互换性与技术测量实验报告

实验一量块的使用
一、实验目的
1、能正确进行量块组合，并掌握量块的正确使用方法；
2、加深对量值传递系统的理解；
3、进一步理解不同等级量块的区别；
二、实验仪器设备
量块；千分表；测量平板；千分尺校正棒。

三、实验原理
1量块的测量平面十分光洁和平整，当用力推合两块量块使它们的测量平面互相紧密接触时，两块量块便能粘合在一起，量块的这种特性称为研合性。

利用量块的研合性，就可以把各种尺寸不同的量块组合成量块组。

四、实验内容与步骤
（一）实验内容
采用合理的量块组合，测量千分尺校正棒。

（二）实验步骤
1 用千分表测量千分尺校正棒
2 据所需要的测量尺寸，自量块盒中挑选出最少块数的量块。

（每一个尺寸所拼凑的量块数目不得超过 4~5 块，因为量块本身也具有一定程度的误差，量块的块数越多，便会积累成较大的误差。

）
3量块使用时应研合，将量块沿着它的测量面的长度反向，先将端缘部分测量面接触，使初步产生粘合力，然后将任一量块沿着另一个量块的测量面按平行方向推滑前进，最后达到两测量面彼此全部
研合在一起。

4正常情况下，在研合过程中，手指能感到研合力，两量块不必用力就能贴附在一起。

如研合立力不大，可在推进研合时稍加一些力使其研合。

推合时用力要适当，不得使用强力特别在使用小尺寸的量块时更应该注意，以免使量块扭弯和变形。

5如果量块的研合性不好，以致研合有困难时，可以将任意一量块的测量面上滴一点汽油，使量块测量面上沾有一层油膜，来加强它的黏结力，但不可使用汗手擦拭量块测量面，量块使用完毕后应立即用煤油清洗。

6量块研合的顺序是：先将小尺寸量块研合，再将研合好的量块与中等尺寸量块研合，最后与大尺寸量块研合。

7. 记录数据；
六思考题
量块按“等”测量与按“级”测量哪个精度比较高？
实验二常用量具的使用
一、实验目的
1、正确掌握千分尺、内径百分表、游标卡尺的正确使用方法；
2、掌握对测量数据的处理方法；
3、对比不同量具之间测量精度的区别。

二、实验仪器设备
外径千分尺；内径百分表；游标卡尺；轴承等。

三、实验原理
分度值的大小反映仪器的精密程度。

一般来说，分度值越小，仪器越精密，仪器本身的“允许误差”（尺寸偏差）相应也越小。

学习使用这些仪器，要注意掌握它们的构造特点、规格性能、读数原理、使用方法以及维护知识等，并注意要以后的实验中恰当地选择使用。

1游标卡尺。

图2-1 游标卡尺
2螺旋测微器（千分尺）
图2-2 螺旋测微计 3内经百分表
四、实验内容及实验步骤
1、熟悉仪器的结构原理及操作使用方法。

2、用外径千分尺、内径百分表、游标卡尺测量轴承内、外径。

3、对所测数据进行误差处理，得出最终测量结果。

实验三：用台式投影仪测微小零件
一：试验目的;
学会用台式投影仪测微小零件。

二：试验设备：台式投影仪一台，微小齿轮一个。

三：试验原理：
仪器说明：
台式投影仪是一种利用光学投影的方法，将被测件的轮廓或外表状况放大投影到投影屏上，进行轮廓的坐标测量，以及表面状况观察的综合性光学测量仪。

光源发出的光线经聚光镜照明被测物，再由投影物镜把照明物体放大的轮廓或表象投射到屏幕上。

四：实验内容及测量步骤：
测量方法：
1：间接测量：将被测工件放在工作台上，转动工作台升降手轮，调焦至影响清晰，用测微鼓轮移动工件，依投影屏上的十字线对线进行测量，首尾两次对线在测微鼓轮上的读数差即为测量值。

