形狀和位置誤差的檢測

1、課題二課題二 形狀和位置誤差的檢測形狀和位置誤差的檢測機(jī)械零件上幾何要素的形狀和位置精度是一項重要的質(zhì)量指標(biāo)，它直接影響零件(機(jī)械產(chǎn)品)的使用功能和互換性，正確選擇形狀和位置公差是機(jī)械產(chǎn)品幾何量精度設(shè)計的重要內(nèi)容。為了保證設(shè)計要求，實現(xiàn)零件的互換性要求，零件加工之后，對零件的形狀和位置誤差進(jìn)行檢測，判斷零件的合格性。以課堂講授輸出軸上的形位公差標(biāo)注為例，分析標(biāo)注的合理性，結(jié)合實際應(yīng)用，通過不同的方法對輸出軸的形位誤差進(jìn)行測量，掌握形位誤差的檢測方法，加深對各項形位公差定義的理解，并判斷輸出軸的合理性。圖 2-1 輸出軸的形位公差標(biāo)注實驗實驗 2-1 用兩點法和三點法檢測輸出軸的圓度、圓柱度誤差

2、用兩點法和三點法檢測輸出軸的圓度、圓柱度誤差一、一、實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?掌握圓度和圓柱度誤差的測量方法2加深對圓度和圓柱度誤差和公差概念的理解3熟練用兩點法和三點法組合測量輸出軸的圓度和圓柱度誤差4掌握由測量結(jié)果判斷輸出軸合格性二、二、測量原理及計量器具使用說明測量原理及計量器具使用說明1測量原理兩點法測量圓度誤差的原理是將被測零件放在支承上,用指示器來測量實際圓的各點對固定點的變化量,如圖 2-2 所示，零件回轉(zhuǎn)一圈,指示器讀數(shù)的最大差值之半,作為該截面圓的圓度誤差;測量若干截面，取幾個截面中最大的圓度誤差值作為零件的圓度誤差，取各截面內(nèi)所有讀數(shù)中最大與最小值的差值之半作為零件的圓柱度誤差值。

3、它適宜找出輪廓圓具有偶數(shù)棱的圓度和圓柱度誤差。三點法測量圓度誤差的原理是將被測零件放在 V 形塊上，使其軸線垂直于測量截面，同時固定軸向位置，百分表接觸輪廓的上面，如圖 2-3 所示。將被測零件回轉(zhuǎn)一周，取百分表讀數(shù)的最大值之半，作為該截面的圓度誤差。測量若干個截面，取其中最大的圓度誤差值作為該被測零件的圓度誤差。取各截面內(nèi)最大與最小讀數(shù)值的差值之半作為該被測零件的圓柱度誤差。它適宜找到輪廓圓具有奇數(shù)棱的圓度和圓柱度誤差。測量前，往往不知道被測零件截面是偶數(shù)棱還是奇數(shù)棱圓，不便確定采用兩點法還是三點法，比較可靠的辦法是用兩點法測量一次和兩種三點法（v 形塊支承角 a=90和 120或 a=10

4、8或 72）各測一次，取三次所得誤差值中的最大值作為零件的圓度誤差和圓柱度誤差。圖 2-2 用兩點法測量圓度誤差 圖 2-3 三點法測量圓度誤差 2計量器具使用說明 （1）百分表 百分表是應(yīng)用最多的一種機(jī)械量儀，它的外形和傳動原理如圖 2-4 圖 2-5 所示。 圖 2-5 所示常用百分表的傳動系統(tǒng)，由齒輪和齒條等組成。測量時，當(dāng)帶有齒條的測量桿上下移動時，帶動與齒條嚙合的小齒輪 Z2 轉(zhuǎn)動，與 Z2 同軸的大齒輪 Z3 及小指針也跟著轉(zhuǎn)動，而 Z3 又帶動小齒輪 Z1 及其軸上的大指針偏轉(zhuǎn)。游絲的作用是迫使整個傳動機(jī)構(gòu)中齒輪副在正反轉(zhuǎn)時均為單面嚙合。彈簧是用來控制測量力的。百分表刻度盤上刻有

5、 100 等分，分度值為 0.01mm。測量時,測量桿移動 1mm，大指針轉(zhuǎn) 1 圈,小指針轉(zhuǎn)1 格。百分表的范圍一般為 03mm，05mm 及 010mm，大行程百分表的行程可達(dá) 50mm。 圖 2-4 百分表1表盤；2大指針；3小指針；4套筒；5測量桿；6測量頭 圖 2-5 百分表傳動系統(tǒng)（2）扭簧比較儀扭簧比較儀是利用扭簧作為傳動放大機(jī)構(gòu),將測量桿的直線位移轉(zhuǎn)變?yōu)橹羔樀慕俏灰啤D 2-6 是它的外形與傳動原理示意圖。 扭簧比較儀的分度值有 0.001mm,0.0005mm,0.0002mm,0.0001mm 四種,其標(biāo)尺的示值范圍分別為0.030mm,0.015mm,0.006mm 和0

