万能工具显微镜的螺纹精确测量与误差分析
2023年工具钳工(技师)考试历年真题摘选附带答案
2023年工具钳工（技师）考试历年真题摘选附带答案第1卷一.全能考点(共100题)1.【单选题】旋转体在运转中既产生离心力又产生（）力偶矩叫动不平衡。
A、离心B、向心C、平衡D、运动2.【单选题】在运输企业车辆技术管理中，对车辆维护的分类下列选项不包括的是（）。
A、日常维护B、一级维护C、二级维护D、三级维护3.【判断题】镗床在作空载运转试验时，对运动部件运转时间有一定的要求。
4.【单选题】调整完X6132型主轴轴承间隙后，主轴应以（）rpm转速试运转一小时，轴承温升不得超过60℃。
A、30B、300C、600D、15005.【多选题】附着式升降脚手架的设计计算项目包括（）。
A、脚手架的稳定性验算，变形和抗倾覆B、附着支撑装置变形的验算C、连接杆变形验算D、杆件节点连接强度验算E、吊具、索具验算6.7.【判断题】无机粘结对联结用型孔的加工精度要求可以降低8.【多选题】基坑施工时，如在（）2米范围内挖土时，应采取安全保护措施，并应设专人监护。
A、电力管道B、通信管道C、给水管道D、燃气管道E、排水管道9.【判断题】X8126型万能工具铣床适用于铣削各种倾斜平面及钻、镗斜孔等工作。
10.【单选题】小型V型铁一般用中碳钢经()加工后淬火磨削而成。
A、刨削B、车削C、铣削D、钻削11.【单选题】卧式镗床床身上的垂直平面导轨中部磨损后，用下滑座纵向进给镗孔时，误差将会反映在（）剖面的直线度上。
A、垂直B、水平C、中心D、任意12.【单选题】施工现场安全由（）负责。
A、建设单位B、监理单位C、建筑施工企业D、项目管理单位13.【单选题】安全帽的使用期限，从产品制造完成之日计算，植物枝条编织帽不超过（）年。
A、1B、1.5C、2D、2.514.【判断题】齿厚游标卡尺的两个主尺位置是相互垂直的（）15.【单选题】某项目塔机作业时，起重臂只能往一个方向转动，检查发现如图所示限制器误动作，调整后恢复正常，请问该限制器是（）。
万能工具显微镜放大倍数及视差的调修
PRACT I C E EXPER I E NCE实践 经验工业计量 2009年第19卷第6期 61万能工具显微镜放大倍数及视差的调修万能工具显微镜(以下简称万工显)是一种可用影象法、轴切法以及干涉法按平面直角坐标、极坐标和圆柱坐标能精确地测量长度、角度及各种复杂的几何形状的常用光学与机械相结合的绝对测量计量仪器。
它的物镜配有一倍物镜、三倍物镜和五倍物镜;目镜配有测角目镜、螺蚊轮廓目镜、圆弧轮廓目镜等,这些在使用中配用的物镜和目镜其放大率都必须符合相关技术要求。
本文主要介绍万工显主显微镜放大倍数和读数装置放大倍数以及纵、横向读数显微镜视差的调修。
按照国家计量检定规程JJ G56 2000!工具显微镜∀的要求,主显微镜放大倍数的正确性和读数装置放大倍数的正确性在首次检定和后续检定中都是必检项目,经检定不合格的仪器应调修。
万工显种类很多,主显微镜放大倍数的调修,各种类型的工具显微镜基本相同;读数装置放大倍数的调修,各种类型的万工显从位置上和形式上有所不同。
以下以J X7型(读数显微镜形式)为例,说明其调修方法供参考。
1 万工显主微镜放大倍数的调修根据工具显微镜检定规程,万工显#主显微镜放大倍数的正确性∃的检定方法如下:在主显微镜上安装测角目镜检定时,分别装上各种物镜。
专用刻度尺放置在玻璃工作台上。
升降主显微镜臂架,使在主显微镜视场内见到清晰的刻度尺刻线影像。
调整工作台,使刻度尺平行于纵向滑板的移动方向,转动测角目镜,使测角目镜的示值于零位。
移动纵向滑板,使刻度尺的零线与测角目镜中相距最远的两条刻线中的一条刻线对准,然后观察另一条刻线与刻度尺上相应的刻线是否重合,若不重合时,则从纵向读数装置中读出其偏差 ( m)。
主显微镜放大倍数误差按 = /1000L%100%计算求得,式中:L为检定时所用刻度尺上两条刻线的间距,mm。
在显微镜上安装轮廓目镜检定时,其方法与上述相同。
主显微放大倍数的正确性数值见表1。
万能工具显微镜的测量方法和注意事项
万能工具显微镜的测量方法和注意事项1 概述万能工具显微镜是一种多用途的光学机械式两坐标测量仪器，通常用影响法和轴切法测量精密机械零件的长度、角度和螺纹等。
以直角坐标或极坐标方法测量各种形状和位置复杂的机械零件的形状，例如扁平工件、光滑圆柱、椎体、螺纹的各项参数，刀具的轮廓角及其各项参数，样板和模具的几何形状，凸轮的坐标尺寸，圆弧半径、孔径和孔间距离等。
其长度测量读数可精确到微米，角度测量读数可精确到分，但在测量过程中一些细节的疏忽可导致其准确度大大降低。
本人在长期的工作实践中总结出一些经验。
2 测量方法2.1刀口法和轴切法：刀口法和轴切法是一种光学和机械综合的方法，主要测量螺纹的轴切面，这个方法也用于测量圆柱，圆锥和平的试件，因为调节误差极小不受外来影响。
例如：边缘不光洁，倒角遮住等影响。
应用这种方法的条件是试件要有光滑的平直的测量面，用手把测量刀移到靠住试件，它在测量平面上与试件接触。
对于圆形件，此测量平面与旋转轴相切，平行于刀口边缘的细线表示出试件的轴切面。
