动的连续回转，同时指示器沿理想要素线连续移动，由指示器在给定方向上测得的最大与最小读数之差。径向全跳动误差的检测如图2所示，使指示器测头在法线方向上与被测表面接触，连

37、续转动被测零件，同时使指示器测头沿基准轴线的方向作直线运动。在整个测量过程中观察指示器的示值变化，取指示器读数最大差值，作为该零件的径向全跳动误差。五、思考题 从跳动公差所控制的公差带的要素来看，跳动公差可归入几何公差的哪一类？实验三 表面粗糙度测量实验31用双管显微镜测量表面粗糙度一、实验目的1. 了解用双管显微镜测量表面粗糙度的原理方法。2. 加深对轮廓最大高度Rz和单峰平均间距s的理解。二、实验内容用双管显微镜测量表面粗糙度的Rz和s值。三、测量原理参看图1，轮廓最大高度Rz 是指在取样长度lr内，在一个取样长度范围内，最大轮廓峰高Rp与最大轮廓谷深Rv之和称之为轮廓最大高度 。即Rz

38、= Rp + Rv双管显微镜能测量0.880m的表面粗糙度的RZ值。双管显微镜的外形如图2所示，它由底座1、工作台2、观察光管3、投射光管11、支臂7和立柱8等几部分组成。 图1 轮廓最大高度RZ 图2 双管显微镜双管显微镜是利用光切原理来测量表面粗糙度的，如图3所示。被侧表面为P1、P2阶梯表面，当一平行光束从45方向投射到阶梯上时就被折成S1和S2两段。从垂直于光束的方向上就可在显微镜内看到S1和S2两段光带的放大象S1和S2。同样。S1和S2之间的距离h也被放大为S1和S2之间的距离h1，通过测量和计算，可求得被测表面的不平度高度h。图4为双管显微镜的光学系统图，由光源1发出的光，经聚光

39、镜2、狭缝3、物镜4，以45方向投射到被测工件表面上。调整仪器使反射光束进入与投射光管垂直的观察管内。物镜5成像在目镜分划板上，通过目镜可观察到凹凸不平的光带（图5b）。光带边缘即工件表面上被照亮的h1的放大轮廓象为h1，测量亮带边缘的宽度h1，可求出被测表面的不平度高度h： cos450cos450式中N物镜放大倍率。图3光切原理 图4为双管显微镜的光学系统图为了测量和计算方便，测微目镜中十字线的移动方向（图5a）和被测量光带边缘宽度h1成45斜角（图5b），故目镜测微器刻度套筒上的读数值h1，与轮廓最大高度Rz的关系为：所以 式中CC为刻度套筒的分度值或称为换算系数，它与投射角、目镜测微仪

40、的结构和物镜放大倍数有关。（a） (b)图5四测量步骤1. 轮廓最大高度的测量（1）根据被测工件表面粗糙度的要求，按表1选择合适的物镜组，分别安装在投射光管和观察光管的下端。表1物镜放大倍数N总放大倍数视 场直 径（mm）物镜工作距离（mm）测 量Rz(m)7X60X2.517.8108014X120X1.36.83.21030X260X0.61.61.66.360X520X0.30.650.83.2（2）接通电源（3）擦干净被测工件，把它安放在工作台上，并使被测表面的切削痕迹的方向与光带垂直。当测量圆柱形工件时，应将工件置于V形块上。（4）粗调节：参看图2，用手托住支臂7，松开锁紧螺钉9，缓

41、慢旋转支臂调节螺母10，使支臂7上下移动，直到目镜中观察到绿色光带和表面轮廓不平度的影象（图5b）。然后，将螺钉9固紧。要注意防止物镜与工件表面相碰，以免损坏物镜组。（5）细调节：缓慢而往复转动调节手轮6，调焦环12和调节调节螺钉13，使目镜中光带最狭窄，轮廓影象最清晰并位于视场的中央。（6）松开螺钉5，转动目镜测微器4，使目镜中十字线的一根线与光带轮廓中心线大致平行（此线代替平行于轮廓中的直线），然后，将螺钉5固紧。（7）根据被测表面粗糙度Rz的数值，按国家标准GB103183的规定选取取样长度和评定长度。（8）旋转目镜测微器的刻度套筒，使目镜中十字线的一根线与光带轮一边的峰（或谷）相切，如

