精密仪器设计实验指导书

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1、《精密仪器设计》实验指导书陈曼龙牛文莉杜宇波编写适用专业：测控技术与仪器（精仪）陕西理工学院机械工程学院2007年4月17前言本课程首先系统地论述了测控仪器的精度设计、总体设计的理论与方法，其次分析了在总体设计时如何考虑测控仪器的机械系统、电路系统、光电系统设计的主要问题和方法，最后还对现代设计方法进行了论述。为了使学生更好地理解和深刻地把握测控仪器设计内容，在进行理论课教学的基础上，训练和培养学生对精密传动件制造工艺、仪器精度理论的理解和使用仪器完成具体测量任务的能力。为今后进行仪器的设计奠定基础。17根据所学知识，按给定设备自行设计实验方案和选择实验所用仪器，完成丝杠副的测绘和主

2、要零件的工艺规程编制。完成螺距误差测量和误差分析。实验内容主要包括零件测绘、编制精密传动件制造工艺流程；利用已有测量仪器订立测量方案；对待测对象丝杠螺旋线进行分析；进行丝杠螺旋线误差测量并对实验数据处理，展开测量精度讨论。实验除涉及本门课程《精密仪器设计》必要知识（主要包括仪器精度理论、精密机械系统的设计直线导轨设计与误差分析、仪器总体设计）外，还包含《精密仪器制造》（滚珠丝杠工艺的了解）、《精密测量技术》（三坐标测量机原理与使用）、《误差理论与数据处理》（最小二乘法）等课程内容。本指导书包含《精密仪器制造》课程部分实验。适合于‘测控技术与仪器’专业精仪方向。17目录实验规则实验一精

3、密传动件制造与传动误差测量………………1实验二大型工具显微镜拆装实验……………………417实验规则一、实验课前必须按实验指导书作好预习及准备工作。二、进入实验室后，应更换拖鞋。书包、雨伞等不得带入仪器室，只准带进实验指导书、报告及有关的书籍和文具。三、保持实验室的整洁和安静，严禁喧哗、打闹、及随地吐痰。四、经指导教师同意后，方可接通电源使用仪器，操作要细心正确，不得用手触摸光学镜头表面。五、实验时应每个人独立完成。六、凡与本次实验无关的仪器设备等，均不得使用或触摸。七、所有实验用仪器和量具，均不得擅自拆开，不得随意删除计算机内软件。若发生故障时，及时报告老师。八、实验完毕后，应将所用

4、过的仪器、工件用汽油清洗，并用棉花擦干放回原处、凳子摆放整齐。九、学生做完实验后应将实验数据交指导教师检查后方可离开实验室。17实验一：精密传动件制造与传动误差测量实验学时：4+6实验类型：综合实验要求：必修一、实验目的1.根据所学知识，完成给定滚珠丝杠副的测绘，分析其零件的工艺性。并编制该滚珠丝杠副的主要零件——丝杠的工艺规程。通过拆装和零件工艺性分析使学生能实际了解精密传动件的结构工艺性；通过丝杠的工艺规程编制巩固学生对精密传动件制造工艺的掌握。2.按给定设备自行设计实验方案和选择实验所用仪器，完成螺距误差测量。训练和培养学生对精密传动件制造工艺、仪器精度理论的理解和使用仪器独立

5、完成具体测量任务的能力，为仪器设计奠定基础。二、实验内容1．拆装给定滚珠丝杠副，完成其零件测绘。并分析其工艺性。编制丝杠的工艺规程。2．了解三坐标测量机的基本结构、原理、测量精度，掌握三坐标测量机的使用方法。3．在掌握丝杠测量的一般方法的基础上，自行拟订方案实现丝杠的螺旋线误差测量。4．对用三坐标测量的丝杠螺旋线误差进行数据处理，展开测量精度讨论。三、实验原理、方法和手段1.17利用卡尺、百分表、螺纹规等基本测量工具实现滚珠丝杠副的测绘。测绘过程中需要结合认识实习所了解的内容，仔细分析各零件工艺性。进而编制典型细长轴类零件——丝杠的工艺规程。2.比较法测量丝杠螺旋线误差原理。根据课本

6、《测控仪器设计》对复合参数和比较测量的描述采用适当测量方案分别连续分段实现角向位移θ和对应轴线直线位移S测量，然后利用求出测量误差。3.拟定测量方案。目前可供参考的丝杠螺旋线测量方案十分众多（见附录1），可学习比较各种方案，再根据国家标准对螺旋线误差测量相应规范和实验提供的测量仪器拟定测量方案。4.测量仪器的学习使用。对方案中用到的不会使用的测量仪器，利用实验指导书提供的使用方法。5.数据处理。对于测量数据采用最小二乘法等数据处理手段评定丝杠螺旋线误差。四、实验组织运行要求根据本实验的特点，指导教师可以集中讲授典型细长轴类零件的工艺特点，讲授仪器使用方法，但主要采用以学生自主训练为主

7、的开放模式组织教学。五、实验条件测绘对象：滚珠丝杠副。测绘工具：游标卡尺，百分表，螺纹规等。丝杠工艺规程编制相应加工设备和刀具、刃具情况参看附录3。TESA三坐标测量机，分度头及尾座，，工具显微镜等。参考资料：三坐标机使用方法简介，见附录1；丝杠测量基础知识和测量方法见附录2；丝杠加工设备简介见附录3。六、实验步骤1.分组在给定的实验平台上拆卸滚珠丝杠副，选择适合的测量工具完成其零件测绘。172.分析所拆卸滚珠丝杠副各零件的工艺性，编制丝杠的工艺规程。3.