用角度测量目镜的基准刻线对准细线。
未磨损刀口的边缘与视场中通过十字线的对准轴线接触，在测量时不必考虑从细线到刀口边缘之间的距离，只有用磨损了的刀口测量时，才要求从量值中减去刀口的误差。
在这里需要注意的是：清除检验面上的灰尘和液体残迹，根据光隙检验刀口位置时，液体残迹会引起误差。
垫板和仪器的顶尖高度是配好的，不可调错，使用前要清洗一下。
2.2阴影法：阴影法纯粹的光学方法，它可以迅速的调节仪器来对准试件轮廓和比较形状。
这个方法要求试件放在自下而上的光路中，并处在对准显微镜的清晰范围内，这样才能得到试件的阴影像。
圆形工件的像是轴向平面的轮廓阴影，而平试件的阴影像决定于其边缘。
应用旋转目镜和角度测量目镜上的刻线与阴影相切而测量。
把试件的形状与自绘的图形比较时，可以用投影装置，使用双目观察。
2.3反射法：反射法和阴影法相似，也是光学接触法，反射法的特点是可以测量边缘和标记，例如：划线，样冲眼等此法也可以用旋转目镜的刻线图形来比较形状。
浅谈万能工具显微镜测量技术
角度 ， 并可检验复杂的几何形状 ， 是常用的一种光学计量仪 器。通过文章对工具显微镜的测量技术作一简单介绍。
关键词： 万 能工 具显 微镜 ； 测 量方 法 ； 瞄 准
万能工具显微镜一般是通过主显微镜 瞄准工件影像进行测量 的， 它 以影 像 法轴 切 法 、 接触 法 和 干 涉法 按 平 面直 角 坐 标 ， 极 坐标 及 圆柱 坐标 精 确 地 测 量 长 度 和 角度 ， 并 可 检 验复 杂 的几 何 形 状 ， 是 常 用 的一 种 光学 计 量 仪 器 。 其 工作 原 理是 ： 将 测 件置 于 照 明 系统 中 ， 通 过 带 有 正 象棱 镜 的 中央 显微 镜 ， 经物镜放大 ， 将 影 像 显 于 目镜分 划 板 上 使与 目镜分 划 板 上 的各标 记 进 行 瞄准 定 位 ， 最 后 借助 于 纵 横 向 读 数 系统 ， 确 定 两 次定 位 的坐 标位 置 ， 从 而 达 ＮＯ ｎ ， ￣ 量 的 目的 。 １仪 器 的正 确 使 用及 测量 前 的 准备 工作 １ ． １测量 前 检查 仪 器 是否 处 于正 常 工作 状 态
数 只 有差 。 三 个 数 才有 比较 。 ３测 量方 法 分 类 ３ ． １按测 量 坐标 分 万 能工 具 显微 镜 有 四种 坐标 测 量 。 ３ ． １ ． １直 角 坐标 测 量 ：就是 把 仪 器 主体 的两 个 相互 垂 直 的 运 动 方 向作 为 ｘ和 Ｙ坐标 。要 确 定测 件 上某 点 的位 置 ， 首 先 要确 定 测 件 上 的基 准坐 标 ， 确 定 测件 基 准 （ 点、 线、 面） 在仪 器 的 坐标 位 置 。 ３ ． １ ． ２ 极坐 标 测 量 ： 与 直 角 坐标 所 不 同 的是 测 量 一 个 坐 标 ｘ ． 或 Ｙ ； 另一个 是与 ｘ轴 的夹角 这样同样能确定某点 Ａ的位 置 ， 但它 必 须借 助 于仪 器 的 附件 —— 光 学 分度 台完 成 。 １ ． ２ 测 量方 法 的选 择 ３ ． １ ． ３ 圆筒 坐 标测 量 ： 也 叫圆柱 坐 标 测量 。 例如 ： 某 测 件 为 圆筒 ， 分 析测 量 特点 。 运 用测 量 原 理 ， 选择 测 量基 准 及 瞄准 方式 ， 根据 圆筒 上 螺旋 线 上 的一 点对 ｘ 轴 的 转 角 及 这 点 的 某 一 个 坐 标 ｘ ， 适 当 的测量 条 件及 测 量误 差 的 分 析 而确 定测 量 方 法 ， 以保 证制 造 出 同样也 能 确 定这 一 点 的位 置 。 这种 测量 也 必 须借 助 仪 器 的附 件 光学 质 量合 格 的零 件 及产 品 。测 量 方法 还 得讲 究 效益 、 降低 成本 。 分 度 台完 成 。 １ ３ 测 件 清洗 ３ ． １ ． ４立体 坐标测量 ： 在完成 ｘ， Ｙ两方 向测量后 ， 还得要有 第 把 测 件 的基 准 和被 检 的点 、 棱边 、 面、 孔、 圆弧 等 上 的 毛 刺 、 铁 屑 三坐 标 ｚ 方 向的 测量 （ 这 个 测量 可 借 助 测 高装 置 来 完 成 ） ， 这 样 就 能 及 油 污清 洗 干净 。 确 定 某 一点 的空 间位 置 。 １ ． ４测 件 恒 温 ３ ． ２ 按 测量 方 法分 测 件 和仪 器 应 同在 ２ ０ ％情 况下 才能 进行 测量 ， 应 当恒 温在 ２ ０ ℃ ３ ． ２ ． １影 像 法 ： 是 利 用 中 央显 微镜 的标 记 ， 对 影 像 进 行 瞄 准定 位 ± １ ℃的范 围内 ， 否 则就 有误 差 。温度 不 同 时 ， 所 引 起 的误 差 可用 下 列 的测 量 方法 。 公式计算 ： ３ ． ２ ． ２ 轴切 法 ： 是 利 用 中 央显 微 镜 的标 记 ， 对 通 过 测 件轴 心 线 并 ＡＬ ＝ Ｌ ￣ ａ （ Ｔ ｐ － ２ ０ ） 一 （ Ｔ 『 ． 一 ２ ０ ） ］ 利 用测 量 刀 上 的刻 线进 行 瞄 准定 位 的测 量 方法 。 