機械制造試驗

1、目 錄實驗1、 導軌直線度誤差測量（基礎型）1實驗2、 跳動誤差測量（提高型）4實驗3、平面度測量（基本型）5實驗4、 表面粗糙度測量（基礎型）8實驗5、 公法線長度變動及平均偏差測量（提高型）12實驗6、 齒輪單項誤差測量（基礎型）14實驗7、 齒輪綜合誤差測量（提高型）22實驗8、 孔軸測量（基礎型）24實驗9、 螺紋測量（基礎型）27實驗9、 螺紋測量（基礎型）28實驗10、 金相組織（提高型）29實驗11、 精密測量（提高型）34實驗12、 數控機床組成與連接操作（提高型）35實驗13、 數控編程及加工實驗（設計與創(chuàng)新型）37實驗14、特種加工綜合實驗 （提高型）39實驗15

2、、機械制造工藝綜合實驗 （提高型）42實驗1、 導軌直線度誤差測量（基礎型）一、實驗目的1掌握用準直儀器測量導軌直線度的方法及按最小條件評定測量結果。2加深對直線度誤差定義的理解。 二、測量原理及儀器說明如圖2-1a所示，平行光管射出的平行光束將準直儀器中分劃板刻度線12 射在平面反射鏡1上，經反射后，成像在目鏡分劃板上，若平面反射鏡與平行光束相垂直，平行光束按原路返回。反射回來的十字分劃板（亮十字）與刻度線重合；若平面鏡產生傾斜角a，則反射光軸與入射光軸成2a角度，使十字象相對相對刻線產生相應的偏移，其偏移量C（圖2-1b）可通過測微器讀出。三、測量步驟1、沿被測導軌方向，將準直儀

3、置于被測方向的固一位置。接通電源，使光束照準安置的導軌面上的平面鏡。2、將平面鏡分別置于導軌兩端位置。調準較直儀，使亮在兩端位置時俊能進入現(xiàn)場。3、將平面鏡移到靠近準直儀一端。調整測量分劃板刻線位置，使其位于十字象中間。自測微器上記下起始讀數。4、沿導軌面依次分段移動平面鏡，觀察并記錄目鏡中亮十字角的便移量。5、按最小條件用作圖發(fā)處理測量結果，確定直線度誤差。四、處理測量數據直線度誤差是表示實際線對理想直線的變動量。該理想直線應符合最小條件，常用的數據方法為圖解法。1、 確定刻度值。儀器的角分度值為1，換算為線值為每格是0.005 mm/m，若所用工作跨距為200mm，則實際刻度值為：2、 在

4、坐標紙上用橫坐標X代表測量次數（分段長度），縱坐標Y代表相對于測量基準的量值（即表中的累計值），按相對積累值取點，作出誤差曲線3、 根據最小包容區(qū)域判別法（即相間準則），選取高點與低點，過這些點作兩平行直線包容曲線，沿縱坐標方向的距離為直線度誤差值f。例：反射鏡位置12345678讀 數606565.559615959.567對零位換算值0+5+5.5-1+1-1-0.5+7累計值0+5+10.5+9.5+10.5+9.5+9+16實驗2、 跳動誤差測量（提高型）一、實驗目的1了解圓度、圓跳動、全跳動等行位的意義，測量原理與測量方法。2學習正確使用千分表、偏擺儀和齒輪跳動檢查儀等測量器具。二、

5、測量原理與方法1圓度誤差測量按最小條件的測量方法應使用圓度儀，但該儀器十分昂貴，故只在精密零件測量使用。根據GB1958-80規(guī)定，還可用其他一些近似的測量方法，如二點測量法?？捎们Х殖邷y量零件同一橫截面內最大直徑與最小直徑之差的一半，作為單個截面的圓度誤差，然后，按上敘方法測量三個截面，取其中最大的誤差植作為該零件的圓度誤差。2徑向圓跳動的測量將工件按圖2-2所示安裝好，將千分表的測頭垂直壓在被測表面，并具有12圈壓縮量，然后緩慢而均勻地轉動工件，當工件轉動一周時，則千分表的最大讀數與最小讀數之差即為該截面的徑向圓跳動量。取各橫截面（本實驗做、三個截面）的最大跳動量作為被測表面的徑向圓跳動誤

6、差值。3端面圓跳動的測量將工件按圖23安裝好，工件在軸向不準移動。將百分表的測頭垂直壓在被測表面上，并具有一二圈壓縮量，然后用手緩慢均勻轉動工件一周，此時將百分表的最大最小讀數差記錄下來，再用同法測兩處圓周的跳動值，其中最大者即為端面圓跳動誤差值。4徑向全跳動的測量工件安裝如圖22所示。徑向全跳動的測量和徑向圓跳動的測量類似，但是，在測量過程中，要使被測工件連續(xù)回轉并使千分表沿測量軸線連續(xù)移動，千分表的最大讀數差即為徑向全跳動誤差值。實驗3、平面度測量（基本型）一、實驗目的1. 了解平面度誤差的測量原理及千分表的使用方法。2. 掌握平面度誤差的評定方法及數據處理。二、實驗內容用千分表測量平面度

7、誤差。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、用光學平晶測量平面度、用水平儀測量平面度及用自準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，應進行數據處理，然后按一定的評定準則處理結果。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

8、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1(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。則兩個平行平面符合于平面度最小包容區(qū)原則。見圖1(b)所示。(3)被測表面的同一截面內有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)原則，如圖1(c)所示。三角形法是以通過被測表面上相距最遠且不在一條直線上的3個點建立一個基準平面，各測點對此平面的偏差中最大值與最小值的絕對值

