在万工显上对各种长度尺寸测量

西华大学技术监督学院 四川省质量技术监督学校

毕 业 论 文 设 计

论文题目： 万工显上对各种 长度尺寸的测量

所学专业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师：

理化测试及质检技术 质五08-2班 二〇一三年三月二十三日

内容摘要：

本文主要介绍了万能工具显微镜的用途及测量方法，指出了一些在实际使用过程中容易被忽视的一些操作细节，而这些细节问题往往对我们的最后测量结果产生不小的影响。给出了注意事项，使操作更加合理。

关键词：

万能工具显微镜、测量方法、注意事项

目 录 前

言·············································

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一、仪器概

述·············································

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二、仪器的结

构·············································

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2 交

点

与

面

的

距

三、测量样板虚

离············································3 （

一

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工

作

原

理·············································

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3 步

（二）测量

骤·············································

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3 距

四、测量样板虚交点之间的

离············································4 五、在工具显微镜上对角度进行直接测

量······························5 六、在万能工具显微镜上对角度进行间接测量七

·······················

5 量

、采用光学灵敏杠杆法测

孔············································7 （

一

）

光

学

灵

敏

杠

杆

概

述·············································

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7 步

（二）测量

骤·············································

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7 事

八、操作使用中的注意

项·············································

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8 焦

顺

（一）目镜和物镜的调

序············································8 （二）测量前清除被测件表面的毛刺和磕痕

·······················

9 测

（三）正确安装被

件·············································

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参考文

献·············································

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前 言

测量技术是一门具有自身专业体系、涵盖多种学科、理论性和实践性都非常强的前沿科学。而熟知测量技术方面的基本知识，则是掌握测量技能，独立完成对机械产品几何参数测量的基础。而万工显能精确测量各种工件尺寸、角度、形状和位置，以及螺纹制件的各种参数。适用于机器制造业，精密工、模具制造业、仪器仪表制造业、军事工业、航空航天及汽车制造业、电子行业、检查站和高等院校、科研院所，对机械零件、量具、刀具、夹具、模具进行质量检验和控制，现已发展成为计量工作中不可缺少的仪器之一。

1

一、仪器概述

工具显微镜是一种通用计量仪器，它广泛地应用于机械制造业和计量部门及科研单位。工具显微镜可分为小型显微镜、大型显微镜和万能显微镜三种。它们的测量精度和测量范围有所不同，但其工作原理都是类似的。仪器设备有多种附件，从而大大扩大了它的应用范围。它除了能测量一般长度，角度外，还能测量各种轮廓比较复杂的零件，如量规，样板，螺纹，齿轮及切削刀具等。

二、仪器结构

图1为万能工具显微镜外形结构图，仪器有纵、横向两个滑板，纵向2上装有顶针座和平面工作台，它可沿纵向（X)方向移动，其移动量由纵向读数显微镜5读取。拧紧纵向滑板锁紧手轮19，转动纵向滑板微动手轮3，可实现纵向滑板的微量移动。横向滑板13上装有立柱8和主显微镜（又称瞄准显微镜）10，测量零件时，主显微镜主要起对零件轮廓进行放大成像和瞄准的作用。横向滑板可沿横向（Y）方向移动，其移动量由横向读数显微镜6读取。拧紧横向滑板锁紧手轮14，转动纵向滑板微动手轮15，可实现横向滑板的微量移动。图中11为立柱的倾转手轮，可使立柱左、右倾转12°，测量螺纹等零件时使用。

1—支承螺钉；2—纵向滑板；3—纵向微动手轮；4—纵向玻璃刻度尺盒；5—纵向读数显微镜；6—横向读数显微镜；7—主显微镜升降手轮；8—立柱；9—主显微镜支臂；10—主显微镜；11—立柱倾斜手轮；12—顶针座；13—横向滑板；14—横向锁紧手轮；15—横向微动手轮；16—直角导轨；17—主显微镜微调焦手轮；18—底座；19—纵向锁紧

2

手轮

三、在万能工具显微镜上测量样板虚交点与面的距离

（一）、工作原理

以“影像法”为测量基础，利用照明装置发出的平行光束投射到被测工件上，借助于主显微镜对工件轮廓进行放大成像并实施准确瞄准，通过读数显微镜读数实现测量。

（二）、测量步骤（如图2所示）

1、对目镜进行调焦，以便看清“米字瞄准线”；

2、转动“米字分划板”，使测角显微镜读数为“0°”或“180°”；

3、将被测工件置于工作台上，并使A面与纵向大致平行。对工件进行粗、细调焦以得到清晰的工件轮廓像，并检查调焦是否正确。方法是：微动纵横向滑板，使所选瞄准线对准工件轮廓影像边缘，眼睛在目镜上略作前后（或左右）晃动，看视场内所选瞄准线与工件轮廓影像边缘是否有相对移动，如没有相对移动，则可认为调焦正确了，否则应再进行微调焦；