式中： △Ｌ为测 件 与基 准 件 线 膨胀 系数 不 同 且不 同一 温 度 测 量 ３ ． ２ ． ３ 接 触法 ：是利 用 中央 显 微镜 的标 记 ，对 和 紧靠测 件 测 量 而 引起 的测 量 误差 。 点、 线、 面 的 光学 测 孑 Ｌ 器 的测 头 连 在 一起 的 双刻 线 进 行 瞄准 定 位 的 Ⅸ 和Ｔ 为测件 的线膨胀系数 和温度。 测 量 方法 。 Ｏ ｔ 和Ｔ 为基 准件 的线 膨 胀 系数 和 温度 。 ４ 瞄准 假 如测 件 与基 准 件 温度 相 同 ， 则 公 式可 简 化成 ： 对被 定 位对 象 点 或其 它 形状 曲线 进行 定 位 的过 程 叫 瞄准 。 它 包 Ａ Ｌ ＝ Ｌ （ ％－ ｃ ｑ ， ） （ Ｔ － ２ ０ ） 括 调 焦 和压 线 。 也 可 以根 据 上述 公 式反 过 来确 定测 件 应 恒温 到 什 么程 度 。 ４ ． １调焦 １ ． ５测 量需 要 的 专用 工 具应 事 先 准备 好 ， 如 芯棒 、 量棒 、 刀 口尺 、 目视式 光学 计 量 仪 器 ， 在测量时 ， 必 须在 视 场 里 能 同 时 观 察 到 平尺 、 垫铁 及 各种 扳 手 等 。 清晰 的 分划 线 和 测件 影 像 。分 划 线 和测 件 影 像 不在 同一 焦 面 上 ， 测 １ ． ６选 择 物 镜倍 率 量时会感到压线非常困难 ， 造成观察位置的移动 ， 几次读数 出现不 １ ． ６ ． １按测 件 制造 公 差 的大 小 而选 用 。 公 差 大 的选 用低 倍 物镜 ； 同数 值 ， 从 而 降低 了测量 的精 密度 ， 使 数 据 发散 。 公 差小 的选 用 高倍 物镜 。通 常选 用 ３ 倍 物镜 。 ４ ． １ ． １视 度调 节 ： 视场内观察米字线是否清晰 ， 若不够清 晰 ， 可 １ ． ６ ． ２观察范围大的选用低倍物镜；观察范围小的选用高倍物 调 节 目镜 。使 视 度 和测 量 者 的视 力相 适 应 。 镜。 ４ ． １ ． ２ 焦距 调 节 ： 移 动 中央 显微 镜 （ 粗动或微动） ， 使 视 场 内 的测 １ ． ６ ． ３用 螺 纹轮 廓 目镜 、 光 学灵 敏 杠 杆与 轴 切法 测 量 时需 选 用 ３ 件 影像 清 晰 。对 于 不 同 的测件 ， 应 用 不 同 的调 焦方 法 进 行调 整 。 倍物镜。 ４ ． ２ 与 瞄准精 度 有 关 的 因素 １ ． ６ ， ４ 干涉 法 测量 选 用 ５ 倍 物镜 ，对 于螺 距 大 于 ３毫 米 的可 选 ４ ． ２ ． １与 视场 亮 度 有 关 ： 视 场亮 度 要 适 中 。 既不 能 太 暗 ， 也 不 宜 用３ 倍 物镜 。 太亮。 虽然 这 由测 量 者 自己决 定 。 但必 须 遵 守下 列 原 则 ： 当光 栏 直 径 １ ． ６ ， ５根据圆弧 目镜分划板上所规定 的物镜倍率选用物镜。 确定后 ， 视场 亮 度 的调 节 ， 只能 改变 光 源 的 电阻 。 亮度 的调 节应 当使 １ ． ６ ． ６测量角度时选用物镜倍率应使角边轮廓线充满视场。测 线 压 轮廓 时 ， 暗的 （ 轮廓） 部分 要 较 亮 ， 而亮 的（ 透光） 部分 要 较 暗 。 量螺纹时 ， 当螺距小于 ０ 。 ５ 毫米的 ， 应选用 ５ 倍物镜 。这样才能使角 ４ ． ２ ． ２与 压线 方 式 有 关 ： 用 虚 线 压线 要 比用 实 线 压线 精 度 高 。 一 边 轮廓 在 视 场 内较 长 ， 瞄准 误 差 较 小 。螺 距 大 于 ０ ． ５毫 米 则 应 选用 般 线 压 线 的 瞄 准 精 度 为 １ ０ ” 一 １ ５ ” ，双 线 套 单 线 的 瞄 准 精 度 为 ７ ” 一
万能工具显微镜的外螺纹测量原理和检测方法
万能工具显微镜的外螺纹测量原理和检测方法摘要：本文主要概括性的介绍了基于万能工具显微镜及CCD的外螺纹尺寸测量前所做的关于实验环境的前期准备工作。
螺纹参数测量之前，首先要对外螺纹的参数要有详细清楚的了解，确定评价螺纹性能所需要的参数。
为实现机器视觉，需要确定所使用的CCD相机以及合适的光学系统。
对于目前万能工具显微镜现有的光学系统以及所需使用的照明环境进行了探索。
关键词：万能工具；工具显微镜；测量原理；检测方法1相关概念及原理概述1.1万能工具显微镜万能工具显微镜是采用光栅细分和数字化技术的一种高效率的光学计量仪器，具有读数直观、简便和提高工作效率等特点，广泛地应用于各企业的计量检测、各级检测和校准试验室以及其他科学研究等部门的计量检测工作。
仪器可用影像法、轴切法或接触法按直角坐标或极坐标对机械工具和零部件的长度、角度和形状进行精密测量。
主要测量对象有：刀具、量具、模具、样板、螺纹和齿轮类工件及其它小型精密机械零件。
1.2螺纹参数测量原理借助于万能具显微镜进行手动方式测量外螺纹参数过程繁琐，而且精度也比较低，主要用于精度要求不高的场合。
如果要求精度高、速度快，必须寻求其他更快捷的方法，机器视觉测量则可以实现这一需求。
机器视觉测量则是借助于计算机实现图像的拍摄、处理与测量。
