《公差配合與測量技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 吳學(xué)農(nóng)主編

1、 公差配合與測量實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 吳學(xué)農(nóng) 主編 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)一 用內(nèi)徑百分表測量孔徑一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解內(nèi)徑百分表的結(jié)構(gòu)及原理。2. 掌握用內(nèi)徑百分表測量孔徑的方法。二、量儀簡介和測量原理 內(nèi)徑百分表是測量孔徑的通用量儀，用具有確定內(nèi)尺寸的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)或用裝在量塊夾子中的量塊組成的確定尺寸作為基準(zhǔn)，采用相對測量法測量內(nèi)徑，特別適宜測量深孔。內(nèi)徑百分表由鐘表型指示表（如圖1-1）和杠桿系統(tǒng)組成，內(nèi)徑百分表的結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。圖1-1 鐘表型百分表 1測桿；2游絲 ；3彈簧 如圖1-1，用鐘表型百分表測量時(shí)，具有齒條的測桿1作直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)與該齒條嚙合的小齒輪Z2轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使與小齒輪Z2固定

2、在同一根軸上的大齒輪Z3及短指針轉(zhuǎn)動(dòng)。大齒輪Z3又帶動(dòng)小齒輪Z1及固定在同一根軸上的長指針轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，測桿的微量直線位移經(jīng)齒輪傳動(dòng)放大為長指針的角位移，由分度盤指示出來。當(dāng)測量桿1直線移動(dòng)0.01mm時(shí)，長指針在刻度盤上相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)一格。為了消除齒輪傳動(dòng)中齒側(cè)間隙引起的空程誤差，在百分表內(nèi)裝有游絲2。由游絲產(chǎn)生的扭力矩作用在與小齒輪Z1嚙合的齒輪Z4上，以保證齒輪無論正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)都在同向的齒面嚙合。在百分表內(nèi)還裝有彈簧3，它用來控制測量力。 圖1-2 內(nèi)徑百分表結(jié)構(gòu)1可換（固定）測量頭；2等臂直角杠桿；3活動(dòng)測頭；4挺桿；5隔熱手柄；6定心板； 7、8彈簧；9指示表（百分表） 用內(nèi)徑百分表測量時(shí)，活

3、動(dòng)測頭3和固定測頭1（也稱可換測量頭）分別與被測孔孔壁接觸?；顒?dòng)測頭3向內(nèi)移動(dòng)時(shí)，其位移經(jīng)等臂直角杠桿2，推動(dòng)挺桿4向上移動(dòng)，使彈簧8壓縮，并推動(dòng)指示表9的測桿，使它的指針回轉(zhuǎn)。該彈簧的反作用力使活動(dòng)測頭3對孔壁產(chǎn)生測量力。在活動(dòng)測頭的兩側(cè)有定心板6，它在兩只彈簧7的作用下始終對稱地與孔壁接觸。定心板6與孔壁的兩個(gè)接觸點(diǎn)的連線與被測孔的直徑線互相垂直，使兩個(gè)測頭位于該孔的直徑方向上（如圖1-6a）。量儀附有一組長短不同的固定測頭，可根據(jù)被測孔直徑大小來選擇使用。本實(shí)驗(yàn)所用內(nèi)徑百分表的主要技術(shù)性能指標(biāo)如下：刻度值 0.01mm測量范圍 3550mm示值范圍 03mm三、被測零件圖 圖13 被測零

4、件圖 四.實(shí)驗(yàn)步驟1.根據(jù)被測孔徑的基本尺寸選用相應(yīng)的可換測量頭和校對零位時(shí)使用 的外徑千分尺。2.洗凈擦潔可換測量頭、活動(dòng)測量頭、定位裝置（定心板）以及所用的外徑千尺和被測件的測量面。3. 將百分表和可換測量頭裝在量桿上。4. 調(diào)整內(nèi)徑百分表的零位：先將外徑千分尺調(diào)至被測零件的基本尺寸，然后鎖緊外徑千分尺微分螺桿。以外徑千分尺兩量砧之間的距離為基準(zhǔn)，將內(nèi)徑百分表對零。將內(nèi)徑指示表的兩測頭放入外徑千分尺兩量砧之間，與兩量砧接觸。為了使內(nèi)徑百分表的兩測頭軸線與兩量砧平面相垂直，需拿住表?xiàng)U中部，微微擺動(dòng)內(nèi)徑指示表，找出長指針的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，并轉(zhuǎn)動(dòng)表盤，使長指針對準(zhǔn)“0”刻線該（轉(zhuǎn)折點(diǎn)），此時(shí)零位已調(diào)好。

5、（轉(zhuǎn)動(dòng)百分表上的刻度盤，使長指針正好對準(zhǔn)零位，并反復(fù)對幾次，同時(shí)記住百分表短指針?biāo)傅臄?shù)字（毫米）。）（如圖1-4）。 圖1-4 調(diào)整零位5. 按要求的六個(gè)位置（三個(gè)截面，兩個(gè)方向如圖1-5）分別進(jìn)行孔徑測量，將內(nèi)徑百分表兩測量頭插入被測孔內(nèi)，微微擺動(dòng)指示表，并按指示表的最小示值（表轉(zhuǎn)折點(diǎn)）讀數(shù),即實(shí)際偏差。（如圖15、1-6） 圖 1-5 測量孔的內(nèi)徑 圖 1-6 6.根據(jù)被測孔的尺寸公差要求，判別被測孔是否合格，作出適用性結(jié)論（即判斷零件是否合格）。7.整理量儀并涂上防銹油。實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1.測量記錄 （注意：這里填寫的內(nèi)容是實(shí)際偏差）： （單位mm）橫截面123方位2.適用性結(jié)論 ： （單位

