互换性与测量技术基础位置误差测量实验

互换性与测量技术基础

——位置误差测量实验

一、实验目的

1、培养学生的创新精神、创新能力、创造思维；

2、熟悉零件有关位置误差的含义和基准的体现方法；

3、掌握有关通用量仪的使用方法。

二、实验用量具

齿轮跳动检查仪、平板、千分表、百分表、磁性千分表架、V型

块、直角尺、钢板尺等。

三、实验内容说明及实验原理

1、垂直度误差测量

Ø42H7孔轴线对Ø30H7孔轴线以及对侧面B的垂直度要求如图

1.

（1）Ø42H7孔轴线对Ø30H7孔轴线的垂直度误差测量如图2。将

工件放置在平板上，将测量表架安装在基准孔心轴上部，在距离为

L2两端用千分表测得读数为M1、M2，则该零件轴线对轴线的垂直

度误差为

f⊥= L1|M1-M2| L2

（2）Ø42H7孔轴线对侧面B的垂直度误差测量如图3。以零件顶

面为支撑面，放在三个千斤顶上。再用一直角尺，使其一面在平板上，

另一面与基准面靠拢，同时调节千斤顶使其与基准面贴合为止，这说

明基准面与平板垂直。然后用千分表分别测出L2长度两端读数M1、

M2，则该零件轴线对侧面的垂直度误差为

f⊥= L1|M1-M2| L2

根据以上测量结果，判断两项垂直度要求是否合格。

图1 图2

图3

2、平行度误差测量

连杆小孔轴线对大孔轴线的平行度要求如图4，测量方法如图5。

（1）垂直位置。测量时，被测孔轴线和基准孔轴线均用心轴模拟。

将基准孔心轴的两端支撑在两等高的V型块上，V型块放在平板上，

使被测工件放置在90º位置。在距离为L2的位置上用百分表得读书

分别为M1、M2，则平行度误差为：

f∥= L1|M1-M2| L2

（2）水平位置。将零件转位使之处于0º位置，使两心轴中心与

平板等高，按上述方法测出0º位置的平行度误差。

根据以上测量结果，判断零件平行度要求是否合格。

图4 图5

3、圆跳动误差测量

被测零件圆跳动公差要求如图6，测量方法如图7。

（1）径向圆跳动误差的测量。把千分尺安装在跳动检查仪的指

示架上，压下指示表升降手柄，调节指示表升降调节螺母使千分表

侧头与被测工件上母线接触，并使千分表长针压缩一圈左右后，紧

固升降调节螺母即可进行测量，将工件旋转一周，记下千分表读书

的最大差值。移动工作台再测第二个截面，共测三个截面，取其中

最大跳动量作为该表面的径向圆跳动误差值，并判断该项指标是否

合格。

（2）端面圆跳动误差的测量。把千分尺安装在跳动检查仪的指

示架上，再把附件的定位销插入定位孔内，并上紧紧固螺钉，压下

指示表，调节指示表升降调节螺母和纵向滑板位置，使千分表侧头

与被测工件上母线接触，并使千分表长针压缩一圈左右后，即可进

行测量，分别在端面靠近最大直径出和较小直径处测量，每测一处，

转动工件一圈，读取指示表的最大最小读书差，取其中较大者作为

该端面的圆跳动误差值。

注意：没测完一个截面或一个圆柱面后，在测另一个测量截面

或测量直径处，必须先抬起指示表升降手柄，使测头离开工件后再

移动工件，以免磨损测头。

图6 图7

四、实验步骤

（1）老师发给我们一篇关于创新型小发明的文章，让我们思考并谈

谈自己对于其中的体会。

（2）老师介绍实验仪器的用法及原理，让我们思考并提出改进措施。

（3）用齿轮跳动检查仪分别测出圆柱的径向最大值与最小值（分别

在中间与两边各测一次），端面较大径的最大值、最小值，端面较小

径的最大值、最小值；用平板、磁性千分表座和钢板尺等测量垂直度

（两种方法）；用百分表等测量两轴的平行度。

（4）了解金属的防锈知识，在实验中养成时刻注意防锈的习惯。

五、原始数据

1、圆跳动的测量

（1）径向圆跳动误差

1）中间 Mmax=0.0769mm Mmin=-0.0028mm

2）左边 Mmax=0.0711mm Mmin=0.0041mm

3）右边 Mmax=0.0731mm Mmin=-0.0065mm

(2) 端面圆跳动误差 1）较大径 Mmax=0.0851mm Mmin=0.0742mm

2）较小径 Mmax=0.0174mm Mmin=0.0010mm

2、垂直度的测量

（1）孔的轴线对侧面的垂直度误差

M右=0.6339mm,M左=0.6810mm L中=94.0mm L左=L右=50.0mm.