首先由图像采集设备拍摄图片并保存，之后经过用户编写的图像处理软件对采集到的图片进行处理，提取出螺纹牙型轮廓之后进行相关的测量。
但是对于螺纹参数的测量，首先要明白螺纹参数的定义。
图螺纹参数定义中轮廓线均是直线，所以在经过算法提取出螺纹轮廓之后，需要选择合适的直线拟合算法将轮廓拟合成直线才能进行测量算法的验证。
2 检测系统配置需求本研究是基于万能工具显微镜的硬件和光学系统平台进行硬件上的改进之后，开发出螺纹参数测量系统，实现外螺纹参数的自动化测量。
在显微镜平台上，需要添加相机、光栅位移传感器、数据采集卡、位移数显表等。
检测系统工作原理如图2-1所示。
螺纹加工仿真及误差分析的基本原理和方法
螺纹加工仿真及误差分析的基本原理和方法
1、螺纹牙型角超差
（1）车刀的牙形角磨削不准确。
应重新刃磨，螺纹车刀的前角磨成大于或小于0度。
前角越大，牙形角误差也越大。
一般车削精度较高的螺纹时，前角宜取0至3度，车削一般精度的螺纹时，前角取小于12度。
车刀刀尖角的值按式：刀尖角=牙型角×cos（前角）选取，同时保证车刀两侧刃有足够的锋利。
（2）车刀安装不正确
不是偏高就是偏低或者左右歪斜，则车得的螺纹牙型也会相应地偏左或偏右。
所以车刀刀尖要对准工件轴线，校正车刀刃形平分角线，使其与工件轴线垂直，正确选用法向或轴向安装车刀。
（3）车刀磨损严重。
应及时换刀，提高刃磨质量，降低切削用量。
2、螺距超差
螺距误差包括周期性的误差和积累误差的超差。
主要是设备的问题以及操作失误造成的。
机床主轴或机床丝杠轴向窜动太大，交换齿轮间隙不当。
机床导轨对工件轴线的平行度或导轨的直线度超差等。
应很好地维修检查设备精度。
3、螺纹中径
螺纹中径超差，主要是几何形状超差，造成的主要原因是机床主轴圆柱度超差，工件外圆圆柱度超差或中心架配合太松，应维修机床
主轴使符合要求，提高工件外圆精度，减少配合间隙。
常用螺纹检测方法的优缺点介绍
本文梳理了几种常用螺纹检测方法的优缺点，和大家进行分享。
1、螺纹量规
优点：效率高、便于批量检测
缺点：只能针对单一公差尺寸测量、无法提供测量的精确数据，人为影响大。
螺纹量规规格种类繁多、检测精度不高。
2、测长机、千分尺
优点：三针测量外螺纹中径，量球测量内螺纹中径，操作比较简便
缺点：只能测量单一中径，如果不对螺旋升角、螺距误差、牙型角偏差进行补偿，可能会引入5um以上的误差，而内螺纹的螺距和牙型角用传统方法无法测量。
3、万能工具显微镜
优点：一次可测出多个参数
缺点：只能测量外螺纹，且对螺纹表面质量要求高
4、三坐标测量机
优点：一次可测出多个参数
缺点：测量头结构偏大，对小螺纹和内螺纹的测量有局限性，测量仪成本较高。
5、螺纹综合测量机
一次可测出多个参数，根据牙型轮廓和螺纹参数定义直接计算，测量精度高、速度快、范围广，可测量小螺纹和内螺纹。
螺纹样板示值误差测量结果不确定度评定
螺纹样板螺距示值误差测量结果不确定度评定
1 概述
1.1 测量依据：JJG 60-2012《螺纹样板检定规程》。
1.2 环境条件：温度（20±3）℃。
1.3 计量标准：万能工具显微镜
1.4 被测对象：螺纹样板
1.5 测量方法：使用万能工具显微镜对螺纹样板进行测量,用测量软件对测量数据进行处理，可测得螺纹样板的示值。
2 数学模型
s L L L -=∆
式中：L —螺纹样板示值;
s L —万能工具显微镜示值。
3 灵敏系数
1/1=∂∆∂=L L c ； 1/2-=∂∆∂=s L L c
4 标准不确定度评定
4.1输入量L 的标准不确定度)(L u 评定
输入量L 的标准不确定度来源主要是测量重复性引入的标准不确定度)(L u ，用A 类标准不确定度评定。
选择螺距为6mm 的半径样板，重复测量10次，计算单次实验标准差：s=1.6m μ,则：)(L u =s =1.6m μ
4.2 输入量s L 的标准不确定度)(s L u 评定
输入量s L 的标准不确定度来源主要是万能工具显微镜的不确定度引入的标准不确定度)(s L u ，用B 类标准不确定度评定。
万能工具显微镜的不确定度引入的标准不确定度)(s L u ，采用B 类方法进行评定。
查检定证书可得，万能工具显微镜的扩展不确定度m U μ1=;k=2
)(s L u =1m μ/2=0.5m μ
5 合成标准不确定度
m m u c μμ7.15.06.122=+=
6 扩展不确定度
取置信概率为95%,包含因子k =2
=U 1.7m μ×2=3.4m μ。
实验3 螺纹误差的测量
一、实验目的1．了解工具显微镜的测量原理及结构特点。
2．熟悉用万能工具显微镜测量外螺纹主要参数的方法。
二、实验内容用万能工具显微镜测量螺纹塞规的中径、牙型半角和螺距。
三、仪器工作原理影像测量法即用被测件的轮廓作为瞄准目标进行定位的测量方法。
被测件置于照明光路中，由带有正像棱镜的主显微镜形成被测件的放大像，通过目镜对准标记进行精密定位。
而两次定位之间位移则由光栅测量装置精密测出，并将测量数据显示式打印记录，或处理后再打印记录，从而完成非接触式的精密测量。
