互换性与技术测量实验指导书 朱冬云 机电工程学院
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实验一用立式光学计测量塞规 一、实验目的 1.了解立式光学计的测量原理。 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。 二、实验内容 1.用立式光学计测量塞规。 2根据测量结果，按国家标准GB1957一81《光滑极限量规》查出被测塞规的尺寸公差 和形状公差，作出适用性结论。 三、测量原理及计量器具说明 立式光学计是一种精度较高而结构简单的常用光学量仪。用量块作为长度基准，按比较 测量法来测量各种工件的外尺寸。 图1为立时光学计的外形图。它由底座1、立柱5、支臂3、直角光管6和工作台11等 几部分组成。光学计是利用光学杠 放大原理进行测量的仪器，其光学系统如图2b所示 照明光线经反射镜1照射到刻度尺8上，再经直角棱镜2、物镜3，照射到反射镜4上。由 于刻度尺8位于物镜3的焦平面上，故从刻度尺8上发出的光线经物镜3后成为一平行光束， 若反射镜4与物镜3之间相互平行，则反射光线折回到 焦平面，刻度尺象7与刻度尺8对称。若被测尺寸变动 使测杆5推动反射镜4饶支点转动某一角度ā（图2a), 则反射光线相对于入射光线偏转2ū角度，从而使刻度 尺象7产生位移t(图2c),它代表被测尺寸的变动量。 物镜至刻度尺8间的距离为物镜焦距，设b为测杆中 心至反射镜支点间的距离，5为测杆移动的距离，则仪 器的放大比K为： K=!=ng2a s biga 当a很小时，g2a≈2a,ga≈a,因此： K-2 图1 b 光学计的目镜放大倍数为2，f=200mm,b=5mm,故仪器的总放大倍数n为： n=12K=1224=12×2x200-960 由此说明，当测杆移动0.001mm时，在目镜中可见到0.96mm的位移量。 四、测量步骤
实验一 用立式光学计测量塞规 一、实验目的 1. 了解立式光学计的测量原理。 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。 二、实验内容 1. 用立式光学计测量塞规。 2. 根据测量结果，按国家标准 GB1957—81《光滑极限量规》查出被测塞规的尺寸公差 和形状公差，作出适用性结论。 三、测量原理及计量器具说明 立式光学计是一种精度较高而结构简单的常用光学量仪。用量块作为长度基准，按比较 测量法来测量各种工件的外尺寸。 图 1 为立时光学计的外形图。它由底座 1、立柱 5、支臂 3、直角光管 6 和工作台 11 等 几部分组成。光学计是利用光学杠杆放大原理进行测量的仪器，其光学系统如图 2b 所示。 照明光线经反射镜 1 照射到刻度尺 8 上，再经直角棱镜 2、物镜 3，照射到反射镜 4 上。由 于刻度尺 8 位于物镜 3 的焦平面上，故从刻度尺 8 上发出的光线经物镜 3 后成为一平行光束， 若反射镜 4 与物镜 3 之间相互平行，则反射光线折回到 焦平面，刻度尺象 7 与刻度尺 8 对称。若被测尺寸变动 使测杆 5 推动反射镜 4 饶支点转动某一角度α（图 2a）， 则反射光线相对于入射光线偏转 2α角度，从而使刻度 尺象 7 产生位移 t（图 2c），它代表被测尺寸的变动量。 物镜至刻度尺 8 间的距离为物镜焦距 f，设 b 为测杆中 心至反射镜支点间的距离，s 为测杆移动的距离，则仪 器的放大比 K 为： btg ftg s t K 2 = = 当 很小时， tg2 2 ，tg ，因此： b f K 2 = 图 1 光学计的目镜放大倍数为 12， f = 200mm ，b = 5mm ，故仪器的总放大倍数 n 为： 960 5 2 200 12 2 12 12 = = = = b f n K 由此说明，当测杆移动 0.001mm 时，在目镜中可见到 0.96mm 的位移量。 四、测量步骤
