实验一 长度测量实验

《公差与技术测量》
实
验
讲
义
蚌埠学院
机械与电子工程系
二〇一〇年
实验一长度测量实验
一、实验目的：
1．掌握常规量具长度尺寸测量的基本方法。

2．正确选择、使用长度测量器具。

3．外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸测量值的正确方法。

二、实验内容：
1．绝对测量外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸。

2．相对测量外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸。

三、实验器具：
游标卡尺、深度游标卡尺、内、外径千分尺、量缸表杆、百分表、千分表、表架、块规、平板。

四、实验方法：
长度测量均采用二点间测量原则。

外尺寸测量均以不同截面的最大尺寸为测量尺寸。

内尺寸测量均以不同截面的最小尺寸为测量尺寸。

阶梯尺寸以其功能需要,以测量最大值、最小值或平均值为测量尺寸。

五、测量步骤：
检查各测量器具零位准确后，方可测量。

外尺寸测量（外园柱面、轴类长度、外花键、板件厚度等）
两种方法：
（1）用游标卡尺、外径千分尺，采用二点间测量，从量具上直接读数。

（2）用量规组成零件的名义尺寸，在平板上将指示表根据块规尺寸调到零位后，比较相对测量计算工件尺寸。

内尺寸测量（内园柱面、键槽、花键槽、方孔等）
（1）用游标卡尺、内径千分尺，采用二点间测量，直接从量具上读数。

（2）以外径千分尺校准量缸表，用量缸表比较测量，计算工件尺寸。

阶梯尺寸测量（阶梯尺寸、深度尺寸等）
参照上述亦可用绝对测量、比较测量获得工件尺寸。

六、将所测得数据填表1—1：
七、思考题：
1．常规量具测量孔的尺寸时，以测得的最小尺寸计值，而轴则以最大尺寸计值，这是什么道理？2．精密测量时，再精密的量仪也有不确定度，因而各次测量的数值均为随机变量，那么怎样处理才能得出测量结果？
实验二形位误差测量
（一）平面度误差测量
一、实验目的
通过对平面度误差的测量，加深对零件表面实际形状与理想形状之间差异的认识，了解实际生产中平面度测量的二种方法。

二、实验内容
1、建立理想平面
2、被测平面与理想平面比较
3、正确数据处理，得出平面度误差。

三、实验仪器
平板、固定支架活动支架，带测试架的百分表。

四、实验方法
以平板模拟测量基准
1、三点法测量
以通过被测实际表面相距最远且不在一条直线上的三点建立理想平面，并以平行于该理想平面的两包容平面之间的最小距离作为平面度误差。

2、对角线法测量：
以通过被测实际表面的一条对角线的两端点连线且平行于另一对角线两端点连线的平面作为理想平面，再以平行于该理想平面的两包容平面之间最小距离作为平面度误差。

注意：此二种测量方法均为近似方法，所测得的数据处理得的误并值均大于最小区域法测量所判断的误差值，且三点法所判的误差值并不唯一。

但两种近似方法均可判定工件的合格与否。

若有争议可用最小区域法仲裁。

五、实验步骤
1、三点法
(1)以平板模拟测量基准，用一个固定支承，二个可调支承将被测工件表面最远三点调为等值高度，并将指示表针调为零。

(2)移动指示表，纵横等距离测出九点，并记录各测点数值。

(3)数据处理：最高点与最低点数据之差即为平面度误差值。

(4)填好表2-1a，计算平面度误差值。

表2-1a三点法测量平面度误差，单位：___________
平面度误差计算
2、对角线法
(1)以平板模拟测量基准，将被测工件置于平板上用指示表纵横等距离测出被测表面上九点数值，并逐点记录。

(2)数据处理：利用基准对换，将每条对角线两端对换为等值，最大正值与最小负值的绝对值之和即为平面度误差。

(3)填好表2-1b，算出平面度误差。

表2-1b对角线法测量平面度误差，单位：__________
平面度误差计算
六、思考题
1、试述平面度公差带的形状及意义
2、如果平面度的误差不大，是否可用各条截面轮廓的直线度误差的最大值来代替平面度误差？为什么？
（二）径向圆跳动、全跳动、端面圆跳动实验
一、实验目的：
跳动测量是生产实践中应用较广泛的一种测量方法，检测方式简单实用，又具有一定的综合控制功能。