4、调整工件的位置使A面与纵向平行。方法是：通过手动工件和微动工作台并反复移动纵向滑板，直至水平虚线始终能对准A面轮廓像。然后通过微动横向滑板，使水平虚线准确地对准A面（采用中心压线法，即使水平虚线正压在工件轮廓影像的A面上，并使水平虚线的一半在A面之外，一半在A面之内，以米字线中心交点上的虚线作为决定瞄准位置的主要依据，其延长部分作为参考。这样才能达到准确地瞄准），然后从横

3

向读数显微镜中读数y1;

5、移动纵、横向滑板，使虚交点部位进入瞄准显微镜视场并使米字线交点位于工件虚交点附件，然后反复转动米字线分划板并反复微动纵、横向滑板，直至所选瞄准线既能对准B面同时又能对准C面，此时说明虚交点的位置也找到。从横向读数显微镜中读数y2，则：

L=y2?y1

四、在万能工具显微镜上测量样板虚交点之间的距离

测量步骤（如图3所示）

1、对目镜进行调焦，以便看清“米字瞄准线”；

2、将被测工件置于工作台上，移动纵、横向滑板，使部位进入瞄准显微镜视场并对工件的部位进行粗、细调焦以得到

清晰的工件轮廓像，微动纵、横向滑板，使米字线交点位于部位虚交点附近，反复转动米字线分划板并反复微动纵、横向滑板，直至所选瞄准线既能对准B面同时又能对准A面，此时说明部位的虚交点位置也找到。分别从纵、横向读数显微镜中读数（x1、y1）；

3、再次移动纵、横向滑板，使部位进入瞄准显微镜视场，微动纵、横向滑板，使米字线交点部位位于部位虚交点附近，反复转动米字线分划板并反复微动纵、横向滑板，直至所选瞄准线既能对准C面同时又能对准D面，此时说明部位的虚交点位置也找到。分别从纵、横向读数显微镜中

4

读数（x1、y2）；

4、根据两点间的距离公式计算可得两虚交点的距离。

五、在工具显微镜上对角度进行直接测量

测量步骤：

1、接通电源并对目镜调焦，使视场中出现清晰的米字线； 2、将角度工件置于玻璃工作台上；

3、对角度工件进行粗、微调焦，直到能看清角度工件的影像并检查调焦的正确性；

4、转动测角目镜左侧的手轮，从而带动米字线分划板和标准度盘同步转动，使所选定的瞄准线瞄准工件角度一边的轮廓像（瞄准方式可采用对线法，即使瞄准线与轮廓影像保持一狭窄光隙，一般为0.8-2mm左右，以光隙宽度一致作为瞄准的标志），此时即可在测角目镜的读数显微镜中读得第一个读数a1；

5、再次转动手轮并移动横向滑板，使所选瞄准线与工件的一角度边对线，从测角目镜的读数显微镜中读数a2，两读数之差即为所测角度，即：

a?a2?a1

六、在万能工具显微镜上对角度进行间接测量

测量步骤：在工具显微镜上采用间接法测量板型工件角度的方法有二：

方法一：（如图4a所示）

5

1、对目镜进行调焦，以便看清“米字瞄准线”；

2、转动“米字分划线”，使测角显微镜读数为“0°”或“180°”；

3、将被测角度工件置于工作台上，并使A面与纵向大致平行。对工件进行粗、细调焦以得到清晰的工件轮廓像，并检查调焦是否正确。 调整工件的位置使A面与纵向平行。方法是：通过手动工件和微动工作台并反复移动纵向滑板，直至水

平瞄准线始终能对准A面轮廓像，此时说明A面与纵向平行。

4、移动纵、横向滑板，使所选瞄准线（图示为水平瞄准线）分别对准B面如图所示的两个侧位，并分别从纵、横向读数显微镜中读取两个侧位的坐标值，即：（x1、y1）和（x2、y2），则：

tga?(y2?y1):(x2?x1)

方法二：（如图4b）

1、对目镜进行调焦，以便看清“米字瞄准线”；

2、将被测角度工件置于工作台上，对工件进行粗、细调焦以得到清晰的工件轮廓像，并检查调焦是否正确。

3、移动纵、横向滑板，使所选瞄准线（图示为水平虚线）分别对准A面如图所示的两个侧位，并分别从纵、横向读数显微镜中读取两个侧位的坐标值，即：（x1、y1）和（x2、y2）则：

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tga1?(y2?y1):(x2?x1)

4、再次移动纵、横向滑板，使所选瞄准线（图示为水平虚线）分别对准B面如图所示的两个侧位，并分别从纵、横向读数显微镜中读取两个侧位的坐标值，即：（x3、y3）和（x4、y4），则：

tga2?(y4?y3):(x4?x3)

