机械精度实验指导书

机械精度设计与检测实验指导书

实验1 尺寸误差测量

1.1 用万能测长仪测量长度尺寸

1.1.1 实验目的

1、了解万能测长仪的基本结构及测量原理。

2、掌握万能测长仪的操作方法。

3、加深对轴、孔及尺寸公差带概念的理解。

4、掌握数据处理方法及尺寸合格性判断原则。

1.1.2 仪器介绍及测量原理

1. 万能测长仪结构组成

1-数显箱；2-阿贝头紧固螺钉；3-阿贝测量头；4-测量主轴；5-测帽；

6-万能工作台；7-尾管主轴；8-尾座；9、10-底座，11-工作台转动调节手柄；

12-工作台摆动调节手柄；13-工作台升降手轮；14 工作台测微鼓

图1.1.1 万能测长仪外形图

万能测长仪采用接触式测量，光栅尺的有效刻线长度为100mm，仪器设计符合阿贝测量原理。结构组成如图1.1.1所示，万能工作台6具有5个自由度，分别由各手柄调节，工作台升降手轮13调整万能工作台6的高度升降自由度；工作台测微鼓14调整万能工作台的前、后移动自由度；工作台转动调节手柄11调整万能工作台6绕竖直轴转动；工作台摆动调节手柄12调整万能工作台6摆动自由度；工作台左右移动自由度由测量力控制，不需要调整。尺寸测量值通过数显箱1读数。测量时，旋转各紧固螺钉固定阿贝测量头、尾管主轴、尾座的位置。测帽5安装于测量主轴及尾管主轴的测帽轴上。

2. 光栅测量系统原理

光栅测量系统原理如图1.1.2所示，由光栅尺3和读数头5组成。光栅读数头5中采用了红外发光二极管1做光源，通过聚光镜2，成平行光照在光栅尺3刻线面上。红外发光二极管1发光效率高，可在低电压、小电流下工作，并具有体积小、寿命长、可靠性高等优点。

光栅读数头5与测量主轴固连，随主轴一起做轴向移动，光栅尺固定在不动的框架上。光栅尺是黑白光栅，每毫米100条刻线；指示光栅4为四裂相型，当两者刻线调到相互平行时，由于这两块光栅相对移动时透光和遮光效应，形成了光闸莫尔条纹，位于指示光栅后方的硅光电池6便可接收到周期变化的光通量，并转化为依次相差0°、90°、180°、270°的电信号，送入数字显示系统。

1-发光二极管；2-聚光镜；3-光栅尺；4-指示光栅；5-光栅读数头；6-硅光电池

图1.1.2 光栅测量系统原理图

3. 仪器主要参数

测量范围

（1）外尺寸

绝对测量法 0~100mm，相对测量法 0~670mm。

（2）内尺寸

使用小测钩 10~400mm，使用大测钩 30~370mm。

测量准确度

外尺寸测量时，仪器准确度优于：（0.5+L / 200）μm

内尺寸测量时，仪器准确度优于：（1.0+L / 100）μm

其中：L—测量长度

1.1.3实验步骤

1. 轴尺寸（外尺寸）测量

（1）选择安装测帽、调整测量力，并注意温度情况，要求测试温度20°C±2°C。

（2）选择安装合适的工作台，并将零件固定在工作台上。

（3）打开数显箱开关，左右移动测量主轴，直至数显数字正常显示。

（4）调整阿贝测量头、尾座和尾管主轴到合适的位置，锁死各处3个紧固螺钉。

（5）施加测量力，并让两测帽相接触后，再拉开，重新接触几次，检查数显箱的显示数是否稳定。如显示数稳定，则进行数显箱清零。如不稳定，检查是否安装、紧固等存在问题。

（6）将工作台升起，使零件外尺寸处于两测帽之间，使接触稳定。微调万能工作台各自由度，同时眼睛看着数显箱找数值拐点。找到数显箱显示数值的最小值即为被测外尺寸的测量值。