6、.003mm.。圖 2-6 扭簧比較儀1測量桿；2傳動角架；3扭簧；4指針三、測量步驟三、測量步驟 1. .兩點法 （1）將被測輸出軸（圖 2-1）放在支撐架上，用百分表測量被測軸同一截面內(nèi)，輪廓圓一周上六個位置的直徑。取最大直徑與最小直徑之差的一半作為該截面的圓度誤差。 （2）按上述同樣方法，分別測量五個不同截面，取五個截面的圓度誤差中最大值作為該被測軸的圓度誤差，取各截面內(nèi)測得的所有讀數(shù)中最大于最小差值之半作為該被測軸的圓柱度誤差 2三點法 （1）將被測軸放置在 a=90（或 72）的 V 形塊上，平穩(wěn)移動百分表座，使表的測頭接觸被測軸，并垂直于被測軸的軸線，使表上指針處于刻度盤的示值范圍

7、內(nèi)。 （2）轉(zhuǎn)動被測軸一周，記下百分表讀數(shù)的最大值與最小值，最大值與最小值之差的一半作為該截面的圓度誤差。 （3）按同樣方法，分別測量被測軸上五個不同截面，取五個截面的圓度誤差中最大值作為被測軸的圓度誤差；取各截面測得的所有讀數(shù)中最大值與最小值之差的一半作為該被測軸的圓柱度誤差。 （4）將被測軸放置在 a=120（或 108）的 V 形塊上，按上述方法再測一輪回，求出圓度誤差和圓柱度誤差。 3最后取以上三次測得誤差中的最大值作為輸出軸的圓度誤差和圓柱度誤差。4將測量的數(shù)據(jù)填入實驗表格 2-1，根據(jù)所標(biāo)注的公差要求判斷合格性 四、思考題四、思考題 1測量圓度、圓柱度誤差的兩點法和三點法有什么區(qū)別

8、？ 2為什么要采用兩點法和三點法組合測量來確定圓度和圓柱度誤差？實驗實驗 2-1 用兩點法和三點法檢測輸出軸的圓度、圓柱度誤差用兩點法和三點法檢測輸出軸的圓度、圓柱度誤差測量對象輸出軸的基本尺寸圓度公差圓柱度公差計量器具名稱分度值（mm）測量范圍（mm）示值范圍（mm）百分表測量記錄和計算：百分表讀數(shù) Mi(mm)a-ab-bc-cd-de-e1-12-23-34-45-56-6(Mimax-Mimin)/2兩點法(Mmax-Mmin)/2百分表讀數(shù)（mm）(Mimax-Mimin)/2三點法（a=90）(Mmax-Mmin)/2百分表讀數(shù)（mm）(Mimax-Mimin)/2三點法（a=12

9、0）(Mmax-Mmin)/2圓度為三次中(Mimax-Mimin)/2 的最大值=_mm，圓柱度為三次中(Mmax-Mmin)/2 的最大值=_mm。測量部位圖：判斷合格性：班級姓名指導(dǎo)老師成績實驗實驗 2-2 圓度儀檢測圓度誤差圓度儀檢測圓度誤差一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康?了解圓度儀的測量原理2熟悉圓度儀的測量方法3掌握圓度誤差的評定方法二、儀器原理及使用說明二、儀器原理及使用說明圓度儀基本上有兩種形式。一種是轉(zhuǎn)軸式（或稱傳感器旋轉(zhuǎn)式）圓度儀，是用一個精密回轉(zhuǎn)軸系上一個動點（測量裝置的觸頭）所產(chǎn)生的理想圓與被測輪廓進(jìn)行比較，就可求得圓度誤差值。如圖 2-7(a)所示。主軸垂直的安裝在頭架上，

10、主軸的下端安裝一個可以徑向調(diào)節(jié)的傳感器，用同步電機(jī)驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)，這樣就使安裝在主軸下端的傳感器測頭形成一接近于理想圓的軌跡。被測件安裝在中心可做精確調(diào)整的微動定心臺上，利用電感放大器的對中表可以相對精確地找正主軸中心。測量時傳感器測頭與被測件截面接觸，被測件截面實際輪廓引起的徑向尺寸的變化由傳感器轉(zhuǎn)化成電信號，通過放大器、濾波器輸入到極坐標(biāo)記錄器。把零件被測截面實際輪廓在半徑方向上的變化量加以放大，畫在記錄紙上。用刻有同心圓的透明樣板或采用作圖法可評定出圓度誤差或計算機(jī)直接顯示測量結(jié)果。對轉(zhuǎn)軸式圓度儀，由于主軸工作時不受被測零件重量的影響，因此比較容易保證較高的主軸回轉(zhuǎn)精度。圖 2-7 用圓度

