机械精度设计与检测2.doc

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
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，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1
2
Ⅱ－Ⅱ截面1
2
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
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