本实验的目的是：
1、掌握形位公差检测原则中的跳动原则。

2、形状误差不大时，用以代替同轴度测量。

3、分析圆度误差与径向跳动的各自特点。

二、实验内容：
1、模拟建立理想检测基准。

2、径向圆跳动、全跳动、端面圆跳动的测量。

3、根据指示表读数值，确定各种跳动量。

三、实验仪器：
偏摆仪、测量表架、指示表。

四、实验方法：
调整偏摆仪两端顶尖同轴，以两顶尖的轴线模拟公共基准，被测工件对顶无轴向移动且转动自如，采用跳动原则，看指示表读数，确定跳动量。

具体检测方法见下表。

五、实验步骤：
1、径向圆跳动测量：
（1）将指示表安装在表架上，指示表头接触被测圆柱表现，指针指示不得超过指示表量程的1/3，测头与轴线垂直，指示表调零。

（2）轻轻使被测工件回转一周，指示表读数的最大差值即为单个测量截面上的径向跳动。

（3）按上述方法在若干个正截面上测量，分别记录，取各截面上测的跳动量中的最大值作为该零件的径向圆跳动。

（4）将测量记录填表2-2。

2、径向全跳动测量
（1）按上述方法在被测工件连续转动过程中，同时让指示表沿基准轴线方向作直线移动。

（2）在整个测量过程中，指示表读数最大差值即为该零件的全跳动。

（3）所测数据填表2-2。

3、端面圆跳动测量
（1）将指示表测头与被测的台阶表面接触，注意指示表指针指示不得超过指示表量程的1/3，指示表读数调零。

（2）轻轻转动工件一周，指示表读数最大差值即为单个测量圆柱面上的端面圆跳动。

（3）按上述方法，在任意半径处测量若干个圆柱面，取各测量圆柱面上测得的跳动中最大值作为该零件的端面圆跳动。

（4）所测数据填表2-2。

六、实验记录表
表2-2 径向圆跳动、全跳动、端面圆跳动实验记录
七、思考题
1、工厂的生产车间常用径向圆跳动测量来判断零件的圆度误差，同轴度误差是否合格，说说其中的道理。

2、以轴线为基准的端面全跳动和端面垂直度，二者的测量是否可以取代？为什么？
(三) 平行度、垂直度测量实验
一、实验目的
1、通过平行度、垂直度的测量，了解定向公差综合控制被测要素方向和形状的能力。

2、熟悉常规测量的方法，培养操作动手能力。

二、实验内容
1、测量面对面的平行度。

2、测量线对面的平行度。

3、测量面对面的垂直度。

4、测量线对线的垂直度。

三、实验仪器
平板、直角尺、（方箱）、可涨心轴、指示表架、指示表、等高V形块。

四、实验方法
以平板模拟平面基准，可涨心轴模拟孔轴线基准，用直接测量方法，由指示表读数通过简单计算，获得各项测量误差值。

五、实验步骤
1、面对面的平行度测量：
（1）将被测零件放置在平板上，在整个被测表面上按规定测量线进行测量，如下图所示。

（2）取指示表的最大最小读数之差作为该零件的平行度误差。

2
3 4
平行度、垂直度测量记录表3-1
七、思考题
1、下面零件示意图如何测量，叙述其测量步骤。

实验三表面粗糙度的测量
一．实验目的
1．学习用针描法测量表面粗糙度的原理和方法。

2．了解2205型表面粗糙度测量仪的组成及性能。

二．实验原理
针描法是用测针直接在被测表面划过从而测出工件的表面粗糙度的方法。

测量工件表面粗糙度时，搭在工件表面的传感器探出的极其尖锐的棱锥形金刚石测针沿被测表面滑行，由于被测表面的轮廓峰谷起伏，引起测针的上下位移，从而使线圈的电感量发生变化，经过放大及电平转换后进入数据采集系统，计算机自动地将采集的数据进行数字滤波和计算，并将测量结果及图形在显示器上显示或打印输出。

其特点是：测量迅速方便，测值精确度高，自动化程度高。

三．实验内容
用针描法测量工件的表面粗糙度。

四．实验仪器
实验仪器为2205型表面粗糙度测量仪，该仪器由传感器、驱动箱、电箱、底座、计算机及打印机组成，能测量26个表面粗糙度参数，测量范围：0.001 ~ 50μm，示数误差：Ra、Ry、Rz＜5%。

五．实验步骤
1．使用前的准备和检查
选用与被测表面相适合的传感器并可靠地安装在驱动箱上；检查接线是否正确，然后接通电源，顺序是：电箱、计算机。

注意：通电时绝对禁止拔插电缆！
2．在Win98启动完成后，双击名为“2205”的图标，运行表面粗糙度测量软件，进入“表面粗糙度测量系统主屏幕”界面，分别输入“编号”、“工件名、“操作员”
等基本属性。