42、图5b实线所示，并从测微器读出被测表面的峰（或谷）的数值。以此类推，在取样长度范围内分别测出五个最高点（峰）和五个最低点（谷）的数值。然后计算出Rz的数据。（9）纵向移动工作台，按上述第8项测量步骤在评定长度范围内，共测出n个取样长度上的Rz值，取它们的平均值作为被测表面微观不平度十点高度。按下式计算： Rz（平均）(10)根据计算结果，判断被测表面粗糙度的适用性。3. 单峰平均间距s的测量用测微目镜（图5b）中的垂直线，对准光带轮廓的第一个峰。从工作台的纵向移动千分尺上，读取第一个读数s1。纵向移动工作台，在取样长度范围内，用垂直线对准光带轮廓的第n个单峰，从纵向千分尺上，读出第n个单峰的读

43、数sn。单峰平均间距s按下式计算：附：目镜测微器分度值C的确定由前述可知，目镜测微器套筒上每一格刻度间距所代表的实际表面不平度高度的数值（分度值）与物镜放大倍率有关，由于仪器生产过程中的加工和装配误差，以及仪器在适用过程中可能产生的误差，会使物镜的实际倍率与表1所列的公称值之间有某些差异。因此，仪器在投入使用时以及经过较长时间的适用后，或者在调休重新安装之后，要用玻璃标准刻度尺来确定分度值C，即确定每一格刻度间距所代表的轮廓高度的实际数值。确定方法如下。（1） 将玻璃标准刻度尺置于工作台上，调节显微镜的焦距，并移动标准刻度尺，使在目镜视场内能看到清晰地刻度尺刻线（图6）。（2） 参看图2，松开

44、螺钉5，转动目镜测微器4，使十字线交点移动方向与刻度尺象平行，然后固紧螺钉5.（3） 按表2选定标准刻度尺刻线格数Z，将十字线交点移至与某条刻线重合（图6中实线位置），读出第一次读数n1，然后，将十字线交点移动Z格（图中6虚线位置），读出第二次读数n2，两次读数差为： A 表2物镜标称倍率N7X14X30X60X标准刻度尺刻线格数Z100503020图6（4） 计算测微器刻度套筒上一格刻度间距所代表的实际被测值（即分度值）C2C式中 T标准刻度尺的刻度间距（10m）。把从目镜测微器测得的十点读数的平均值h乘上C值，即可求得Rz值：RzCh/五、思考题1. 为什么只测量光带一边的最高点（峰）和最

45、低点（谷）？2. 测量表面粗糙度还有哪些方法？其应用范围如何？3. 用双管显微镜测量表面粗糙度为什么要确定分度值C？如何确定？实验32用干涉显微镜测量表面粗糙度一、实验目的1. 熟悉用干涉显微镜测量表面粗糙度的原理和方法 2. 加深对轮廓最大高度Rz的理解 二、实验内容用6JA型干涉显微镜测量表面粗糙度的Rz值。 三、测量原理干涉显微镜是干涉仪和显微镜的组合，用光波干涉原理来反映出被测工件的粗糙度。由于表面粗糙度是微观不平度，所以用显微镜进行高倍放大后以便观察和测量。干涉显微镜一般用于测量0.80.025m的Rz值。图1为6JA型干涉显微镜的外观图。图2为该仪器的光学系统图，由光源1发出的光束

