《互换性与技术测量》实验指导书（三个实验）.doc

实验一 直线度误差的测量一、实验目的掌握按“节距法”测量直线度误差的方法。二、测量原理及数据处理对于很小表面的直线度误差的测量常按“节距法”，应是将被测平面分为若干段，用小角度度量仪（水平仪、自准直仪）测出各段对水平线的倾斜角度，然后通过计算或图解来求得轮廓线的直线度误差。本实验用合像水平仪。具体测量方法如下：将被测表面全长分为n段，每段长l=L/N应是桥板的跨距。将桥板置于第一段，桥板的两支承点放在分段点处，并把水平仪放在桥板上，使两者相对固定（用橡皮泥粘住）记下读数a1（单位为格）。然后将桥板沿放测表面移动，逐段测量下去，直至最后一段（第n段）。如图1每次移l，并要使支承点首尾相接，记下每段读数（单位为格）a1、a2、an。最后按下列步骤（见例）列表计算出各测量点对两端点连线的直线度偏差hi，并取最大负偏差的绝对值之和作为所求之直线度误差。例设有一机床导轨，长2米（L=2000mm），采用桥板跨距l=250mm，用分度值c=0.02mm/m的水平仪，按节距法测得各点的读数ai（格）如表1。表1（1）测量段i12345678（2）测量点AiA0A1A2A3A4A5A6A7A8（3）各点读数ai（格）0+1+1+0.5+ 0.5-0.5-0.50-1（4）各点读数累积0+1+2+2.5+ 3+2.5+2+2+1（5）平均值（6）倾斜修正量0（7）各点直线度偏差（格）（）00（8）各点直线度偏差0+4.4+5.8+10.6+12.5+9.4+6.3+5.60结果导轨的直线度误差也可用作图法求出直线度误差，如图2。作图法是在坐标纸上，以导轨长度为微坐标，各点读数累积为纵坐标，将测量得到的各点读数累积后标在坐标上，并将这些坐标点连成折线，以两端点连线作为评定基准，取最大正偏差与最大负偏差的绝对值之和，再换算为线值（），即为所求之直线度误差。测量导轨直线度误差时，数据处理的根据，可由下图看出：（图3）Ai 导轨实际轮廓上的被测量点（i=0、1、2、n）；ai 各段上水平仪的读数（格）；Yi 前后两测量点（i-1，i）的高度差；hi 各测点（Ai）到水平线（通过首点A0）的距离（），显然 在测量点Ai处，导轨的倾斜量（）；hi 测量点Ai对导轨首末两端点连线（A0，An）的直线度误差（）（显然h0=0，hn=0）；l 桥板跨距，即各测量段长度l=L/n(mm)，L导轨全长（mm），n测量段数；c水平仪的分度值0.01mm/米格。由图可以看出：倾斜修正量各点的直线度误差：三、思考题按两端点连线和按最小条件评定的直线度误差值是否一致？实验二 孔和轴配合的测量一、实验目的l. 牢固掌握游标卡尺的原理和使用方法；2. 从测量孔和轴的三种配合尺寸中，认识测量误差。二、实验仪器1. 游标卡尺。2. 具有间隙配合、过盈配合和过渡配合的孔、轴测量试件。三、实验原理l. 游标卡尺：游标卡尺的刻度值有0.1、0.05及0.02mm三种。如图为读数示例，读数时先根据游标零线所指主尺刻度是多少读出mm的整数值。再看游标上第几条刻度线与主尺刻线重合，以此游标上重合的线数乘以游标之刻度值即得被测尺寸(mm)之小数部分。2. 孔、轴配合：加工好的套和轴，其直径的尺寸误差应在规定的公差之内。根据其公差带分布的不同，基本尺寸相同的孔和轴配合时，存在三种配合状态。(1) 间隙配合：孔公差带在轴公差带之上，即最小孔和最大轴配合时，亦应有间隙(包括零间隙)。(2) 过盈配合：孔公差带在轴公差带之下，即最大孔和最小轴配合时，办应有过盈(包括零过盈)。(3) 过渡配合：孔公差带和轴公差带相互交迭，任取其中对孔、轴相配合，可能有不大的过盈，也可能有不大的间隙。对于加工好的孔和轴，所测量出的尺寸误差，应满足规定配合的孔、轴公差带间的关系。(详见“互换性与技术测量”教材)。四、实验步骤：1. 用游标卡尺测量孔内径和轴外径各9次。2. 计算分析各数据。五、实验误差分析六、思考题若游标卡尺的游标框和主尺之间因有间隙而在测量时产生倾斜，将会造成什么样的误差？实验三 “三针法”测量外螺纹中径一、实验目的1. 掌握用三针法测量螺纹中径的原理方法；2. 掌握杠杆千分尺的正确使用方法及三针的选择方法。二、测量原理和方法用三针测量是一种间接测量法，即将三根直径相同的量针，如图1那样放在螺纹牙中可以用下列公式求得被测螺纹的实际中径。用接触式仪器，或测微量具测出检验尺寸M值。式中：代入上式得：式中：M 测得值；do 量针直径（毫米）；P 螺距；/2 牙形半角。对公制螺纹/2=30，则d2 = M 3do 0.866P为了避免牙形角误差影响中径的测量结果，应选择适当直径的量针，使其与螺纹牙形侧面的接触点恰好在中径位置上，这样的量针直径，称为最佳直径do（见图2）。量针的最佳直径可按下式求得：对公制螺纹： = 60， do (最佳) = 0.57735P三、实验步骤1. 根据被测螺纹的螺距，计算并选择最佳量针直径dm。2. 在尺座上安装好杠杆千分尺和三针。3. 擦净仪器和被测螺纹，校正仪器零位。4. 将三针放入螺纹牙中，旋转杠杆千分尺的微分筒，使两端测量头与三针接触，然后读出尺寸M的数据。5. 截面相互垂直的两个方向上测出尺寸M，并按平均值用公式计算螺纹中径，然后判断螺纹中径的适用性。四、思考题1. 三针法测得之中径是否作用中径？2. 三针法测量螺纹中径属于哪一种测量方法？为什么要选用最佳钢针直径？