11、儀測量圓度誤差另一種時轉(zhuǎn)臺式（或稱工作臺旋轉(zhuǎn)式）圓度儀，測量時，被測件安置在工作臺上，隨工作臺一起轉(zhuǎn)動。如圖 2-7（b）所示。傳感器在支架上固定不動。傳感器感受的被測件輪廓的變化經(jīng)放大器放大，并做相應(yīng)的信號處理。然后送到記錄器記錄或計算機(jī)顯示結(jié)果。轉(zhuǎn)臺式圓度儀具有能使測頭很方便地調(diào)整到被測件任一截面進(jìn)行測量的優(yōu)點，但受旋轉(zhuǎn)工作臺承載能力的限制，只適用于測量小型零件的圓度誤差。本實驗運用轉(zhuǎn)軸式圓度儀進(jìn)行測量。三、測頭形狀的選擇三、測頭形狀的選擇測頭形狀由針形測頭、球形測頭、圓柱形測頭和斧形測頭。對于較小的工件，材料硬度較低，則可用圓柱形測頭。若材料硬度較低并要求排除表面粗糙度的影響，則可用斧形

12、測頭。四、圓度誤差的評定方法四、圓度誤差的評定方法 圓度誤差的評定方法目前有四種（見圖 2-9） 。 圖 2-8 圓度誤差評定圖1最小包容區(qū)域法它是包容實際輪廓且半徑差為最小的兩個同心圓的區(qū)域。兩同心圓與被測要素內(nèi)外相間，至少四點接觸（交叉準(zhǔn)則） 。圓度誤差為兩同心圓半徑之差，見圖 2-8（a） 。2最小外接圓法 它是以包容實際輪廓且半徑為最小的外接圓作為評定基準(zhǔn)。以實際輪廓上各點至該圓圓心的最大半徑差作為圓度誤差，適用與檢測外圓柱面，見圖 2-8（b）3最大內(nèi)切圓法 它是以內(nèi)切于實際輪廓且半徑為最大的內(nèi)切圓作為評定基準(zhǔn)。以實際輪廓上各點至該圓圓心的最大半徑差作為圓度誤差，適用與檢測內(nèi)圓柱面，

13、見圖 2-8（c）4最小二乘圓法它是以被測實際輪廓的最小二乘圓作為理想圓，其最小二乘圓圓心至輪廓的最大距離與最小距離之差既為圓度誤差，見圖 2-8（d） 。所謂最小二乘圓，既在被測實際輪廓之內(nèi)找出這樣一點，使被測實際輪廓上各點到以該點為圓心所作的圓的徑向距離的平方和為最小，該圓為最小二乘圓。五、測量步驟五、測量步驟1將被輸出軸放在儀器的工作臺上。同時調(diào)整被測零件的軸線，使它與量儀的回轉(zhuǎn)軸線大致相同。2選擇并安裝測頭，然后將測頭與被測表面接觸。3當(dāng)主軸回轉(zhuǎn)一周時，通過測頭內(nèi)的電感式的傳感器，信號放大器及記錄裝置將徑向變化放大，經(jīng)濾波器消除偏心后，有自動記錄裝置將被測截面的輪廓描繪在極坐標(biāo)紙上。4

14、按最小條件（包容實際輪廓的最小區(qū)域）讀數(shù)，既為被測實際輪廓的圓度誤差。5填寫實驗報告表格，并判斷曲軸的適用性。六、思考題六、思考題1.圓度誤差的評定方法有哪幾種？2.圓度儀有哪兩種形式？實驗實驗 2-2 圓度儀檢測圓度誤差圓度儀檢測圓度誤差名 稱圓度公差被測件名 稱分度值計 量器 具測點0306090120150180210240270300330360讀數(shù)測量記錄曲線圓度誤差合格性判斷班級姓名指導(dǎo)教師成績實驗實驗 3-3 用打表法檢測方箱平面度誤差用打表法檢測方箱平面度誤差一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康?了解平面度誤差的測量原理及百分表（千分表）的使用方法2掌握平面度誤差的評定方法及數(shù)據(jù)處理3練習(xí)

15、有關(guān)公差表格的查閱二、檢測工具檢測工具平板、方箱、百分表（千分表） 、磁力表架三、測量原理三、測量原理平面度公差用以限制平面的形狀誤差。其公差帶是距離為公差值的兩平行平面之間的區(qū)域。并規(guī)定，理想形狀的位置應(yīng)符合最小條件，常見的平面度測量方法有用指示表測量、用光學(xué)平鏡測量平面度、用水平儀測量平面度及用自準(zhǔn)直儀和反射鏡測量平面度誤差。用各種不同的方法測得的平面度測值，應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后按一定的評定準(zhǔn)則處理結(jié)果。平面度誤差的評定方法有：1. 最小包容區(qū)域法，由兩平行平面包容實際被測要素時，實現(xiàn)至少四點或三點接觸。且具有下列形式之一者，即為最小包容區(qū)域，其平面度誤差值最小。最小包容區(qū)域的判別方法有下

