2012互换性-实验指导书（二） - 图文

实验二 用内径百分表或卧式测长仪测量内径

一、实验目的

1．熟悉测量内经常用的计量器具和测量原理及使用方法。 2．加深对内径尺寸测量特点的了解。

二、实验内容

1．用内径百分比测量内径。 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。但对深孔或公差的等级较高的孔，则常用内径百分表或卧式测长仪作比较测量

（一）内径百分表

1．百分表的结构和传动原理

百分表是应用杠杆、齿轮、齿条等机械传动，将测量杆的微小直线位移经放大后转变为指针的偏转，从而指示出相应测量值的量具。图2-1所示是百分表的外形和传动原理。如图2-1(b)所示，有齿条的测量杆上、下移动，带动齿轮22传动，与齿轮22同轴的齿轮23也随之转动，而齿轮23又带动中心齿轮Z，及其同轴上的指针偏转。游丝的作用力保证齿轮在正反转时在同一齿面啮合，从而消除齿轮啮合间隙所引起的误差。弹簧是用来控制测量力的。百分表的刻度盘上刻成100等份，当测量杆移动1mm时指针转一圈，因此百分表的分度值为0.01mm。百分表的测量范围有0～3mm、0～5mm、0～10mm三种，可在百分表表盘中的小刻度盘上来体现。

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2．内径百分表

内径百分表是测量内孔的一种常用量仪，其分度值为0.01mm，测量范围一般为6～10mm、10～18mm、18～35mm、35～50mm、50～160mm、160～250mm、250～400mm等。图2-2所示为内径百分表的结构图。

内径百分表是用它的可换测头3（测量中固定不动）和活动测头2与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推动百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，即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。

图2-2 内径百分表

图2-3 卧式测长仪

（二）卧式测长仪

卧式测长仪是以精密刻度尺为基准，利用平面螺旋线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2-3所示。

在测量过程中，镶有一条精密毫米刻度尺（图2-4a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。测微目镜1的光学系统如图2-4。所示。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像在它上面时恰与这10个间距总长相等，故其分度值为0.lmm。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0.1mm。在分划板2的中央，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1×0.1/100mm=0.00lmm，这样就可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2-4b) ，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2-4b中读得的数是7.45lmm。

图2-4 卧式测长仪测量原理

四、测量步骤

（一）用内径百分表测量内径

（1）按被测孔的基本尺寸组合量块。换上相应的可换测头并拧入仪器的相应螺孔内。

（2）将选用的量块和专用测块（图2-5中的1和2）一起放入量块内夹紧（图2-5），以便仪器对零位。在大批量生产中，也常按照与孔径基本尺寸相同的标准环的实际尺寸对准仪器的零位。

（3）将仪器对准零位用手拿着隔热手柄（图2-1中的7），另一手指的食指和中指轻轻压按定位板，将活动测头压靠在测块上（或标准环内）使活动测头内缩，以保证放入可换测头时不与测快（或标准环内壁）摩擦而避免磨损。然后松开定位板和活动测头，是可换测头与测快接触，就可在垂直和水平两个方向上摆动内径百分表找最小值。反复摆动几次，并相应地旋转表盘，使百分表的零刻度正好对准示值变化的最小值。零位对好后，用手指轻压定位板使活动测头内缩，当可换测头脱离接触时，缓缓地将内径百分表从测块（或标准环）内取出。 （4）进行测量。将内径百分表插入被测孔中，沿被测孔轴线方向测几个截面，每个截面要在相互垂直的两个部位上各测一次。测量时轻轻摆动内径百分表（图2-6），记下示值变化的最小值。根据被测结果和被测孔的公差要求，判断被测孔是否合格。

（二）用卧式测长仪测量内径

图2-5 用内径百分表测量内径（一） 图2-6 用内径百分表测量内径（二）

（1）接通电源，转动测微目镜的调节环以调节视度。

（2）参看图2-3，松开紧固螺钉12，转动手轮6，使工作台5下降到较低的位置。然后在工作台上安好标准环或装有量块组的量块夹子，如图2-7所示。

（3）将一对测钩分别装在测量轴和尾管上，如图2-7所示，测钩方向垂直向下，沿轴向移动测量轴和尾管，使两测钩头部的楔槽对齐，然后旋紧测钩上的螺钉，将测钩固定。

（4）上升工作台，使两测钩伸入标准环内或量块组两侧块之间，再将手轮6的紧固螺钉12拧紧。 （5）移动尾管10(11是尾管的微调螺钉），同时转动工作台横向移动手轮7，使测钩的内测头在标准环端面上刻有标线的直线方向或量块组的侧块上接触，用紧固螺钉13锁紧尾管，然后用手扶稳测量轴3，挂上重锤，并使测量轴上的测钩内测头缓慢地与标准环或侧块接触。

（6）找准仪器对零的正确位置（第一次读数）。如为标准环，则需转动手轮7，同时应从目镜中找准转折点（图2-8a中的最大值），在此位置上，扳动手柄8，再找转折点（图2-8b中的最小值），此处即为直径的正确位置，然后将手柄9压下固紧。

图2-8 仪器对零

如为量块组，则需转动手柄4，找准转折点（最小值）。在此位置上扳动手柄8仍找最小值的转折点，此处

图2-7 用卧式测长仪测量内经

即为正确对零位置。要特别注意，在扳动手柄4和8时，其摆动幅度要适当，以防测头滑出侧块，从而使测量轴在重锤的作用下急剧后退产生冲击，损坏毫米刻度尺。为避免这一事故的发生，通过重锤挂绳长度对测量轴的行程加以控制。当零位找准后，便可按前述读数方法读数。