四、仪器结构、规格1.仪器规格： X 向行程：200mm Y 向行程：100mm顶针间的最大夹紧长度：700mm 顶针间能容纳的最大直径：φ100mm 主显微镜立柱的倾斜范围：±12° X 、Y 向分度值：0.0002mm 测角目镜角度分度值：1′主显微镜立柱倾斜角度分度值：30′。
主要零部件（1）底座：支承纵（X ）、横（Y ）向滑台及主显微镜与照明设备作相对移动。
光栅读数12356 789头牢固地装于底座上。
（2）纵向滑台：可作粗细移动，在滑台左侧装有光栅尺。
（3）横向滑台：可作粗细移动，在滑台后侧装有光栅尺。
纵、横向滑台各有锁紧手轮一个，松开锁紧手轮，可用手移动滑台，使零件在纵、横向作自由移动，而使之置于主显微镜下观测，然后，用些手轮锁紧，便可用滚花手轮4、10作纵、横向微调。
注意，在操作之前，应使其置于中间位置，即白线所指示位置，其微调范围由两红线指示出来。
在工作时应注意，切勿将手靠于滑台上，否则将影响仪器的精度。
（5）主显微镜：①主显微镜管：与悬臂牢固地联系在一起而支持在主显微镜上，其高度方向的粗调焦用手轮进行，并可用止动手轮固定，而精调焦则用精调环来进行。
注意，测量过程中不必调焦。
②测角目镜：用于角度、螺纹及座标的测量。
在其上装有转动的米字分划板（图3-2），此分划板的转动中心在显微镜的光轴上，转动是用手轮进行的。
万能工具显微镜上螺纹中径的测量与误差分析
左 边 （ 后） 左边 （ 前） 读 数 ２ 、１ ９ ３ ３ ４ ６ 读数 ３ 、 ３ ７ ６ ９ １ １ ３ 、 １ ９ ３ ３ ５ ３ 平均值 １ ９ ． ３ ３ ５ ０ 平均值 ３ 、 ３ ７ ６ ９ １ ６ ３ ７ ６ ９ １ ３ １ 、 ３ ７ ７ １ ２ １
台 １ ５ 一横 向 标 尺
法来进行。当光线投射后 ， 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
１ ０ 一底 座
１ 卜 横 向 微 调
轮廓影像 ，并通过该量仪的工作 台纵向、横 向标 尺ｆ 相 当 于直 角 坐标 系 的 ｘ 、ｙ坐标 ） 和 角度 示 值
１ Ｊ Ｘ７型万 能工具显微镜介绍
用万 能工 具显 微镜 测 量外 螺纹 中径 是 以影像
１ 一 目镜
２ 一 角度 示值 目镜 及 光 源 ３ 一锁 紧
螺钉 ４ 一镜 筒 ５ 一立柱 倾斜 手轮 ６ 一顶 尖座 ７ 一 纵向滑台 ８ 一纵 向 滑 台锁 紧轮 ９ 一纵 向 微 调 １ ２ 一横 向 滑 台锁 紧轮
３测 量 结 果
表２ Ｍ２ ０ ２ ． ５ ａｍ，一个完善的 中径测量 ｒ
Ｉ 、１ ９ ３ ３ ５ ２ ｌ 、３ ７ ６ ０ １ ２
接通电源 ，将被测螺纹件牢牢地安装在两个 顶 尖 ６之 间 ，把 角 度示 值对 准 零位 。 根据 被测 螺
纹尺 寸 ，查 出适 宜 的光 阑直 径 ，然后 调 好光 阑的
２ ０ １ ７ 年第 ２ 期
２测 量 方 法
青 岛远洋船员 职业学院学报
Ｑ ｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ Ｙ ｕ ａ ｎ Ｙ ａ ｎ ｇ Ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｙ ｕ ａ ｎ Ｚ ｈ ｉ Ｙ ｅ Ｘ ｕ ｅ Ｙ ｕ ａ ｎ Ｘ ｕ ｅ Ｂ ａ ｏ
4螺纹参数测量实验报告
实验三、用万能工具显微镜测量螺纹主要参数
一、实验目的
1、了解万能工具显微镜的测量原理及结构特点。
2、掌握用万能工具显微镜测量外螺纹中径，螺距和牙型半角的方法。
二、实验设备：万能工具显微镜
测角目镜，顶尖，曲轴
三、测量原理
影像法测量外螺纹中径，牙型半角和螺距。
四、实验步骤
1、利用调焦杆进行调焦；
2、擦净仪器被测螺纹，将工件小心地安装在两顶尖之间，拧紧顶尖的固紧螺钉
4、根据被测螺纹的尺寸，调节光澜。
5、调节立柱倾斜一个个螺旋升角角度
6、测量螺纹主要参数：
（1）测量中径 左2d = 右2d =
取两者的平均值作为实际中径： 2222右左实际d d d +==
图 1 图 2
（2） 测量牙型半角
2α（Ⅰ）= 2α(Ⅱ)= 2α(Ⅲ) = 2
α（Ⅳ）= 按下述方式处理： 2222）（）（（左）ⅣⅠααα+== 2
22
2）（）（（右）ⅢⅡα
αα+==
（3） 测量螺距
左（实）和np np = 右（实）左（实）和np np =
取它们的平均值作为螺纹n 个螺距的实际尺寸：2右（实）
左（实）实nP nP nP +=
图 3
n 个螺距的累积偏差为：
np np p -=∆实
思 考 题
1. 用影象法测量螺纹时，立柱为什么要倾斜一个螺旋角ψ？
2. 用工具显微镜测量外螺纹的主要参数时，为什么测量结果要取平均值？。
螺纹量规中径影像测量方法及误差分析
螺纹量规中径影像测量方法及误差分析
刘兴富
【期刊名称】《宇航计测技术》
【年(卷),期】2000(020)006
【摘要】在万能工具显微镜上用影像法测量普通螺纹量规中径的方法,符合
GB/T14791-1993<螺纹术语>中径定义.误差分析和测量实践表明,螺距偏差、牙型半角偏差对中径测量没有影响、测量结果与三针测量值的可比性较好,并可在微机型万工显上直接显示测量数据和打印检测结果.