16、列三種形式。（1）兩平行平面包容被測表面時，被測表面上有 3 個最低點（或 3 個最高點）及 1 個最高點（或 1 個最低點）分別與兩包容平面接觸，并且最高點（或最低點）能投影到 3 個最低點（或 3 個最高點）之間，則這兩個平行平面符合最小包容區(qū)原則。見圖 2-9(a)所示。（2）被測表面上有 2 個最高點和 2 個最低點分別與兩個平行的包容面相接觸，并且 2 個最高點投影于 2個低點連線之兩側(cè)。則兩個平行平面符合于平面度最小包容區(qū)原則。見圖 2-9(b)所示。(3)被測表面的同一截面內(nèi)有 2 個最高點及 1 個低點（或相反）分別和兩個平行的包容面相接觸。則該兩平行平面符合于平面度最小包容區(qū)

17、原則，如圖 2-9(c)所示。圖 2-9 平面度誤差的最小區(qū)域判別法2. 對角線法是通過被測表面的一條對角線作另一條對角線的平行平面，該平面即為基準(zhǔn)平面。偏離此平面的最大值和最小值的絕對值之和為平面度誤差。3三角形法是以通過被測表面上相距最遠(yuǎn)且不在一條直線上的 3 個點建立一個基準(zhǔn)平面，各測點對此平面的偏差中最大值與最小值的絕對值之和為平面度誤差。實測時，可以在被測表面上找到 3 個等高點，并且調(diào)到零。在被測表面上按布點測量，與三角形基準(zhǔn)平面相距最遠(yuǎn)的最高和最低點間的距離為平面度誤差值。上述三種方法可以用計算法，也可以用旋轉(zhuǎn)法，本實驗采用旋轉(zhuǎn)法進(jìn)行評定。四、實驗步驟四、實驗步驟1.如圖 2-1

18、0 所示檢測時，將被測零件方箱放在平板上，帶千分表的測量架放在平板上，并使百分表測量頭垂直地指向被測零件表面，壓表并調(diào)整表盤，使指針指在零位。2.移動百分表，分別位于其它各點位置，按 33 逐點取數(shù)，移動時切忽使表架上各處連接部分的相互位置發(fā)生移動。9 個點逐次測量后對應(yīng)記數(shù)，3.全部被測點的測量值取得后，用基面旋轉(zhuǎn)法評定平面圖度誤差。4.將整個旋轉(zhuǎn)過程包括旋轉(zhuǎn)量轉(zhuǎn)量旋轉(zhuǎn)后各點的新坐標(biāo)值填入表格。5.算出平面誤差，查表確定該表面的形狀精度。6.按上述辦法測量 44 以備計算機(jī)數(shù)據(jù)處理用。圖 2-10 測量原理五、數(shù)據(jù)處理五、數(shù)據(jù)處理 旋轉(zhuǎn)法的步驟如下： 1初步判斷被測表面類型，以便選擇相應(yīng)的最

19、小區(qū)域判斷準(zhǔn)則。2擬訂最高點和最低點，選定旋轉(zhuǎn)軸的位置。3計算各點的旋轉(zhuǎn)量。4進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，即對個測點作坐標(biāo)換算。5檢查旋轉(zhuǎn)后各測點的新坐標(biāo)是否符合最小區(qū)域判斷準(zhǔn)則。如不符合，則應(yīng)作第二次旋轉(zhuǎn)，重復(fù)上述步驟。六、六、思考題思考題1.該測量方法屬于何種測量方法（從讀數(shù)及測量力來看）？2.該測量方法的主要誤差因素是什么？3.用模擬法來體現(xiàn)基準(zhǔn)時，對模擬面應(yīng)提出什么要求？4.該測量時測量形狀誤差（平面度）沒基準(zhǔn)而言，為何還要對工件與平板接觸提出要求？ 實驗實驗 2-32-3 用打表法檢測方箱平面度誤差用打表法檢測方箱平面度誤差名稱 平面度公差被測零件基準(zhǔn)平面規(guī)格與級別（平板）指示表分度值計量器具33 點