9、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，并且調到零。在被測表面上按布點測量，與三角形基準平面相距最遠的最高和最低點間的距離為平面度誤差值。圖1 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。四、實驗步驟 檢測工具：平板、帶千分表的測量架等。檢測時，將被測零件放在平板上，帶千分表的測量架放在平板上，并使千分表測量頭垂直地指向被測零件表面，壓表并調整表盤，使指針指在零位。然后，按（圖2）所示，將被測平板沿縱橫方向均布畫好網格，四周離邊緣10mm，其畫線的交點為測量

10、的9個點。同時記錄各點的讀數值。全部被測點的測量值取得后，按對角線法求出平面度誤差值。圖 2五、數據處理1. 數據處理 數據處理的方法有多種，有計算法、作圖法等。下面介紹用對角線法求取平面度誤差值的方法。 圖3（1）令 圖3中的 為旋轉軸，旋轉量為。則有 圖4（2）令圖4中的 為旋轉軸，旋轉量為。則有 + + + + +圖5（3）按對角線上兩個值相等列出下列方程，求旋轉量P和Q 把求出的和代入圖5中。按最大最小讀數值之差來確定被測表面的平面度誤差值。實驗4、 表面粗糙度測量（基礎型）表面粗糙度的測量方法有光切法，光波干涉法及觸針法（又稱針描法）等，工廠常用的還有粗糙度樣板直接和被測工件對照的比

11、較法，以及利用塑性和可鑄性材料將被測工件加工表面的加工痕跡復印下來，然后再測量復印的印模的印模法。一、實驗目的1.建立對表面粗糙度的感性認識；2.了解用雙管顯微鏡測量表面粗糙度的原理及方法。二、實驗內容用雙管顯微鏡測量表面粗糙度的Rz值。三、測量原理及儀器說明 雙管顯微鏡又撐光切顯微鏡，它是利用被測表面能反射光的特性，根據“光切法原理”制成的光學儀器，其測量范圍取決于選用的物鏡的放大倍數，一般用于測量0.8-80微米的表面粗糙度Rz值。儀器外型如圖3-1所示，它由底座6，支柱5，橫臂2，測微目鏡13，可換物鏡8及工作臺7等部分組成。儀器備有四種不同倍數（7X,14X,30X,60X）物鏡組，被

12、測表面粗糙度大?。ü罍y）來選擇相應倍數的物鏡組（見表3-1）。表3-1 雙管顯微鏡測量參數物鏡放大倍數N總放大倍數目鏡視場直徑（mm）物鏡與工件距離（mm）測量范圍Rz（µm）換算系數E(微米/格)7X60X2.59.530301.2514X120X1.32.56.3200.6330X260X0.60.21.66.30.29460X510X0.30.040.81.60.147測量原理如圖3-2所示，被測表面為P1-P2階梯表面，當一平行光束從45度方向投射到階梯表面時，即被折成S1和S2兩段，從垂直于光束的方向上就可以在顯微鏡內看到S1和S2兩段光帶的放大像S1'S2'

13、;，同時距離h也被放大為h1'。通過測量和計算，可求得被測表面的不平度高度h。這種方法類似在零件表面斜切一刀，然后觀察其剖面的輪廓形狀，因此稱為光切法。圖3-3為雙管顯微鏡的光學系統(tǒng)圖，由光源1發(fā)出的光，經聚光鏡2，狹縫3，物鏡4以45度方向投射到北測表面上，調整儀器使反射光束經物鏡5成像在目鏡分劃板6上，光束被測上表面 的S1點反射，在下表面S2點反射，它們各成像于分劃板6的S1'和S2'，距離h1被放大為h1'，通過目鏡可觀察到凹凸不平的光帶（圖3-4（b）,光帶邊緣即工件表面上被照亮了的h1的放大輪廓像h1'，測量h1'即可求出被測表面的不

14、平高度h2。h=h1cos45=(h1/N)cos45式中N物鏡的放大倍數影象高度h1'是利用目鏡測微器來測量的，測微目鏡頭結構見圖3-4（a）由于測微器中的十字刻線與測微器讀數方向成45，所以當用十字線只能感的任一直線與影像蜂，谷相切來測量波高度時，波高h1=h1cos45h1”為刻度線移過的實際距離，即測微器量詞讀數差（見圖3-14（b），所以被測表面的不平高度為：h=h1cos45cos45/N=1/2N·h1式中，E為刻度套筒的分度值，或稱為換算系數，它與投射角，目鏡測微器的結構和物鏡放大倍數有關，可在表3-1中查取。由上述可知，零件表面不平度的高度h等于測微器兩詞讀

15、數差，即套筒轉過的樓數。四、測量方法與步驟1.按被測表面輪廓特點，確定取樣長度t，幾種常用的機械加工方法的最小測量長度見表3-2。表3-2表面輪廓的特點取樣長度l（mm）評定長度Ln(mm)比較規(guī)則和均勻（如車、銑、刨）2.5（13）l不很規(guī)則和均勻（如精車、磨）0.8(26)l很不規(guī)則和均勻（如精磨、研）0.25(617)l2.估計被測表面的粗糙度，按表3-1選擇適當的物鏡，裝在儀器上。3.將零件擦凈后放在儀器工作臺上，通過變壓器接通電源。4.粗調節(jié)：用手拖住橫臂2，松開鎖緊釘1。旋升轉動螺母4，使鏡頭對準被測表面上方，上下移動橫臂2，直到在目鏡中看到綠色光帶和光面輪廓不平度的影象（圖3-4

