实验指导书

游标卡尺测内外径1 目的要求① 掌握游标卡尺测量的原理② 了解游标卡尺的结构，学会用游标卡尺测量内、外径的方法2 测量原理游标卡尺采用直接测量的方法进行，测量示值即为被测尺寸。

测量内径与测量外径的方法相同，是以量爪相对的两个测量面与工件表面接触，通过主尺及游标尺读出被测值。

3 游标卡尺简介图1.4为游标卡尺结构示意图，卡尺由定尺、动尺、锁紧螺钉、内、外量爪五部分组成，测量范围有120、150、200…mm 等几种规格，精度有0.02mm 、0.05和mm 和0.1mm 。

长测爪用于测量外径，短测爪用于测量内径。

精度为0.02mm的游标卡尺，其测量原理为定尺在50mm 标准长度内以1mm 的间距等距刻上50条线，动尺在49mm 标准长度内以0.98mm 的间距等距刻上50线，动尺与定尺刻线间距相差0.02mm 。

测量时动尺零刻线前的定尺示值为被测尺寸的整数值，动尺与定尺刻线对齐处的动尺示值为被测尺寸的小数值。

4 操作步骤① 右手拇指和食指夹住动尺，其余三指与手掌握住定尺，左手拇指与食指夹住定尺左端。

测量时用右手带动动尺与被测零件接触，通过右手控制测量力的大小，测量力以卡尺测爪与零件可靠接触为准。

② 检查零点读数 用棉花浸汽油将尺的测量面擦净后，将两测量面合拢检查零点读数应为零，否则记下零点示值误差，取其负值作为校正值。

③ 将工件表面擦净后测量图1.5所示阶梯轴的四段外径，每个外径测一个截面，每截面测3次，取3次测量的均值作为测量结果。

图 1.5 阶梯轴零件图图1.6 轴套零件图④测量图1.6所示3个轴套的内孔，每孔测量两个截面，每截面测3次，取3次测量的均值作为测量结果。

⑤将测量结果依次填入实验报告并与图纸标注尺寸对比，判断零件是否合格。

⑥根据测量结果判断对应孔轴的配合性质，将孔轴装配检验测量结果是否正确。

5 思考题①试分析用游标卡尺测量轴径和孔径有哪些测量误差?内径指示表测内径1 目的要求①掌握内径比较测量的原理② 了解内径指示表的结构，学会用内径指示表测量内径的方法2 测量原理用内径指示表测量内径，是采用比较测量的方法进行的。

测量内径与测量外径的比较方法略有不同，要将量块组装在量块夹子中，通过卡脚形成内尺寸L ，再用它来调准内径指示表的指针到达零位，然后用内径指示表去测量孔径。

从指示表上读出的指针偏移量，即为被测孔径量块尺寸之差值∆L ，则被测孔径为L L x ∆+= 。

3 仪器简介图1.8所示的内径指示表是两点式，它与孔壁接触的是固定测头1和活动测头2，活动测头向里位移，通过等臂直角杠杆3，推动挺杆4向上，压缩弹簧5，并推转指示表9的指针顺时针回转，弹簧反力使活动测头向外，对孔壁产生测力。

在活动测头2的两侧有定心板6，它在两只弹簧7的作用下，对称地压靠在孔壁上，以保证两测头与孔壁接触的两点落在横截面的直径上。

仪可更换使用，以测量各种大小不同的孔径。

内径指示表的测量范围有6～10，10～18，18～50，50～100，…mm 几种规格。

指示表采用钟表型百分表，其示值范围有3、5和10mm 。

4 操作步骤① 根据被测孔径的基本尺寸L 组合量块，将量块组和专用卡脚5一起放入量块夹4内夹紧，构成标准内尺寸卡规。

②根据被测孔径尺寸，选择合适的固定测头1，拧入内径指示表的螺孔中，扳紧螺母7。

③用标准内尺寸卡规调准指示表零位，一手握隔热手柄8，另一手将活动测头2压入，使两测头的距离小于量块组尺寸后，放入两卡脚5之间，让两测头与卡脚两平面接触，摆动内径指示表，当指针顺时针回转到转折点(读数最小)时，表示内径指示表测头与卡脚接触的两个点的连线与卡脚平面垂直，此时，两接触点间的距离等于量块尺寸。