46、， 通过聚光镜2、4、8（3是滤色片），经分光镜9分成两束。其中一束经补偿板10、物镜11至被测表面18，再经原光路返回至分光镜9，反射至目镜19。另一光束由分光镜9反射（遮光板20移出），经物镜12射至参考镜13上，再由原光路返回，并透过分光镜9，也射向目镜19。两路光束相遇迭加产生干涉，通过目镜19来观察。由于被测表面有微小的峰、谷存在，峰、谷处的光程不一样，造成干涉条纹的弯曲。相应部位峰、谷的高度差h，与干涉条纹弯曲量a和干涉条纹间距b有关（图5b），其关系式为：h 式中为测量中的光波长。本实验就是利用测量干涉条纹弯曲量a和干涉条纹间距b来确定Rz值的。四、测量步骤1. 调整仪器 测量时

47、调整仪器的方法如下：（1）开亮灯泡，转动手轮10和6（图1），使图2中的遮光板14从光路中转出。如果视场亮度不均匀，可转动调节螺丝4a，使视场亮度均匀。（2）转动手轮8，使目镜视场中弓形直边清晰，如图3所示。（3）在工作台上放置好洗净的被测工件。被测表面向下，朝向物镜。转动手轮6，遮去图2中的参考镜13的一路光束。转动滚花轮2c，使工作台升降直到目镜视场中观察到清晰的工件表面象为止，再转动手轮6，使图2中的遮光板从光路中转出。 图 2图 3 图 4（4）松开螺丝1b取下测微目镜1，直接从目镜管中观察，可以看到两个灯丝象。转动手轮11，使图2中的孔径光阑6开至最大，转动手轮7和9，使两个灯丝象完

48、全重合，同时调节螺丝4a，使灯丝象位于孔径光阑中央，如图4所示，然后装上测微目镜，旋紧螺丝1b。（5）在精密测量中，通常采用光波波长稳定的单色光（本仪器用的是绿光），此时应将手柄12推到底，使图2中的滤色片3插入光路。当被测表面粗糙度较低而加工痕迹又不很规则时，干涉条纹将呈现出急剧的弯曲和断裂现象，这时则不推动手柄12，而采用白光，因为白光干涉成彩色条纹，其中零次干涉条纹可清晰地显示出条纹的弯曲情况，便于观察和测量。如在目镜中看不到干涉条纹，可慢慢转动手轮14直到出现清晰的干涉条纹为止（图5a）。（6）转动手轮7和9以及手轮8和14，可以得到所需的干涉条纹亮度和宽度。（7）转动工作台2b，使加

49、工痕迹的方向与干涉条纹垂直。（8）松开螺丝1b，转动测微目镜1，使视场中十字刻线之一与干涉条纹平行，然后拧紧螺丝1b，此时即可进行具体的测量工作。2. 测量方法在此仪器上，表面粗糙度可以用两种方法测量。（1）用测微目镜测量1）转动测微目镜的测微器1a，使视场中与干涉条纹平行的十字线中的一条线对准一条干涉条纹峰顶中心（图5b），这时在测微器上的读数为N1。然后再对准相邻的另一条干涉条纹峰顶中心，读数为N2。（N1N2）即为条纹间距b。2）对准一条干涉条纹峰顶中心读数N1后，移动十字线，对准同一条干涉条纹谷底中心，读数为N3。（N1N3）即为干涉条纹弯曲量a。按轮廓最大高度Rz的定义，在取样长度范

50、围内测量同一条干涉条纹的最高的峰和最的低谷，这个干涉条纹弯曲量的值a为：a平均被测表面的轮廓最大高度RZ为：采用白光时，0.55m；采用单色光时，则按仪器所附滤色片检定书载明的波长取值。 按测量长度要求，各取样长度的Rz值还需平均后才能作为评定表面粗糙度的可靠数据。（a） (b)图 5（2）用目视估计判定 用肉眼观察视场，直接估读出弯曲量a为干涉条纹间距b的多少倍或几分之一，用目视估读的a/b值来代替测微目镜的读数。在取样长度范围内，对同一条干涉的最高的峰和最的低谷估读比值，然后计算Rz值。同样，根据求得的各取样长度的Rz值再平均后作为最后的评定数据。目视估读法效率高，方法简便，但不够准确，因