16、b），然后旋緊螺釘1，調節(jié)中要避免物鏡與被測表面發(fā)生碰撞。5.細調節(jié)：在目鏡中觀察，并轉動微調手輪3，使視場中央出現(xiàn)最狹窄且一邊最清晰的光帶。6.轉動測微目鏡頭，使十字線的水平線和光帶輪廓中線平行，并以此水平線做為測量的基準線，旋轉測微目鏡頭的刻度套筒12（圖3-4a），使目鏡中十字線的水平線（基準線）分別與輪廓的峰頂和谷底相切（圖3-4b）中的實線和虛線位置，叢刻度筒12中讀出峰和谷的數值h1,h2hm，在取樣長度l內，測出5個峰和5個谷的數值，然后按下式算出10點的平均高度值Rz。Rz=E·(h1+h3+hn)-（h2+h4+hm）/5式中h1,h3hn為峰頂讀數，h2,h4hm

17、為谷底讀數，h單位為格數。 7.縱向移動工作臺，按上述步驟在平定長度內，測出幾個取樣長度的Rz的值，取其平均值作為被測表面的微觀不平度十點的高度Rz值。 8.添好實驗報告，判斷零件的適用性。五、思考題：1.什么是Rz參數和Ra參數？用雙管顯微鏡也能測量Ra參數嗎？2.為什么只測量光帶一個邊緣的諸峰谷點？實驗5、 公法線長度變動及平均偏差測量（提高型）一、實驗目的1.掌握測量齒輪公法線長度的方法；2.加深對公法線長度變動與公法線平均長度偏差的理解。二、實驗內容用公法線千分尺測量公法線平均長度偏差和公法線長度變動。三、測量方法及儀器說明齒輪的公法線，即基圈上的切線，公法線長度W是指跨N個齒的異側齒

18、形的平行切線間的距離，可用公法線千分尺（圖4-4），公法指示卡規(guī)，萬能測齒儀的測量。公法線長度變動Fw指同一齒輪上測得的實際公法線長度的最大值Wmax與最小值Wmin之差，如圖4-3所示，即Fw=Wmax-Wmin，因為Fw能部分表明齒輪轉動時嚙合線長度的變動，故可用Fw評定運動精度公法線平均長度偏差Ew是指在齒輪一周內，公法線長度的平均值與公稱值之差，Ew與齒厚偏差有關，因此可用來評定齒側間隙。測量時，對標準直齒圓柱齒輪，其跨齒數n及公法線長度W應滿足下式要求：W=m· 1.476（2n-1）+0.014Z式中；m齒輪模數（mm）Z齒輪齒數n跨齒數（n0.111Z+0.5）W和n

19、也可在表4-1中查取。公法線長度測量方法簡單，又能保證一定的測量精度，但不適用小模數齒輪，內齒輪，窄斜齒輪以及精密齒輪的測量。表41齒輪齒數跨齒數公法線公稱長度齒輪齒數跨齒數公法線公稱長度齒輪齒數跨齒數公法線公稱長度ZNWZNWZNW1524.638327410.710639513.83081624.652328410724640513.84481724.666329410.738641513.85581837.632430410.752642513.87281937.646431410.766643513.88682037.660432410.780644513.90082137.67443

20、3410.794645616.86702237.688434410.808646616.88812337.7.2435410.822647616.89502437.716536513.788848616.90902537.730537513.802849616.92302637.744538513.816850616.9370注：對于其它模數的齒輪，則將表中的數值乘以模數。四、測量步驟1.按被測齒輪齒數，查表4-1，求出公法線公稱長度W及跨齒數n。2.開始測量：在圓周三等分處分別測去其公法線長度，記入報告中，取平均值，即為公法線測量結果。將平均值減去公稱值W，即為公法線平均長度偏差Ew。3.沿

21、齒圈一周逐個測量公法線長度（最好測量全齒圈，也可隔一齒測量一值）記入報告中，所有讀數中最大值與最小值之差，及為公法線長度變動量Fw。4查閱公差表，處理數據結果，判斷被測齒輪的適用性。五、思考題1.為何規(guī)定公法線長度的極限偏差均為負值？2.測量Fw和Ew的目的是什么？實驗6、 齒輪單項誤差測量（基礎型）實驗6-1 齒輪齒圈徑向跳動的測量一、實驗目的1.熟悉測量齒輪徑向跳動誤差的方法；2.加深理解齒輪齒圈徑向跳動誤差的定義。二、實驗內容用齒輪跳動檢查儀測量齒輪的齒圈徑向跳動。三、測量原理及儀器說明齒圈徑向跳動Fr是指在齒一轉范圍內，測頭在齒槽內在輪齒上，與齒高中部雙面接觸，測頭相對于齒輪軸心線的最

22、大變動量（圖4-1）。圖4-2為齒輪跳動檢查儀，它主要是由底座1，滑板2，頂尖座6，調節(jié)螺母7，回轉盤8和指示表10等組成，指示表的分度值為0.001mm該儀器附有一套40度的錐型量頭，可工測量模數為1-6mm齒輪時選用。 測量時，將量頭放入齒間，逐齒測出徑和的相對差值，在齒輪一圈中指示表讀數最大的變動量Fr=r-r，即為齒圈徑向跳動量，如圖4-1所示作出曲線，則Fr為曲線最高點與最低點沿縱坐標的距離。四、測量步驟1.將被測齒輪套在心軸上心軸裝在儀器的兩頂尖之間，擰緊螺釘4和5，心軸與頂尖間的松緊要適當，以能靈活轉動而沒有軸向竄動為宜。2.根據被測齒輪模數選擇量頭，并安裝在指示表10的測量桿下

