公差配合與測量技術實驗指導書安徽機電職業(yè)技術學院吳學農(nóng)主編

aaaa《公差配合與測量實驗指導書》吳學農(nóng)主編安徽機電職業(yè)技術學院實驗一用內(nèi)徑百分表測量孔徑一、 實驗目的了解內(nèi)徑百分表的結構及原理。掌握用內(nèi)徑百分表測量孔徑的方法。二、 量儀簡介和測量原理內(nèi)徑百分表是測量孔徑的通用量儀，用具有確定內(nèi)尺寸的標準環(huán)規(guī)或用裝在量塊夾子中的量塊組成的確定尺寸作為基準，采用相對測量法測量內(nèi)徑，特別適宜測量深孔。內(nèi)徑百分表由鐘表型指示表（如圖1-1）和杠桿系統(tǒng)組成，內(nèi)徑百分表的結構如圖1-2所示。

圖1-1 鐘表型百分表1一測桿；2一游絲；3一彈簧如圖1-1,用鐘表型百分表測量時，具有齒條的測桿1作直線運動,帶動與該齒條嚙合的小齒輪Z?轉動,從而使與小齒輪Z2固定在同一根軸上的大齒輪Z3及短指針轉動。大齒輪Z3又帶動小齒輪Z］及固定在同一根軸上的長指針轉動。這樣，測桿的微量直線位移經(jīng)齒輪傳動放大為長指針的角位移，由分度盤指示出來。當測量桿1直線移動0.01mm時，長指針在刻度盤上相應轉動一格。為了消除齒輪傳動中齒側間隙引起的空程誤差，在百分表內(nèi)裝有游絲2。由游絲產(chǎn)生的扭力矩作用在與小齒輪％嚙合的齒輪Z4上，以保證齒輪無論正轉和反轉都在同向的齒面嚙合。在百分表內(nèi)還裝有彈簧3,它用來控制測量力。圖1-2內(nèi)徑百分表結構1一可換（固定）測量頭2—等W直角杠桿；3—^駝城快；4—挺桿；5—隔熱手柄；6—定L'板;7、8T單簧；9—指示表（百冰）用內(nèi)徑百分表測量時，活動測頭3和固定測頭1（也稱可換測量頭）分別與被測孔孔壁接觸?；顒訙y頭3向內(nèi)移動時，其位移經(jīng)等臂直角杠桿2,推動挺桿4向上移動，使彈簧8壓縮，并推動指示表9的測桿，使它的指針回轉。該彈簧的反作用力使活動測頭3對孔壁產(chǎn)生測量力。在活動測頭的兩側有定心板6,它在兩只彈簧7的作用下始終對稱地與孑L壁接觸。定心板6與孑L壁的兩個接觸點的連線與被測孔的直徑線互相垂直，使兩個測頭位于該孔的直徑方向上（如圖l-6a）o量儀附有一組長短不同的固定測頭，可根據(jù)被測孔直徑大小來選擇使用。aaaa本實驗所用內(nèi)徑百分表的主要技術性能指標如下:亥U度值 0.01mm測量范圍 35~50mm示值范圍 0~3mm三、被測零件圖III圖1—3III圖1—3被測零件圖寸go—寸E四.實驗步驟根據(jù)被測孔徑的基本尺寸選用相應的可換測量頭和校對零位時使用的外徑千分尺。洗凈擦潔可換測量頭、活動測量頭、定位裝置（定心板）以及所用的外徑千尺和被測件的測量面。將百分表和可換測量頭裝在量桿上。調(diào)整內(nèi)徑百分表的零位：先將外徑千分尺調(diào)至被測零件的基本尺寸，然后鎖緊夕卜徑千分尺微分螺桿。以夕卜徑千分尺兩量砧之間的距離為基準，將內(nèi)徑百分表對零。將內(nèi)徑指示表的兩測頭放入外徑千分尺兩量砧之間，與兩量砧接觸。為了使內(nèi)徑百分表的兩測頭軸線與兩量砧平面相垂直,需拿住表桿中部，微微擺動內(nèi)徑指示表，找出長指針的轉折點，并轉動表盤，使長指針對準“0”刻線該（轉折點），此時零位已調(diào)好。（轉動百分表上的刻度盤，使長指針正婦對準零位，并反復對幾次，同時記住百分表短指針所指的數(shù)字（毫米）。）（如圖1-4）。圖1-4調(diào)整零位按要求的六個位置（三個截面，兩個方向如圖1-5）分別進行孔徑測量，將內(nèi)徑百分表兩測量頭插入被測孔內(nèi)，微微擺動指2K表，并按指示表的最小示值（表轉折點）讀數(shù)即實際偏差。（如圖1—5、1-6）圖1-5 測量孔的內(nèi)徑3）袖向截面內(nèi)圖1-5 測量孔的內(nèi)徑3）袖向截面內(nèi)圖1-6根據(jù)被測孔的尺寸公差要求，判別被測孔是否合格，作出適用性結論（即判斷零件是否合格）。整理量儀并涂上防銹油。aaaaaaaa實驗報告1.測量記錄（注意：這里填寫的內(nèi)容是實際偏差）：（單位mm）橫截面123方位III2.