20、讀數(shù)44 點讀數(shù)測量記錄用旋轉(zhuǎn)法數(shù)據(jù)處理：平面度誤差合格性判斷班級姓名指導(dǎo)教師成績實驗實驗 2-4 用水平儀檢測導(dǎo)軌直線度的誤差用水平儀檢測導(dǎo)軌直線度的誤差一、一、實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?.了解直線度誤差的常用測量方法2.掌握水平儀的使用方法3.掌握直線度誤差的數(shù)據(jù)處理方法二、二、使用儀器及測量原理使用儀器及測量原理測量直線度誤差常用的計量器具有框式水平儀、合象水平儀、電子水平儀和自準(zhǔn)直儀等，本實驗使用框式水平儀對導(dǎo)軌的直線度誤差進(jìn)行測量?？蚴剿絻x是一種測量偏離水平面的微小角度變化量的常用量儀，它的主要工作部分是水準(zhǔn)器。水準(zhǔn)器是一個封閉的玻璃管，內(nèi)表面的縱剖面具有一定的曲率半徑 R，管內(nèi)裝有乙醚或

21、酒精，并留有一定的氣泡。由于地心引力作用，玻璃管內(nèi)的液面總是保持水平，既氣泡總是在圓弧形玻璃管的最上方。當(dāng)水準(zhǔn)器下平面處于水平時，氣泡處于玻璃管外壁刻度的正中間，若水準(zhǔn)器傾斜一個角度，則氣泡就要偏離最高點，移過的格數(shù)與傾斜的角度成正比，如圖 2-11 所示。由此，可根據(jù)氣泡偏離中間位置的大小來確定水準(zhǔn)器下平面偏離水平的角度。 圖 2-11 用水平儀測導(dǎo)軌直線度框式水平儀的分度值有 0.1mm/m，0.05mm/m，0.02mm/m 三種，本實驗用的水平儀分度值為0.02mm/m，則氣泡每移動一格，表示導(dǎo)軌面在 1m 長度上兩測量點高度差為 0.02mm 或傾斜角為 4。方框水平儀的每一次測量都

22、是橋板上跨距為 L 的兩支點相對于大地水平線的高度差，它的測量基準(zhǔn)線是大地水平線，如圖 2-11 所示。測量時將被測導(dǎo)軌等距分段，依次將水平儀和橋板放在各段導(dǎo)軌上，若水平儀的讀數(shù)如表 2-1 所示，可作誤差曲線如圖 2-12 所示。用最小區(qū)域法求的直線度誤差 f=2.8 格。 表 2-1 水平儀測量導(dǎo)軌直線度誤差及累積誤差數(shù)據(jù)測量點序號012345水平儀讀數(shù)/格00+2+1+2-2累積讀數(shù)/格00+2+3+5+3圖 2-12 圖解法求直線誤差當(dāng)橋板上跨距（節(jié)距）為 L=200mm，水平儀分度值為 0.02mm/m 時，則直線度誤差f=2.80.021/1000200=0.0112mm三、三、實

23、驗步驟和數(shù)據(jù)處理實驗步驟和數(shù)據(jù)處理1.按橋板跨距及被測件長度建立測量點。2.列出每次測量橋板的位置。3.記下各次測量的讀數(shù)。4.計算相鄰兩點的相對高度差。5.算出各點對零點的累積高度差。6.以測量基準(zhǔn)線為橫坐標(biāo)，以各點累積高度差為縱坐標(biāo)，作出測量點折線，再按最小條件準(zhǔn)則，建立包容直線，即得評定基準(zhǔn)線。7.欲使評定基準(zhǔn)線與測量基準(zhǔn)重合，可用旋轉(zhuǎn)法（選最高或最低點）為旋轉(zhuǎn)點，求出每一跨距的旋轉(zhuǎn)量，即單位旋轉(zhuǎn)量。8.算出各點旋轉(zhuǎn)量，并求出各點旋轉(zhuǎn)后再新坐標(biāo)中的數(shù)值，找出最大值和最小值，求出直線度誤差。9.繪制誤差曲線圖。四、四、思考題思考題1.測量某導(dǎo)軌的直線度誤差是否需要調(diào)整導(dǎo)軌平直？調(diào)整到什么程

24、度？2.何謂最小條件？求直線度誤差時怎樣才能滿足最小條件？3.本實驗若用兩端點連線處理數(shù)據(jù)，則直線度誤差為多少？ 實驗實驗 2-4 用水平儀檢測導(dǎo)軌直線度的誤差用水平儀檢測導(dǎo)軌直線度的誤差測量對象名稱直線度公差測量器具名稱分度值（）um示值范圍橋板跨距 L（mm）框式水平儀平板等級_級測量記錄和數(shù)據(jù)處理：測點序號012345678第一次水平儀讀數(shù)/格第二次平均值/格累積讀數(shù)/格誤差曲線圖：直線度誤差判斷合格性實驗實驗 2-5 自準(zhǔn)直儀測量直線度自準(zhǔn)直儀測量直線度一、一、實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?了解光學(xué)自準(zhǔn)直儀的結(jié)構(gòu)原理和使用方法2掌握直線度誤差的測量原理及數(shù)據(jù)處理方法 二、儀器原理及儀器的使用說明二