23、端。3.旋轉手柄3，調整滑板2的位置，使指示器測量頭位于齒輪寬的中部，借升降調節(jié)螺母7和提升手把9，使測量頭位于齒槽內，調整指示表10的零位，然后開始測量。4.逐齒測量，每測一齒，須抬起提升手把9，使指示表測量頭離開齒間，測量一圈，記下指示表讀數，將讀數添在報告中。4. 處理測量結果，用坐標圖型表示，從曲線上量出徑向跳動誤差Fr，有齒輪公差表中查出齒圈的徑向跳動誤差Fr。判斷被測齒輪的適用性。五、思考題1.齒圈徑向跳動誤差Fr產生的主要原因是什么？它對齒輪轉動有什么影響？2.測Fr時，為什么要調零？實驗6-2 齒輪周節(jié)偏差與周節(jié)累積誤差的測量一、實驗目的1.熟悉用相對測量法測量周節(jié)偏差與周節(jié)累

24、積誤差的方法及其測量結果的處理；2.加深理解周節(jié)偏差及周節(jié)積累誤差的定義。二、實驗內容1.用齒輪周節(jié)檢查儀測量圓柱齒輪周節(jié)相對偏差；2.用六表計算法或作圓法求解周節(jié)累積誤差。三、測量原理及儀器說明齒化的周節(jié)偏差fw是指在分度圓上，實際周節(jié)與公稱周節(jié)之差（用相對法測量時，公稱周節(jié)是指所有實際周節(jié)的平均值）。周節(jié)累積誤差fp是指在分度圓上，任意兩個同側齒面間的實際弧長與公稱弧長之差的最大絕對值。用相對法測量周節(jié)是以某一周節(jié)作為基準周節(jié)，測量其余的周節(jié)對基準周節(jié)的偏差，然后，通過數據處理來求解周節(jié)偏差fw和周節(jié)累積誤差fp。測量時應在齒高中部同一圓周上進行，這就要求保證測量基準的精度。齒輪的測量基準

25、可選用齒輪內孔，齒頂圓和齒根圓。本實驗以齒頂圓定位，因而對齒輪外圓的的徑向圓跳動應有相應的要求，否則將造成過大的測量誤差。圖4-5為手持式齒輪周節(jié)檢查儀，它以齒頂圓做為測量基準，指示表的分度值為0.001mm，測量范圍為模數2-15mm。周節(jié)檢查儀的活動量爪3通過杠桿臂將測量位移傳遞給指示表7，根據被測齒輪模數，并用鎖緊螺釘加以固定。定位桿4，5，8用來作齒頂圓定位，同樣可以在底版導槽內移動，并用相應的鎖緊螺釘固定。四、測量步驟1.調整測量爪的位置：根據被測齒輪模數，調整并固定好固定量爪2。2.調整定位桿的相對位置 將測量儀和齒輪平放在檢驗平板上，調整測量儀定位桿4和5的位置，使量爪2和3在齒

26、輪分度圓附近與兩相臨同側齒面接觸，接觸點分別與兩齒頂距離接近相等，然后用螺釘6固緊。3.調節(jié)指示表零位以任一周節(jié)作為基準周節(jié)，將指示表7對準零位，然后將儀器測量爪稍微移開輪齒，再重新使它們接觸，以檢查指示表值的穩(wěn)定性。這樣重復三次，待指示表穩(wěn)定后，再調節(jié)指示表7對準零位。4.用左手平握周節(jié)檢查儀，右手移動齒輪，依次測量各周節(jié)的相對偏差，并將讀數依次記在報告表中。注意：在測量過程中，每個齒輪都要重復測量兩次，當兩個讀數一致再測下一個齒，測量時，量爪要輕進輕出，不得碰擊。5.處理測量數據周節(jié)累積誤差可以用計算法或作圖法求解，下面以實例說明：（1）用計算法處理測量數據為了計算方便，列表4-2，將測得

27、的周節(jié)相對偏差（f）記入表中第二行，根據測得的f逐漸累積，計算出相對周節(jié)累積誤差fmax,記入第三行。計算基準周節(jié)對公稱周節(jié)的偏差，因為第一個周節(jié)是任意選定的，假設它對公稱周節(jié)的偏差為K，以后每測一個齒都引入了該偏差K，K值為各個周節(jié)相對偏差的平均值，按下式計算：式中，Z被測齒輪齒數表4-2一二三四五齒序周節(jié)相對偏差相對周節(jié)累積誤差周節(jié)偏差周節(jié)累積誤差n100-0.5-0.52-1-1-1.5-2.03-2-3-2.5-4.54-1-4-1.5-6.05-2-6-2.5(-8.5)6+3-3+2.5-6.07+2-1+1.5-4.58+3+2+2.5-2.09+2+4+1.5-0.510+4+

28、8(+3.5)(+3.0)11-1+7-1.5+1.512-1+6-1.50各周節(jié)相對偏差分別減去K值，即得各周節(jié)偏差，記入表中第四行，其中最大的絕對值即為被測齒輪的周節(jié)偏差fm=3.5um。根據各周節(jié)偏差，逐齒累積，即得各齒的周節(jié)累積誤差，記入表中第五行，該行中的最大值與最小值之差，即為 被測齒輪的周節(jié)累積誤差fp，其值按下式進行計算： fp=fpmax-fpmin=3-(-8.5)=11.5m從公差表中查出周節(jié)累積公差fp的周節(jié)極限偏差±fm，判斷其適用性。（2）用作圖法處理測量數據以橫坐標代表齒序，縱坐標代表上表第三行的相對周節(jié)累積誤差，繪出如圖4-6所示的折線，連接直線首末兩

