机械精度设计与检测.doc

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1、机械精度设计与检测基础（互换性与测量技术基础）实验指导书大庆石油学院机械设计制造及其自动化教研室2006年9月实验一用立式光学计测量轴径一、实验目的与要求1.了解立式光学计的原理和使用场合。２.掌握立式光学计测量微差尺寸方法及量块的使用。二、立式光学计的原理立式光学计是应用光学杠杆和自准直原理，以量块作基准，进行比较测量的光学量仪。其核心部分为Γ型的测微光管(光学计管)，光学系统（见图１）工作原理如下：光线由光源经反射镜6进入棱镜7，使分划板的标尺9得到照明，光线透过标尺继续前进，经棱镜3反射，折向物镜2，由于分划板是放置在物镜的焦点上，所

2、以成为一束平行光入射到反射镜1上，由于反射镜正好对着物镜，因此仍按原路反射回去，且遵循自准直原理，则标尺的像亦显示在分划板另一半面上，这就是目镜中看到的标尺。当测杆移动时，顶动反射镜，使之倾斜一个角度，目镜中的标尺像也随之移动一个距离，这个距离与测杆移动距离约以1000倍放大，可以通过目镜5进行读数。三、实验所需器件立式光学计、千分尺、量块、被测工件（轴）、无水乙醇、脱脂棉、手套等。四、实验内容1.测量轴径2.测量轴的直线度误差3.测量轴的圆度误差五、实验方法与步骤（参见图2、图3仪器外形图）1.接通变压器25输入端220V电源，投影灯23

3、插在变压器输出端6V、30VA插座上，灯亮；2.调节进光反射镜10，拨动提升器19（拨叉），观察目镜投影筒24，直至出现较清晰的标尺刻度和指示线μ；3.用千分尺粗测工件尺寸，作为组合量块依据；4.组合量块（１）组合量块不得超过四块，否则为无效测量；（２）组合量块尺寸应在粗测工件尺寸±50μm之内；（３）使用量块应带手套操作，量块两光面用酒精棉擦干净，叠放在工作台上。5.光学计调零（1）松开横臂固定螺旋4，旋动横臂升降螺圈3，使横臂下降当测帽20刚好接触组合量块时,将螺旋4固定；（2）再松开光管固定螺旋16，转动微动手轮6作适当升降，从目镜内

4、看到分划线后，若不清晰再旋转目镜13调焦，调节使分划线零位与指示虚线重合，再将光管固定螺旋16旋紧；（3）若零位稍有移动，不必再松螺旋16，可旋动零位调节手轮14，归零，此时拨动提升器19几次，零位不变即可换上工件进行比较测量。测量过程上述紧固部分不能再动，并将量块放回盒内；（４）注意事项:1）调零前用微动凸轮托圈固定螺旋15和光管固定螺旋16，将光学计管安放在高低适中位置，同时使微动手轮6上标记点朝上，零位调节手轮14处于中间位，以便调零时有足够调节量；2）测量时必须使工作台平面与测量轴垂直；3）测量时被测物与测帽间接触面，必须使其最小，

5、即近于点或线，因此测柱形轴时宜采用刀刃形或平面测帽。6.测量：（1）轴径测量工件上选两截面，每截面0°、90°各测一次。（2）直线度测量，工件上同一母线均测四个点。（3）圆度测量，工件上选同一截面，等分45°测四个点。测量完毕，断开220V电源。六、实验数据与报告上述实验过程的相关数据记录在实验数据表中（见附表1），经数据处理形成实验结论，并画出直线度误差和圆度误差的视图和标注。思考题：１.此次测量时量块是按“等”使用，还是按“级”使用？它们有何不同？２.了解刻度值，标尺示值范围，仪器测量范围等概念。附表1用立式光学计测量轴径实验数据表年月

6、日1．被测试件尺寸试件号公称直径（mm）公差等级轴径的极限尺寸（mm）粗测轴径（mm）1最大最小2最大最小2.组合量块组号量块第一块第二块第三块第四块量块组合尺寸（mm）1标称尺寸2标称尺寸3.测量数据及处理测量内容序号读数（μm）轴径实际尺寸＝量块组合尺寸＋读数（mm）试件1试件2试件1试件2轴径测量Ⅰ－Ⅰ截面12Ⅱ－Ⅱ截面12直　同线　一度　条测　母量　线1234圆　同度　一测　截量　面1234轴径实际尺寸变动范围（mm）适用性结论（合格或不合格）试件1试件2图示直线度误差图示圆度误差实验二用光切法显微镜测量表面粗糙度一、实验目的和要求

7、1.建立对表面粗糙度的感性认识；2.了解光切法显微镜的原理和结构；3.熟悉用光切法显微镜测量表面粗糙度的方法及操作。二、光切法显微镜测量原理仪器是采用光切法测量被测表面的微观不平度，其工作原理如图（光学系统图）所示：仪器外形图光学系统示意图由光源发出的光线，经狭缝形成一条平行光带，以45°方向投射到被测表面。由于工件表面粗糙不平，表面的波峰S点产生反射，波谷在S′点产生反射，反射后在与工件成45°的另一方向，通过显微镜的物镜，它们各成像在分划板的a和a′点。在目镜中观察到的即为具有与被测表面一样的弯曲波形光带。通过目镜的分划板与测微器测出a

8、点至a′点之间距离N，被测表面的微观不平度h即为：（1）V——物镜放大倍数三、测量方法与步骤参看仪器的外形1.估计被测工件表面粗糙度大致级别，依此选择合适的物镜；测量范围（不平度