適用性結論： （單位mm）零件的允差實際測得的偏差被測零件是否合格上偏差+0.025最大下偏差0最小3.畫出其尺寸公差帶圖：4.回答下列問題：（1）該測量方法屬于絕對測量法還是比較測量法?（2）為何要在擺動內(nèi)徑百分表時對零和讀數(shù)，長指針轉折點是最小值還是最大值？實驗二 軸徑誤差測量一、實驗目的1、 學習數(shù)字式立式光學計的結構及其使用方法。2、 掌握量塊的使用和維服方法。二、量儀名稱及其規(guī)格名稱：JDG-S1數(shù)字式立式光學計測量范圍：180mm示值范圍（相對于中心零位）：不小于土0.1mm最小示值：0.0001mm測量力：2N土0.2N示值誤差（相對于中心零位）：土0.00025mm圖2-1儀器外形JDG-S1數(shù)字式立式光學計的外形及主要部分見圖2-lo本儀器一般是用標準器（如量塊）以比較法測量被側件的外形尺寸。它可對五等量塊，圓柱形、球形、線形以及平行平面狀的精密量具和零件的外形尺寸作精密測量；儀器頭部還可作為一個獨立部件，利用頭部數(shù)顯輸出接口同計算機連網(wǎng)，用于科研、生產(chǎn)過程控制及在線檢測等方面精密測量和控制；儀器整機附件齊全，備有形式各異可調(diào)式、固定式工作臺和各種規(guī)格測帽，以適應各種測量需要。儀器光機電集合一體，操作方便，測量結果數(shù)字顯示。

由圖2-1可知，它由底座1、升降螺母2、橫臂緊固螺釘3、橫臂4、電纜5、立柱6、微動螺釘7、光學計管8、微動緊固螺釘9、光學計管緊固螺釘10、提升器11、測帽12、可調(diào)工作臺13、方工作臺安置螺釘14、數(shù)顯窗15、中心零位指示16、置零按鈕17、電源插座18和電纜插座19等部分組成。三、被測零件圖0.006圖2-2被測零件圖II0.006圖2-2被測零件圖II四、實驗步驟1、 組合量塊。按測量零件的基本尺寸或極限尺寸組合。調(diào)整儀器(1)工作臺和測帽的選擇儀器備有多種工作臺和測帽以供選擇。選擇應以能確定準確反映被測位置的實際偏差為原則。例如測量球體直徑用平面工作臺和平面測帽；測量線形零件直徑用平面工作臺等。aaaa（2）準備測量前先將測帽和提升器裝在測量桿上并由螺釘固緊。由于提升器在動作時有一定的阻力，為了保證2N+0.2N的測量力，裝提升器時必須使提桿既在自由狀態(tài)下不與測帽接觸，又能將測帽抬起到最高位置。將光學計管上的電纜插頭插到底座的電纜插座內(nèi)。將低電壓源插頭接入電源插座內(nèi)，然后打開電源開關，這時，顯示窗有隨機數(shù)字顯示。根據(jù)被測件的高度將光學計管粗調(diào)到適當位置。松開光學計管固緊螺釘并旋緊微動固緊螺釘，旋轉微動手輪使上面紅點朝向操作者。預熱十分鐘后按置零按鈕使出現(xiàn)全零顯示。（3）校零位置零后旋轉升降螺旋使橫臂下降，測帽與標準量塊接觸后數(shù)字即朝正向累加。監(jiān)視中心零位指示燈，當它點亮時即把橫臂固緊螺釘鎖緊。中心零位指示燈一般在+130um附近點亮。下降橫臂要緩慢以免看不到亮光的一閃。如果到+200um時仍不見中心零位指示燈亮表明已經(jīng)粗調(diào)過頭，這時應反方向旋轉升降螺旋。鎖緊橫臂固緊螺釘時往往因位置走動而使指示燈復而熄滅。正反方向緩緩旋轉微調(diào)手輪可方便地重新找到中心零位。鎖緊光學計管固緊螺釘后再按置零按鈕。經(jīng)過這樣調(diào)節(jié)后測量桿處在測量范圍的對稱位置。正反方向的量程均不小于100um。（如果被測件與標準量塊的尺寸偏差大于100um，零位就不能選擇在測量范圍的對稱位置。這時應按上述步驟在中心位置置零后繼續(xù)進行微調(diào)。出現(xiàn)所需的數(shù)字顯示后再鎖緊光學計管并再次置零。）(4)校正可調(diào)式工作臺校正工作臺的目的是使工作臺平面與測帽平面保持平行。用來校正的量塊尺寸應盡可能與被測物的尺寸相等，現(xiàn)將校正方法例舉如下：量塊用干布擦凈后，大致放在工作臺面的中央，使?8平面測帽和量塊接觸并顯示某一讀數(shù)。旋動四只調(diào)節(jié)螺釘使工作臺前后左右移動并觀察讀數(shù)的變化情況，當示值最小時表明工作臺面與測帽平面已經(jīng)平行。