29、點，過折線的最高點和最低點，作兩條與該線平行的直線，著兩平行線沿縱坐標方向的距離即為周節(jié)累積誤差（fp=11.5um）五、思考題1.測量周節(jié)累積誤差fp與周節(jié)偏差fm的目的是什么？2.若因條件所限不能測量周節(jié)累積誤差fp時，可以測哪些誤差來代替？ 實驗6-3 齒輪基節(jié)偏差測量一、實驗目的1.進一步搞清基節(jié)偏差的含義；2.熟悉齒輪基節(jié)偏差的測量方法以及儀器調整。二、實驗內容用齒輪基節(jié)檢查儀測量基節(jié)偏差。三、測量原理及儀器說明基節(jié)及基圓上的齒距，基圓很接近齒根部分，有的還在齒根圓以內，故不可能在基周圓上測量，標準中規(guī)定基節(jié)是指基圓柱切平面所截兩相臨同側齒面的交線之間的法向距離，所以實際基節(jié)應沿著齒

30、輪輪廓的法線方向測量。圖4-7所示基節(jié)檢查儀，可測量模數為2-16mm的齒輪，指示表的刻度值為0.001mm，活動量爪5通過杠桿和齒輪同指示表6相聯(lián)，旋轉微動螺桿2可調節(jié)固定量爪3的位置，利用儀表附件和基節(jié)公稱值Pb組合的量塊組調節(jié)量爪3與5之間的距離，并使用指示表對零。測量時，將量爪3和輔助支腳4插入相臨齒槽（圖4-7b），利用旋鈕1調節(jié)支腳的位置，使它與齒廓接觸，借以保持測量時量爪的穩(wěn)定，兩量爪與兩相臨同側齒廓接觸好后，指示表的讀數即為實際基節(jié)對公稱基節(jié)之差，取所得讀數中的絕對值最大者作為被測齒輪 的基節(jié)偏差。 四、測量步驟1.按公式Pb=·m·cosa計算公稱基準值，

31、式中a為壓力角，m為模數，當a為20°時，Pb=2.952m2.根據基節(jié)公稱值組合量塊組。3.將量塊組夾在量塊座內（圖4-8），1與3為標準校對塊，2為量塊組，由圖中可見，量塊組的尺寸為Pt，而1與3之間的距離也是Pt。4.將基節(jié)檢查儀的二量爪放入校對塊1與3之間，并將指示表初步調整到零位附近，然后再調節(jié)指示表的微調螺釘，使指示表準確指到零位。5.取下儀器，放到被測齒輪上進行測量（圖4-7b所示）測量時應認真調整輔助支腳4，保證固定量爪靠近齒頂部位與齒面相切，活動量爪靠近齒根部與齒面接觸。 為得到齒面之間的法向距離，測量過程中要使儀器繞齒面微微擺動，以獲得指針的返回點，此點讀數即為基

32、節(jié)偏差值。6.沿著輪齒的幾個等分位置，在左、右齒廓上分別測量，取其最大值作為左、右齒基節(jié)的實際偏差值，并添入報告中。7.檢查公差表，做出適用用結論，測得的基節(jié)偏差fm應在標準中所規(guī)定的基節(jié)極限偏差±fm范圍內（-fm<fm<+fm）. 五、思考題1.測量fm的目的是什么？2.產生基節(jié)偏差的原因是什么？ 實驗6-4 齒輪齒厚偏差測量一、實驗目的1.掌握測量齒輪齒厚的方法；2.加深理解齒厚偏差的意義。二、實驗內容用齒輪游標卡尺測量齒輪的厚度偏差。三.測量原理及儀器說明齒厚偏差是指在分度圓柱面上，法向齒厚的實際值與公稱值之差。為了得到一定的最小側隙，齒輪厚度要有一定的減薄量，因

33、此齒厚偏差總是負值。它是平定側隙的一項指標。 圖4-9為測量齒厚偏差的齒輪游標卡尺（又稱齒厚卡尺），它由兩套互相垂直的游標尺組成，其原理以及讀數方法與普通游標卡尺相同，垂直游標卡尺用于控制測量部分（分度圓至齒頂圓）的弦齒高h1，水平游標尺用于測量所測部位（分度圓）的弦齒厚St（實際）。本實驗用齒輪游標卡尺的分度值為0.02mm，可測量的模數為1-13mm的齒輪。 測量前，應先將垂直的游標尺調整到分度圓弦齒高值，這樣就使得測量時卡尺的測量腳與齒面能在分度圓處接觸，然后用水平游標尺測量分度/圓齒厚，讀數值與分度圓的理論值值之差即為分度圓弦齒厚偏差。圖4-10所示，標準直齒圓柱輪分度圓的弦齒高h1和

34、弦齒厚St的公稱值可以分別按下式求出： h1 =h +x =m1+z/2(1-cos900z) St=mz sin 900/z式中，m齒輪模數（mm） z齒輪齒數考慮到定位基準（齒頂圓）可能有加工誤差，測量時ht應根據齒頂圓直徑的實際偏差加以修正， ht=m1+z/2(1-cos900/z)-(Re-Re)式中：Re齒頂圓半徑的公稱值，Re齒頂圓半徑的實際值。用齒輪游標卡尺測量齒厚偏差測量方便，但測量精度較底，故適用較低精度或模數較大的齒輪測量，對精度較高的齒輪，可測公法線平均長度偏差。四、測量步驟： 1. 用外徑千分尺測量齒頂圓的實際直徑。 2. 計算分度圓處弦齒高ht和弦齒厚St. 3.