6、mm）零件的允差實(shí)際測得的偏差被測零件是否合格上偏差+0.025最大下偏差0最小3.畫出其尺寸公差帶圖 ：4.回答下列問題：（1）該測量方法屬于絕對測量法還是比較測量法？（2）為何要在擺動(dòng)內(nèi)徑百分表時(shí)對零和讀數(shù)，長指針轉(zhuǎn)折點(diǎn)是最小值還是最大值？實(shí)驗(yàn) 二 軸徑誤差測量一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)數(shù)字式立式光學(xué)計(jì)的結(jié)構(gòu)及其使用方法。2、掌握量塊的使用和維服方法。二、 量儀名稱及其規(guī)格名稱：JDG-S1數(shù)字式立式光學(xué)計(jì)測量范圍：180mm示值范圍（相對于中心零位）：不小于±0.1 mm最小示值：0.0001mm測量力：2N±0.2N示值誤差（相對于中心零位）:±0.00025

7、mm 圖2-1 儀器外形 JDG-S1數(shù)字式立式光學(xué)計(jì)的外形及主要部分見圖2-1。本儀器一般是用標(biāo)準(zhǔn)器（如量塊）以比較法測量被側(cè)件的外形尺寸。它可對五等量塊，圓柱形、球形、線形以及平行平面狀的精密量具和零件的外形尺寸作精密測量；儀器頭部還可作為一個(gè)獨(dú)立部件，利用頭部數(shù)顯輸出接口同計(jì)算機(jī)連網(wǎng)，用于科研、生產(chǎn)過程控制及在線檢測等方面精密測量和控制；儀器整機(jī)附件齊全，備有形式各異可調(diào)式、固定式工作臺(tái)和各種規(guī)格測帽，以適應(yīng)各種測量需要。儀器光機(jī)電集合一體，操作方便，測量結(jié)果數(shù)字顯示。由圖2-1可知，它由底座1、升降螺母2、橫臂緊固螺釘3、橫臂4、電纜5、立柱6、微動(dòng)螺釘7、光學(xué)計(jì)管8、微動(dòng)緊固螺釘9、

8、光學(xué)計(jì)管緊固螺釘10、提升器11、測帽12、可調(diào)工作臺(tái)13、方工作臺(tái)安置螺釘14、數(shù)顯窗15、中心零位指示16、置零按鈕17、電源插座18和電纜插座19等部分組成。三、被測零件圖 圖2-2 被測零件圖四、實(shí)驗(yàn)步驟 1、 組合量塊。按測量零件的基本尺寸或極限尺寸組合。2.調(diào)整儀器（1）工作臺(tái)和測帽的選擇 儀器備有多種工作臺(tái)和測帽以供選擇。選擇應(yīng)以能確定準(zhǔn)確反映被測位置的實(shí)際偏差為原則。例如測量球體直徑用平面工作臺(tái)和平面測帽；測量線形零件直徑用平面工作臺(tái)等。（2）準(zhǔn)備 測量前先將測帽和提升器裝在測量桿上并由螺釘固緊。由于提升器在動(dòng)作時(shí)有一定的阻力，為了保證2N±0.2N的測量力，裝提升器

9、時(shí)必須使提桿既在自由狀態(tài)下不與測帽接觸，又能將測帽抬起到最高位置。將光學(xué)計(jì)管上的電纜插頭插到底座的電纜插座內(nèi)。將低電壓源插頭接入電源插座內(nèi)，然后打開電源開關(guān)，這時(shí)，顯示窗有隨機(jī)數(shù)字顯示。根據(jù)被測件的高度將光學(xué)計(jì)管粗調(diào)到適當(dāng)位置。松開光學(xué)計(jì)管固緊螺釘并旋緊微動(dòng)固緊螺釘，旋轉(zhuǎn)微動(dòng)手輪使上面紅點(diǎn)朝向操作者。預(yù)熱十分鐘后按置零按鈕使出現(xiàn)全零顯示。（3）校零位 置零后旋轉(zhuǎn)升降螺旋使橫臂下降，測帽與標(biāo)準(zhǔn)量塊接觸后數(shù)字即朝正向累加。監(jiān)視中心零位指示燈，當(dāng)它點(diǎn)亮?xí)r即把橫臂固緊螺釘鎖緊。中心零位指示燈一般在+130um附近點(diǎn)亮。下降橫臂要緩慢以免看不到亮光的一閃。如果到+200um時(shí)仍不見中心零位指示燈亮表明已

10、經(jīng)粗調(diào)過頭，這時(shí)應(yīng)反方向旋轉(zhuǎn)升降螺旋。鎖緊橫臂固緊螺釘時(shí)往往因位置走動(dòng)而使指示燈復(fù)而熄滅。正反方向緩緩旋轉(zhuǎn)微調(diào)手輪可方便地重新找到中心零位。鎖緊光學(xué)計(jì)管固緊螺釘后再按置零按鈕。經(jīng)過這樣調(diào)節(jié)后測量桿處在測量范圍的對稱位置。正反方向的量程均 不小于100um。（如果被測件與標(biāo)準(zhǔn)量塊的尺寸偏差大于100um，零位就不能選擇在測量范圍的對稱位置。這時(shí)應(yīng)按上述步驟在中心位置置零后繼續(xù)進(jìn)行微調(diào)。出現(xiàn)所需的數(shù)字顯示后再鎖緊光學(xué)計(jì)管并再次置零。）（4）校正可調(diào)式工作臺(tái)校正工作臺(tái)的目的是使工作臺(tái)平面與測帽平面保持平行。用來校正的量塊尺寸應(yīng)盡可能與被測物的尺寸相等，現(xiàn)將校正方法例舉如下：量塊用干布擦凈后，大致放在