（7）用手扶稳测量轴3，使测量轴右移一个距离，固紧螺钉2（尾管是定位基准，不能移动），取下标准环或量块组，然后安装被测工件，松开螺钉2，使测头与工件接触，按前述的方法进行调整和读数，即可读出被测尺寸与标准环或量块组尺寸之差。

（8）沿被测内径的轴线方向测几个截面，每个截面要在相互垂直的两个部位上各测一次。将测量结果与被测内径的要求公差进行比较，判断被测内径是否合格。

思考题

1．用内径千分尺与内径百分表测量孔的直径时，测量方法是否相同？

2．卧式测长仪上有手柄4（图2-3），能使万能工作台作水平转动，测量哪些形状的工件用它来操作？

实验三 平面度、平行度误差测量

一、实验目的

掌握平面度误差的测量方法。 二、实验内容

平面度误差测量。 三、实验设备

百分表架、百分表、平台、小千斤顶、平板等。 四、实验方法

平面度：被测实际平面对其理想平面的允许变动全量，是一项控制平面形状误差的指标。 实验方法——间接测量法：是通过测量实际表面上若干点的相对高度差或相对倾斜角，经数据处理后，

求其平面度的误差值。具体操作时是将被测零件用可调千斤顶安置在平台上，以标准平台为测量基面，按三点法或四点法（对角线法）调整被测面与平台平行。用百分表沿实际表面上布点逐点测量。布点测量时，先测得各测点的数据，而后按要求进行数据处理，求平面度误差。所用的布点方法如图3-1所示。最外的测点应距工作面边缘10mm左右。

图3-1 平面度测量坐标规律

图3-2 平面度测量

五、实验步骤

1）如图3-2所示，将被测工件放在检验平板上，用对角线法，调节被测平面下的螺母，将被测件平面两对角线的对角点分别调平（即指示表示值相同）；也可以用三远点法，即选择平面上三个较远的点，调平这三点，即三点指示表读数相同。

2）然后在被测面按图3-1的布点形式进行测量，并记录数据。 3）数据处理： 0 P 2P … nP 方法一：首先按不同的测量方法，将测得数据换算成各点 Q P+Q 2P+Q … nP+Q 相对检验平板的高度值；然后根据最小条件准则确定评定基准 2Q P+2Q 2P+2Q … nP+2Q 平面，计算出平面度误差值。 . . . . . 方法二：测量所得数据是相对测量基准而言的，为了评定. . . . . 平面度的误差值，还需要进行坐标变换，将测得值转换为评定. . . . . 方法相应得评定基准得坐标值。其平面坐标值可按图3-3所示nQ P+nQ 2P+nQ … nP+nQ 的规律，不影响实际被测平面真实情况。然后根据判断准则

图3-3 平面度测量布点

列方程，求出P、Q值。

0 +4 +6 举例说明：图3-4为一平面相对检验平板的坐值

-5 +20 -9 按上述方法评定平面度误差

解1：三点法 -10 -3 +8 任取三点+4，-9，-10按图3-3的规律列出三点等

图3-4 平面度误差测得值 0 +4+P +6+2P -5+Q +20+P+Q -9+2P+Q 值方程，见图11-12： -10+2Q -3+P+2Q +8+2P+2Q +4+P=-9+2P+Q -10+2Q=+4+P

由上式解出P= +4，Q= +9，按图3-3规律和P、Q值转换被 测平面的坐标值，得到图3-5的形式， 图3-5 平面度误差测量坐标变换 同时可以按三点法计算测量结果，见图3-6所示。

所以，平面度误差 ?（?34）?0?34?m 0 +8 +14 解2：对角线法 按图3-7规律列出两等值对角 +4 +33 +8 点的等值方程： +8 +19 +34 0=+8+2P+2Q

图3-6 三点法 +6+2P=-10+2Q 解得P= -6，Q= +2 。按图3-3规律和P、Q值转换被 0 +2 -6 测平面的坐标值得到图3-7所示的结果： -3 +16 -19 其平面度误差?(?16)?(?19)?35?m

-6 -5 0

图3-7 对角线法

思考题

1．用三点法求得的平面度误差，是实际平面度误差吗？

2．通常三点法与对角线法测量，哪个更接近于实际平面度误差？

值方程，见图11-12： -10+2Q -3+P+2Q +8+2P+2Q +4+P=-9+2P+Q -10+2Q=+4+P

由上式解出P= +4，Q= +9，按图3-3规律和P、Q值转换被 测平面的坐标值，得到图3-5的形式， 图3-5 平面度误差测量坐标变换 同时可以按三点法计算测量结果，见图3-6所示。

所以，平面度误差 ?（?34）?0?34?m 0 +8 +14 解2：对角线法 按图3-7规律列出两等值对角 +4 +33 +8 点的等值方程： +8 +19 +34 0=+8+2P+2Q

图3-6 三点法 +6+2P=-10+2Q 解得P= -6，Q= +2 。按图3-3规律和P、Q值转换被 0 +2 -6 测平面的坐标值得到图3-7所示的结果： -3 +16 -19 其平面度误差?(?16)?(?19)?35?m

-6 -5 0

图3-7 对角线法

思考题

1．用三点法求得的平面度误差，是实际平面度误差吗？

2．通常三点法与对角线法测量，哪个更接近于实际平面度误差？

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