【总页数】6页(P29-34)
【作者】刘兴富
【作者单位】陕西省柴油机厂，713800
【正文语种】中文
【中图分类】TG85
【相关文献】
1.圆柱螺纹量规中径的测量方法探析 [J], 陈康
2.大尺寸圆锥螺纹量规基面中径测量方法 [J], 张波;曾燕华;张文建;唐冬梅
3.圆锥螺纹量规中径测量方法探讨 [J], 顾杨丹
4.用坐标法测量螺纹量规的中径及误差分析 [J], 刘兴富
5.测量螺纹量规中径的新方法及其误差分析 [J], 刘兴富
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万能工具显微镜的螺纹精确测量与误差分析
万能工具显微镜的螺纹精确测量与误差分析发表时间：2017-08-07T15:35:13.227Z 来源：《电力设备》2017年第11期作者：成欣[导读] 摘要：在现代的工程工具之中，其螺纹的部分是非常重要的，因为螺纹的质量好坏会影响到整体机械的稳定性以及可靠性（扬州市计量测试技术研究所江苏扬州 225000）摘要：在现代的工程工具之中，其螺纹的部分是非常重要的，因为螺纹的质量好坏会影响到整体机械的稳定性以及可靠性。
所以，正是因为如此，对于螺纹的精确测量就必须要得到高度的重视，但是，在对螺纹进行精确测量的时候，有一个不可避免的问题，就是螺纹的牙型这一部分会出现一定的遮挡情况，这就会使得传统的测量方法一定会出现较大的误差。
那么本文旨在通过万能显微镜，用机器测量的方法来做到对螺纹的精确测量以及对可能出现的误差做出一定的分析。
关键词：螺纹精确测量；万能工具显微镜；误差分析1 现代对螺纹进行精确测量的现状截止到目前为止，根据国内外大量的研究数据表明，目前对于螺纹的精确测量方法主要分为两种：触摸式测量以及非触摸式测量。
其中触摸式测量最先得到发展，目前国内外已经研制出了许多可以对螺纹进行触摸直接测量的装置，如图1所示就是德国出产的测量装置。
图1 德国产螺纹测量装置那么在非触摸测量方面，虽然其计算过程相对于触摸式测量较为的复杂，可是其也有着无与伦比的优越性，因为其可以有效的减少对螺纹测量之中的误差，所以目前已经成为了螺纹测量界主要的发展研究方向。
其主要的研制方法是通过使用万能工具显微镜或者是对其进行一定的改良之后，使用机器的视角来对于螺纹进行精确的测量。
2 万能工具显微镜的精确测量与误差原因解析根据上文之中所述，目前使用机器视角来对于螺纹进行测量已经成为主流的发展趋势，那么使用机器视角进行测量主要就是通过使用万能工具显微镜来实现的。
这一测量技术目前已经得到了广泛的运用。
所谓万能工具显微镜的精确测量，简单的解释而言就是通过机器的视角首先对螺纹进行详细的观察，之后通过光学成像的方法让螺纹中的牙型部分可以清晰的呈现在分析屏幕之中，这样就可以做到避免这一部分出现较大的测量误差，最后通过一定的数学算法以及现代的图像分析技术，得到详细的螺纹牙型部分的分析数据，有了这些分析数据之后，就可以通过技术人员的计算，最终得到精确测量的结果。
万能测长仪测孔误差分析
万能测长仪测孔误差分析摘要：万能测长仪采用双测钩测量孔径，由于两测量头不可避免地发生相互偏移，从而导致不容忽视的误差产生。
文中对万能测长仪测孔时因两测头偏移而产生的误差进行分析，并提出消除该误差的方法。
关键词：万能测长仪；内测量钩；偏移；测量误差中图分类号:TG812 文献标识码:B0 引言万能测长仪是孔径精密测量仪器之一，它采用两内测钩测量孔径，其方法是用一标准环规调好零位，然后对被测环规或内孔零件进行比较测量。
在用一标准环规比较测量一些环规时，发现测出的环规直径住住与环规实际直径差0.02～0.04毫米，甚至差得更多。
通过多次采用万能工具显微镜灵敏测头等方法校验被测环规直径，证明环规直径本身无问题。
1 误差产生之原因分析通过一系列的分析和试验工作，（当时还对两测量头半径r及标准环规作了细致的检查）。
发现主要问题是两测量头（固定测头与活动测头）相互偏移即两测量头中心的连线与测量轴线方向不平行所致。
如图1所示：1一活动测头 2一测量轴线 3一固定测头2 两测量头相互偏移对测量精度之影响试验采用的标准环规直径是 16.001毫米。
为说明两测量头相互偏移对测量精度的影响情况，现以该标准环规作比较测量时所产生之测量误差分四个问题谈(对于标准环规本身之误差、测量视差以及温度之影响在此不作研究):2.1 被测环规直径2R1小于标准环规直径2R时，如图2所示：设a是在万能测长仪上两次读数之差，理论a值为a理，实测的a值为a测，此时有a测=a1-a2 a理=D-D1而△D1=a测-a理[1]= a1-a2 -(D-D1)= a1-D+D1-a2= N一n式中a1——用标准环规调零时所得读数；a2——装上被测环规所得读数；故：当被测环规直径2R1小于标准环规直径2R时，产生测量误差之大小按下列公式求得：△D1=N一n (1)式中△D1——被测环规直径的测量误差(mm)N——固定测头与被测环规接触时，接触点到此环规测量轴线方向最高点间之距离(mm)n——固定测头与标准环规接触时，接触点到此环规测量轴线方向最高点间之距离(mm)D(R)——标准环规直(半)径(mm)D1(R1)——被测环规直(半)径(mm)δ——两测头之相互偏移量(mm)按公式(1)、(2)、(3)逐项代入，得出△D1，此时△D1为正值。
万能工具显微镜的螺纹精确测量与误差分析
摘要：万能工具显微镜是机械行业使用最为广泛的一种测量仪器，对万能工具显微镜的螺纹测量的研究，能够克服传统螺纹测量的缺陷，同时能够提高测量精度和工作效率。