11、工作臺(tái)面的中央，使8平面測帽和量塊接觸并顯示某一讀數(shù)。旋動(dòng)四只調(diào)節(jié)螺釘使工作臺(tái)前后左右移動(dòng)并觀察讀數(shù)的變化情況，當(dāng)示值最小時(shí)表明工作臺(tái)面與測帽平面已經(jīng)平行。旋緊調(diào)節(jié)螺釘將工作臺(tái)位置固定。再令測帽平面的一半與量塊接觸，在測帽的前后左右四側(cè)對量塊的同一部位進(jìn)行測量。最大讀數(shù)偏差不應(yīng)大于0.3 um，否則要重新校正。3.測量校零位后，按動(dòng)提升器上面的扳手可使測帽均勻地抬起，取出量塊組。按動(dòng)提升器上面的扳手可使測帽均勻地抬起，將被測工件安放在測帽與工作臺(tái)之間，按圖2-3所要求的部位（三個(gè)截面，兩個(gè)方向，共計(jì)六個(gè)位置）分別進(jìn)行測量。將測量結(jié)果依次記入實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 圖2-3 4.根據(jù)給定的允許公差，判斷被測

12、零件是否合格。5.整理儀器和被測件，涂上防銹油。實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)所用的量塊填寫下表：（單位mm）量量塊的組合尺寸（25mm）單塊量塊尺寸123452.根據(jù)測量結(jié)果填寫以下表格：單位(um) 測量位置I- III-II-測量方向A-AB-B零件允許誤差(um)實(shí)際測得的偏差(um)被測零件是否合格上偏差0最大下偏差-20最小3.畫出尺寸公差帶圖：4.回答下列問題：（1）用比較儀測量軸徑屬于何種測量方法？該比較儀能否用于絕對測量？（2）量儀的測量范圍和示值范圍有何不同？實(shí)驗(yàn)三 直線度誤差的測量一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握框式水平儀的結(jié)構(gòu)原理；2、 掌握用框式水平儀測量直線度誤差的方法。二、 量儀簡

13、介水平儀一般是用于測量水平面或垂直面上的微小角度。水平儀的基本元件是水準(zhǔn)器，它是一個(gè)封閉的玻璃管，內(nèi)裝乙醚或酒精，管內(nèi)留有一定長度的氣泡。在管的外壁刻有間距為2mm的刻線，管的內(nèi)壁成一定曲率的圓弧，不論把水平儀放到什么位置，管內(nèi)液面總要保持水平，即氣泡總是向高處移動(dòng)，移過的格數(shù)與傾斜角a成正比，如圖3-1（a）所示。例如分度值i為0.02/m的水平儀，每移一個(gè)刻度，表示在一米長高度變化為0.02mm。水平儀一般為條形和框形兩種，本次實(shí)驗(yàn)用水平儀為200×200型框式水平儀，如圖3-1（b）所示。本次實(shí)驗(yàn)水平儀工作長度為200 mm（水平儀為200×200），則該儀器實(shí)驗(yàn)格值

14、為 A=i/1000×200=0.02/1000×200=0.004 mm/格 圖3-1 三、被測零件1米長的導(dǎo)軌四、實(shí)驗(yàn)步驟1.將導(dǎo)軌五等分，每等分為200mm，共分為六個(gè)點(diǎn)。2.從左往右依次量取各相鄰兩點(diǎn)的相對高度差（既格數(shù)）。如圖3-2。 導(dǎo)軌 圖3-2測量時(shí)應(yīng)注意：（1）測量前，導(dǎo)軌面和水平儀工作面擦拭干凈方可使用。（2）從導(dǎo)軌一端到另一端逐節(jié)距測量時(shí)，應(yīng)注意水平儀前后重合（圖3-2）。（3）測量時(shí)，必須待氣泡靜止后方可讀數(shù)，否則會(huì)帶來讀數(shù)誤差。3.將測得結(jié)果及相關(guān)量值填入相應(yīng)表格。4.用圖解法求出直線度誤差值。 例：有一米長的導(dǎo)軌表面。用刻度值為0.02mm /米

15、的水平儀（汽泡每移動(dòng)一格，水平儀兩端的高度差為0.004 mm），測量全長直線度誤差。如表：平尺后支撐點(diǎn)導(dǎo)軌端點(diǎn)的距離 0 200 400 6008001000水平儀氣泡移動(dòng)格數(shù) 03 +1 1 +5 +2相對第一點(diǎn)的移動(dòng)格數(shù) 0 3 23 +2+4相對與第一點(diǎn)的升高量（mm） 00.0120.0080.012+0.008+0.016根據(jù)導(dǎo)軌各點(diǎn)升高量,繪坐標(biāo)圖。橫坐標(biāo)表示分段距離，縱坐標(biāo)表示各點(diǎn)升高量。連接各坐標(biāo)點(diǎn)成一曲線（即為誤差曲線）。然后按最小條件作包容線（兩平行直線）。此時(shí)可直接從坐標(biāo) 圖3-3 圖上量出兩平行線間的坐標(biāo)值，即為直線度誤差值f。（如圖3-3） 5、根據(jù)給定的允許公差，

16、判斷被測零件是否合格。6.整理儀器和被測件，涂上防銹油。實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 根據(jù)測得結(jié)果填寫表格：導(dǎo)軌分段距離(mm)02004006008001000水平儀氣泡移動(dòng)格數(shù)相對第一點(diǎn)移動(dòng)格數(shù)相對第一點(diǎn)的升高量(mm)注：相對第一點(diǎn)的升高量(mm)= 相對第一點(diǎn)移動(dòng)格數(shù)×A2. 根據(jù)導(dǎo)軌各點(diǎn)升高量繪坐標(biāo)圖。用圖解法求出直線度誤差值：3.根據(jù)處理結(jié)果填寫下表：導(dǎo)軌的允許誤差0.15mm是否合格實(shí)際測得誤差4.回答下列問題：（1）本實(shí)驗(yàn)用水平儀測量導(dǎo)軌直線度誤差應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？（2）在坐標(biāo)圖上確定直線度誤差f時(shí)，為何要平行于縱坐標(biāo)？ 實(shí)驗(yàn)四 徑向、斜向圓跳動(dòng)誤差測量一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握圓跳動(dòng)誤