旋緊調(diào)節(jié)螺釘將工作臺位置固定。再令測帽平面的一半與量塊接觸，在測帽的前后左右四側對量塊的同一部位進行測量。最大讀數(shù)偏差不應大于0.3um，否則要重新校正。3.測量校零位后，按動提升器上面的扳手可使測帽均勻地抬起，取出量塊組。按動提升器上面的扳手可使測帽均勻地抬起，將被測工件安放在測帽與工作臺之間，按圖2-3所要求的部位(三個截面，兩個方向，共計六個位置)分別進行測量。將測量結果依次記入實驗報告。圖2-34..根據(jù)給定的允許公差，判斷被測零件是否合格。5.整理儀器和被測件，涂上防銹油。實驗報告1.根據(jù)實驗所用的量塊填寫下表：(單位mm)量塊的組合尺寸(25mm)里 單塊量塊尺寸123452.根據(jù)測量結果填寫以下表格：單位(um)aaaa測量位置I-III-IIm-m測量AA方向BB零件允許誤差(um)實際測得的偏差(um)被測零件是否合格上偏差0最大下偏差-20最小3..畫出尺寸公差帶圖:4.回答下列問題：用比較儀測量軸徑屬于何種測量方法？該比較儀能否用于絕對測量？量儀的測量范圍和示值范圍有何不同？aaaa實驗三 直線度誤差的測量一、 實驗目的1、 掌握框式水平儀的結構原理；2、 掌握用框式水平儀測量直線度誤差的方法。二、 量儀簡介水平儀一般是用于測量水平面或垂直面上的微小角度。水平儀的基本元件是水準器，它是一個封閉的玻璃管，內(nèi)裝乙醚或酒精，管內(nèi)留有一定長度的氣泡。在管的外壁刻有間距為2mm的刻線，管的內(nèi)壁成一定曲率的圓弧，不論把水平儀放到什么位置，管內(nèi)液面總要保持水平，即氣泡總是向高處移動，移過的格數(shù)與傾斜角a成正比，如圖3-1(a)所示。例如分度值i為0.0，m的水平儀，每移一個刻度，表示在一米長高度變化為0.02mm。水平儀一般為條形和框形兩種，本次實驗用水平儀為200X200型框式水平儀,如圖3-1(b)所示。本次實驗水平儀工作長度為200mm(水平儀為200X200),則該儀器實驗格值為A=i/1000X200=0.02/1000X200=0.004mm/格圖3-1三、 被測零件1米長的導軌四、 實驗步驟將導軌五等分，每等分為200mm,共分為六個點。從左往右依次量取各相鄰兩點的相對高度差(既格數(shù))。如圖3-2。圖也2測量時應注意：測量前，導軌面和水平儀工作面擦拭干凈方可使用。從導軌一端到另一端逐節(jié)距測量時，應注意水平儀前后重合(圖3-2)。測量時，必須待氣泡靜止后方可讀數(shù)，否則會帶來讀數(shù)誤差。aaaa將測得結果及相關量值填入相應表格。用圖解法求出直線度誤差值。例：有一米長的導軌表面。用刻度值為0.02mm/米的水平儀（汽泡每移動一格，水平儀兩端的高度差為0.004mm）,測量全長直線度誤差。如表：平尺后支撐點一導軌端點的距離02004006008001000水平儀氣泡移動格數(shù)0-3+1-1+5+2相對第一點的移動格數(shù)0-3-2-3+2+4相對與第一點的升高量（mm）0-0.012-0.008-0.012+0.008+0.016根據(jù)導軌各點升高量，繪坐標圖。+0.024+0.016+0012+0.008-.+0.024+0.016+0012+0.008-.\■-.. -.OsJ--0.0?4-一財奕--二.I然后按最小條件作包容線（兩平行直線）。此時可直接從坐標 圖3_3圖上量出兩平行線間的坐標值，即為直線度誤差值f。(如圖3-3)5、 根據(jù)給定的允許公差，判斷被測零件是否合格。整理儀器和被測件，涂上防銹油。實驗報告根據(jù)測得結果填寫表格：導軌分段距離(mm)02004006008001000水平儀氣泡移動格數(shù)相對第一點移動格數(shù)相對第一點的升高量(mm)注：相對第一點的升高量(mm)=相對第一點移動格數(shù)XA根據(jù)導軌各點升高量繪坐標圖。用圖解法求出直線度誤差值:根據(jù)處理結果填寫下表:導軌的允許誤差0.15mm是否合格實際測得誤差回答下列問題：本實驗用水平儀測量導軌直線度誤差應注意哪些事項？在坐標圖上確定直線度誤差f時，為何要平行于縱坐標?aaaa1、固定頂尖座4、百分表卡子1、固定頂尖座4、百分表卡子7.