关键词：万能工具显微镜、螺纹、测量accurate measurement and error analysis of thread form universal tool microscope jing tao xin hua xiao（department of electromechanical engineering， hubei polytechnic university，huangshi， hubei， 435003）1 引言万能工具显微镜是光学计量仪器中最常用的一种多用途计量仪器，因其性能稳定、测量精度高、操作方便而在机械制造业、计量测试所广泛使用的。
通过对基于万能工具显微镜的螺纹测量的研究，能够克服传统螺纹测量的缺陷，同时能够提高测量精度和工作效率。
2 微机型万能工具显微镜的构成及功能介绍2.1万能工具显微镜的构成2.2测量方法我们将采用轴切法对螺纹测量进行研究。
轴切测量法是利用万能工具显微镜的放大、操纵系统和读数装置，使测量刀之刃线与测量对象表面相切至密合后，用刀刃上刻线代替被遮住的测量对象表面来对准目镜中相应虚线的一种测量方法。
测量方法如图2所示。
测量时先把被测件顶在工具显微镜两顶针之间，小端放在右面，采用五把测量刀，其中一把切于小端平面，另外四把压在距小端第一个完整牙型的四个牙面大约中径位置处。
自小头直径端面起，第一牙的距离和处的中径可由式（1）和式（2）计算：（1）（2）同样的方法测量并计算出最后一个完整牙型到小头直径端面处的距离l2和l2处的中径d2。
（3）（4）则基面长度l基处的基面中径计算出来：（5）式中：k为中径处的实际锥度，3 测量软件的应用3.1软件的工作界面3.2软件的采集功能与组合计算功能采集功能可以采集点、直线、圆、圆弧、两点间的距离、点到直线的距离、两直线的夹角及焦点坐标以及计算两圆圆心的距离。
万能工具显微镜使用说明
万能工具显微镜使用说明1.品名：JX13B微机型万能工具显微镜2.规格：1300×1250×8003.测量特性：测定螺纹.角度等4.使用说明：4.1用影像法测量。
插上目镜，接通电源，由视度圈调整至目镜视场内的分划板刻线最清晰为止，应使视觉神经尽量放松，以免观察疲劳。
4.2打开主机及显示器,点击二坐标测量软件进入工作界面。
4.3将被测零件放置在测量台的透明玻璃板上，平稳地移动滑台，使零件的被测面移至主显微镜下，将悬臂上的止动旋手松开调整镜管的高低直至影象大致清晰，再用物镜的微调整环调整直至清晰。
4.4根据被测件所要求的技术条件，在二坐标测量软件的工作界面中点击相应的测量工具进行测量。
4.5测量平面零件时，使被测零件图象的边缘与主显微镜视场中的十字分划线重合，并保证被测方向与纵向或横向滑台的方向平行，移动滑台进行采点测量,在显示器上读出精确数字，得到所需要的值..4.6要用顶针架测量零件时，先将透明玻璃板移开，再将定焦杆装在顶针架上，并用手纵向腿一下，不应有松动。
松开主显微镜架上的止动旋手，调整显微镜的高低,使定焦杆缺口处刀口所成的影象位于视场中，调整物镜微调使成象清晰，下一次检验零件时，装上后即呈现清晰现象。
4.7在V型架内测量被测件，首先移动横向滑台，使显微镜中心线与零件轮廓线重合，调整目镜与物镜使影像清晰，并注意调整V型支架，使被测件轴线与纵向滑台移动方向一致。
4.8另外还可使用轴切测量法和双光束干涉条纹测量法测量零件，使用方法省略。
5．注意事项5.1仪器未经校验合格者(未贴合格标签)禁止使用。
5.2仪器的导轨、滑台、基准面和精密滚动轴承等要保持干净.润滑，避免灰尘。
5.3仪器应经常擦洗和涂油，不使用时用防尘罩罩好。
5.4不用的日镜和物镜应放入干燥缸内，以免镜片发霉。
5.5零件测量时轻拿轻放，以免损坏玻璃工作台面、导轨及滑台。
螺纹参数测量实验报告
螺纹参数测量实验报告用万能工具显微镜测量螺纹螺距及中径一、实验目的1、了解万能工具显微镜的测量原理及结构特点，并学会使用。
2、掌握用万能工具显微镜测量外螺纹中径，螺距的原理及方法。
二、测量原理万能工具显微镜测量原理为影像法，通过放大被测工件及标准尺在显微镜下测量微小的尺寸。
三、实验步骤1、螺纹中径测量（a）将立柱顺着螺纹方向倾斜一个螺旋升角ψ；（b）找正米字线交点位于牙型沟槽宽度等于基本螺距一半的位置上，（c）将目镜米字线中两条相交60度的斜线分别与牙型影象边缘相压：记录下横向千分尺读数，得到第一个横向数值a1、a2；（d）将立柱反射旋转到离中心位置一个螺纹升角ψ，依照上述方法测量另一边影象，得到第二个横向读数a3、a4；（e）两次横向数值之差，即为螺纹单一中径：d2左=a4－a2，d2右=a3－a1，最后取两者平均值作为所测螺纹单一中径。
2、螺纹螺距测量：（a）使目镜米字线的中心虚线与螺纹牙型的影象一侧相压；（b）记下纵向千分尺的第一次读数，然后移动纵向工作台过五个螺距，再次使虚线与相邻牙的同侧牙型相压，记下第二次读数，算出两次读数之差即为五个螺距之和；（c ）在螺纹牙型左右两侧进行两次测量，取其平均值为螺距的实测值：2555右（实）左（实）实P P P +=四、数据记录及处理1、螺距左侧：5左（实）P =18.94-13.58=5.36mm右侧：右（实）5P =18.37-13.67=4.7mm所以：2555右（实）左（实）实P P P +==5.03mmP=1.0mm2、中径（mm ）所以：d 1左=a 4－a 2=15.50mmd 1右=a 3－a 1=15.28mmd 1= (d 1左+d 1右)/2=15.39mm。
实验3 螺纹误差的测量
一、实验目的1．了解工具显微镜的测量原理及结构特点。
2．熟悉用万能工具显微镜测量外螺纹主要参数的方法。
二、实验内容用万能工具显微镜测量螺纹塞规的中径、牙型半角和螺距。
三、仪器工作原理影像测量法即用被测件的轮廓作为瞄准目标进行定位的测量方法。
被测件置于照明光路中，由带有正像棱镜的主显微镜形成被测件的放大像，通过目镜对准标记进行精密定位。
而两次定位之间位移则由光栅测量装置精密测出，并将测量数据显示式打印记录，或处理后再打印记录，从而完成非接触式的精密测量。