转动指示表9的滚花环，使刻度盘的零位转到指针的转折点处。

再摆动内径指示表，转动滚Array花环，如此反复几次，直到指针准确地在刻度盘的零位处转折为止。

④测量图1.6所示3个轴套的内孔，每孔测量两个截面，每截面测3次，取3次测量的均值作为测量结果。

测量孔径时手握隔热手柄，将内径指示表伸入孔中，先伸进定心板和活动测头，再伸进固定测头。

当测头达到指定的测量部位时，按图上箭头方向摆动内径指示表，记下指针顺时针回转到转折点时的读数，此时表示两测头与孔壁接触在直径上。

若读数取偏离零位的格值，乘上指示表的分度值，即为被测孔径的实际偏差。

要注意：按顺时针方向超过零点的读数是负值，因为此时，孔径小于量块尺寸，活动测头缩入。

将实际偏差加上量块尺寸，得被测孔径的实际尺寸。

⑤按图1.9b测三个横截面上的直径，每个界面测两个大致相互垂直方向的孔径x，用以代表孔的各处尺寸。

⑥将测量结果依次填入实验报告并与图纸标注尺寸对比，判断零件是否合格。

⑦根据测量结果及千分尺测轴径的结果，判断对应孔轴的配合性质，将孔轴装配起来并检验测量结果是否正确。

5 思考题① 试分析用内径指示表测量孔径有哪些测量误差?② 用内径指示表与游标卡尺测量孔径，从测量方法上讲有何异同?产生测量值偏差的原因是什么？百分表测量平面度误差1目的与要求① 了解平板测量方法；② 掌握平板测量的评定方法及数据处理方法。

2 测量原理测量平板的平面度误差主要方法有：用标准平板模拟基准平面，用指示表进行测量，如图2.5所示。

标准平板精度较高，一般为0级或1级。

对中、大型平板通常用水评仪或自准直仪进行测量，可按一定的布线方式．测量若干直线上的各点，再经适当的数据处理，统一为对某一测量基准平面的坐标值，不管用何种方法，测量前都先在被测平面度上画方格线(图2.5)，并按所画线进行测量。

测量所得数据是对测量基准而言的，为了评定平面度误差的误差值，还需进行坐标变换，以便将测得值转换为与评定方法相应的评定基准的坐标值。

3 实验步骤本实验是用标准平板作为测量基准，用指示表测量小型平板(图2.5)。

① 如图2.5所示，将被测平板沿纵横方向画好网格，本例中为测量9个点，四周边缘留10mm ，然后将被测平板放在基准平台上，按画线交点位置，移动千分表架，记下各点读数并填入表中。

② 由测得的各点示值处理数据，求解平面度误差值。

4 平面度误差的评定方法 ① 按最小条件评定参看图2.6，由两平行平面包容实际被测表面时，实际被测表面上应至少有三至四点分别与这两个平行平面接触，且满足下列条件之一。

此时这两个包容平面之间的区域称为最小包容区域。

最小包容区域的宽度即为符合最小条件的平面度误差值。

a. 三角形准则：有三点与一个包容平面接触，有一点与另一个包容平面接触，且该点的投影能落在上述三点连成的三角形内(图2.6a)。

b. 交叉准则：至少各有两点分别与两平行平面接触，且分别由相应两点连成的两条直线在空间呈交叉状态(图2.6(b))。

c. 直线准则：有两点与一个包容平面接触，有一点与另一个包容平面接触，且该点的投影能落在上述两点的连线上(图2．8(c))。

② 按对角线平面法评定用通过实际被测表面的一条对角线且用平行于另一条对角线的平面作为评定基准，以各测点对此评定基准的偏离值中的最大偏离值与最小偏离值之差作为平面度误差值。