活動頂尖座釦債尖5、支號座8、質(zhì)定手把圖4-1偏擺檢查儀實驗四徑向、斜向圓跳動誤差測量一、 實驗目的1、 掌握圓跳動誤差的測量原理及偏擺檢查儀的使用方法。2、 掌握千分表的使用方法。二、 量具量儀名稱千分表（鐘表式、刻度值0.001mm,測量范圍0~lmm）o偏擺檢查儀結構如圖4-lo3,仗座反偏心抽手把9、球頭手頂三、被測零件圖TI財?財572:1flfl一 3. A圖TI財?財572:1flfl一 3. A圖4-2被測零件四、實驗步驟擦凈零件和量儀。將千分表裝置在千分表座上，將零件裝置在頂針架上。零件中心孔與頂針結合錐面間的徑向間隙應為零。測量零件表面徑向圓跳動（如圖4-3）：測量前應將千分表的長指針位置調(diào)整到零位。使量桿軸線的延長線恰好通過零件中心（千分表的短指針應在。?1mm的中間位置）量桿軸線與被測表面垂直。零件緩慢旋轉一周，測出徑向圓跳動的誤差值。指示表圖4-3徑向圓跳動測量零件的斜向圓跳動：基本上與徑向圓跳動相同。(強調(diào)：使千分表的測桿軸線必須與被測表面垂直。)將零件允許的徑向圓跳動量和斜向圓跳動量與測量結果作比較，作出適用性結論。整理儀器和零件，涂上防修油。實驗報告根據(jù)測得結果填寫下表：測量項目允許公差(um)實測誤差(um)是否合格徑向圓跳動20斜向圓跳動40繪出形位公差帶圖:回答下列問題：徑向圓跳動和斜向圓跳動在測量時有何區(qū)別?徑向圓跳動和徑向全跳動在測量時有何區(qū)別?實驗五 用光切顯微鏡測量表面粗糙度一、 實驗目的了解用表面粗糙度標準樣塊進行對比測量的方法；了解光切顯微鏡的結構并熟悉其使用方法；熟悉用光切法測量表面粗糙度的原理；加深對表面粗糙度評定參數(shù)中的微觀不平度十點高度Rz、輪廓最大高度Ry和輪廓單峰平均間距S的理解。二、 表面粗糙度標準樣塊對比法表面粗糙度標準樣塊對比法，是指將實際被測表面與已知高度特性參數(shù)值的表面粗糙度標準樣塊(見圖5-1)直接對比，來評估該實際被測表面的表面粗糙度高度特性參數(shù)值的一種測量aaaa方法。它常用于車間，但測量精度不高。兩者對比時，可用肉眼判斷；可借助放大鏡或比較顯微鏡判斷；也可用手 圖5」1表面粗糙度標準樣塊摸感覺判斷（用手指甲分別在實際被測表面上和在表面粗糙度標準樣塊上沿垂直于加工紋理的方向劃一下）。同時應注意被測工件與表面粗糙度標準樣塊的材料、形狀（圓柱面、平面）和加工方法（車、銃、刨、磨）等盡可能相同，以提高判斷的準確性。用光切顯微鏡、干涉顯微鏡或電動輪廓儀測量表面粗糙度時，被測表面應該先用表面粗糙度標準塊評估一下，這有助于測量時順利調(diào)整量儀。三、量儀說明和測量原理光切顯微鏡（雙管顯微鏡）是利用光切原理測量表面粗糙度的量儀，用于測量0.8?80um的微觀不平度十點高度Rz值和輪廓最大高度日丫值，也可用于測量輪廓單峰平均間距S的值。其測量原理參看圖5-2,光切顯微鏡有兩個軸線相互垂直的光管，左光管為觀察管，右光管為照明管。在照明管中，由光源3發(fā)出的光經(jīng)過聚光鏡2,穿過狹縫1形成平行光束，該光束再經(jīng)物鏡4以45°入射角投射到被測表面上，形成窄長的光圖5-2 光切原理帶，通過觀察管進行觀察。1-狹縫；圖5-2 光切原理帶，通過觀察管進行觀察。1-狹縫；2-聚光鏡；3-光源;觀察管內(nèi)裝有物鏡5、目鏡4、5-物鏡；6-目鏡；7-分劃板6和分劃板7。若被測表面粗糙不平，光帶就彎曲。設被測表面的微觀不平度高度為h，則光帶彎曲高度S1S2=h/cos45o，而在目鏡中看到的是放大的光帶影像的高度SjS2測(5-1)h=KXh/cos45°(5-1)式中K——觀察管的放大倍數(shù)。光帶影像的彎曲高度用測微目鏡頭測量。其結構簡圖見圖5-3a，下層的固定分劃板3上的刻線尺刻有九條等距刻線，分別標著0、1、2、3、4、5、6、7、8等九個數(shù)字；上層的活動分劃板2上刻有一對雙紋刻線和相互垂直的十字線，前者的中心線通過后者的交點，且該中心線與后者的任一條直線間成45°角。當轉動測微鼓輪1利用螺桿移動分劃板2時，位移的大小從鼓輪1上讀出。當鼓輪1旋轉一轉（100格）時，雙紋刻線和十字線交點便相對于固定分劃板3上的刻線尺移動一個刻度間距。