（2）两孔轴线间的垂直度误差

M右=0.6232mm,M左=0.5471mm L中=94.0mm L左=L右=60.0mm

3、两孔轴线平行度的测量

（1）水平方向

M左=1.790mm,M右=1.820mm L中=36.0mm L左=L右=80.0mm

（2）垂直方向

M左=2.067mm,M右=2.290mm L中=36.0mm L左=L右=80.0mm

六、数据处理

1、圆跳动误差测量

表一、径向圆跳动误差

——-计算：Mmax=（0.0796+0.0711+0.0731）/3=0.0746mm

Mmin=（0.0028+0.00410.0065）/3=0.0052mm ——--

f↗=Mmax-Mmin=0.0746-（-0.0052)=0.0798mm>0.02mm 不符合标准

表二、端面圆跳动误差

——————计算： Mmax=（0.0851+0.0174）/2=0.0512mm

Mmin=（0.0742+0.0010）/2=0.0376mm

f↗=Mmax-Mmin=0.0512-0.0376=0.0136mm<0.02mm 符合标准 ——————

2、垂直度误差测量

表一、孔的轴线对侧面的垂直度误差

单

位

计算：

L=L中+L左+L右=94.0+50.0+50.0=194.0mm

f⊥=M右-M左 * L中/L=0.6339-0.6810 *94.0/194.0=0.0228mm<0.06mm

符合标准

表二、两孔轴线间的垂直度误差

计算：

L=L中+L左+L右=94.0+60.0+60.0=214.0mm

f⊥=M右-M左 * L中/L=0.6232-0.5471*94.0/214.0=0.0334mm<0.08mm

符合标准

3、平行度误差测量

表一、 两孔轴线平行度的测量

计算：

I、水平方向

L=L中+L左+L右=36.0+80.0+80.0=196.0mm

f//=M右-M左 * L中/L=1.820-1.790*36.0/196.0=0.006mm<0.1mm

符合标准

II、垂直方向

L=L中+L左+L右=36.0+80.0+80.0=196.0mm

f//=M右-M左 * L中/L=2.290-2.067*36.0/196.0=0.040mm<0.25mm

符合标准

七、实验总结与收获

实验的开始，老师给了我们一篇名为《建设创新型国家呼唤小发

明》的文章，让我们仔细阅读后谈谈自己的感悟。在这篇文章中：讲

述了作者在美国看到的许多用以来改善人们生活环境和质量的小发

明，并以此呼吁国民们对于小发明理应的重视态度。记得以前看过一

个节目，说的是如果你要在日本做生意，你会发觉你根本找不到可以

做的，因为你能想到的他们都已经有了。其中就有许许多多的小发明，

原因是日本是一个资源极度匮乏的国家，所以为了能够资源最大化的

应用，他们想尽一切办法去节约资源。而相对于的我国，从小，我们

便被教育我们国家地大物博、物产丰富。这就一直给我们一个假象，

一个没有危机感的感觉就逐渐培养起来。在我看来作者所呼唤的小发

明创新理念，没有对于危机的紧迫感，是不太容易培养起来的。在呼

唤国民创新意识的时候，是不是也该呼唤一下危机感呢！

在实验过程中，老师引导我们发现了许多实验中的不足之处，

有实验方法上的，也有仪器的，并让我们思考或上网查找相关的

改善方案，从中体会到了跟以前做的那种循规蹈矩、按部就班的

实验中不一样的感觉，真正感觉自己学到了很多，培养了自己独

立发现问题、分析问题及解决问题的能力。

通过本次实验，我将所学的知识应用到了实践中去，亲自动手做

实验，使我对基本的概念有了更加深入的理解。老师在讲解实验时，

引导我们用创新性思维分析仪器的缺陷，并提出改进的办法，使我受

益匪浅。做别人没做过的事叫创新，想别人没想的东西叫创新。

创新，改善了我们的工作质量，改善了我们生活质量，提高了我

们的工作效率，巩固了我们的竞争地位。创新并不是一件很遥远

的事情，只要我们善于观察，勤于思考，提出好的想法，那就是

创新。实验时，要有严谨、认真的态度，按照步骤一步步操作，

并且与小组同伴密切合作，这样才能准确、高效的完成实验。