2：影响测量：将工件调焦至影响清晰后，用目标尺量取影响尺寸。

测量的值除以物镜放大倍数，其商所测量的被测件的实际尺寸。

3；用直接的方法测出被测件的内径。

4，实验结果填入下表格
六：思考题
1影像测量和间接测量、直接测量微小零件的优缺点比较？
实验四用万能测长仪测量圆内径
一、实验目的
①了解万能测长仪的结构原理。

②掌握仪器的基本调整和使用方法。

③掌握内孔的精度评定方法。

二、实验仪器设备
万能测长仪的主要技术规格：刻度值0.001mm，示值范围±100μm测量范围外尺寸0～500mm，内尺寸10～200mm。

三、实验原理
万能测长仪可以用来测量平行平面，球形及圆柱形零件的外形尺寸，也可以使用仪器的附件测量平行平面的内尺寸，内孔尺寸，内、外螺纹的中径以及用电眼装置测量小孔尺寸等。

仪器工作台可以升降，前后移动，在水平和垂直方向摆动及沿测量轴线方向自由浮动等，因而测量时，可以利用工作台的相对运动将工件调整到正确位置。

万能测长仪的结构外形如图1所示。

1-读数目镜2-读数回转手轮 3-测座 4-测轴 5-工作台 6-尾管 7-后座 8-底座
9-工作台水平回转手柄 10-工作台垂直摆动手柄 11-工作台升降手柄 12-工作台横向移动手柄
图1万能测长仪结构
万能测长仪是按照阿贝原理设计的。

既被测尺寸线在毫米刻度尺轴线的延长线上。

刻度尺与测量轴一起移动。

四、实验内容与步骤
实验内容用万能测长仪的双侧钩测量孔径。

实验步骤：
1.接通电源，使光源照亮。

松开螺钉，转动手轮，使工作台下降到较低的位置，然后在工作台上安放标准环。

2.将一对测钩分别安装在测轴和尾管上，沿轴向移动测轴和尾管，使两个测钩头部的楔槽对齐，然后旋紧测钩上的螺钉，将测钩固定。

3.转动手轮使工作台上升，同时把两个测钩放入标准环内孔，将螺钉拧紧，移动尾管，转动手轮，使工作台横向移动，从而使测钩头在标准环端面上刻有标准线的直线方向上的标准环内孔接触，再用螺钉锁紧尾管，然后用手扶稳测轴，挂上重锤，使测轴上的测钩测头缓慢地与标准内孔接触。

4.调整量仪零位（即示值为标准环尺寸）。

5.用手扶稳测轴，使它向右移动一个距离，拧紧螺钉，取下标准环，然后安装被测圆环，松开螺钉，使测钩与该圆环接触，转动手柄找出最小值，进行第二次读数。

6.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各测一次，根据测量结果和被测内径的公差要求，判断内径是否合理。

.
1-固紧螺钉2-测钩3-标准环4-楔槽5-弹簧压片
图2测钩安装
六、思考题
1.用卧式测长仪测量内径时，为什么工件要进行移动和摆动？
2.本实验所用标准环规与量块组的尺寸、作用有何异同？
试验六光学分度头测圆度误差
一：实验目的：
1，了解光学分度头的结构并熟悉其使用方法。