為了測量和計算的方便，活動分劃板2上的十字線與其移動方向成45°角，如圖5-3b所示。鼓輪1轉動的格數(shù)H與光帶影像的彎曲高度h之間的關系為:(5-2)h=Hcos45°(5-2)由式（5-1）和式（5-2）得到被測表面微觀不平度的高度h與鼓輪1讀數(shù)格數(shù)H之間的關系如下:h=Hcos245°/K=H/2K=iXH (5-3)aaaa式中i=UK,是使用不同放大倍數(shù)的物鏡時鼓輪1的分度值。它由量儀說明書給定或從表5-1查出，實際應用時通常用量儀附帶的標準刻線尺來校定。5結陶簡圖5結陶簡圖圖5-3測微目鏡頭1一測微鼓輪；2一活動分劃板；3一固定分劃板表5-1物鏡放大倍數(shù)K與可測RZ值的關系物鏡放大倍數(shù)量儀的總放大倍數(shù)分度值i（卩m/格）目鏡視場直徑（mm）可測 范圍R7(卩m)7601.282.520?80141200.631.36.3?20302600.290.61.6?6.3605100.160.30.8 1.6輪廓算術平均偏差微觀不平度十點咼度RZ、取樣長度評定長度R(卩m)a輪廓最大高度Ry（卩m）l(mm)ln=5Xl(mm)RZ、Ry的取樣長度/和評定長度In的選用值表5-2R、a

>40?80>160?320840>20?40>80?160>10?20>40?80>5?10>20?402.512.5>2.5?5>10?20>1.25?2.5>6.3?100.84.0>0.63?1.25>3.2?6.3>0.32?0.63>1.6?3.2>0.16?0.32>0.8?1.6>0.08?0.16>0.4?0.80.251.25>0.04?0.08>0.2?0.4>0.02?0.04>0.1?0.2>0.01?0.02>0.05?0.10.080.4>0.008?0.01>0.025?0.05四、微觀不平度十點高度RZ的測量1.實驗步驟（參考圖5-4）（1）按表面粗糙度標準樣塊評估的被測表面粗糙度參數(shù)值來確定取樣長度/和評定長度/n（見表5-2）。按表5-1選擇適當放大倍數(shù)的一對物鏡并將它們安裝在量儀上。（2）通過變壓器接通電源，使光源1照亮。把被測工件放置在工作臺11上。松開螺釘3,旋轉螺母6,使橫臂5沿立柱2下降（注意物鏡頭和被測表面之間必須留有微量的間隙），進行粗調(diào)焦，直至目鏡視場中出現(xiàn)綠色光帶為止。轉動工作臺11，使光帶與被測表面的加工痕跡垂直，然后鎖緊螺釘3和螺釘9。（3）從目鏡16觀察光帶。旋轉手輪4進行微調(diào)焦，使目鏡視場中央出現(xiàn)最窄且有一邊緣較清晰的光帶。圖5-4光切顯微鏡(4)松開螺釘17,轉動目鏡頭16,-光源；2一立柱；3一鎖緊螺釘使視場中十字線中的水平線與光帶總的4—微調(diào)手輪；5—橫臂；6—升降方向平行，然后緊固螺釘17,使目鏡頭螺母；7一底座；8—工作臺縱向16位置固定。移動千分尺；9—工作臺固定螺釘；(5)轉動目鏡測微鼓輪15,在取10—工作臺橫向移動千分尺；樣長度1范圍內(nèi)使十字線中的水平線分別11—工作臺；12—物鏡組；13一手柄與5個最大的輪廓峰高和5個最大的輪14—殼體；15—測微鼓輪；16—測微廓谷深相切(見圖5-5)。從目鏡測微目鏡頭；17一緊固螺釘；18一照相機插座鼓輪15上分別讀出這5個最高點至基準線A的距離h1、h2、h3、h4、h_和這5個最低點至基準線A的距離h6、h7、h8、h9、h。應當注意,5 6 7 8 9 10切勿在取樣長度l范圍內(nèi)任意或按順序找5個峰、5個谷，而必須找出5個最高峰和5個最低谷。微觀不平度十點高度RZ按下列公式計算:d_；v(h+h+h+h+h)—(h+h+h+h+h)/^ \/匚/i\R廠I八一1 2 3 4 5 6 7 8 9 (卩m)(5-4)Z 5式中，場的單位為格；分度值I的數(shù)值由表5-1查出，其單位為卩m/格。圖5-5 五個最高點和5個最低點至基準線的距離（6）由于被測表面各部分的表面粗糙度不一定均勻一致，為了充分反映整個表面的表面粗糙度特性，取評定長度范圍內(nèi)的幾個Rz值的平均值作為測量結果。（7）按圖樣的規(guī)定，確定實際被測表面的表面粗糙度是否符合要求。2.數(shù)據(jù)處理和計算示例用光切顯微鏡測量一個表面的微觀不平度十點高度Rz值，該量儀測微鼓輪分度值i為0.29um/格，物鏡放大倍數(shù)為30倍，在5段取樣長度/為0.8mm上測量，各段的測量數(shù)據(jù)及相應的數(shù)據(jù)處理和測量結果列于表5井。表5-3 用光切顯微鏡測量微觀不平度十點高度RZ值取樣長度lil1l2l3l4l5