故：被测工件角度： a?a2?a1

七、在万能工具显微镜上采用光学灵敏杠杆法测量孔径

（一）、光学灵敏杠杆概述：

在某些情况下，在万工显上不可能用影像法测量内尺寸时（如盲孔、槽宽），则使用光学灵敏杠杆进行测量是极为方便的。

光学灵敏杠杆可作为一个独立的部件装在主显微镜上，以接触法测量内尺寸。光学灵敏杠杆的外形见图5。

1—光源；2—调焦环；3—紧固环；4—测力转换器；5—测杆

光学灵敏杠杆的工作原理见图6。

光源发出的光，照亮刻有三对双刻线的分划板3，经反射镜4反射后

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进入主显微镜，并由主显微镜的3倍物镜2将三对双刻线放大成像在测角目镜的米字线分划板1上，反射镜3和测量杆5连在一起，可绕水平轴线（垂直于纸面）摆动，测量杆上有测量球7与被测工件6接触，弹簧8使测球7和工件6接触时保持一定的测量力，当测量杆摆动时反射镜便摆动，于是三对双刻线的像在视场中产生移动。

参见图6，调焦环2用于调节三对双刻线的清晰度（转动调焦环2，可使双刻线分划板3(图6c)沿光轴方向产生微量移动，从而使三对双刻线的像准确地成像在米字线分划板上）。转动带有箭头标记的测力转换环4，可使测量力的方向改变180°。

（二）、测量步骤：（参见图6）

1、转动“米字分划板”，使测角显微镜读数为“0°”或“180°”；

2、将光学灵敏杠杆安装在主显微镜3倍物镜上，转动光学灵敏杠杆，使测量杆的摆动方向与纵向滑台移动方向一致（标志是：当光学灵敏杠杆上三对双刻线的影像与米字线竖直虚线平行时）。

3、下降悬臂，将光学灵敏杠杆侧头引入被测孔内；

4、移动纵横向滑板，使侧头与孔壁接触，并使侧头位于孔的直径方向。方法是：移动横向滑板，并观察三对双刻线影像的移动情况，寻找其最大返转点位置，此时说明侧头已位于被测孔的直径方向。锁定横向滑板；

5、微动纵向滑板。使主显微镜视场中三对双刻线套准米字线中心虚线6、（见图6b），从纵向读数显微镜中读数L1；

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转动测力转换环使测量力的方向改变180°（见图6c），移动纵向滑板，使侧头与孔径的另一壁接触，微动纵向滑板。使瞄准显微镜中三对双刻线套准米字线中心虚线，并从纵向读数显微镜中读数L2；两读数之差再加上侧头直径d即为被测孔径，即：D?(L2?L1)?d

八、操作使用中的注意事项

（一）、目镜和物镜的调焦顺序

不少人喜欢一开始测量就用物镜调焦，当调好物体焦距后再用目镜中的“米”字线去进行对准测量，如果此时觉得“米”字线不够清晰，就会对目镜进行调焦。其实，这种次序是错误的，因为这样一来会造成前面被调焦后的被测物体的影像存在一定的虚影，正确的方法是先将目镜中的“米”字线调清晰，然后再对物体调焦，这样才能保证“米”字线和物体的像均是清晰的。

（二）、测量前清除被测件表面的毛刺和磕痕

被测件在加工、使用和运输过程中均可能产生一些毛刺和磕痕，这些缺陷可能不易被觉察，但在测量中容易引起万工显的对线错误或造成测量面不在同一焦平面上而形成一定的局部虚影，从而影响测量结果的准确性，所以一定要彻底清除这些表面毛刺和磕痕。

（三）、正确安装被测件

万工显上被测件的安装形式一般有两种:

1、平面测件的安放

对于平面测件主要注意被测件的被测面应在同一焦平面上，否则容易

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形成局部虚影，对于被测面有倒角的零件，最好让倒角朝下否则容易引起调焦不清晰，造成测量不准。

2、轴类测件的安装

轴类测件一般依靠中心孔定位，这就要求安装前一定要清洗干净顶尖孔，特别是要消除其中的泥沙和毛刺，否则会造成被测件的轴心线与仪器中心线不同轴，从而带来较大的测量误差。这种情况在日常测量中经常会遇到，最好的办法是在安装好后用仪器分划板中的“米”字线的水平线检查被测轴的外径的跳动误差，从而判断被测件是否安装好。

3、测量螺纹零件时注意万工显的立柱倾斜方向测量螺纹中径、牙形半角时为使影像清晰一般会将万工显的立柱向左或右倾斜一个螺旋角，且立柱的倾斜方向与被测件的螺旋方向要一致。当螺旋角较大时，通过观察影像的清晰程度很容易就能判断立柱倾斜方向与工件螺旋方向是否一致，但当工件螺旋角小于1°时对影像的影响很小，肉眼难以判断，经常造成立柱倾斜方向与工件螺旋角方向相反，从而使测得的工件左右两边的牙形半角不一致，给工件的加工造成很大的困难。所以在测量前一定要根据工件图纸资料中注明的螺旋方向。

综上所述，我们在工作的时候不仅应该采用正确的方法而且更应该注意的是一些操作方法，要做到细心但不失胆大，这样才会为我们工作中带来更多的便利之处。

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参考文献

1.《几何量测量》 童竞等编著 机械工业出版社； 2.《几何量计量》 教材； 3.《几何量计量仪器》 教材；

4、《精密测量技术实验指导书》 四川省技术监督学校印制； 5、《几何量计量》 国家技术监督局宣教司 1989

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ibzo.html