25、、儀器原理及儀器的使用說明自準(zhǔn)直儀是測量微小角度變化量的精密光學(xué)儀器，它適用于測量精密導(dǎo)軌的直線度誤差及小角度范圍內(nèi)的精密角度測量。用自準(zhǔn)直儀測量被測量要素的直線度誤差時，利用自準(zhǔn)直儀的光軸模擬理想直線，將被測量直線與理想直線比較，將所得數(shù)據(jù)用作圖法或計算法來求出直線度誤差值。圖 2-13 所示為自準(zhǔn)直儀外形。 圖 2-13 自準(zhǔn)直儀外形1燈頭；2光源鎖緊螺母；3度數(shù)鼓；4目鏡；5緊固螺釘；6光電頭鎖緊鼓；7光電頭；8基座支架；9物鏡；10反射鏡；11光電檢波器圖 2-14 自準(zhǔn)儀光路系統(tǒng)1光源；2聚光鏡；3十字線分劃板；4立方棱鏡；5物鏡組；6反射鏡；7分光鏡；8雙刻線分劃板；9目鏡；10振

26、動狹縫；11聚光鏡；12光敏電阻；13測微螺絲；14測微讀數(shù)鼓輪；15光電檢波器班級姓名指導(dǎo)老師成績自準(zhǔn)直儀的光路系統(tǒng)如圖 2-14 所示，光源 1 發(fā)出的光線經(jīng)聚光鏡 2，照亮十字線分劃板 3 后，經(jīng)過中間有半透膜的立方棱鏡 4 射向物鏡組 5，經(jīng)物鏡組成平行光束投射到反射鏡 6 上。平行光束經(jīng)反射鏡又返回到立方棱鏡 4，并反射向上至分光鏡 7。一路光透過分光鏡 7，把分劃板 3 的十字線成像在帶雙刻度分劃板 8 上，通過目鏡 9 即可進(jìn)行目視瞄準(zhǔn)；另一路光在分光鏡 7 上反射，把十字線成像在振動狹縫 10 處，再經(jīng)聚光鏡11 聚焦到光敏電阻 12 上，光敏電阻將光通量的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，?/p>

27、送至檢波器，經(jīng)處理后由微安表指示。振動狹縫、光敏電阻、和測微分劃板練成一體，并裝在光電頭殼體中。旋轉(zhuǎn)測微讀數(shù)鼓輪 14 能帶動它們一起移動，可使狹縫振動中心與十字線像中心重和，此時微安表的指針指零，表示已瞄準(zhǔn)好。同時，在目鏡視場中測微分劃板的雙線也應(yīng)瞄準(zhǔn)十字線像，表示目視瞄準(zhǔn)與光電瞄準(zhǔn)是同步的。通過讀數(shù)鼓輪便可讀出一個角度值， （或從光電檢波器上讀數(shù)） 。測量時，平面反射鏡 6 偏轉(zhuǎn)某一角度，十字線像在雙刻線分劃板 8 和振動狹縫 10 上的位置就有所改變。旋轉(zhuǎn)讀數(shù)鼓輪再次進(jìn)行瞄準(zhǔn)，即可在鼓輪（光電檢波器）上讀得另一角度值。兩次讀數(shù)之差便是反射鏡 6 偏轉(zhuǎn)的角度。當(dāng)被測導(dǎo)軌凹凸不平時，使平面反

28、射鏡底座一段抬高或降低，平面反射鏡便不再與物鏡光軸垂直而相應(yīng)偏轉(zhuǎn)一微小角度， 經(jīng)平面鏡反射后的平行光束相對于入射光束偏轉(zhuǎn)角度 2，自準(zhǔn)直儀的讀數(shù)僅與反射鏡偏角有關(guān)，與鏡面的位置無關(guān)。微小角度量通常以角量 有關(guān)，即可按秒（）或弧度計算，但在長度測量中要按線量取值，它與所用iS橋板的長度有關(guān)，即L ()SLSLi005. 01056um式中 線量， （） ；S 橋板的長度，。Lmm用自準(zhǔn)直儀測量導(dǎo)軌直線度誤差，是將被測導(dǎo)軌全長沿測量方向上等距各點的連線相對于光軸的角度變化反應(yīng)為高度變化，具體方法是：將安置反射鏡座的橋板沿被測輪廓線上各測點順次移動，在儀器的讀數(shù)機(jī)構(gòu)中讀出橋板兩端高度差，根據(jù)被測讀數(shù)