1.测头的选择：测头有球形、平面形和刀口形三种，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」 :10mm的圆柱面工件时，选用刀口形测头 图3 2按被测塞规的基本尺寸组合量块。 3.调整仪器零位 (1)参看图1，选好量块组后，将下测量面置于工作台11的中央，并使测头10对准上 测量面中央。 (2)粗调节：松开支臂紧固螺钉4，转动调节螺母2，使支臂3缓慢下降，直到测头与 量块上测量面轻微接触，并能在视场中看到刻度尺象时，将螺钉4锁紧。 (3)细调节：松开紧固螺钉8，转动调节凸轮7，直至在目镜中观察到刻度尺象与μ指 示线接折为止（图3妇）。姚后拧紧螺红8 (4)微调节：转动刻度尺寸微调螺钉6（图2 ),使刻度尺的零线影象与μ指示线重合 (图3b)。然后压下测头提升杠杆9数次，使零位稳定。 (5)将测头抬起，取下量块。 4测量塞规：按实验规定的部位（在三个横截面上两个相互垂直的径向位置上）进行
1. 测头的选择：测头有球形、平面形和刀口形三种，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。 图 2 图 3 2. 按被测塞规的基本尺寸组合量块。 3. 调整仪器零位 （1）参看图 1，选好量块组后，将下测量面置于工作台 11 的中央，并使测头 10 对准上 测量面中央。 （2）粗调节：松开支臂紧固螺钉 4，转动调节螺母 2，使支臂 3 缓慢下降，直到测头与 量块上测量面轻微接触，并能在视场中看到刻度尺象时，将螺钉 4 锁紧。 （3）细调节：松开紧固螺钉 8，转动调节凸轮 7，直至在目镜中观察到刻度尺象与μ指 示线接近为止（图 3a）。然后拧紧螺钉 8。 （4）微调节：转动刻度尺寸微调螺钉 6（图 2b），使刻度尺的零线影象与μ指示线重合 （图 3b）。然后压下测头提升杠杆 9 数次，使零位稳定。 （5）将测头抬起，取下量块。 4. 测量塞规：按实验规定的部位（在三个横截面上两个相互垂直的径向位置上）进行
测量，把测量结果填入实验报告。 实验二用内径干分表或卧式长仪测量内径 一、实验目的 1.熟悉测量内径常用的计量器具和方法。 2.加深对内尺寸测量特点的了解。 二、实验内容 1用内径千分表测量内径。 2.用卧式测长仪测量内径。 三、测量原理及计量器具说明 内径可用内径千分尺直接测量，但对深孔或公差等级较高的孔，则常用内径千分表或 卧式测长仪作比较测量。 1内径千分表 国产的内径千分表，常由活动测头工作行程不同的七种规格组成一套，用以测量0一 450mm的内径，特别适用测量深孔，其典型结构如图1所示。 内径千分表是用它的可换测头3（测量 中 不动)和活动测头 被测孔壁接 进行测量的。仪器盒内有几个长短不同的可 换测头，使用时可按被测尺寸的大小来选 择。测量时，活动测头2受到一定的压力， 向内推动镶在等臂直角打杆1上的钢球4 使杠杆1绕支轴6回转， 并通过长接杆5推 动千分表的测杆而进行读数。在活动测头的 两侧，有对称的定位板8。装上测头2后， 与定位板连成一个整体。定位板在弹簧9 的作用下，对称地压在靠在被测孔壁上，以 保证测头的轴线处于被测孔的直径截面内。 2卧式测长 卧式测长仪是以精密刻度尺为基准，利 用平面螺旋式读数装置的精密长度计量器 具。该仪器带有多种专用附件，可用于测量 图1 外尺寸、内尺寸和内、外螺纹中径。根据测 量需要，既可用于绝对测量，又可用于相对（ 测最 故常称》 测长仪 卧式测长仪的外观如图2所示。在测量过程中，镶有一条精密毫米刻度尺（图3中的 6)的测量轴3随着被测尺寸的大小在测量轴承座内作相应的滑动。当测头接蚀被测部分后， 测量轴就停止滑动。图3阳是测微目镜1的光学系统。在目镜1中可以观察到毫 米数值，但环需细分粉，以满足结来测量的要求 测微目镜中有一个固定分划板4，它的上面刻有10个相等的刻度间距 毫米刻度尺的 一人 间距成象在它上面时恰与这10个间距总长相等，故其分度值为Q1毫米。在它的附近，还有 一块通过手轮3可以旋转的平面螺旋线分划板2，其上刻有十圈平面螺旋双刻线。螺旋双刻 线的螺距恰与固定分划板上的刻度间距相等，其分度值也为0.1毫米。在分划板2的中央