2，熟悉半径变化量测量法发及相应的数据处理方法。

3，熟悉圆度误差值的评定方法。

二：试验条件：光学分度头。

三：实验原理：用光学分度头测圆度误差
光学分度头可用来按极坐标测量一般精度圆形要素的圆度误差。

测量时，以分度座主轴的回转轴线作为测量基准。

若被测工件轴类零件，则以其两端的中心孔定位，把被测工件安装在主轴顶尖和尾座顶尖之间。

然后，将测头与被测轮廓接触，由分度座主轴带动被测工件座间断性回转。

主轴每转过一定的角度，由指示表在被测轮廓上测取相应的半径变化量。

根据从被测轮廓上测得的半径变化量（即指示表的示值），刻有按最小条件、最小二乘园或最小外接圆（测量孔的轮廓时则为最大内接园）处理测量数据，评定圆度误差值。

四：实验内容及实验步骤
（1）接通电源。

在被测工件（或心轴）的一端装上夹头，然后在被测工件安装在主轴和尾座顶尖之间。

要求被测工件既无轴向窜动，又能灵活转动。

（2）在底座上移动指示表的测量架，使指示表的测头与被测轮廓接触，接触点应为被测轮廓上距底座最高的点（即指示表指针所指示的转折点）。

（3）转动手柄使主轴回转，转动手轮使主轴微转，以使从读数装置读取的示值为0。

（或任以整数度数）。

在分度座主轴的这个位置上，转动指示表的刻度盘，调整指示表示值零位。

（4）本实验对被测轮廓采点12个。

用手柄和手轮转动主轴，主轴每钻过30。

，由指示表读取相应的示值，并作记录。

主轴回转一周，共计对被测轮廓上均布的12个测点进行测量，获得12个数据。

（5）根据需要，对同一圆柱面的几个横截面轮廓分别按上述方法进行测量。

然后分别对每个被测轮廓的12个数据（指示表示值）进行数据处理，取各个被测轮廓的圆度误差值中的最大值作为被测圆柱面的圆度误差值。

（6）根据零件图样上标注的圆度公差，判断被测圆柱面的圆度误差是否合适。

(7) 记录数据画出图形
（a）半径变化量折线图（b）同心圆模板
图2 按最小条件评定圆度误差值
C1-基圆；O-基圆半径；C2、C3-最小包容区域圆；O’-同心圆C2和C3的圆心；
S-起始测点；A、B-与外圆接触的极点；J、K-与内圆接触的极点
五，思考题
有多少种评定圆度误差的方法？
实验七圆度仪测量圆度
一、实验目的：
1、了解圆度仪的结构原理。

2、掌握圆度仪的基本调整和使用方法。

3、掌握圆度评定方法。

二、实验仪器设备：DQR-1B圆度仪
由圆度仪本机、电脑、精密电箱、空气压缩机、空气过滤装置等组成，可以测圆度、平面度、垂直度、同心度等。

三、实验基本原理：
利用精密轴系中的轴回转一周所形成的圆轨迹（理想圆）与被测圆比较，两圆半径上的差值由电学式长度传感器转换为电信号，经电路处理和电子计算机计算后由显示仪表指示出圆度误差，或由记录器记录出被测圆轮廓图形。

四、实验步骤：用圆度仪测量轴承圆度
1、仪器使用前，首先打开气的电源，等空气压缩机振动停止后，打开压缩机上的送气阀门，再打开空气过滤装置的进气阀门。

压力到0.4Mpa—0.6Mpa之间方可正常使用。

2、接通电源220v(AC)，依次接通计算机主机、显示器电源开关。

3、根据被测工件尺寸和形状选择测量工作台或附件，并装在主轴上。

将工件放在测量工作台上，使其大致上与主轴同心。

4、按下主轴电机开关，这时主轴启动并带动工作台转动。

5、进入计算机操作系统，双击“DQR”图标，进入调整测量状态。

再打开精密电箱电源开关，对测量工件调整、找正。

6、粗调使调心装置的顶杆调到与工件有1.5mm~2mm 左右的距离并锁紧，粗调使传感器的测头调到与工件有1mm~1.5mm左右的距离后锁紧；
7、用微调使传感器接触工件，一直到传感器全部接触工件即计算机屏幕上把工件的轮廓完全显示出来为止，然后把调心装置的顶杆退开使其脱离工件，再微调传感器前进2~3 小格（相当于加测量力为0.6~1N）。

到此调整过程结束。

8、之后按屏幕提示按“空格”键开始测量，工件旋转一周，测量完毕。

按“F3”或“F4”键可根据屏幕需要选择滤波范围，按“ENTER”键确认。

计算机屏幕按圆的运动轨迹实时显示传感器测得的工件轮廓数据，操作员根据被测工件的圆度值大小，按屏幕提示用“F1”和“F2”调整放大倍数（一般测量范围采用10m m--4m m 之间）。

