互换性与测量技术实验指导书(2011)

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1、互换性与测量技术实验指导书主编：唐芬南湖南工业大学机械工程学院18目录实验一：用立式光学比较仪测量轴的直径………………1实验二：用内径指示表测内孔……………………………7实验三：直线度误差测量…………………………………10实验四：用双管显微镜测量表面粗糙度…………………1818实验一、用立式光学比较仪测量轴的直径线性尺寸可以用相对测量法(比较测量法)进行测量。相对测量常用的量仪有机械、光学、电气和气动比较仪等几种，本实验用立式光学比较仪测量外尺寸，用比较仪测量时，先用量块(或标准器)调整量仪示值零位，测量工件所得的示值为被测尺寸相对于量块尺

2、寸的偏差。一、实验目的1．了解光学比较仪的结构并熟悉它们的示值零位调整方法和使用方法;2．熟悉量块的使用与维护方法。18图1-2光学比较仪系统的光学二、用立式光学比较仪测量光滑极限塞规1．量仪说明和测量原理立式光学比较仪也称立式光学计，是一种精度较高且结构不复杂的光学仪器，用于测量外尺寸。图1-1为量仪外形图;量仪主要由底座12、立柱16、横臂14、直角形光管4和工作台10等几部分组成。量仪的光学系统安装在光管内，光学系统如图1-2所示。光管工作时的测量原理是光学杠杆放大原理。光线经反射镜6、棱镜7投射到分划板4上的刻度尺9(它在分划板左半

3、面)。分划板位于物镜2的焦平面上。当刻度尺9被照亮后，从刻度尺发出的光束经直角转向棱镜3，物镜2形成平行光束，投射到平面反射镜1上。光束从反射镜1反射回来，在分划板4右半面形成刻度尺9的影象，从目镜5可以观察到该影象和一条固定指示线。刻度尺上有一条零刻线。它的两侧各有100条均布的刻线，这些刻线与零刻线构成200格刻度间距。零刻线位于固定指示线上。测量时，若反射镜1垂直于物镜2的主光轴，则分划板右半面胸刻度尺影象与其左半面的刻度尺的上下位置是对称的，即零刻线影象位于固定指示线上。如果反射镜1与物镜2的主光轴不垂直，则分划板右半面的刻度尺影象

4、就相对于其左半面的刻度尺上下移动。参看图1-3所示的光学比较仪测量原理图(图中没有画出图1-2中的直角转向棱镜)，从18图1-3．光学比较仪测量原理图物镜焦平面上的焦点C发出的光线，经物镜后变成一束平行光投射到平面反射镜P上。若平面反射镜P垂直于物镜主光轴，则从反射镜P反射的光束由原光路回到焦点c，象点C与焦点C重合(即刻度尺影象与刻度尺的上下位置保持对称)。如果被测尺寸变动，使测杆产生微小的直线位移S推动反射镜P绕支点0转动一个角度,那么反射镜P与物镜主光轴不垂直，反射光束与入射光束间的夹角为2，从反射镜P反射的光束汇聚于象点C"(即刻度

5、尺影象相对于刻度尺在上下方向产生位移)。C"点与C点的距离计算式如下:式中f一一物镜的焦距；——反射镜偏转角度。而测杆位移S与反射镜偏转角度的关系为，式中b----测杆到支点0的距离。这样，刻度尺影象位移对测杆位移S的比值即为光管放大倍数n计算式如下，因a角很小;取,则光管中物镜的焦距,测杆到平面反射镜键支点的距离b=5mm。于是目镜的放大倍数为12。因此，量仪的放大倍数K=12n=960光管中分划板上刻度尺的刻度间距为0,08m，从目镜中看到的刻度尺影象的刻度间距为d=l2x0,08=0.96mm。因此，量仪的分度值从目镜中可以读出刻度尺

6、零刻线影象相对于固定指示线移动的格数，将它乘以量仪的分度值就是量仪示值。由于零刻线两铡各有100格刻度，因此量仪的示值范围为-100到+1OO。2．实验步骤18(1)根据被测表面的几何形状，选择测头并把它安装在测杆上。(2)根据被测塞规工作部分的基本尺寸或极限尺寸选取几块量块，并把它们研合成量块组。(3)参看图1-1，接通电源，拧动四个螺钉11，调整工作台10的位置，使它与测杆8运动方向垂直(调整好后，切勿再拧动螺钉11)。(4)调整量仪示值零位。将量块组放在工作台10上，并使测头对准量块测量面的中央，按下列三个步骤进行调整。a．粗调整：松

7、开螺钉15，转动螺母13;使横臂14缓缓下降，直至测头与量块测量面接触，且从目镜3的视场中看到刻度尺影象为止;再拧紧螺钉15;b．细调整：松开螺钉15，转动手轮5，使刻度尺零刻线的影象接近固定指示线，图如1-4（a），然后拧紧螺钉6。C．微调整：轻轻按动测头提升器7,使测头起落数次，零刻线影象的位置稳定后，转动另位调节手轮13(图1-2)，使零刻线影象与固定指示线重合，图如1-4（b）。(5)按动测头提升器7，使测头抬起，取下量块组，换上被测轴。分别对相隔900的径向位置AA'、BB'进行测量。在工作台10上移动轴进行测量时，注意读取刻度尺

8、影象示值中的最大值。(6)取下被测轴，再放上量块组复查示值零位。其误差不得超过±0.5um，否则重新测量。图1-43．注意事项①、测量前应先擦净零件表面及仪器工作台。②、操作要小