35、按ht值調整齒輪游標卡尺的垂直游標尺 。 4. 將齒輪游標尺置于被測齒輪上，使垂直游標尺的高度尺與齒頂相接觸，然后移動水平游標尺的卡腳，使其靠近齒廓，從水平游標尺上讀出弦齒厚的實際尺寸（用透光法判斷接觸情況） 5. 在圓周上幾個等距離的齒上進行測量，并將讀數記入報告中。5. 判斷被測齒厚的適用性，測得的每一個偏差值均在齒厚的極限偏差Ess和Esi的范圍內。五、思考題 1.測量齒輪齒厚偏差的目的是什么？ 2.齒厚極限偏差（Ess,Esi）和公法線平均長度極限偏差（Ews,Ewi）有何關系？實驗7、 齒輪綜合誤差測量（提高型）一、實驗目的：1.加深理解齒輪徑向綜合誤差F1一齒綜合誤差f1的定義；2

36、.學習雙面嚙合綜合檢查儀的測量原理和測量方法。二、實驗內容：用雙面嚙合綜合檢查儀器的測量原理和測量方法。三、測量原理及儀器說明： 徑向綜合誤差F1”是指被測齒輪與與理想精確的測量齒輪雙面嚙合時，在被測齒輪一轉內，雙嚙中心距的最大值與最小值之差。徑向一齒綜合誤差f1是指被測齒輪與理想精確的測量齒輪雙面嚙合時，在被測齒輪一周節(jié)角內，雙嚙中心距變動的最大值。圖4-11為雙面嚙合綜合檢查儀的外形圖，它能測量圓柱齒輪，圓錐齒輪和蝸輪副，測量范圍為：模數1-10mm,中心距50-300mm，儀器的底座1安放著浮動滑板2和固定板3。浮動滑板2與刻度尺4連接，它受壓縮彈簧的作用，使兩齒輪緊密嚙合（雙面嚙合）。

37、浮動滑板2的位置用凸輪10控制。固定板3與游標尺5連接，它用手輪6調整位置，儀器的讀數與記錄裝置由指示表11，記錄器12，記錄筆13，記錄滾輪14，和摩擦盤15組成。被測齒輪安裝在固定滑板3的心軸8上理想精確的測量齒輪安裝在浮動滑板2上，由于被測齒輪存在各種誤差（如基節(jié)偏差、周節(jié)偏差、齒圈徑向跳動和齒形誤差等）。者兩個齒輪轉動時，使雙嚙中心距變動，變動量通過浮動滑板2的移動傳遞到指示表11讀出數值，或者由儀器附帶的機械式記錄器繪出連續(xù)曲線。四、測量步驟1.旋轉凸輪10，將浮動滑板2大約調整在浮動范圍的中間。2.在浮動滑板2 和固定滑板3的心軸上分別裝上理想精確的測量齒輪和被測齒輪，旋轉手輪6，

38、使兩齒輪雙面嚙合，然后，鎖緊固定滑板3。3.調節(jié)指示表11的位置，在指針壓縮1-2圈并對準零位。4.在記錄滾輪14上包扎坐標紙。5.調整記錄筆的位置，將記錄筆尖調到記錄紙的中間，并筆尖與記錄紙接觸。6.放松凸輪10，由彈力作用使兩個齒輪雙面嚙合。7.進行測量：緩慢轉動被測齒輪，由于被測齒輪的加工誤差，雙嚙中心距就產生變動，其變動情況從指示表或記錄曲線圖中反映出來。 在被測齒輪轉一周節(jié)角時，由指示表讀出雙嚙中心距的最大變動量，即為徑向一齒綜合誤差f1”,判斷被測齒輪的適用性。五、思考題：1.測量F1”與f1”的目的是什么？2.若無理想精確的測量齒輪，能否進行雙面嚙合測量？為什么 ?實驗8、 孔軸

39、測量（基礎型）實驗8-1 軸徑的測量一、實驗目的1了解立式光學計的測量原理；2熟悉用立式光學計測量外徑的方法。二、測量原理及儀器說明立式光學計是一種精度較高而結構簡單的常用光學量儀，用量塊作為長度測量基準，按比較測量法來測量各種工件的外尺寸。圖11為立式光學計外形圖，它由底座1、立柱5、支臂3、直角光管6和工作臺11等幾部分組成，光學計是利用光學杠桿發(fā)大原理進行測量的儀器，其光學系統(tǒng)如圖12（b）所示。照明光線經反射鏡1照射到刻度尺8上，再經直角棱鏡2、物鏡3，照射到反射鏡4上。由于刻度尺8位于物鏡3的焦平面上，故從刻度尺3上發(fā)出的光線經物鏡3后成為平行光束。若反射鏡4與物鏡3之間相互平行，則

40、反射光線折回到焦平面，刻度尺像7與刻度尺8對稱。若被測尺寸變動使測桿5推動反射鏡4繞支點轉動某一角度（圖12a），則反射光線相對于入射光線偏轉角度，從而使刻度尺像7產生位移t（圖12c），它代表被測尺寸的變動量。物鏡至刻度尺8間的距離為物鏡焦距f，設b為測桿中心至反射鏡支點間的距離，s為測桿5移動的距離，則儀器的放大比K為：當很小時，因此：光學計目鏡放大倍數為12，故儀器的總放大倍數n為：由此說明，當測桿移動0.001mm時，在目鏡中可見到0.96mm的位移量。三、測量步驟1測頭的選擇：測頭有球形、平面形和刀口形三種，根據被測零件表面的幾何形狀來選擇，使測頭與被測表面盡量滿足點接觸。所以，測量

41、平面或圓柱面工件時，選用球形測頭。測量球面工件時，選用平面形測頭。測量小于10mm的圓柱形工件時，選用刀口形測頭。2按被測零件的基本尺寸組合量塊。3調整儀器零位1. 參看圖11，選好量塊組后，將下測量面置于工作臺11的中央，并使測頭10對準上測量面中央。2. 粗調節(jié)：松開支臂緊固螺釘4，轉動調節(jié)螺母2，使支臂緩慢下降，直到測頭與量塊上測量面輕微接觸，并能在視線中看到刻度尺像時，將螺釘4鎖緊。3. 細調節(jié)：松開緊固螺釘8，轉動調節(jié)凸輪7，直至在目鏡中觀察到刻度尺像與指示線接近為止（圖13a）。然后擰緊螺釘8。4. 微調節(jié)：轉動刻度尺微調螺釘6（圖12b），使刻度尺的零線影像與指示線重合（圖13b