测点在对角线平面上方时，偏离值为正值。

测点在对角线平面下方时，偏离值为负值。

③ 按三远点平面法评定用实际被测表面上相距最远的三个点建立的平面作为评定基准，以各测点对此评定基准的偏离值中的最大偏离值与最小偏离值之差作为平面度误差值。

测点在三远点平面上方时，偏离值为正值。

测点在三远点平面下方时，偏离值为负值.5 思考题测量基准和评定基准是如何确定的，能否采用评定基准进行测量?摆差测定仪测量跳动误差1 实驻目的① 掌握径向圆跳动、径向全跳动和端面圆跳动的测量方法。

② 理解圆跳动、全跳动的实际含义。

2 仪器简介摆差测定仪主要由百分表、悬臂、支柱、底座和顶尖座组成，仪器外观及测量示意如图2.7所示。

图2.7中各零部件名称、代号如下：底座1、滑板2、调整滑板手轮3、顶尖座固定螺钉4、顶尖固定螺钉5、顶尖座6、图 2.6 最小包容区域的判断调整悬臂升降螺母7、回转盘8、提升百分表搬手9和百分表10。

3 实验步骤与数据处理本实验的被测工件是以中心孔为基准的轴类零件如图2.8所示。

① 径向圆跳动误差的测量测量时，首先将轴类零件安装在两顶尖间，使被测工件能自由转动且没有轴向窜动。

调整悬臂升降螺母至千分表以一定压力接触零件径向表面后，将零件绕其基准轴线旋转一周，若此时百分表的最大读数和最小读数分别为max a 和min a 时，则该横截面内的径向圆跳动误差为：min max a a f -=↑同法测量n 个横截面上的径向圆跳动，选取其中最大者既为该零件的径向端面圆跳动误差。

② 端面圆跳动误差的测量零件支承方法与测径向跳动相同，只是测头通过附件(用万能量具时，百分表测头与零件端面直接接触)与端面接触在给定的直径位置上。

零件绕其基准轴线旋转一周，这时百分表的最大读数和最小读数之差为该零件的端面圆跳动误差↑f 。

若被测端面直径较大，可根据具体情况，在不同直径的几个轴向位置上测量端面圆跳动值，取其中的最大值作为测量结果。

③ 径向全跳动误差的测量：径向全跳动的测量方法与径向圆跳动的测量方法类似，但是在测量过程中，被测零件应连续回转，且指示表沿基准轴线方向移动(或让零件移动)，则指示表的最大读数差即为径向全跳动↑↑f 。

4 思考题① 径向圆跳动测量能否代替同轴度误差测量?能否代替圆度误差测量？ ① 端面圆跳动能否完整反映出端面对基准轴线的垂直度误差?摆差测定仪测量园度误差1实验目的① 了解圆度误差的测量原理。

② 掌握在摆差测定仪上测量圆度误差的方法及圆度误差判断方法。

2仪器简介摆差测定仪同上。

3实验步骤① 将被测零件装在摆差测定仪两顶尖之间，并将指示表的测头靠在零件上，前后移动指示表，使其测头与零件最高点相接触（即指针的转折点位置），② 在零件的园分度线上作标记，记下指示表上的读数。

③ 转动零件，注视分度线，使零件每转过30º，就由指示表上读取一个数值。

测完一周，共记下12次读数。

按下述数据处理方法求该截面轮廓的圆度误差。

测量若干截面轮廓的圆度误差，取其中最大值作为该圆柱面的圆度误差0f ，若0f 小于或等于圆度公差0t ，则此项指标合格。

4 数据处理上述用指示表测量圆周12等分处轴的半径差是表示以中心孔为圆心的极坐标轮廓，评定圆度误差时，需要确定理想圆的圆心，其方法有四种：最小区域圆法、最小二乘法、最小外接圆法和最大内接圆法。

本实验采用最小区域法。

最小区域是指包容实际轮廓的两个半径差为最小的同心圆，包容时至少有四个实测点内外相间地在两个圆周上。

确定圆度误差的方法如下：① 将所测各读数都减去读数中的最小值，使相对读数全为正值；按适当比例放大后，用红笔将各数值依次标记在极坐标纸上，如图2.9所示。