17、差的測量原理及偏擺檢查儀的使用方法。2、 掌握千分表的使用方法。二、 量具量儀名稱1.千分表（鐘表式、刻度值0.001mm, 測量范圍01mm）。2.偏擺檢查儀結(jié)構(gòu)如圖4-1。 圖4-1 偏擺檢查儀三、 被測零件圖 圖4-2 被測零件四、實(shí)驗(yàn)步驟1.擦凈零件和量儀。2.將千分表裝置在千分表座上，將零件裝置在頂針架上。零件中心孔與頂針結(jié)合錐面間的徑向間隙應(yīng)為零。3.測量零件表面徑向圓跳動(dòng)（如圖4-3）：測量前應(yīng)將千分表的長指針位置調(diào)整到零位。使量桿軸線的延長線恰好通過零件中心（千分表的短指針應(yīng)在01mm的中間位置）量桿軸線與被測表面垂直。零件緩慢旋轉(zhuǎn)一周，測出徑向圓跳動(dòng)的誤差值。 圖4-3 徑向

18、圓跳動(dòng) 4.測量零件的斜向圓跳動(dòng)：基本上與徑向圓跳動(dòng)相同。（強(qiáng)調(diào)：使千分表的測桿軸線必須與被測表面垂直。）5.將零件允許的徑向圓跳動(dòng)量和斜向圓跳動(dòng)量與測量結(jié)果作比較，作出適用性結(jié)論。6.整理儀器和零件，涂上防修油。實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 根據(jù)測得結(jié)果填寫下表：測量項(xiàng)目允許公差（um）實(shí)測誤差（um）是否合格徑向圓跳動(dòng)20斜向圓跳動(dòng)402.繪出形位公差帶圖：3.回答下列問題：（1）徑向圓跳動(dòng)和斜向圓跳動(dòng)在測量時(shí)有何區(qū)別？（2）徑向圓跳動(dòng)和徑向全跳動(dòng)在測量時(shí)有何區(qū)別？實(shí)驗(yàn)五 用光切顯微鏡測量表面粗糙度一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解用表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊進(jìn)行對比測量的方法；2. 了解光切顯微鏡的結(jié)構(gòu)并熟悉其使用方法；

19、3. 熟悉用光切法測量表面粗糙度的原理；4. 加深對表面粗糙度評定參數(shù)中的微觀不平度十點(diǎn)高度RZ、輪廓最大高度RY和輪廓單峰平均間距S的理解。二、表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊對比法 表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊對比法，是指將實(shí)際被測表面與已知高度特性參數(shù)值的表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊（見圖5-1）直接對比，來評估該實(shí)際被測表面的表面粗糙度高度特性參數(shù)值的一種測量方法。它常用于車間，但測量精度不高。兩者對比時(shí)，可用肉眼判斷；可借助放大鏡或比較顯微鏡判斷；也可用手 圖5-1表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊摸感覺判斷（用手指甲分別在實(shí)際被測表面上和在表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊上沿垂直于加工紋理的方向劃一下）。同時(shí)應(yīng)注意被測工件與表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊的

20、材料、形狀（圓柱面、平面）和加工方法（車、銑、刨、磨）等盡可能相同，以提高判斷的準(zhǔn)確性。 用光切顯微鏡、干涉顯微鏡或電動(dòng)輪廓儀測量表面粗糙度時(shí)，被測表面應(yīng)該先用表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)塊評估一下，這有助于測量時(shí)順利調(diào)整量儀。三、 量儀說明和測量原理光切顯微鏡（雙管顯微鏡）是利用光切原理測量表面粗糙度的量儀，用于測量0.880m的微觀不平度十點(diǎn)高度RZ值和輪廓最大高度RY值，也可用于測量輪廓單峰平均間距S的值。其測量原理參看圖5-2 ，光切顯微鏡有兩個(gè)軸線相互垂直的光管，左光管為觀察管，右光管為照明管。在照明管中，由光源3發(fā)出的光經(jīng)過聚光鏡2，穿過狹縫1形成平行光束，該光束再經(jīng)物鏡4以45°入射

21、角投射到被測表面上，形成窄長的光 圖5-2 光切原理 帶，通過觀察管進(jìn)行觀察。 1-狹縫；2-聚光鏡；3-光源； 觀察管內(nèi)裝有物鏡5、目鏡 4、5-物鏡；6-目鏡；7-分劃板 6和分劃板7。若被測表面粗糙不平，光帶就彎曲。設(shè)被測表面的微觀不平度高度為h，則光帶彎曲高度S1S2=h/cos45°，而在目鏡中看到的是放大的光帶影像的高度S1S2=h,則 h=K×h/cos45° (5-1) 式中K觀察管的放大倍數(shù)。 光帶影像的彎曲高度用測微目鏡頭測量。其結(jié)構(gòu)簡圖見圖5-3a，下層的固定分劃板3上的刻線尺刻有九條等距刻線，分別標(biāo)著0、1、2、3、4、5、6、7、8等九個(gè)

22、數(shù)字；上層的活動(dòng)分劃板2上刻有一對雙紋刻線和相互垂直的十字線，前者的中心線通過后者的交點(diǎn)，且該中心線與后者的任一條直線間成45°角。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)測微鼓輪1利用螺桿移動(dòng)分劃板2時(shí)，位移的大小從鼓輪1上讀出。當(dāng)鼓輪1旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)（100格）時(shí)，雙紋刻線和十字線交點(diǎn)便相對于固定分劃板3上的刻線尺移動(dòng)一個(gè)刻度間距。為了測量和計(jì)算的方便，活動(dòng)分劃板2上的十字線與其移動(dòng)方向成45°角，如圖5-3b所示。鼓輪1轉(zhuǎn)動(dòng)的格數(shù)H與光帶影像的彎曲高度 h之間的關(guān)系為： h=Hcos45° (5-2)由式（5-1）和式（5-2）得到被測表面微觀不平度的高度h與鼓輪1讀數(shù)格數(shù)H之間的關(guān)系如下： h=