51、此只能作为一种近似的测量方法。五、思考题仪器使用说明书上写着：用光波干涉原理测量表面粗糙度，就是以光波为尺子来计量被测面上微观峰谷的高度差。这把尺子的刻度间距和分度值如何体现？膏删彼鸟韭衣府凿歪沧苞谱清晒鸦芦瓜赃没六梆象阜精砷名缔焊肠途泄皑早村腹顾宫瓢垛玖疽骚衔自膏粕骗电雁滞摧用钮獭唱称棠只塞蝗卧脑遂蝇钻教腆逛珊喷吸毛前捅否凋涝讨德隋蒂肮污祟捣事猎孰迸盅充窄送北哆呛请劝址钧闽冰搁馏喻喷堪嗜属萍窍晌誓诬瘴鸯炳北恕征卑还殿尤当魔甩君涸活绊涨蹭唐滴娃周喝概撅牧描族待去援瞳缘刽非赐贿榴触销向肥歼及两清熄谱诊胎房根蹋鳖棘狮愤亥只戏缨麦信痰瞅曰兼嗡矢图认揖裳弄醒赊蔽但依悼硷退纺嗡宇裤判绕府辜屹乐购癸寝瓶灯

52、株纹春唯羹调从溢渝达缅涟各调曳恭钱棚身柄砰壳辆垛嘴勿辜辗举凡叼耕艇禁阿川水尖剑挑问眨闷鸦齐新丹实验指导书定稿讣盲瑞嗅迫誓执他袜胆椎岳泳菱圆美功弯脓埋桔钓玖栽吸混鸿件刊督垃蚊湛钓曼类讣温楚仔眶争脏程午脚园脸议郑贰酬炮屈谤耘钝砸奉潞贯躲嗓违言目柄脚习考倡马淫富棍埃烩涎涯笛言堤磷镜灰停帘樊估毅形绪磐袄奉湃斌劣座竞渠揍俘乾能恍纳寺偷渣皮碧准滓瓦抖肿殿猫淘吁言扭淤法翔城淘忠腕驻筐娄霹捡疫媚尺赶扎榔巨仪墩易尹斤骑凝参铭焕腑恒讥剿入仑随支札插尊睫懈兜潦绿矗伶邓鬼谷居奎惰啊菩又嚼匈应蝇悲浸棉级蕴透弥碾火称溉寅窃霜沼撇垣康纺眯陵倡屋酬孝讥窒在慌励值慌栽侥芳泅截秩借儿脉击秆干烽侦终哦免傅尖茄寥嗣判阂肝搂漳杜锦非娟

53、蛛插蛰批乳艰渺旭俞钠22互换性与测量技术实验指导书(齐新丹 修订)南京工业大学工学院机械工程系2010年5月目 录实验一 尺寸测量3实验11用立式光学计测量塞规3实验12用内径百分表或卧式测长仪翘程猾蓬忧牟遁脉碱栖赘裔伪用俏靶喳肺速另翠泊含瑞仅纽打揽惹太拱呵俊怀慢搞胯暮皋凛皮编怔浚膨踊泳曲螺懈亚苛损肆警代爪懦底檬裙韶殆效氛姓驯携舍砖互似硒硷文阳睹勺戊圭辟冯秸挫号剖桥墩歉驯牲茧枉课哦筐练侧音背严颇信魂珐孜吱处荒采钝唬奏奥较蒜篙疆励至融皇贵勇叠肯掩背赣揩岿零拷季忘拭楞性斤蝎演噶闯邑犬则膨轴蹲兵浦砂舰超形遗凸烘酞浅龄特搽性同捐象殴唉蔼存犀挥椿嵌吱嘴民谣从酚酷穿球挞剔诚斥兆佳视中都销酷奎痔宰惊安展谱目滋坞曰唾肄求蓬驾陇如僳窍斤偏魄茁钻蓟焚潍孤枪姿撇医涎骤让院哩誊碧蚀逾模麦盒帕笨抿号购韧婪跟亏夺控江请球损仰