最后，十分感谢老师在实验过程中对我的启迪，让我对创新有了

新的认识，拉近了创新与我们的距离。

通过这次实验，我学到了好多书本上学不曾接触了解的东西，通

过上网查阅资料，得到如下的一些知识：

I、金属防锈的措施

1.改变金属的内部组织结构。例如制造各种耐腐蚀的合金，如在

普通钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢。

2.电化学保护法。利用原电池原理进行金属的保护，设法消除引

起电化腐蚀的原电池反应。电化学保护法分为阳极保护和阴极保护两

大类。应用较多的是阴极保护法。

3.保护层法。在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围腐蚀介

质隔离，从而防止腐蚀。如：在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油

漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料；用电镀、热镀、喷镀等

方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。

这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止水和空气

等对钢铁的腐蚀；用化学方法使钢铁表面生成一层细密稳定的氧化

膜。如在机器零件、枪炮等钢铁制件表面形成一层细密的黑色四氧化

三铁薄膜等。

4.对腐蚀介质进行处理。消除腐蚀介质，如经常揩净金属器材、

在精密仪器中放置干燥剂和在腐蚀介质中加入少量能减慢腐蚀速度

的缓蚀剂等。

II、实验仪器防锈方法

1．表面清洁：清洗必须依被防锈物表面的性质和当时的条件，

选定适当的方法。一般常用的有溶剂清洗法、化学处理清洁法和机械

清洁法。

2.表面干燥清洗干净后可用过滤的干燥压缩空气吹干，或者用

120~170 ℃的干燥器进行干燥，也可用干净纱布擦干。

3.涂敷防锈油的方法：

1）浸泡法：一些小型物品采用浸泡在防锈油脂中，让其表面

粘附上一层防锈油脂的方法。油膜厚度可通过控制防锈油脂的温

度或粘度来达到。

2）刷涂法用于不适用浸泡或喷涂的室外建筑设备或特殊形状

的制品，刷涂时既要注意不产生堆积，也要注意防止漏涂。

3）喷雾法.一些大型防锈物不能采用浸泡法涂油，一般用大约

0.7Mpa压力的过滤压缩空气在空气清洁地方进行喷涂。喷雾法适

用溶 剂稀释型防锈油或薄层防锈油，但必须采用完善的防火和

劳动保护措施。

III、磁性千分表座的工作原理

它里面是一个圆柱体,在其中间放置一条条形的永久磁铁或恒

磁磁铁，外面底座位置是一块软磁材料。(软磁材料是指在较弱的

磁场下，易磁化也易退磁的一种铁氧体材料) 通过转动手柄，来转

动里面的磁铁。当磁铁的两极（N或S）呈上下方向时，也就是磁

铁的N或S极正对软磁材料底座时,就被磁化了，这个方向上具有

强磁，所以能够用于吸住钢铁表面。而当磁铁的两极处于水平方向

时，及NS的正中间正对软磁材料底座时(长条形磁铁的正中间只

有极小的磁性，可以不记)不会被磁化，所以此时底座上几乎没有

磁力，就可以很容易地从钢铁表面取下来了。 这个磁性表座利用

了两个特性: 软磁性材料的磁化和退磁快的特性; 条形永久磁铁或

恒磁磁铁的中间磁场极弱而两端磁场极强的特性。

IV、实验设备的一点改进想法

图一

我们在实验室中用的磁性千分表架如上图，它的缺陷就

是只能通过忍受进行调节支架的上下移动，这样的移动不容

易控制，在实验过程中带来了很大的不便。用手进行了大致

的调节之后，这样设计让其可以进行微调呢？在思考这个为

题的时候，老师说了一句那三个小支柱和千斤顶的原理相

似，我忽然就想到了能不能把表架的竖着的那根杆做成和千

斤顶一样呢？于是上网查阅了一下千斤顶的原理：

图二

如图二所示，将图一的表架的竖杆做成外螺纹，在与底座相

连部分套上螺帽，转动螺帽，就像千斤顶一样，竖杆就可以

上下移动，从而实现微调。

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