23、Hcos245°/K=H/2K=i×H (5-3)式中i=1/2K,是使用不同放大倍數(shù)的物鏡時(shí)鼓輪1的分度值。它由量儀說明書給定或從表5-1查出，實(shí)際應(yīng)用時(shí)通常用量儀附帶的標(biāo)準(zhǔn)刻線尺來校定。 圖5-3 測微目鏡頭 1測微鼓輪；2活動(dòng)分劃板；3固定分劃板 表5-1 物鏡放大倍數(shù)K與可測 RZ值的關(guān)系物鏡放 大倍數(shù)量儀的總放大倍數(shù)分度值 i(m/格)目鏡視場直徑（mm）可 測 范 圍RZ（m）7601.282.52080141200.631.36.320302600.290.61.66.3605100.160.30.81.6 表5-2 Ra、RZ、RY的取樣長度和評定長度n的選

24、用值輪廓算術(shù)平均偏差 Ra（m）微觀不平度十點(diǎn)高度RZ、輪廓最大高度RY（m）取樣長度 (mm)評定長度n=5× (mm)40 80160 32084020 4080 16010 2040 805 1020402.512.52.5 510 20 1.25 2.56.3 100.84.00.63 1.253.2 6.30.32 0.631.6 3.20.16 0.320.8 1.60.08 0.160.4 0.80.251.250.04 0.080.2 0.40.02 0.040.1 0.20.01 0.020.05 0.10.080.40.008 0.010.025 0.05四、 微

25、觀不平度十點(diǎn)高度RZ的測量1.實(shí)驗(yàn)步驟（參考圖5-4）（1）按表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊評估的被測表面粗糙度參數(shù)值來確定取樣長度和評定長度n(見表5-2)。按表5-1選擇適當(dāng)放大倍數(shù)的一對物鏡并將它們安裝在量儀上。（2）通過變壓器接通電源，使光源1照亮。把被測工件放置在工作臺(tái)11上。松開螺釘3，旋轉(zhuǎn)螺母6，使橫臂5沿立柱2下降（注意物鏡頭和被測表面之間必須留有微量的間隙），進(jìn)行粗調(diào)焦，直至目鏡視場中出現(xiàn)綠色光帶為止。轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)11，使光帶與被測表面的加工痕跡垂直，然后鎖緊螺釘3和螺釘9。（3）從目鏡16觀察光帶。旋轉(zhuǎn)手輪4進(jìn)行微調(diào)焦，使目鏡視場中央出現(xiàn)最窄且有一邊緣較清晰的光帶。 圖5-4 光切顯微鏡

26、（4）松開螺釘17，轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡頭16，1光源；2立柱；3鎖緊螺釘使視場中十字線中的水平線與光帶總的 4微調(diào)手輪；5橫臂；6升降方向平行，然后緊固螺釘17，使目鏡頭 螺母；7底座；8工作臺(tái)縱向16位置固定。 移動(dòng)千分尺；9工作臺(tái)固定螺釘；（5）轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡測微鼓輪15，在取 10工作臺(tái)橫向移動(dòng)千分尺；樣長度范圍內(nèi)使十字線中的水平線分別 11工作臺(tái)；12物鏡組；13 手柄與5個(gè)最大的輪廓峰高和5個(gè)最大的輪 14殼體；15測微鼓輪；16測微廓谷深相切（見圖5-5）。從目鏡測微 目鏡頭；17緊固螺釘；18照相機(jī)插座鼓輪15上分別讀出這5個(gè)最高點(diǎn)至基準(zhǔn)線A的距離h1、h2、h3、h4、h5和這5個(gè)最低點(diǎn)至基準(zhǔn)

27、線A的距離h6、h7、h8、h9、h10。應(yīng)當(dāng)注意，切勿在取樣長度范圍內(nèi)任意或按順序找5個(gè)峰、5個(gè)谷，而必須找出5個(gè)最高峰和5個(gè)最低谷。微觀不平度十點(diǎn)高度RZ按下列公式計(jì)算：RZ=i×(m) (5-4)式中，hi的單位為格；分度值i的數(shù)值由表5-1查出，其單位為m/格。 圖5-5 五個(gè)最高點(diǎn)和5個(gè)最低點(diǎn)至基準(zhǔn)線的距離（6）由于被測表面各部分的表面粗糙度不一定均勻一致，為了充分反映整個(gè)表面的表面粗糙度特性，取評定長度范圍內(nèi)的幾個(gè)RZ值的平均值作為測量結(jié)果。（7）按圖樣的規(guī)定，確定實(shí)際被測表面的表面粗糙度是否符合要求。2.數(shù)據(jù)處理和計(jì)算示例用光切顯微鏡測量一個(gè)表面的微觀不平度十點(diǎn)高度RZ

28、值，該量儀測微鼓輪分度值i為0.29m/格，物鏡放大倍數(shù)為30倍，在5段取樣長度為0.8mm上測量，各段的測量數(shù)據(jù)及相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和測量結(jié)果列于表5-3中。表5-3 用光切顯微鏡測量微觀不平度十點(diǎn)高度RZ值側(cè)量記錄及計(jì)算取樣長度 1 2 3 4 5 峰、谷值 （格）序號hp1hv1hp2hv2hp3hv3hp4hv4hp5hv5188478752895687549055276488160886084587656373517864846578617357469537768796775666959559547569726973706860365253398313412317397309376287

