互换性实验指导书 - 图文

互换性与技术测量

实验指导书

武汉工程科技学院机械与电子信息学部

二○一四年十二月

实验一 用机械比较仪测量塞规

一、实验目的

1、学习机械比较仪的结构原理及其使用方法。 2、学习直接测量结果的处理方法。

3、加深理解计量器具与测量方法的常用术语。

二、设备与器材

机械比较仪（带基座和百分表）7台、被测塞 规和量块各7组。

三、仪器及使用说明

机械比较仪主要用于长度比较测量，可测圆柱 形、球形等物体的直径及零件的长度尺寸。用这类

仪器测量时，先用量块将仪器标尺或指针调到零位，被测尺寸对量块尺寸的偏差可以从仪器刻度标尺上读得。百分表是应用最为广泛的一种机械式量仪。

图2 机械式百分表的传动系统

图2为机械式百分表的传动系统，被测件的尺寸或形状变化→测头→测杆→齿条→齿轮Z1 →齿轮 Z2 →齿轮Z3 →长指针，长指针在表盘上指示出其转过的数值，从表盘上读出指针转过的数值。当测杆向上移动时，长指针向顺时针方向旋转；当测杆向下移动时，长指针向反时针方向旋转。

百分表的测量杆移动1mm时，通过齿轮传动系统，使大指针回转一周，刻度盘沿圆周刻有100个刻度，当指针转动1格时，表示所测量的尺寸变化为1/100＝0.01mm，所以百分表的分度值为0.01mm。

百分表的使用：

（1）检查百分表（外观、指针、重复性和测量杆的行程等）

（2）擦净测头、测量杆、装夹套筒、表盘以及被测件，并把百分表装夹在表架上或其它牢靠的支架上。

（3）百分表调“0”。 （4）测量、读数。

百分表调“0”方法（转动表盘调“0”法）：

先提起测量杆，使测头与基准表面接触，并使指针转过半圈至一圈，然后把表紧固住（使表的指针预先转过半圈至一圈的目的，一是保证有一定的起始测量力，二是保证在测量中既能读出正数，又能读出负数——正负是以“0”位为基准的），在把测量杆提起1mm～2mm，然后轻轻放下，这样反复做2 ～3次，看百分表的重复性，如果重复合格，就转动表盘，使其“0”刻线与指针重合，然后再提起测量杆使其自行落下，检查指针是否仍与“0”刻线重合。如果指针仍与“0”刻线重合，则说明已调好“0”；如果不重合，再转动表盘调“0”，直到调好为止。

测量中，也可以不调“0”，而是把测头基准与基准面接触，使指针预先转过半圈至一圈后，指针停在什么位置，就以该位置作为测量的起始位置。这种方法节省时间，也准确。但是，要记住该位置的数值。

百分表测量时的注意事项：

☆ 测量平面时，测量杆要与被测表面垂直，否则，不仅测量误差大，而且有可能会把测量杆别住不能活动，损坏百分表；

☆ 测量圆形工件时，测量杆的中心线要垂直地通过工件的轴心线。

☆ 测量时，先把测量杆提起，再把工件推到测头下面，不得把工件强迫推入到测头下，防止把测头撞坏。

四、实验内容

用机械比较仪测量塞规的直径。对塞规任意一端的部位进行多次重复测量（例如10次），计算测量结果。

要求：

1．测量一个零件的尺寸偏差，确定被测的这个零件的实际尺寸变动范围。 2．对某一轴的固定部位进行多次重复测量（例如10次），计算测量结果。

五、测量步骤

1、百分表固定在指示表支架上。

2、组合量块：按被测零件的基本尺寸或极限尺寸组合。将量块进行研合时，将量块测量面擦净，以少许压力把两个量块的测量面相互推进，二者即可牢固地连接起来。

3、百分表调零位：将组合好的量块组的下测量面置于工作台中央， 并使百分表的测量头对准上测量面中央。使指针指到表盘上的“0”，用手指压下测头提升杠杆不少于三次，使零位稳定，调零结束。

4、将测头抬起取下量块，放入被测塞规，任选一端进行测量，对一个零件同一点的尺寸测量10次，并将测量的结果填入实验报告中。

六、思考题

1、用机械比较仪测量塞规直径属于什么测量方法？绝对测量与相对测量各有何特点？ 2、什么是分度值、刻度间距？

3、仪器的测量范围和刻度尺的示值范围区别何在？

实验二 平面度误差的测量

一、实验目的

1、了解平面度误差的测量原理及百分表的使用方法。 2、 掌握平面度误差的评定方法及数据处理。

二、设备与器材

测量平板、带百分表的测量架等。

三、测量原理

平面度公差用于控制平面的形状误差。其公差带是距离为公差值的两平行平面之间的区域。平板平面度误差是指平板加工后的实际表面和理论上的理想平面之间的差值。平板平面度误差的检定，是通过被测实际表面与理想表面相比较来进行的。而理想平面相对于实际表面的位置，将影响平板平面度误差的检定结果。为此规定在评定平面度误差时，理想平面的位置按最小条件来确定。最小条件是指：在确定理想平面位置时，应使该理想平面与实际表面相接触，并使两者之间的最大距离为最小。

