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1、第五部分互换性与技术测量课程实验实验十九轴孔测量实验实验二十表面粗糙度测量实验实验二十一形位误差测量实验实验二十二螺纹主要参数的测量实验实验二十三圆柱齿轮的测量实验实验十九轴孔测量实验项目一用立式光学计测量轴径一、实验目的1.了解立式光学计的结构及测量原理2.熟悉用立式光学计测量外径的方法3.加深理解计量器具与测量方法的常用术语,巩固尺寸及行为公差的概念4.掌握由测量结果判断工件合格性的方法二、测量仪器介绍立式光学计是一种精度较高而结构简单的常用光学量仪。用量块组合成被测量的基本尺寸作为长度基准,按比较测量法来测量各种工件相对基本尺寸的
2、偏差值，从而计算出实际尺寸。仪器的基本度量指标如下:分度值:……………0.001mm示值范围:…………±0.1mm测量范围:…………0-180mm仪器不确定度:……0.001mm仪器的外观结构如图5-1所示三、测量原理图5-1立式光学计外观图1—底座；2—工作台；3—粗调螺母；4--支臂；5--支臂紧固螺钉；6—立柱；7—直角光管；8—光源；9—目镜；10—微调旋钮；11—细调旋钮；12—光管紧固螺钉；13—测头提升杠杆；14—测头；15—工作台调整旋；13—测头提升杠杆；14—测头；15—工作台调整旋钮（共四个，调整工作台垂直测杆）直
3、角光管是立式光学比较仪的主要部件，整个光学系统和测量部件装在直角光管内部。测量原理是光学自准直原理和机械的正切放大原理组合而成。其光路系统图如图5-2，正切放大原理图如图5-4，图5-3为图5-2中分划板的放大图。分划板在物镜的焦平面上,由于这一特殊位置使刻度尺受光照后反射的光线经直角棱镜折转90°到物镜后形成平行光束。当平面镜垂直于物镜主光轴时(通过调节仪器使测头距工作台为基本尺寸时正好平面镜垂直主光轴).这束平行光束经平面镜反射,反射光线按原路返回。在分划板上成的刻度尺像与刻度尺左右对称,在目镜中读数为零。当平面镜与主光轴的垂直方向
4、成一个角度α时(测件与基本尺寸的偏差s使平面镜绕支点转动),这束平行光束经平面镜反射,反射光束与入射光束成2α角,经物镜和平面镜在分划板上成的刻度尺像相对刻度尺上下移动t。在原理图中可以看出:S=b×tgαt=f×tg2α∵α很小∴tgα≈αtg2α≈2α因此放大倍数K=t/s=2f/b又f=20mmb=5mm∴K=400/5=80又∵目镜的放大倍数K′=12×80=960因此说明，当偏差S=1μm在目镜中可看到0.96mm的位移量，大约1mm,看到的刻线间距约为1mm。四、实验步骤1．测头的选择图5-4正切放大原理图测头有球形、平面形
5、和刀口形三种,根据被测零件表面的几何形状来选择,使测头与被测表面尽量满足点接触。所以,测量平面或圆柱面工件时选用球形测头。测量球面工件时,选用平面形测头。测量小于10mm的圆柱面工件时,选用刀口形测头且刀口与轴线相垂直。2．按被测工件的基本尺寸组合量块量块的工作面明亮如镜,很容易和非工作相区分。工作面又有上下之分:当量块尺寸小于5.5mm的时候,有数字的一面即为上工作。当尺寸≥6mm时,数字表面的右侧面为上工做面。将量块的上下工作面叠置一部分,并以手指加少许压力后逐渐推入,使两工作面完全重叠相研合。3．接通电源调整工作台使其与测杆方向垂
6、直。（一般已调好禁止拧动四个工作台调整旋钮）4．检查细、微调旋钮是否在调节范围中间调节微调旋钮10使其上的红点与光管上的红点对齐。松开光管禁固螺钉12,调节光管凸轮旋钮11（细调旋钮）使其上的红点向下,然后再紧固光管紧固螺钉。如仪器上无红点，先调微调10或细调旋钮11确定其调整范围，然后把微调旋钮10和细调旋钮11调到调整范围中间，需紧固（12）的要紧固。5.用基本尺寸仪器调零⑴粗调：松开支臂紧固螺钉5,转动调节螺母3升起支臂,将研合好的量块放在工作台中央并使测头对准上测量面的中心点(对角线交点)。转动调节螺母3,使支臂缓慢下降,直到测
7、量面轻微接触,并能在现场中看到刻度尺像时,将螺钉5锁紧。⑵细调：松开紧固螺钉12,转动调节凸轮--细调旋钮11,直至在目镜中观察到刻度尺像与μ指标线接近为止,然后将螺钉12锁紧。⑶微调：转刻度尺微调螺钉10,使刻度尺的零线影像与μ指示线重合，然后按测头提升杠杆13数次,看零位是否稳定,如稳定可以测量。否则，检查是否是该锁紧的位置没有锁紧，找到原因重新调零。6.测量被测件按测头提升杠杆将测头抬起,取下量块,放上被测件轴,在轴的左、中、右选三个截面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在每个截面上测相互垂直的两个直径的4个端点A、B、A'、B'，见图5-5,共测12
8、个点,测每一点时在轴线的垂直方向上前后移动,读拐点的最大值。图5-5测点分布图7.复检零位测完后将量块重新放回原位,复检零位偏移量不得超过±0.5μm,否则找出原因重测。8.断电整理仪器五、数据处理及合格性