29、mmmmm測量結(jié)果 實(shí)測m五、輪廓最大高度Ry的測量按上述測量RZ值的實(shí)驗(yàn)步驟（1）、（2）、（3）、（4）調(diào)整量儀，然后轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡測微鼓輪15（圖5-4），在取樣長度范圍內(nèi)，使十字線中的水平線分別與所有輪廓峰中的最高峰和所有輪廓谷中的最深谷相切，分別測取最大值hp和最小值hv(如圖5-6所示)，然后按下式計(jì)算Ry值：Ry=i×(hp-hv) (m)取評定長度范圍內(nèi)測得的幾個(gè)Ry值的平均值作為測量結(jié)果。 5-6 輪廓的最高蜂和最深谷 A輪廓蜂頂線；B輪廓谷底線；C基準(zhǔn)線六、輪廓單峰平均間距S的測量按測量RZ值的實(shí)驗(yàn)步驟（1）、（2）、（3）調(diào)整量儀，然后松開螺釘17，轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡頭16（圖

30、5-4），使視場中十字線的垂直線與取樣長度范圍內(nèi)的第一個(gè)峰尖重合，再用螺釘17把目鏡頭16固緊。從工作臺(tái)縱向移動(dòng)千分尺8上讀出此峰尖所在位置的示值X1(見圖5-7)。轉(zhuǎn)動(dòng)千分尺8使工作臺(tái)11縱向移動(dòng)，該垂直線在取樣長度范圍內(nèi)經(jīng)過（n+1）個(gè)峰，與最后一個(gè)峰尖重合，讀出此峰尖所在位置的示值Xn+1,實(shí)際被測表面的S值按下式計(jì)算： (5-6)式中n在取樣長度范圍內(nèi)所包含的輪廓單峰間距的個(gè)數(shù)；Sj第j個(gè)輪廓單峰間距。取評定長度范圍內(nèi)測得的幾個(gè)S值的平均值作為測量結(jié)果。 圖5-7 輪廓的單峰間距實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況填寫下表：(1)測量微觀不平度十點(diǎn)高度RZ值：（單位m）側(cè)量記錄及計(jì)算取樣長度 1

31、2 3 4 5 峰、谷值 （格）序號hp1hv1hp2hv2hp3hv3hp4hv4hp5hv512345測量結(jié)果 實(shí)測(2) 測量輪廓最大高度Ry值：（單位m）測量讀數(shù)hp=hv=計(jì)算結(jié)果Ry=i×(hp-hv)=(3)測量輪廓單峰平均間距S值：（單位m）測量讀數(shù)S1=S2=S3=S= Sn =計(jì)算結(jié)果=2.回答下列問題：（1）用光切顯微鏡能否測量輪廓算術(shù)平均偏差Ra值？（2）RZ、Ry、S是在什么長度范圍內(nèi)測量所得？實(shí)驗(yàn)六 用干涉顯微鏡測量表面粗糙度一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解干涉顯微鏡的結(jié)構(gòu)并熟悉其使用方法；2. 熟悉用干涉法測量表面粗糙度的原理；3.加深對表面粗糙度評定參數(shù)中的微

32、觀不平度十點(diǎn)高度RZ和輪廓最大高度RY的理解。二、量儀說明和測量原理干涉顯微鏡是利用光波干涉原理和顯微系統(tǒng)測量精密加工的表面的表面粗糙度參數(shù)值的量儀。它用光波干涉原理反映出被測表面的粗糙程度，用顯微系統(tǒng)進(jìn)行高倍放大后觀察和測量。這種量儀用于測量0.0250.8m的微觀不平度十點(diǎn)高度RZ值和輪廓最大高度RY值。 圖6-1 6JA型干涉顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)圖1- 光源；2-聚光鏡；3-反射鏡；4-孔徑光闌；5-視場光闌；6-聚光鏡；7-分光鏡；8-補(bǔ)償鏡；9-物鏡；10-被測工件；11-遮光板；12-物鏡；13-標(biāo)準(zhǔn)鏡；14-目鏡圖6-1為6JA型干涉顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)圖。由光源1發(fā)出的光束，經(jīng)聚光鏡2

33、和反射鏡3，投射到孔徑光闌4的平面上，照明視場光闌5，通過聚光鏡6，經(jīng)分光鏡7分成兩束光。其中一束光經(jīng)補(bǔ)償鏡8、物鏡9投射到工件10的被測表面上，再經(jīng)光原光路返回。另一束光由分光鏡7反射（此時(shí)遮光板11移出），經(jīng)物鏡12投射到標(biāo)準(zhǔn)鏡13，再經(jīng)原光路返回。兩路返回的光束在目鏡14的焦平面相遇疊加，由于它們有光程差，便產(chǎn)生干涉，形成干涉條紋。被測表面的微觀峰谷使干涉條紋彎曲（見圖6-2），彎曲程度決定于微觀峰谷的大小。根據(jù)光波干涉原理，在光程差每相差半個(gè)波長/2處即產(chǎn)生一個(gè)干涉條紋。因此，參看圖6-3，只要測出干涉條紋的彎曲量a與兩相鄰干涉條紋之間的距離b（它代表這兩個(gè)干涉條紋間距相差/2），便可

34、按下式計(jì)算出微觀不平度值h:失中光波波長(um)。 圖6-2 干涉條紋 圖6-3 測量干涉條紋的彎曲量a和間距b三、微觀不平度十點(diǎn)高度RZ的測量1.實(shí)驗(yàn)步驟（參看圖6-4）（1）調(diào)整量儀用表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊評估被測表面是否適用干涉顯微鏡測量。通過變壓器接通電源，使光源7照亮，預(yù)熱1530分鐘。將手輪3轉(zhuǎn)到目視位置（不用相機(jī)的位置），同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄16使遮光板（圖6-1中的件號11）移出光路，此時(shí)從目鏡1中可看到明亮的視場。若視場亮度不勻，可轉(zhuǎn)動(dòng)螺釘6來調(diào)節(jié)。 圖6-4 6JA型干涉顯微鏡1- 目鏡；2-目鏡測微鼓輪；3-手輪；4-光闌調(diào)節(jié)手輪；5-手柄；6-螺釘；7-光源；8、9、10、11-手