9、测量完毕，依次关闭精密电箱开关、计算机和打印机电源开关及空气过滤器装置气源开关。

10、记录数据
五、思考题：
圆度公差与圆柱度公差的区别是什么？
实验八齿圈径向跳动测量
一实验目的：
1，熟悉万能测齿仪的结构。

2，加深对齿轮径向跳动的理解。

二：试验条件：万能测齿仪。

三：：实验原理在万能测齿仪上测出齿圈的径向跳动。

量仪的弧形支架可以绕基座的垂直轴线旋转。

弧形支架上装由两个顶尖，用以安装被测齿轮。

另一支架可以在水平面内作纵向和横向移动，其上装有带测量装置的工作台.工作台能够作径向移动，用锁紧螺钉可以将工作台固定在任意位置上。

当松开螺钉时，靠弹簧的作用，工作台就匀速地移动到测量位置。

测量装置上有指示表和固定量爪，用它们分别与相邻两个同侧齿面接触来进行测量。

万能测齿仪可以用来测量齿轮的齿距、基节、齿圈径向跳动、齿厚和公法线长度等。

四：试验内容试验步骤：
1.在量仪上安装测头和被测齿轮
根据被测齿轮的模数，选择尺寸合适的测头，把它安装在测杆上，把安装着被测齿轮的齿轮轴顶在两个顶尖之间。

注意调整两个顶尖之间的距离，使齿轮轴无轴向窜动，且转动自如，使测头大约位于齿宽中间。

2.调整量仪指示表示值零位。

3、进行测量
移开测头，把被测齿轮转过一个齿，然后使测头进入齿槽内，记下指示表的示值。

这样逐齿测量所有的齿槽，从各次示值中找出最大示值和最小示值，它们的差值即为齿圈径向跳动Fr。

4，记录实验数据：
五；思考题
1，径向跳动和端面跳动的区别？
实验九：粗糙度仪侧表面粗糙度
一、实验目的
1、了解粗糙度仪的结构并熟悉使用方法
2、加深对表面粗糙度特征参数的理解
二、实验仪器与设备
粗糙度仪
三、实验原理
粗糙度仪测量表面粗糙度的参数说明：
λC：取样长度，
L n：为测量长度。

Ra：为算术平均粗糙度；
R y：轮廓最大值；
R ZDIN：平均峰谷高度；
R P：中线以上最大峰高
R ZISO: 十点高度
R3Z：平均的中等峰谷高度
R T :在测量长度内，最大的峰顶线和谷底线之间的距离。

R MAX:最大的单个峰谷间的高度。

S: 轮廓的单峰平均间距。

S M: 轮廓围观不平度的平均间距。

四、实验内容与步骤
1、按下电源键，上顶的二极管亮了，表示仪器已经通电，显示屏有显示；
2、按测量长度键，选择λC的值，然后按启动置入键。

2、按测量长度键，选择L n的值，，给定，L n应为取样长度的3到7倍。

屏幕显示几个
数据供选择，
3、调整传感器与被测件的位置，旋转旋钮和升降手轮，，使黑个数为5-6格。

4、按启动置入键，仪器开始工作，得出数据记录数据。

五、思考题
1、表面粗糙度的常用测量方式有几种？
2、表面粗糙度对零件的工作性能有哪些影响？
实验十光切法显微镜测量表面粗糙度
一、实验目的：
1.掌握常用表面粗糙度的检测方法及主要仪器的结构、工作原理和测量方法；
2.加深对表面粗糙度各高度评定参数Ra、Ry 和Rz 的理解。

二、实验仪器设备：9J 型光切法显微镜
光切法显微镜是有基座、立柱、横臂、物镜组，微调手轮等组成，
三、实验基本原理：
1. 测量仪器及测量原理
光切显微镜的外形如图所示，它是采用光切法原理测量工件表面的微观不平度z R 值的。