側量記錄及計算-----峰、谷值hpihv1hp2hv2hp3hv3hp4hv4hp5hv5、-、*、（格）序號、 一*188478752895687549055276488160886084587656373517864846578617357469537768796775666959559547569726973706860€1365253398313412317397309376287€h一￡hpj vj 365-253R=ix ^1—=0.29x =6.50卩m乙1 5 5R=4.93卩mZ2R=5.51umz3R=5.10umZ4R=5.16umZ5測量結果實測R=(R+R+R+R+R)/=5.44UmZ平均 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5/5五、輪廓最大高度Ry的測量按上述測量RZ值的實驗步驟（1）、（2）、（3）、（4）調(diào)整量儀，然后轉動目鏡測微鼓輪15（圖5-4），在取樣長度/范圍內(nèi)，使十字線

中的水平線分別與所有輪廓峰中的最高峰和所有輪廓谷中的最深谷相切，分別測取最大值hp和最小值hv（如圖5-6所示），然后按下式計算Ry值:Ry"",）（頃）定值作為測長度范圍測得的幾Ry值的平值作為測長度范圍測得的幾Ry值的平結果。5-6輪廓的最高蜂和最深谷A一輪廓蜂頂線；B一輪廓谷底線；C—基準線六、輪廓單峰平均間距S的測量按測量Rz值的實驗步驟（1）、（2）、（3）調(diào)整量儀，然后松開螺釘17,轉動目鏡頭16（圖5-4）,使視場中十字線的垂直線與取樣長度范圍內(nèi)的第一個峰尖重合，再用螺釘17把目鏡頭16固緊。從工作臺縱向移動千分尺8上讀出此峰尖所在位置的示值&（見圖5-7）。轉動千分尺8使工作臺11縱向移動，該垂直線在取樣長度范圍內(nèi)經(jīng)過（n+1）個峰，與最后一個峰尖重合，讀出此峰尖所在位置的示值Xw，實際被測表面的S值按下式計算：S=1 =匕—X」 （5-6）njnj=i式中n—在取樣長度i范圍內(nèi)所包含的輪廓單峰間距的個數(shù)；Sj—第j個輪廓單峰間距。取評定長度范圍內(nèi)測得的幾個S值的平均值作為測量結果。圖5-7 輪廓的單峰間距實驗報告1.根據(jù)實驗情況填寫下表：⑴測量微觀不平度十點高度RZ值：（單位um）取樣長度lil1i2i3i4i5

側45€h,€hpj vjR=ix4^1 A zi 5R=Z2側45€h,€hpj vjR=ix4^1 A zi 5R=Z2R=z3R=Z4R=Z5量記錄及1計2算3€1測量結果實測R=(R+R+R+R+R).，5=Z平均 Z1Z2Z3Z4Z5 5峰、谷值（格）序號hpihvihp2hp4hp5⑵測量輪廓最大高度Ry值：（單位um）測量讀數(shù) hv=計算結果Ry=iX(hp-hv)=（3）測量輪廓單峰平均間距S值：（單位um）測量讀數(shù)S1=S2=S3=S......=Sn=計算結果S=1乙=.n jj=iX-Xn,1 1n回答下列問題：用光切顯微鏡能否測量輪廓算術平均偏差Ra值?RZRvS是在什么長度范圍內(nèi)測量所得？z、y、實驗六用干涉顯微鏡測量表面粗糙度、實驗目的了解干涉顯微鏡的結構并熟悉其使用方法；熟悉用干涉法測量表面粗糙度的原理；加深對表面粗糙度評定參數(shù)中的微觀不平度十點高度Rz和輪廓最大高度Ry的理解。二、量儀說明和測量原理干涉顯微鏡是利用光波干涉原理和顯微系統(tǒng)測量精密加工的表面的表面粗糙度參數(shù)值的量儀。它用光波干涉原理反映出被測表面的粗糙程度，用顯微系統(tǒng)進行高倍放大后觀察和測量。這種量儀用于測量0.025?0.8um的微觀不平度十點高度Rz值和輪廓最大高度R?值。圖6-16JA型干涉顯微鏡的光學系統(tǒng)圖 1-光源；2-聚光鏡；3-反射鏡；4-孔徑光闌；5-視場光闌；6-聚光鏡；7-分光鏡；8-補償鏡；9-物鏡；10-被測工件；11-遮光板；12-物鏡；13-標準鏡；14-目鏡圖6-1為6JA型干涉顯微鏡的光學系統(tǒng)圖。由光源1發(fā)出的光束,經(jīng)聚光鏡2和反射鏡3,投射到孔徑光闌