常见的平面度测量方法有：用平板和带指示表的表架测量、用光学平晶测量平面度、用水平仪测量平面度及用自准仪和反射镜测量平面度误差，

用各种不同的方法测得的平面度测值，应进行数据处理，然后按一定的评定准则处理结果。

平面度误差评定方法有：三点法、对角线法、最小包容区域法。

1、三点法：以通过实际被测表面上相距最远的三个点构成的平面作为评定基准，取各测点相对于它的偏离值中最大偏离值与最小偏离值之差作为平面度误差。

2、对角线法：以通过实际被测表面上的一条对角线，且平行于另一条对角线的平面作为基准平面，取各测点相对于它的偏离值中最大偏离值与最小偏离值之差作为平面度误差值。 3、最小包容区域法：就是在包容被测表面的许多对两两平行的平面中，找出两平行平面宽度最小的一对包容平行平面，从而得出平面度误差。由两平行平面包容实际被测要素时，实现至少四点或三点接触。且具有下列形式之一者，即为最小包容区域，其平面度误差值最小。最小包容区域的判别方法有下列三种形式。

a. 三角形准则：一个最高（低）点的投影落在由三个等值最低（高）点所组成的三角形内。见图1(a)所示。

b. 交叉准则：两个等值最高（低）点的投影分布在两个等值最低（高）点连线的两侧 。见图1(b)所示。

c. 直线准则：同一截面内，一个最高（低）点的投影位于两个等值最低（高）点的连线上。如图1(c)所示。

图1 平面度误差的最小区域判别法

四、实验步骤

检测时，将被测零件放在平板上，带百分表的测量架放在平板上，并使百分表测量头垂直地指向被测零件表面，压表并调整表盘，使指针指在零位。然后，按图2所示，将被测平板沿纵横方向均布画好网格，四周离边缘10mm，其画线的交点为测量的9个点。同时记录各点的读数值。全部被测点的测量值取得后，按对角线法求出平面度误差值。

图 2

五、数据处理

1、数据处理 数据处理的方法有多种，有计算法、作图法等。下面介绍用对角线法求取平

面度误差值的方法。

a1 a2 a3 b1 b2 b3 c1 c2 c3

图3

（1）令 图3中的 a1—c1为旋转轴，旋转量为P。则有

a1 a2?P a3?2P

b1 b2?P b3?2P

c1 c2?P C3?2P

图4

（2）令图4中的 a1—a3?2P为旋转轴，旋转量为Q。则有

a1 a2?P a3?2P

b1+Q b2?P+Q b3?2P+Q

c1+2Q c2?P+2Q C3?2P+2Q

图5

（3）按对角线上两个值相等列出下列方程，求旋转量P和Q

a1＝c3＋2P＋2Q

a3?2P＝c1＋2Q

把求出的P和Q代入图5中。按最大最小读数值之差来确定被测表面的平面度误差值。 2、例题

用千分表按图2所示的布线方式测得9点，其读数如图6（a）所示。用对角线法确定平面度误差。

0 －6 －16 0 －5.5 －15 －7 ＋3 －7 － 9.5 ＋1 － 8.5 －10 ＋12 ＋4 － 15 ＋7.5 0

图 6( a ) 图 6（b） 0＝4＋2P＋2Q

－16＋2P＝－10＋2Q

解得：P＝0.5

Q＝－2.5

将各点的旋转量与图6(a)中的对应点的值想加，即得经坐标变换后的各点坐标值。如图6(b)所示，由图6(b)可见a1和c3等高(0)；c1和a3等高(－15)，则平面度误差值为：

f?＝＋7.5－（－15）＝22.5（?m）

六、思考题

1、评定平面度误差有哪几种方法？哪种方法评定的误差值最小

互换性与技术测量

实验报告

学 部

专 业 学 号 姓 名

武汉工程科技学院机械与电子信息学部

二○一四年十二月

实验一 用机械比较仪测量塞规的轴径

仪器名称、型号及规格： 零件基本尺寸： 量块组合尺寸： （一） 测量零件的尺寸偏差，确定零件实际尺寸变动范围： 测量序号 测得偏差（?m） 零件实际尺寸变动范围： （二） 重复10次测量一个零件同一部件的尺寸，计算测量误差； 序号 测得实际尺寸x1 (mm) 残余误差u1?x1?L u 2211 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1.测量结果的标准偏差 s?(?m) (?m) ?u211 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (n?1) ? 2.算术平均值的标准偏差 σL??Sn 3．测量结果 L?L?3σL ?x? ?u1? ?u1? 2 （三）思考题

1、用机械比较仪测量塞规直径属于什么测量方法？绝对测量与相对测量各有何特点？

2、什么是分度值、刻度间距？

3、仪器的测量范围和刻度尺的示值范围区别何在？

年 月 日

指导教师 实验二 平面度误差的测量

仪器名称、型号及规格： 仪器测量范围： 仪器刻度值： 被测零件名称： （一）、测量和数据处理 测点序号 读数（㎜） 测量示意图 平面度误差测量方法： 平面度误差评定方法： 作图计算： a1 a2 a3 b1 b2 b3 c1 c2 c3 平面度误差 fA=fAmax-fAmin= ㎜ （二）思考题

1、评定平面度误差有哪几种方法？哪种方法评定的误差值最小

年 月 日 指导教师

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/t7ph.html