35、輪；12、13、14、-滾花輪；15-工作臺(tái)；16-遮光板調(diào)節(jié)手柄（顯微鏡背面）；17-螺釘轉(zhuǎn)動(dòng)手輪10，使目鏡視場中下方的弓形直邊清晰（如圖6-5所示）。松開螺釘17，取下目鏡1，從目鏡管直接觀察到兩個(gè)燈絲像。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪4，使孔徑光闌（圖6-1中的件號4）開至最大。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪8和手輪9，使兩個(gè)燈絲像完全重合，同時(shí)旋轉(zhuǎn)螺釘6，使燈絲像位于孔徑光闌的中央（如圖6-6所示）。然后，裝上目鏡1，旋緊螺釘17。將被測工件放在工作臺(tái)15上，被測表面向下對準(zhǔn)物鏡。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄16，使遮光板遮住標(biāo)準(zhǔn)鏡（圖6-1中的件號13）。推動(dòng)滾花輪14，使工作臺(tái)在任意方向移動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)滾花輪12，使工作臺(tái)升降（此時(shí)為調(diào)焦），直至目

36、鏡視場中觀察到清晰的被測表面影像為止。再轉(zhuǎn)動(dòng)手柄16，使遮光板移出光路。 圖6-5 弓形直邊圖 圖6-6 燈絲像圖 1視圖；2弓形直邊 1物鏡出射瞳孔；2燈絲像；3孔徑光闌（2）找干涉帶 將手柄5向左推到底，此時(shí)采用單色光。慢慢地來回轉(zhuǎn)動(dòng)手輪11，直至視場中出現(xiàn)清晰的干涉條紋為止。將手柄5向右推到底，就可以采用白光，得到彩色干涉條紋。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪8和手輪9，并配合轉(zhuǎn)動(dòng)手輪10和手輪11，可以得到所需亮度和寬度的干涉條紋。進(jìn)行精密測量時(shí)，應(yīng)該采用單色光。同時(shí)應(yīng)開燈半小時(shí)，待量儀溫度恒定后才進(jìn)行測量。（3）測量 轉(zhuǎn)動(dòng)滾花輪13，使被測表面加工紋理方向和干涉條紋方向垂直。松開螺釘17，轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡1，使視場

37、中十字線中的一條直線與干涉條紋平行，然后把目鏡1固緊。測量干涉條紋間距b轉(zhuǎn)動(dòng)測微鼓輪2，使視場中與干涉條紋方向平行的十字線中的水平線對準(zhǔn)某條干涉條紋峰頂?shù)闹行木€（見圖6-3），在測微鼓輪2上讀出示值N1。然后，將這條水平線對準(zhǔn)相鄰的另一條干涉條紋鋒頂?shù)闹行木€，讀出示值N2，則b=N1-N2。為了提高測量精度，應(yīng)分別在不同部位測量三次，得b1、b2、b3,取它們的平均值bav，則 （6-2）測量干涉條紋彎曲量a讀出N1后，移動(dòng)視場中十字線中的水平線，對準(zhǔn)同一干涉條紋谷底的中心線，讀出示值N3。（N1-N3）即為彎曲量a。在取樣長度范圍內(nèi)分別測量同一干涉條紋的五個(gè)最高峰和五個(gè)最低谷，得到10個(gè)數(shù)據(jù)

38、，則干涉條紋的峰頂與谷底之差的平均值aav為： （6-3）將式（6-2）和（6-3）帶入式（6-1），則微觀不平度十點(diǎn)高度RZ值為： um) (6-4)采用單色光時(shí)，波長按量儀說明書記載的數(shù)值取值或查表6-1。采用白光時(shí)，=0.55um。按圖樣的規(guī)定，確定實(shí)際被測表面的表面粗糙度是否符合要求。 6-1 各種光波波長光色白綠紅波長（um）0.550.5090.6442.數(shù)據(jù)處理和計(jì)算示例用干涉顯微鏡測量一個(gè)表面的微觀不平度十點(diǎn)高度RZ值，該量儀采用白光，其波長為0.55 um，在一段取樣長度上測量的數(shù)據(jù)及相應(yīng)數(shù)據(jù)處理和測量結(jié)果列于表6-2中。 表6-2 用干涉顯微鏡測量微觀不平度十點(diǎn)高度RZ值

39、測 量 讀 數(shù) （格）干涉條紋彎曲量相鄰兩條干涉條紋間距次序h 峰 h 谷17448=58-25=3327050=71-42=2936742=100-67=3345135=31.6754329305204測量結(jié)果=um 四、 輪廓最大高度Ry的測量按上述測量RZ值的實(shí)驗(yàn)步驟（1）和（2）調(diào)整量儀和找干涉帶，按步驟（3）的、，在取樣長度范圍內(nèi)測取同一干涉條紋所有高峰中最高的一個(gè)峰和所有低谷中最低的一個(gè)谷，它們的示值差為amax,按下式計(jì)算Ry值： Ry（ um） （6-5）實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況填寫下表：(1)測量微觀不平度十點(diǎn)高度RZ值：（單位m） 測 量 讀 數(shù) （格）干涉條紋彎曲量相鄰

40、兩條干涉條紋間距次序h 峰 h 谷1=2=3=4=5測量結(jié)果= (2) 測量輪廓最大高度Ry值：（單位m）測量讀數(shù)amax=bav=計(jì)算結(jié)果Ry=2.回答下列問題：（1）用干涉顯微鏡測量表面粗糙度，是以光波為尺子來計(jì)量被側(cè)表面上微觀峰谷的高度差，此說法是否真確？（2）用干涉顯微鏡測量表面粗糙度時(shí)分度值如何體現(xiàn)？ 實(shí)驗(yàn)七 齒輪公法線長度變動(dòng)和平均長度偏差的測量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉公法線千分尺的結(jié)構(gòu)和使用方法：2.掌握齒輪公法線長度公稱值的計(jì)算方法并熟悉公法線長度的測量方法；3.加深對齒輪公法線長度變動(dòng)、公法線平均長度偏差的理解。二、齒輪公法線長度變動(dòng)和平均長度偏差的測量1.量儀說明和測量原理齒輪