4的平面上，照明視場光闌5,通過聚光鏡6,經(jīng)分光鏡7分成兩束光。其中一束光經(jīng)補償鏡8、物鏡9投射到工件10的被測表面上，再經(jīng)光原光路返回。另一束光由分光鏡7反射（此時遮光板11移出），經(jīng)物鏡12投射到標準鏡13,再經(jīng)原光路返回。兩路返回的光束在目鏡14的焦平面相遇疊加，由于它們有光程差，便產(chǎn)生干涉,形成干涉條紋。被測表面的微觀峰谷使干涉條紋彎曲（見圖6-2）,彎曲程度決定于微觀峰谷的大小。根據(jù)光波干涉原理，在光程差每相差半個波長入々處即產(chǎn)生一個干涉條紋。因此，參看圖6-3,只要測出干涉條紋的彎曲量a與兩相鄰干涉條紋之間的距離b（它代表這兩個干涉條紋間距相差入△）,便可按下式計算出微觀不平度值h:h=a己伽）b2失中入一光波波長（um）。/V**wXaA—-dtn*_-~N2/V**wXaA—-dtn*_-~N2圖6-3測量干涉條紋的彎曲量a圖6-3測量干涉條紋的彎曲量a和間距b三、微觀不平度十點高度RZ的測量1.實驗步驟（參看圖6-4）（1）調(diào)整量儀用表面粗糙度標準樣塊評估被測表面是否適用干涉顯微鏡測量。通過變壓器接通電源，使光源7照亮，預熱15~30分鐘。將手輪3轉到目視位置（不用相機的位置），同時轉動手柄16使遮光板（圖6-1中的件號11）移出光路，此時從目鏡1中可看到明亮的視場。若視場亮度不勻，可轉動螺釘6來調(diào)節(jié)。圖6-4 6JA型干涉顯微鏡1-目鏡；2-目鏡測微鼓輪；3-手輪；4-光闌調(diào)節(jié)手輪；5-手柄；6-螺釘；7-光源；8、9、10、11-手輪；12、13、14、-滾花輪；15-工作臺；16-遮光板調(diào)節(jié)手柄（顯微鏡背面）；17-螺釘轉動手輪10,使目鏡視場中下方的弓形直邊清晰（如圖6-5所示）。松開螺釘17,取下目鏡1,從目鏡管直接觀察到兩個燈絲像。轉動手輪4,使孔徑光闌（圖6-1中的件號4）開至最大。轉動手輪8和手輪9,使兩個燈絲像完全重合，同時旋轉螺釘6,使燈絲像位于孔徑光闌的中央（如aaaa圖6-6所示）。然后，裝上目鏡1,旋緊螺釘17。④將被測工件放在工作臺15上，被測表面向下對準物鏡。轉動手柄16,使遮光板遮住標準鏡（圖6-1中的件號13）o推動滾花輪14,使工作臺在任意方向移動。轉動滾花輪12,使工作臺升降（此時為調(diào)焦），直至目鏡視場中觀察到清晰的被測表面影像為止。再轉動手柄16,使遮光板移出光路。圖6-5弓形直邊圖 圖6-6燈絲像圖1一視圖；2一弓形直邊 1一物鏡出射瞳孔；2一燈絲像；3一孔徑光闌（2）找干涉帶將手柄5向左推到底，此時采用單色光。慢慢地來回轉動手輪11,直至視場中出現(xiàn)清晰的干涉條紋為止。將手柄5向右推到底，就可以采用白光，得到彩色干涉條紋。轉動手輪8和手輪9,并配合轉動手輪10和手輪11,可以得到所需亮度和寬度的干涉條紋。進行精密測量時，應該采用單色光。同時應開燈半小時，待量儀溫度恒定后才進行測量。

（3）測量轉動滾花輪13,使被測表面加工紋理方向和干涉條紋方向垂直。松開螺釘17,轉動目鏡1，使視場中十字線中的一條直線與干涉條紋平行，然后把目鏡1固緊。測量干涉條紋間距b轉動測微鼓輪2,使視場中與干涉條紋方向平行的十字線中的水平線對準某條干涉條紋峰頂?shù)闹行木€（見圖6-3），在測微鼓輪2上讀出示值N1O然后，將這條水平線對準相鄰的另一條干涉條紋鋒頂?shù)闹行木€，讀出示值N2，則b=N1-N2o為了提高測量精度，應分別在不同部位測量三次，得外、b2、b3,取它們的平均值bav，則6-2),b+b+6-2)b = 2 」av3測量干涉條紋彎曲量a讀出N1后，移動視場中十字線中的水平線，對準同一干涉條紋谷底的中心線，讀出示值n3o（N1-N3）即為彎曲量a。在取樣長度范圍內(nèi)分別測量同一干涉條紋的五個最高峰和五個最低谷，得到10個數(shù)據(jù)，則干涉條紋的峰頂與谷底之差的平均值aav為：,N3j / 、a=i=i j=i （6-3）av5將式（6-2）和（6-3）帶入式（6-1）,則微觀不平度十點高度RZ(6-4)值為：(6-4)R=丄?-(um)