四、仪器结构、规格1.仪器规格： X 向行程：200mm Y 向行程：100mm顶针间的最大夹紧长度：700mm 顶针间能容纳的最大直径：φ100mm 主显微镜立柱的倾斜范围：±12° X 、Y 向分度值：0.0002mm 测角目镜角度分度值：1′主显微镜立柱倾斜角度分度值：30′。
主要零部件（1）底座：支承纵（X ）、横（Y ）向滑台及主显微镜与照明设备作相对移动。
光栅读数12356 789头牢固地装于底座上。
（2）纵向滑台：可作粗细移动，在滑台左侧装有光栅尺。
（3）横向滑台：可作粗细移动，在滑台后侧装有光栅尺。
纵、横向滑台各有锁紧手轮一个，松开锁紧手轮，可用手移动滑台，使零件在纵、横向作自由移动，而使之置于主显微镜下观测，然后，用些手轮锁紧，便可用滚花手轮4、10作纵、横向微调。
注意，在操作之前，应使其置于中间位置，即白线所指示位置，其微调范围由两红线指示出来。
在工作时应注意，切勿将手靠于滑台上，否则将影响仪器的精度。
（5）主显微镜：①主显微镜管：与悬臂牢固地联系在一起而支持在主显微镜上，其高度方向的粗调焦用手轮进行，并可用止动手轮固定，而精调焦则用精调环来进行。
注意，测量过程中不必调焦。
②测角目镜：用于角度、螺纹及座标的测量。
在其上装有转动的米字分划板（图3-2），此分划板的转动中心在显微镜的光轴上，转动是用手轮进行的。
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摘要：万能工具显微镜是机械行业使用最为广泛的一种测量仪器，对万能工具显微镜的螺纹测量的研究，能够克服传统螺纹测量的缺陷，同时能够提高测量精度和工作效率。
关键词：万能工具显微镜、螺纹、测量
accurate measurement and error analysis of thread form universal tool microscope jing tao xin hua xiao
（department of electromechanical engineering， hubei polytechnic university，huangshi， hubei， 435003）
1 引言
万能工具显微镜是光学计量仪器中最常用的一种多用途计量仪器，因其性能稳定、测量精度高、操作方便而在机械制造业、计量测试所广泛使用的。
通过对基于万能工具显微镜的螺纹测量的研究，能够克服传统螺纹测量的缺陷，同时能够提高测量精度和工作效率。
2 微机型万能工具显微镜的构成及功能介绍
2.1万能工具显微镜的构成
2.2测量方法
我们将采用轴切法对螺纹测量进行研究。
轴切测量法是利用万能工具显微镜的放大、操纵系统和读数装置，使测量刀之刃线与测量对象表面相切至密合后，用刀刃上刻线代替被遮住的测量对象表面来对准目镜中相应虚线的一种测量方法。
测量方法如图2所示。
测量时先把被测件顶在工具显微镜两顶针之间，小端放在右面，采用五把测量刀，其中一把切于小端平面，另外四把压在距小端第一个完整牙型的四个牙面大约中径位置处。
自小头直径端面起，第一牙的距离和处的中径可由式（1）和式（2）计算：
（1）
（2）
同样的方法测量并计算出最后一个完整牙型到小头直径端面处的距离l2和l2处的中径d2。
（3）
（4）
则基面长度l基处的基面中径计算出来：
（5）
式中：k为中径处的实际锥度，
3 测量软件的应用
3.1软件的工作界面
3.2软件的采集功能与组合计算功能
采集功能可以采集点、直线、圆、圆弧、两点间的距离、点到直线的距离、两直线的夹角及焦点坐标以及计算两圆圆心的距离。
采集功能与各个功能是密切相关的。
组合计算功能分为多种：计算螺纹的中径、螺距和半角、计算两点距离及中心坐标、计算点到直线的距离及垂足坐标、计算圆与圆、圆与直线、计算两直线夹角及交点坐标。
组合计算功能又要用到里面的采集功能和构造功能，因此在组合功能里面，必须有现成的点、线、圆来进行组合。
4 圆柱螺纹的测量
4.1被测零件螺纹塞规
该螺纹塞规的主要技术参数如下表：
下面我们将使用万能工具显微镜对该塞规的中径、半角、螺距等参数其精度进行验证。
4.2万能工具显微镜测量中径和半角
点击采集点按钮，按如下图示5依次采集8个点，采集完毕后，依次点击个点数据，在图形信息窗和文字信息窗内显示出螺纹半角和中径的值。
4.3万能工具显微镜测螺距
点击采集点按钮，按如下图示6依次采集2n个点，采集完毕后，依次点击个点数据，在图形信息窗和文字信息窗内显示出螺纹半角和中径的值。
4.4 数据分析
经万工显测量螺纹塞规的通规部分的数据参数如下：
对比于m14的螺纹塞规的标准技术参数可知，测量数据均在精度范围之内。
总之，万能工具显微镜是一种应用非常广泛的光学量仪，应用微机型万能工具显微镜可对螺纹的中径、螺距、螺纹牙型角等进行测量，在具体测量时，总是通过调招显微镜米字线对螺纹牙之间的位置获得原始数值，然后经过微电脑自动处理可得所需数据，相对于传统的测量方法而言具有：操作简便、测量精确度高、测量范围大等优点。
5、总结
用万能工具显微镜对测量圆锥管螺纹塞规基面中径的两种方法—影像法和轴切法符合实际要求，可以应用于实际工程中。
使用光栅尺并结合软件处理，可以大幅提高测量精度；多点重复测量法可以有效地降低测量误差。
分析可知，影像法符合一般的工程测量要求，但轴切法的测量结果更准确。
参考文献
[1]赵沛征.万能测长仪示值误差校准的修正公式及误差分析探讨[j].计量与测试技术. 2007
[2]肖亚平，崔喜才，李拥军.目式万能测长仪阿贝测量头的检修[j]. 中国计量. 2007
[3] 王慧琴. jdy-3型数字式万能测长仪常见故障处理办法[j]. 计量与测试技术， 2004
作者简介：陶晶（1980-），男，博士学位，从事机械设计及理论方面的研究。
注：本文由湖北省机械电子工程重点学科资助。