42、），然后壓下測頭提升杠桿9數次，使零位穩(wěn)定。5. 將測頭抬起，取下量塊。4將工件洗凈放在工作臺上進行測量，將測量結果填入實驗報告。5處理數據，判斷是否合格。四、思考題1比較量法的特點是什么？以什么作為比較標準？2用立式光學計能否進行絕對測量？實驗8-2 孔徑的測量一、實驗目的1. 熟悉測量內徑常用的計量器具和方法；2. 加深對內尺寸測量特點的了解。二、測量原理及計量器具說明內徑可用內徑千分尺直接測量。但對深孔或公差等級較高的孔，則常用內徑百分表或臥式測長儀作比較測量。本實驗用內徑百分表測量。國產的內徑百分表，常由活動測頭工作行程不同的七種規(guī)格組成一套，用以測量10450mm的內徑，特別適用于測

43、量深孔，其典型結構如圖14所示。內徑百分表是用它的可換測頭3（測量中固定不動）和活動測頭2與被測孔壁接觸進行測量的。儀器盒內有幾隔長短不同的可換測頭，使用時可按被測尺寸的大小來選擇。測量時活動測頭2受到一定的壓力，向內推動鑲在等臂直角杠桿1的鋼球4，使杠桿1繞支軸6回轉，并通過長接桿5推動百分表的測桿而進行讀數。在活動測頭的兩側，有對稱的定位板8，裝上測頭2后，即與定位板連成一個整體。定位板在彈簧9的作用下，對稱地壓靠在被測孔壁上，以保證測頭的軸線處于被測孔的直徑截面內。三、測量步驟1按被測孔的基本尺寸組合量塊，換上相應的可換測頭并擰入儀器的相應螺孔內。2將選用的量塊組和專用側塊（圖1-5中的

44、1和2）一起放入量塊來內夾緊，（圖1-5），以便儀器對零位。3將儀器對好零位用手拿著隔熱手柄（圖1-4中的7），另一只手的食指和中指輕輕壓按定位板，將活動測頭壓靠在側塊上，使活動測頭內縮，以保證放入可換測頭時不與側塊摩擦而避免磨損，然后，松開定位板和活動測頭，使可換測頭與側塊接觸，就可在垂直和水平兩個方向上擺動內徑百分表找最小值，反復擺動幾次，并相應地旋轉表盤，使百分表的零刻線正好對準示值變化的最小值。零位對好后。用手指輕壓定位板使活動測頭的內縮，當可換測頭脫離接觸時，緩緩地將內徑百分表從側塊取出。4進行測量將百分表插入被測孔中，沿被測孔的軸線方向測幾個截面，每個截面要在相互垂直的兩個部位上各

45、測一次，測量輕輕擺動內徑百分表（圖1-6），記下示值變化的最小值，根據測量結果和被測孔是否合格。實驗9、 螺紋測量（基礎型）一、實驗目的熟悉測量外螺紋中徑的原理和方法。二、實驗內容1. 用螺紋千分尺測量外螺紋中徑。2. 用三針測量外螺紋中徑。三、主要設備1螺紋千分尺2三針3杠桿千分尺四、實驗方法及步驟1用螺紋千分尺測量外螺紋中徑（1） 根據被測螺紋的螺距，選取一對測量頭。（2） 擦凈儀器和被測量螺紋，校正螺紋千分尺零位。（3） 將被測螺紋放入兩測量頭之間，找正中徑部位。（4） 分別在同一截面相互垂直的兩個方向上測量螺紋中徑。取它們的平均值作為螺紋的實際中徑，然后判斷被測螺紋中徑的適用性。2三針

46、測量外螺紋中徑（1） 根據被測螺紋的螺距，計算并選擇最佳量針直徑dm。（2） 在尺座上安裝好杠桿千分尺和三針。（3） 擦凈儀器和被測螺紋，校正儀器零件。（4） 將三針放入螺紋牙凹中，旋轉杠桿千分尺的微分筒，使兩端測量頭與三針接觸，然后讀出尺寸M的數值。（5） 在同一截面相互垂直的兩個方向上測出尺寸M，并按平均值公式計算螺紋中徑，然后判斷螺紋中徑的適用性。實驗10、 金相組織（提高型）一、實驗目的 1.了解普通金相顯微鏡的構造與使用方法； 2.了解金相試樣的制備方法； 3.學習利用金相顯微鏡進行顯微組織分析。 二、實驗概述 利用肉眼或放大鏡觀察分析金屬材料的組織和缺陷的方法稱為宏觀分析。為了研究

47、金屬材料的細微組織和缺陷，可采用顯微分析。顯微分析是利用放大倍數較高的金相顯微鏡觀察分析金屬材料的細微組織和缺陷的方法。一般金相顯微鏡的放大倍數是102000倍，金屬顆粒的平均直徑在0.10.001mm范圍內，正是借助于金相顯微鏡可看其輪廓的范圍。故顯微分析是目前生產檢驗與科學研究的主要方法之一。 為了能觀察到真實、清晰的顯微組織，首先要了解金相顯微鏡的構造與使用，并制備好金相試樣。 （一）金相顯微鏡 研究金屬顯微組織的光學顯微鏡稱為金相顯微鏡。金相顯微鏡不同于生物顯微鏡。生物顯微鏡是利用透射光來觀察透明的物體，而金相顯微鏡則是利用反射光將不透明物體放大和進行觀察。 1.金相顯微鏡成像原理 金