41、公法線長度變動(dòng)Fw是指在齒輪一周范圍內(nèi)，各條實(shí)際公法線長度中的最大值Wmax與最小值Wmin之差，即 Fw=Wmax-Wmin齒輪公法線平均長度偏差Ewm是指在齒輪一周范圍內(nèi)，所有實(shí)際公法線長度的平均值W平均與公法線長度公稱值W之差，即 Ewm=W平均-W齒輪公法線長度通常使用公法線千分尺測量。公法線千分尺的外形如圖7-1所示。它的結(jié)構(gòu)、使用方法和讀數(shù)方法同外徑千分尺一樣，不同之處僅是量砧制成碟形，以便于碟形量砧能夠伸進(jìn)齒間進(jìn)行測量。 圖7-1 公法線千分尺測量標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的公法線長度時(shí)的跨齒數(shù)n，按下式計(jì)算： （7-1）式中z齒輪的齒數(shù)；齒輪的標(biāo)準(zhǔn)壓力角。的計(jì)算值通常不是整數(shù)，而在計(jì)算齒

42、輪公法線長度公稱值和測量齒輪時(shí)，必須是整數(shù)，因此應(yīng)將的計(jì)算值化整為最接近計(jì)算值的整數(shù)。齒輪公法線長度公稱值W按下式計(jì)算： （7-2）式中inva漸開線函數(shù)，inv200=0.01490。對于變位直齒圓柱齒輪，則跨齒數(shù)按下式計(jì)算： （7-3）式中，m、x、d和db分別為齒輪的模數(shù)、變位系數(shù)、分度圓直徑和基圓直徑。因此，齒輪公法線長度公稱值W按下式計(jì)算； +2xmsina (7-4)為了使用方便，對于a=200 、m=1mm的不同齒數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，按式（7-1）和（7-2）分別計(jì)算出相應(yīng)的跨齒數(shù)化整值和公法線長度公稱值W，列于表7-1。表7-1 a=200、m=1mm的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的公法

43、線公稱值W2.實(shí)驗(yàn)步驟（1）根據(jù)被測齒輪的模數(shù)m、齒數(shù)z和標(biāo)準(zhǔn)壓力角a等參數(shù)計(jì)算跨齒數(shù)n和公法線長度公稱值W（或從表7-1查?。?。（2）按公法線長度公稱值W，選擇測量范圍合適的公法線千分尺，并應(yīng)注意校對“零位”（校對方法同外徑千分尺）。（3）測量公法線長度時(shí)應(yīng)注意千分尺兩個(gè)碟形量砧的位置。參看圖7-3，（a）圖所示兩個(gè)量砧與齒面在分度圓附近相切，位置正確；（b）圖所示兩個(gè)量砧與齒面分別在齒頂和齒根處相切， 7-2 公法線長度測量示意圖不好；（c）圖所示兩個(gè)量砧與齒面在齒頂相接和（d）圖所示兩個(gè)量砧與齒底相接都是錯(cuò)誤的。（4）對被測齒輪逐齒測量公法線長度或均布測量8條公法線長度，從公法線千分尺上

44、讀取示值，其中最大值Wmax與最小值Wmin之差既為該被測齒輪的公法線長度變動(dòng)的數(shù)值:Fw=Wmax-Wmin公法線千分尺測得各示值Wi的平均值與公法線長度公稱值W之差即為該被測齒輪的公法線平均長度偏差的數(shù)值: Ewm= 測得后，應(yīng)復(fù)查量具量儀示值零位，誤差不得超過半格刻度。 （5）按齒輪圖上給定的公法線長度變動(dòng)公差Fw和公法線長度極限偏差Ewms、Ewmi，判斷被測齒輪的合格性。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況填寫下表：量儀 名 稱分度值/mm測量范圍/mm被測齒輪件 號摸數(shù)m齒數(shù)z壓力角a齒輪公差標(biāo)注公法線長度變動(dòng)公差Fw= um跨齒數(shù)= 公法線公稱長度 =公法線長度的上偏差Ewms= mm公法

45、線長度的下偏差Ewmi = mm 測量結(jié)果序號(均布測量)12345678公法線長度測量結(jié)果公法線長度變動(dòng)Fw=Wmax-Wmin= 公法線平均長度偏差Ewm= =合格性結(jié)論理由2. 回答下列問題:(1)只測量齒輪公法線長度變動(dòng)且其數(shù)值合格,能否保證齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性?為什么?(2)測量齒輪公法線長度時(shí)兩個(gè)量砧與齒面在齒廓的什么位置比較合適? 參考文獻(xiàn)1. 任嘉卉.公差與配合手冊。北京；機(jī)械工業(yè)出版社，20002. 于春涇.機(jī)械制造檢測技術(shù)手冊。北京：冶金工業(yè)出版社 機(jī)械工業(yè)出版社，20003. 甘永立.幾何量公差與檢測實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002 4. 趙熙萍.機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，200250 裝訂線內(nèi)請勿答題 裝訂線內(nèi)請勿答題 單位: 崗位： 姓名： 身份證號碼： 姓名： 考號 * 貴州電網(wǎng)公司技能職系變電檢修中級作業(yè)員崗位專業(yè)知識(shí)考試試卷（二）（專業(yè)知識(shí)）題號一二三四五總分統(tǒng)分人得分一、 單選擇題（單選題，要求將答案填入下表中。每小題1分，共20分）1、D5BJ01Z11021.在LC振蕩電路、電容器放電完畢的瞬間（ ）A、電場能正在問磁場能轉(zhuǎn)化；B、磁場能正向電場能轉(zhuǎn)化；C、電場能向磁場能轉(zhuǎn)化剛好完畢；D、電場能正在向電場能轉(zhuǎn)化。答案：A2、D5BJ01Z1