测量，把测量结果填入实验报告。 实验二 用内径千分表或卧式长仪测量内径 一、实验目的 1. 熟悉测量内径常用的计量器具和方法。 2. 加深对内尺寸测量特点的了解。 二、实验内容 1. 用内径千分表测量内径。 2. 用卧式测长仪测量内径。 三、测量原理及计量器具说明 内径可用内径千分尺直接测量，但对深孔或公差等级较高的孔，则常用内径千分表或 卧式测长仪作比较测量。 1. 内径千分表 国产的内径千分表，常由活动测头工作行程不同的七种规格组成一套，用以测量 10— 450mm 的内径，特别适用测量深孔，其典型结构如图 1 所示 。 内径千分表是用它的可换测头 3（测量 中固定不动）和活动测头 2 跟被测孔壁接触 进行测量的。仪器盒内有几个长短不同的可 换测头，使用时可按被测尺寸的大小来选 择。测量时，活动测头 2 受到一定的压力， 向内推动镶在等臂直角杠杆 1 上的钢球 4， 使杠杆 1 绕支轴 6 回转，并通过长接杆 5 推 动千分表的测杆而进行读数。在活动测头的 两侧，有对称的定位板 8。装上测头 2 后， 与定位板连成一个整体。定位板在弹簧 9 的作用下，对称地压在靠在被测孔壁上，以 保证测头的轴线处于被测孔的直径截面内。 2. 卧式测长仪 卧式测长仪是以精密刻度尺为基准，利 用平面螺旋式读数装置的精密长度计量器 具。该仪器带有多种专用附件，可用于测量 图 1 外尺寸、内尺寸和内、外螺纹中径。根据测 量需要，既可用于绝对测量，又可用于相对（比较）测量，故常称为万能测长仪。 卧式测长仪的外观如图 2 所示。在测量过程中，镶有一条精密毫米刻度尺（图 3a 中的 6）的测量轴 3 随着被测尺寸的大小在测量轴承座内作相应的滑动。当测头接触被 测部分后， 测量轴就停止滑动。图 3a 是测微目镜 1 的光学系统。在目镜 1 中可以观察到毫 米数值，但还需细分读数，以满足精密测量的要求。 测微目镜中有一个固定分划板 4，它的上面刻有 10 个相等的刻度间距，毫米刻度尺的一个 间距成象在它上面时恰与这 10 个间距总长相等，故其分度值为 0.1 毫米。在它的附近，还有 一块通过手轮 3 可以旋转的平面螺旋线分划板 2，其上刻有十圈平面螺旋双刻线。螺旋双刻 线的螺距恰与固定分划板上的刻度间距相等，其分度值也为 0.1 毫米。在分划板 2 的中央， 图 1
有一圈等分为100格的圆周刻度。当分划板2转动一格圆周分度时，其分度值为： 0.1 100 ×1=0.001(mm) 这样就可以达到细分读数的目的。这种仪器的读数方法如下：从目镜中观察，可同时看 到三种刻线（图3b),先读毫米数(7m),然后按毫米刻线在固定分划板4上的位置读出零 点几毫米数(0.4mm)再转动手轮3，使靠近零点几毫米刻度值的一圈平面螺旋双刻线夹住 亭米刻线，再从指示线对准的圆周刻度上读得微米数(0051mm)。 所以从图3b中读得的数是7.451mm M (b? 图3
有一圈等分为 100 格的圆周刻度。当分划板 2 转动一格圆周分度时，其分度值为： 1 100 0.1 ＝0.001（mm） 这样就可以达到细分读数的目的。这种仪器的读数方法如下：从目镜中观察，可同时看 到三种刻线（图 3b），先读毫米数（7mm），然后按毫米刻线在固定分划板 4 上的位置读出零 点几毫米数（0.4mm）再转动手轮 3，使靠近零点几毫米刻度值的一圈平面螺旋双刻线夹住 毫米刻线，再从指示线对准的圆周刻度上读得微米数（0.051mm）。 所以从图 3b 中读得的数是 7.451mm。 图 3 图 2