48、相顯微鏡是由兩個透鏡組成，對著金相試樣的透鏡稱為物鏡，對著人眼的透鏡稱為目鏡?，F(xiàn)代金相顯微鏡的物鏡與目鏡實際上不是單片透鏡，而是由固定在金屬筒內的組合透鏡所構成。金相顯微鏡通過物鏡與目鏡兩次放大而得到倍數較高的放大像。現(xiàn)代金相顯微鏡的最高放大倍數可達15002000倍。 2金相顯微鏡的鑒別率 顯微鏡的鑒別率是指在顯微鏡視場中能分辨出物體相鄰兩點的最小距離。由于物鏡使被觀察物體第一次放大，故顯微鏡的鑒別率主要取決于物鏡的鑒別率。鑒別率不同的兩個物鏡，在顯微鏡上配成相同的放大倍數時，其顯微觀察的效果是不同的。 物鏡的鑒別率取決于照明用的入射光線的波長和物鏡的集光能力，其關系式為： d=/(2N&#

49、183;A) 式中：d物鏡能分辨出的物體相鄰兩點的最小距離； 照明用的入射光線的波長； N·A物鏡的數值孔徑，它表示物鏡的集光能力。 由公式可見，物鏡的數值孔徑N·A愈大，入射光的波長愈短，則物鏡能分辨出物體相鄰兩點的最小距離就愈小，即其鑒別率就愈高。 物鏡的數值孔徑用下式表示： N·A=n·sin 式中：n物鏡和試樣間介質的折射率； 物鏡孔徑角的半角。 3.金相顯微鏡的有效放大倍數 人眼在明視距離處能分辨的兩點間最小距離為0.150.30mm，故在顯微鏡下要使觀察的兩點的最小距離d能為人眼所分辨，必須把d放大到0.150.30mm，即顯微鏡的有效放大倍

50、數M應為： M=(0.150.30)/d 而 d=/(2N·A) 故M=(0.30.6)N·A/ 若取照明光的平均波長為0.55m，則近似得出： M=（5001000）N·A 由此可見，即使用數值孔徑N·A值為1.43的油浸物鏡，也只能在1500倍以下才有效，這正是光學金相顯微鏡的局限性。 （二）金相試樣的制備 金相試樣的制備包括取樣、鑲嵌、磨制、拋光、浸蝕等5個步驟。制備好的試樣應能觀察到真實組織、無磨痕、麻點與水跡，并使金屬組織中的夾物、石墨等不脫落。否則將會嚴重影響顯微分析的正確性。 1、取樣 選擇合適的、有代表性的試樣是進行金相顯微分析的極其重要

51、的一步，包括選擇取樣部位、檢驗面及確定截取方法、試樣尺寸等。 （1）取樣部位及檢驗面的選擇 取樣的部位和檢驗面的選擇，應根據檢驗目的選取有代表性的部位。例如：分析金屬的缺陷和破損原因時，應在發(fā)生缺陷和破損部位取樣，同時也應在完好的部位取樣，以便對比；檢測脫碳層、化學熱處理的滲層、淬火層、晶粒度等，應取橫向截面；研究帶狀組織及冷塑性變形工件的組織和夾雜物的變形情況時，則應截取縱向截面。 （2）試樣的截取方法 試樣的截取方法可根據金屬材料的性能不同而異。對于軟材料，可以用鋸、車、刨等方法；對于硬材料，可以用砂輪切片機切割或電火花切割等方法；對于硬而脆的材料，如白口鑄鐵，可以用錘擊方法；在大工件上取

52、樣，可用氧氣切割等方法。在用砂輪切割或電火花切割時，應采取冷卻措施，以減少由于受熱而引起的試樣組織變化。試樣上由于截取而引起的變形層或燒損層必須在后續(xù)工序中去掉。 （3）試樣尺寸和形狀 金相試樣的大小和形狀以便于握持、易于磨制為準，通常采用直徑1520mm、高1520mm的圓柱體或邊長1520mm的立方體。 2、鑲嵌 一般情況下，如果試樣大小合適，則不需要鑲嵌。但試樣尺寸過小或形狀極不規(guī)則者（如金屬絲、薄片、管等），制備試樣十分困難，這時就需要使用試樣夾或利用樣品鑲嵌機，把試樣鑲嵌在低熔點合金或塑料（如膠木粉、聚乙烯及聚合樹脂等）中。 3、磨制 試樣取下后，如是鋼鐵材料試樣可先用砂輪磨平，如是

53、很軟的材料（如鋁、銅等有色金屬）可用銼刀銼平。在砂輪上磨制時，應握緊試樣，使試樣受力均勻，壓力不要太大，并隨時用水冷卻，以防受熱引起金屬組織變化。此外，在一般情況下，試樣的周界要用砂輪或銼刀磨成圓角，以免在磨光及當拋光時將砂紙和拋光織物劃破。但是，對于需要觀察表層組織（如滲碳層，脫碳層）的試樣，則不能將邊緣磨圓，這種試樣最好進行鑲嵌。 磨平的試樣經清水沖洗并吹干后，隨即把磨面依次在由粗到細的各號金相砂紙上磨光。常用的砂紙?zhí)枖涤?1、02、03、04號4種，號小者磨粒較粗，號大者較細。磨制時砂紙應平鋪于厚玻璃板上，左手按住砂紙，右手握住試樣，使磨面朝下并與砂紙接觸，在輕微壓力作用下把試樣向前推磨，用力要均勻，務求平穩(wěn)，否則會使磨痕過深，且造成試樣磨面的變形。試樣退回時不能與砂紙接觸，這樣“單程單向”地反復進行，直至磨面上舊的磨痕被去掉，新的磨痕均勻一致為止。在調換下一號更細的砂紙時，應將試樣上磨屑和砂粒清除干凈，并轉動90