zb2avaaaa采用單色光時，波長按量儀說明書記載的數(shù)值取值或查表6-1。采用白光時，入二0.55um。按圖樣的規(guī)定，確定實際被測表面的表面粗糙度是否符合要求。6-1 各種光波波長入光色白綠紅波長入（um）0.550.5090.6442.數(shù)據(jù)處理和計算示例用干涉顯微鏡測量一個表面的微觀不平度十點高度RZ值，該量儀采用白光，其波長入為0.55um,在一段取樣長度上測量的數(shù)據(jù)及相應數(shù)據(jù)處理和測量結果列于表6-2中。表6-2用干涉顯微鏡測量微觀不平度十點高度RZ值測量讀數(shù)（格）干涉條紋彎曲量相鄰兩條干涉條紋間距次序h峰h谷17448b=N一N=58-25=331 1 227050b=N一N=71-42=292 1 236742b=N—N=100-67=333 1 245135b=(b,b,b =31.67av 1 2 3/354329￡1305204測量結果h_hn 峰 谷1 ?305—204 1 0.55R= 1 ?——?一= ? ? =0.175umZ 5 b2 5 31.67 2av四、輪廓最大高度Ry的測量按上述測量RZ值的實驗步驟（1）和（2）調(diào)整量儀和找干涉帶,按步驟（3）的①、②，在取樣長度范圍內(nèi)測取同一干涉條紋所有高峰中最高的一個峰和所有低谷中最低的一個谷，它們的示值差為amax,按下式計算Ry值：Ry,丄上（um） （6-5）b2av實驗報告1.根據(jù)實驗情況填寫下表：⑴測量微觀不平度十點高度RZ值：（單位um）測量讀數(shù)（格）干涉條紋彎曲量相鄰兩條干涉條紋間距次序%h谷1b,N一N=1 1 22b,N一N=2 1 23b3,N一N=1 24b,(b+b+b)/=av 1 2 3/35測量結果…h(huán)一…h(huán) °峰 谷1 €R, 1 ? ?—=z 5 b2av⑵測量輪廓最大高度Ry值：（單位um）測量讀數(shù)amax=bav-入—計算結果Rya €—Ry,max? —b 2av回答下列問題：（1） 用干涉顯微鏡測量表面粗糙度，是以光波為尺子來計量被側表面上微觀峰谷的高度差，此說法是否真確？（2） 用干涉顯微鏡測量表面粗糙度時分度值如何體現(xiàn)？實驗七 齒輪公法線長度變動和平均長度偏差的測量一、 實驗目的熟悉公法線千分尺的結構和使用方法：掌握齒輪公法線長度公稱值的計算方法并熟悉公法線長度的測量方法；加深對齒輪公法線長度變動、公法線平均長度偏差的理解。二、 齒輪公法線長度變動和平均長度偏差的測量量儀說明和測量原理齒輪公法線長度變動AFw是指在齒輪一周范圍內(nèi)，各條實際公法線長度中的最大值Wmax與最小值Wmin之差，即AFw=Wmax-Wmin齒輪公法線平均長度偏差AEwm是指在齒輪一周范圍內(nèi)，所有實際公法線長度的平均值W平均與公法線長度公稱值W之差，即AEwm=W平均-W

圖7-1公法線千分尺齒輪公法線長度通常使用公法線千分尺測量。公法線千分尺的外形如圖7-1圖7-1公法線千分尺測量標準直齒圓柱齒輪的公法線長度時的跨齒數(shù)n,按下式計n=za+0.5 （7-1）180。式中z一齒輪的齒數(shù)；,—齒輪的標準壓力角。n的計算值通常不是整數(shù)，而在計算齒輪公法線長度公稱值和測量齒輪時，n必須是整數(shù)，因此應將n的計算值化整為最接近計算值的整數(shù)。齒輪公法線長度公稱值W按下式計算：W=mcos,I…（n-0.5）+zinv,] （7-2）式中inva—漸開線函數(shù)，inv20o=0.01490o(7-3)對于變位直齒圓柱齒輪，則跨齒數(shù)n(7-3)n=z丄+。.518。式中，a-arccos———b—，m、X、d和db分別為齒輪的模數(shù)、變位系m d+2xm數(shù)、分度