其测量范围取决于选用的物镜的放大倍数，通常适用于测量R z=0.8∼80μm 的表面粗糙度（有时也可用来测量零件刻线的槽深等）。

光切显微镜的工作原理如图3-2
1.工作台
2.立柱
3.横臂
4.上下调节环
5.固紧螺钉
6.微调手轮
7.手柄
8.照明灯
9.10.13.摄影装置11.测微目镜12.物镜组
光切法显微镜外形
,
四、实验内容和实验步骤：用法光切法显微镜测量表面粗糙度
（1）根据图纸的R z值或被测工件粗糙度选一合适的物镜组安装在镜管下面。

安装物镜时，应先按下手柄7，插入所需物镜后，放松手柄即可。

（2）按照z R 值查表3-2 确定取样长度l 与评定长度n l 。

（3）通过变压器接通电源。

（4）将被测件放在工作台上,若被测件不在物镜的正下方,可调整工作台或松开固紧螺钉5,
转动支臂3 进行对准。

（5）松开固紧螺钉5，转动支臂调节环4，上下调整，直到在被测面上能看到扁平的绿色光带，光带方向要与表面的加工痕迹垂直，这时锁紧固紧螺钉5，转动微调手轮6，直到视场中出现最清晰的亮带为止。

（6）按取样长度l 移动工作台千分尺，从目镜中数出取样长度大约包含的峰谷数目。

旋松测微目镜的固紧螺钉，转动测微目镜，使其中的十字线的水平线与光带轮廓中线（估计方向）平行，锁紧螺钉，然后转动测微目镜测微器上的刻度套筒，使十字线的水平线在光带最清晰的一边。

在取样长度l 范围内，，找出5 个最高峰点和5 个最低谷点，并分别用十字线的水平线与之相切，如图3-4 所示。

读出十个读数a 1、a 2、a 3……a 12,填入表3-3，并按下式计算出10点平均高度R z值：
R z = 1/5(∑a峰-∑a谷)*(1/2v)
注：v是综合物镜放大倍数=8
（7）由于零件加工表面的粗糙度不一定均匀一致，为了充分反映表面粗糙度的特性，需在评定长度n l 范围内取几个取样长度进行测量并取其平均值。

五、思考题：
1．什么是z R 参数和a R 参数，用光切显微镜能否测量a R 参数？
2．为什么测量时只测亮带一个边缘（最清晰的）的诸峰高度？
实验十一万能工具显微镜测量外螺纹参数
一、实验目的：
1了解工具显微镜的结构特点和工作原理：
2、初步掌握万能工具显微镜的操作方法。

3熟悉用工具显微镜测量外螺纹主要几何参数的方法。

二、实验仪器设备：19JC 型、19J-A 型万能工具显微镜
有四部分组成1，底座2，工作台，3，显微镜系统4，立柱。

在
三、实验基本原理：
在测量过程中，用影像法测量外螺纹是利用光线投影将被测螺纹牙型轮廓放大投影成像于目镜中。

用目镜中的虚线来瞄准轮廓影响。

并通过该量仪的纵向、横向千分尺和角度示值目镜来实现螺纹中经、螺距和牙型半角的测量。

四、实验步骤：万能工具显微镜
1接通电源，将被测螺纹牢牢定在两个顶尖之间。

2，扳动立柱，当光线垂直于被测螺纹时，，牙型轮廓就会出现一侧模糊，，为了获得较清晰的影像，转动首轮使立柱向左或向右倾斜一个角度φ，其值等于螺纹升角，φ=arctan(p/∏d2),p为公称螺纹，d2为公称中径，由标准件，立柱倾斜角度为φ=2°.
3，调节目镜，转动目镜上方的适度调节环，使市场中的米子线清晰，松开螺钉旋转手轮，调整量仪的焦距，使被测轮廓影像清晰，，然后拧紧螺钉。