29、畫出誤差曲線，再按兩端點連線或最小包容區(qū)域法求出直線度誤i差值。三、測量步驟三、測量步驟1將自準(zhǔn)直儀沿導(dǎo)軌的長度方向固定在靠近被測導(dǎo)軌一端。2接通電源，調(diào)整儀器目鏡焦距，使可動分劃板上的指標(biāo)線清晰。3把被測量導(dǎo)軌調(diào)整到大致水平，即使得反射鏡在導(dǎo)軌始、末兩端位置上都能看到反射回來的十字影像。4將反射鏡安放在橋板上，并置于被測導(dǎo)軌的一端，調(diào)節(jié)讀數(shù)鼓輪，使指標(biāo)線與影像對準(zhǔn)，記下第一個讀數(shù)。1A5將橋板依次按跨距逐段移動并進(jìn)行測量，依次記下各次讀數(shù)、。移動時要注意首尾銜接，且2A3AnA移動軌跡盡量為一直線。6為減少測量中各種誤差因素，對以上的測量再進(jìn)行回測，并記下讀數(shù)，取同一位置兩次讀數(shù)的平均值作為

30、測量結(jié)果，若兩次讀數(shù)相差太大，還應(yīng)該進(jìn)行重測。7以測點 O 為基準(zhǔn)，算出各測點的相對值和累積值，以適當(dāng)?shù)谋壤幢碇械睦鄯e值畫誤差曲線，用作圖法按最小包容區(qū)域法評定直線度誤差，并作出合格性判斷。四、思考題四、思考題1用自準(zhǔn)直儀檢測直線度誤差的測量原理？2自準(zhǔn)直儀的基本工作原理是什么？實驗實驗 2-5 自準(zhǔn)直儀測量直線度自準(zhǔn)直儀測量直線度被測件名稱直線度公差名稱測量范圍分度值計 量器 具測量數(shù)據(jù)次序測量點012345671順測讀數(shù)2反測讀數(shù)3平均值/（ ）4平均值各點與 0 點之差5累積值數(shù)據(jù)處理直線度誤差結(jié)論班級姓名指導(dǎo)教師成績實驗實驗 2-6 平行度誤差的檢測平行度誤差的檢測一、一、實驗?zāi)康膶?/p>

31、驗?zāi)康?.掌握平行度誤差的測量方法2.加深對平行度誤差和公差概念的理解3.加深理解形位誤差測量中基準(zhǔn)的體現(xiàn)方法二、二、實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容1.用指示表測量方箱上平面對于下平面的平行度誤差。2.用指示表測量孔的軸線對基準(zhǔn)平面的平行度誤差。三、三、測量原理及儀器說明測量原理及儀器說明1.如圖 2-15 所示，測量方箱平行度的示意圖。要求測量上平面對下平面的平行度，可用平板的精確平面作為模擬基準(zhǔn)，按最小條件把方箱下平面與平板接觸，可認(rèn)為下平面為基準(zhǔn)要素。另外，與基準(zhǔn)平行作兩個包容實際表面的平行平面，就形成了最小包容區(qū)域，以其間距離定為平行度的誤差值。 圖 2-15 方箱平行度測量 圖 2-16 軸線對基

32、準(zhǔn)平面的平行度誤差1平板；2測量架；3心軸；4指示表；5被測工件2.圖 2-16 所示為用指示表測量軸線對基準(zhǔn)平面平行度誤差的方法。其中，圖 2-16（a）為被測工件的簡圖，孔軸線對基準(zhǔn)面 A 的平行度公差為 t。圖 2-16（b）為測量該工件平行度公差的示意圖。D測量時用平板 1 模擬基準(zhǔn)平面 A，用心軸 3 模擬被測孔的軸線。測量心軸 3 的素線上兩點相對于平板 1 的高度差作為孔相對與地面的平行度誤差。4、測量步驟測量步驟1如圖 2-15 所示，將方箱放在以平板上，可用平板的精確平面作為模擬基準(zhǔn)，按最小條件把方箱下平面與平板接觸，可認(rèn)為下平面為基準(zhǔn)要素。移動磁力表架，根據(jù)實驗三用打表法測

33、量方箱平面度誤差的方法進(jìn)行測量和數(shù)據(jù)處理，將得到平行度誤差。2如圖 2-16 所示，將工件 5 放在平板 1 上，將心軸 3 裝入孔中 ，將百分表 4 裝在測量架 2 上。 D3在平板上移動測量架 2，指示表 4 在心軸素線的處讀數(shù)值為，指示表在處的讀數(shù)值為2K1K1K1M2K。并測出尺寸。2ML4按下面公式求出孔對基準(zhǔn)面 A 的平行度誤差DLlMMf215測量結(jié)果填入實驗報告表格，判斷工件的合格性。五、思考題五、思考題 1如何理解理想要素、實際要素、被測要素和基準(zhǔn)要素？ 2本實驗中用了哪幾種體現(xiàn)基準(zhǔn)的方法？ 實驗實驗 2-6 平行度誤差的檢測平行度誤差的檢測被測試件編號孔對基準(zhǔn)平面的平行度的