2. 孔尺寸（内尺寸）测量

（1）选择安装测钩、调整测量力，并注意温度情况。

（2）选择安装合适的工作台及附件，并将合适尺寸的环规装夹在工作台上。

（3）打开数显箱开关，左右移动测量主轴，直至数显数字正常显示。

（4）调整阿贝测量头、尾座和尾管主轴到合适的位置，锁紧各处紧固螺钉。

（5）施加测量力，用测钩测量环规内径，调整万能工作台各自由度，眼睛看着数显箱找数值拐点，之后进行数显箱归零。

（6）卸下环规，将被测零件安装于万能工作台上，用测钩测量被测内尺寸，微调工作台，找数显箱数值拐点，记录下数显箱数值。

（7）被测零件内尺寸等于数显箱显示数加上环规尺寸。

1.1.4 检测内容

本次实验利用长度测量仪检测零部件外尺寸。被测零件为V型量块（其本身也是测量零部件的基准），测量它的外尺寸。要求测量2个平行外表面的实际尺寸，测量不同处多点的长度值da。

1.1.5 实验报告

写明实验仪器、测量原理，测量结果，并进行尺寸合格性的判定。

1.2 用测绘投影仪测量齿形链板孔径

1.2.1 实验目的

1. 了解测绘投影仪基本结构及测量原理。

2. 掌握测绘投影仪操作方法。

3. 加深对轴、孔及尺寸公差带概念的理解。

4. 掌握数据处理方法及合格性判断原则。

1.2.2 仪器介绍及测量原理

测绘投影仪（型号 JVP 300），主机结构如图1.2.1所示。该仪器可测量平面上的各种几何形状的点、线和深度尺寸，并可生成CAD图形。

1-显示器；2-平台水平移动调节手轮；3-电源开关；4-上光灯亮度调节旋纽；

5-上光灯开关；6-调焦手轮；7-键盘；8-下光灯开关；9-下光灯调节旋钮；

10-定位指示灯；11-平台前后移动调节手轮；12-平台；13-摄像头

图1.2.1 测绘投影仪

软件操作界面如图1.2.2所示。

图1.2.2 软件操作界面

图中：

区域1－为测量点坐标显示区域；

区域2－为零件投影显示区域；

区域3—为测试结果显示区域；

区域4—为测试结果二维CAD图的显示区域；

区域5—为测试工具模块区域；

区域6—为镜头对焦调整区域。

1.2.3 实验步骤

1. 开启计算机。

2. 开启仪器电源开关按钮3。

3. 放置零件，即将要检测零件放在平台玻璃板12上面，摄像头13的下面，注意零件不能碰撞摄像头。

4. 打开软件控制程序，即双击屏幕桌面图标“OVM”，出现图2界面。

5. 用鼠标左键点击工具条“档案”；再点击“建立专案”，即建立新的检测文件。

6. 在控制软件的工具条上，选择“影像校正”，使物镜的放大倍率与软件一致。

7. 调试光源，利用上光灯亮度调节旋纽4、上光灯开关5、下光灯开关8调整到亮度适宜；同时旋转平台水平移动调节手轮2、平台前后移动调节手轮11，调整被测零件在显示区域4内。

8. 对焦，将画面中的红十字虚线交点置于被测圆孔的边线上，点击区域6中的“启动”，再通过转动调焦手轮6，使区域6中绿线置于中间；再点“重置”，再转动调焦手轮6，使区域6中绿线与坐标十字线联动，得到清晰轮廓，完成调焦。关闭“启动”。

9. 开始测量，在测试工具模块中选择合适工具进行测量。鼠标左键进行选点，鼠标右键为测试结束键。

10. 输出二维CAD图形，鼠标左键点击工具条“档案”，再点击“DXF”；点“TXT”输出文本文件；点“W”输出word文件；点“X”输出Excel文件。