4，瞄准米子线的中虚线A-A与牙型轮廓影像的一个侧边重合。

5，测量单线螺纹中径是指在螺纹轴的界面内，沿垂直轴线的方向上，两个相对牙型侧面间的距离，测量方法，转动X向或Y向千分尺，移动工作台转动手轮，，使米子线的分化板转动，把中虚线瞄准牙型轮廓影像的一个侧边，记下Y向千分尺的第一次示值，然后把立柱反向转一个φ角，转动Y向千分尺，把中虚线瞄准对面的牙型轮廓影像的一个侧边，，记下横向千分尺的第二次示值,这两次只差为被测螺纹的实际中径。

为了消除螺纹安装的误差对测量结果的影响，左右两侧分别测出中径，取两者的平均值为实际中径尺寸。

6，测量螺距，螺距是指相邻两侧牙面在中径线上的轴向距离，这个距离用压线法进行测量，把米子线的中虚线A-A瞄准牙型轮廓影像的一个侧边记下X轴的第一次示值，然后转动横向测微螺栓移动几个螺距的距离，把中虚线A-A瞄准牙型轮廓影像的同向侧边，记下X轴的第二次示值。

这两次示值只差绝对值即为n个螺距的实际长度。

为了消除被测螺纹塞规安装误差对测量结果的影响，应该左右侧面分别测出，取两者的平均值作为实际尺寸。

即：nP实际=（nP左+ nP右）/2
7，测量牙型半角，牙型半角是指在螺纹牙型上牙侧与螺纹轴线的垂线间夹角。

牙型半角对线法测量；当角度示值目镜中示值为0时，则表示米子线的中虚线A-A垂直于工作台X轴线，把中虚线瞄准牙型轮廓影像的一个侧边，此时角度示值目镜中的示值即为该侧的牙型半角值。

8；，记录数据
五、思考题：
1，在测量外螺纹参数时，要将立柱倾斜一个螺纹升角，为什么？
,
实验十二三坐标测量机测量工件的形位公差
一、实验目的：
1、了解三坐标的结构原理。

2、熟悉三坐标测量机的基本调整和使用方法。

3、了解数据导出的一般过程。

二、实验仪器设备：JS544N 型的三坐标测量机
由三坐标测量机、电脑、冷干机、空气压缩机、空气过滤装置等组成，可用于精密测量零件的行为公差。

基于windowsXP操作系统的专用测量分析管理软件具有自动和手动两种采集数据的方法、自动修正偏心、仪器校准、数字滤波、符合最新ISO标准的测量参数评定、测量结果形成数据报表存档、打印输出等功能。

三、实验基本原理：。

测量机的采点发讯装置是测头，在沿X，Y，Z三个轴的方向装有光栅尺和读数头。

其测量过程就是当测头接触工件并发出采点信号时，由控制系统去采集当前机床三轴坐标相对于机床原点的坐标值，再由计算机系统对数据进行处理和输出。

测量机可以用来测量直接尺寸，也可以获得间接尺寸和形位公差及各种相关关系，实现全面扫描和一定的数据处理功能，为加工提供数据和测量结果。

自动型还可以进行自动测量，实现批量零件的自动检测。

四、实验步骤：用圆度仪测量轴承圆度
1、仪器使用前，首先打开气的电源，等空气压缩机振动停止后，打开压缩机上的送气阀门，再打开空气过滤装置的进气阀门。

压力到0.4Mpa—0.6Mpa之间方可正常使用。

2、接通电源220v(AC)，依次接通计算机主机、显示器电源开关。

3、根据被测工件尺寸和形状将工件放在测量工作台上。

4、进入计算机操作系统，双击应用软件的图标，进入调整测量状态。

系统归零。

对测量工件调整、找正。

5、根据我们所要测量的内容采用哪个手动采点的方法，双击所对应的图标，逐点采集，
6、生成报表，输出打印。

五、思考题：
用三坐标测量机能完成产品的逆向工程么？。