34、公差測量對象名稱分度值（mm）示值范圍（mm）計量器具平板等級_級測量記錄和計算：讀數(shù)1M2ML平行度誤差=LlMMf21測量示意圖：判斷合格性：班級姓名指導(dǎo)教師成績實驗實驗 2-7 孔徑、孔心距及位置度誤差的測量孔徑、孔心距及位置度誤差的測量一、一、實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?.熟悉大型工具顯微鏡的使用方法及各部分結(jié)構(gòu)2.練習(xí)大型萬能工具顯微鏡測量手表夾板的孔徑、孔心距及位置度誤差的方法3.掌握坐標(biāo)值測量原理二、測量原理及儀器說明二、測量原理及儀器說明1.測量原理 用工具顯微鏡測量螺紋采用的是影像法。 影像法是指用工具顯微鏡將被測零件的輪廓放大成像，按被測零件的影像來進(jìn)行測量。2.儀器說明 工具顯微鏡

35、是機(jī)械工業(yè)中常用的光學(xué)計量儀器，它具有一定的萬能性，主要用來測量長度、角度等幾何量，特別適宜測量各種復(fù)雜的工具和零件。如圖 2-17 所示。 工具顯微鏡是以顯微鏡瞄準(zhǔn)和坐標(biāo)測量為基礎(chǔ)的儀器，影像法是其基本的測量方法，顯微鏡把正確安裝在工作臺上的被測件成像在分劃板上，通過目鏡進(jìn)行觀察，測量時啟動個數(shù)值，然后移動工作臺，以劃分板上同一刻瞄準(zhǔn)影像的邊緣，在讀數(shù)裝置上能分別讀出 X（縱向）和 Y（橫向）第一、第二個數(shù)值，兩次讀書之差，便是工件的被測實際尺寸。 （光學(xué)系統(tǒng)參見實驗 5-3） 圖 2-17 大型工具顯微鏡外形圖 1目鏡；2照明燈；3物鏡管座；4頂尖架；5工作臺；6橫向千分尺；7底座；8轉(zhuǎn)動

36、手輪；9量塊；10縱向千分尺；11立柱傾斜手輪；12支座；13立柱；14懸臂；15鎖緊手輪；16升降手輪 圖 2-18 手表夾板測量示意圖三、測量方法三、測量方法1孔徑、空心距的測量如圖所示，轉(zhuǎn)動縱向千分尺，使 a 孔的邊緣與米字線的一條相切，在縱向千分尺上讀得，然后移動縱1x向千分尺，使孔得另一邊緣與目鏡米字線（同上一線）相切，得讀數(shù),同理可測得 b 孔得、。同2x3x4x上得方法轉(zhuǎn)動橫向千分尺，測得、和，根據(jù)測得結(jié)果，算出孔徑 D 及孔心距 A。測量示意1y2y3y4y圖如 2-18 所示。a 孔的孔徑或12xxDa12yy （取兩者平均值）b 孔的孔徑 或34xxDb34yy a 孔與

37、b 孔的中心距 212342123422)22()22()()(yyyyxxxxyyxxAabab同樣的方法算出 b 孔與 c 孔的中心距 B。2位置度得測量： 將零件放在工作臺面上，零件的左中右孔分別為 a、b、c，其中 b 孔為基準(zhǔn)孔，且使基準(zhǔn)與目鏡米字線對準(zhǔn)（體現(xiàn)基準(zhǔn)）即表示與工具顯微鏡縱橫坐標(biāo)系統(tǒng)相對準(zhǔn)，然后分別測出各孔軸線對基準(zhǔn)的實際坐標(biāo)尺寸，算出相對與理論正確尺寸的偏差： 222143xxxxfxaax222143yyyyfyaay 224365xxxxfxccx224365yyyyfyccy其中 分別為理論正確尺寸axaycxcy則 a 孔 c 孔的位置度誤差分別為： 222yaxaafff222ycxccfff四、實驗步驟四、實驗步驟1.將零件放置在工作臺上，調(diào)整零件使其橫邊（B 基準(zhǔn)）與工具顯微鏡的坐標(biāo)系統(tǒng)對準(zhǔn)。2.測量中心孔，左孔、右孔的孔徑及中左孔、中右孔得孔心距，列于實驗報告中。3.計算左右兩孔相對于中心孔的位置度誤差。4.判斷零件的合格性，并說明理由。五、思考題五、思考題1.該測量屬于何種測量方法？何種測量原理？2.若只測量孔徑與孔心距，零件在工作臺上放置的位置，對測量是否有影響？3.為何要將零件的橫邊與工具顯微鏡的坐標(biāo)系統(tǒng)對準(zhǔn)？