3．将被测工件轻放在工作台上的定位块上，仔细调整升降手轮,使传感器上的测针与被测表面接触，直到使电箱前面板中部的测针位移指示器指示处于两个红带之间（最好在中间的黄灯附近）。

4．将传感器向上抬离被测工件，同时将驱动箱上的启动手柄向左扳到“返回”位置，然后再把启动手柄向右扳到“启动”位置。

5．单击“测量”按钮，显示“测量主程序”窗口，单击“启动测量”按钮，系统开始测量：屏幕上端的窗口显示被测对象的表面轮廓，并自动计算所有的表面粗糙度
参数显示
在
“测
量参
数显
示栏
中”。

6．单击
“打
印”
按
钮，显示“打印程序”窗口，选择打印主题及打印参数后，系统则打印轮廓图及所选参数。

关闭“测量主程序”窗口。

7．若继续测量，则重复步骤3 ~ 5。

8．测量结束后，首先将启动手柄向左扳到“返回”位置，然后关闭电源，顺序是：计算机、电箱。

六．思考题
1．针描法测量工件表面粗糙度的有何特点？
2．车间里常用什么方法测量工件的表面粗糙度？
实验四螺纹参数的测量
一、实验目的
3．学习用影像法测量螺纹单项参数的方法。

4．学习JX13B微机型万能工具显微镜的使用方法。

二、实验原理
将被测件（丝杠）置于照明光路中，由带有正像棱镜的主显微镜形成被测件的放大像，通过目镜中的对准标记进行精密定位，两次定位之间位移则由光栅测量装置精密测出，并将测量数据送入计算机辅助测试软件处理后显示或打印，从而完成非接触式的精密测量。

三、实验内容
使用JX13B微机型万能工具显微镜，采用影像法测量梯形螺纹（丝杠）的螺距、中径及牙型半角等单项参数。

四、实验仪器
实验仪器为JX13B微机型万能工具显微镜。

五、实验步骤
（一）测量准备
1.检查各接线是否正确、可靠，然后接通电源，顺序是：光栅转换器、计算机、变压器。

注意：通电时绝对禁止拔插电缆！
1、在Win98启动完成后，双击名为“JX13B”的图标，运行两坐标测量软件，
进入“两坐标测量软件”界面，如图1所示。

2.选择“数据管理”菜单中“参数输入”选项，在弹出的“打印检定结果参数
对话框”中输入“零件名称”等参数，如图2所示。

3.单击“采集坐标点”图标，显示“数据显示采集窗口”，如图3所示。

图1
图2
图3
4.将被测工件——丝杠可靠地安装在顶针架上，轴向不得有串动。

5．松开纵、横向滑台的锁紧手轮，同时移动纵、横向滑台，将零件的被测部位移至主显
微镜下，然后旋紧锁紧手轮。

6．右手松开主显微架上的止动旋手，左手调整显微镜的粗调焦手轮，将被测工件的影像调整清晰，并旋紧止动旋手固定，再用物镜微调环精调。

7．调整手轮，将主显微镜镜架按照螺纹平均升角倾斜，使螺纹两边同时清楚。

（二）采集数据
1．螺距、中径及牙型半角
（1）旋转纵、横向滑台的滚花手轮，将主显微镜测角目镜中的米字线与螺牙的边界对准，单击鼠标左键，则完成第一个数据的采集。

（2）分别旋转纵、横向滑台的滚花手轮，按下图采集序号为1~11的数据。

2．螺距累积误差（L≤25）
按上述方法采集下图中序号为1~4的数据
（三）数据处理
1．螺距、中径及牙型半角
单击“螺纹计算”图标，显示“螺纹计算对话框”，如图4所示。

选择计算项目，并输入相应坐标序号后（其中序号1、3、2、4用于计算螺距，序号8、9、4、5用于计算中
径，序号3、10、5、6用于计算左半角，序号4、11、7、8用于计算左半角），单击“计算”按钮，便可完成所选项目的计算。

图4
2．螺距累积误差（规定长度L≤25）
单击“两点距”图标，输入相应坐标序号计算两点之间距离，其中序号1、2用于计算Pn左，序号3、4用于计算Pn右，则Pn实际=（Pn左+ Pn右）／2，螺距累积误差ΔP=Pn实际—Pn公称
（四）保存输出测量结果
分别单击“保存”、“打印”按钮，可以完成测量结果的保存和输出。

六、思考题
七、丝杠的测量主要项目是什么？
八、丝杠螺距测量方法分哪两类，分别适合何种精度的丝杠，本实验属哪类？。