实验二 形状和位置误差测量

《公差与技术测量》实验讲义蚌埠学院机械与电子工程系二〇一〇年实验一长度测量实验一、实验目的：1．掌握常规量具长度尺寸测量的基本方法。

2．正确选择、使用长度测量器具。

3．外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸测量值的正确方法。

二、实验内容：1．绝对测量外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸。

2．相对测量外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸。

三、实验器具：游标卡尺、深度游标卡尺、内、外径千分尺、量缸表杆、百分表、千分表、表架、块规、平板。

四、实验方法：长度测量均采用二点间测量原则。

外尺寸测量均以不同截面的最大尺寸为测量尺寸。

内尺寸测量均以不同截面的最小尺寸为测量尺寸。

阶梯尺寸以其功能需要,以测量最大值、最小值或平均值为测量尺寸。

五、测量步骤：检查各测量器具零位准确后，方可测量。

外尺寸测量（外园柱面、轴类长度、外花键、板件厚度等）两种方法：（1）用游标卡尺、外径千分尺，采用二点间测量，从量具上直接读数。

（2）用量规组成零件的名义尺寸，在平板上将指示表根据块规尺寸调到零位后，比较相对测量计算工件尺寸。

内尺寸测量（内园柱面、键槽、花键槽、方孔等）（1）用游标卡尺、内径千分尺，采用二点间测量，直接从量具上读数。

（2）以外径千分尺校准量缸表，用量缸表比较测量，计算工件尺寸。

阶梯尺寸测量（阶梯尺寸、深度尺寸等）参照上述亦可用绝对测量、比较测量获得工件尺寸。

六、将所测得数据填表1—1：七、思考题：1．常规量具测量孔的尺寸时，以测得的最小尺寸计值，而轴则以最大尺寸计值，这是什么道理？2．精密测量时，再精密的量仪也有不确定度，因而各次测量的数值均为随机变量，那么怎样处理才能得出测量结果？实验二形位误差测量（一）平面度误差测量一、实验目的通过对平面度误差的测量，加深对零件表面实际形状与理想形状之间差异的认识，了解实际生产中平面度测量的二种方法。

二、实验内容1、建立理想平面2、被测平面与理想平面比较3、正确数据处理，得出平面度误差。

三、实验仪器平板、固定支架活动支架，带测试架的百分表。

《互换性与技术测量》实验报告机械工程基础实验室技术测量室编年级班级姓名实验名称及目录：实验一、尺寸测量实验1—1、轴的测量实验1—2、孔的测量实验二、形位误差测量实验2—1、直线度误差的测量实验2—2、平行度误差、平面度误差测量实验三、表面粗糙度测量、螺纹测量实验3—1、表面粗糙度的测量实验3—2、螺纹中径、螺距及牙形半角的测量实验四、齿轮测量实验4—1、直齿圆柱齿轮公法线的测量实验4—2、直齿圆柱齿轮齿厚偏差的测量一、实验目的三、被测零件：四、测量示意图：七、测量数据分析并判断被测零件是否合格；八、思考题：1、用立式光学计测量塞规属于什么测量方法？2、绝对测量和相对测量各有什么特点？3、什么是分度值？刻度间距？4、仪器的测量范围和刻度尺的示值范围有何不同？一、实验目的三、被测零件：四、测量示意图：六、测量数据记录：（单位：mm）七、测量数据分析并判断被测零件是否合格；八、思考题：1、用内径千分尺和内径量表测量孔的直径是，各属于哪种测量方法？2、内径量表测量孔时“转折点”意味着什么？一旦“零位”确定，百分表指针超过“零位”发生转折，示值为正还是负？百分表指针不过“零位”发生转折，示值为正还是负？3、组合量块组的原则是什么？实验报告：直线度误差的测量（形状公差的测量）一、实验目的：二、实验仪器：四、测量示意图：（要求画出简单的仪器的测量原理图和被测面的测量截面图）六、作图：分别用最小区域法和两端点连线法求直线度误差值，并作出合格性结论。

七、思考题：1、以本实验为例，试比较按最小区域法和两端点连线法评定的直线度误差值何者更合理？2、用作图法求直线度误差值时，如前所述，总是按平行于纵坐标计量，而不是按垂直于两条平行包容直线的距离计量，原因何在？实验报告：平面度误差的测量一、实验目的：四、测量示意图：六、析判断被测平面是否合格？实验报告：平行度误差的测量一、实验目的：四、测量示意图：六、分析判断被测件平行度是否合格？实验报告：表面粗糙度的测量Array一、实验目的：二、实验仪器：三、实验内容：1、用表面粗糙度电感测微仪测量表面粗糙度的R a值；2、用干涉显微镜测量表面粗糙度的R z值。

《测量学实验》课程教案1.1 背景介绍1.1.1 测量学实验是地理信息系统、土木工程、城市规划等专业的一门重要实践课程。

1.1.2 通过本课程的学习，学生将掌握测量学的基本原理和方法，以及现代测量技术。

1.1.3 本课程旨在培养学生的实践能力、创新能力和团队协作能力。

1.2 教学方法1.2.1 采用实验教学与理论教学相结合的方式，以学生动手操作为主，教师讲解指导为辅。

1.2.2 利用现代教育技术，如多媒体课件、网络资源等，提高教学效果。

1.2.3 采用分组合作的方式，培养学生的团队协作能力。

1.3 教学内容安排1.3.1 实验一：测量原理及基本操作1.3.2 实验二：角度测量与距离测量1.3.3 实验三：地形图测绘1.3.4 实验四：建筑施工测量1.3.5 实验五：GPS测量技术二、知识点讲解2.1 测量学基本概念2.1.1 测量：通过测量仪器和工具，对地球表面及相关物体的大小、形状、位置等进行测定。

2.1.2 测量学：研究测量理论、方法和技术的学科。

2.1.3 测量误差：测量结果与真实值之间的差异。

2.2 测量仪器的使用2.2.1 水准仪：用于测定高程差的仪器。

2.2.2 经纬仪：用于测定角度的仪器。

2.2.3 激光测距仪：用于测定距离的仪器。

2.3 测量方法与技巧2.3.1 角度测量：利用经纬仪测定角度的方法。

2.3.2 距离测量：利用测距仪、卷尺等测定距离的方法。

2.3.3 地形图测绘：利用测量仪器和绘图软件，绘制地形图的方法。

三、教学内容3.1 实验一：测量原理及基本操作3.1.1 了解测量学的基本概念，掌握测量学的基本原理。

3.1.2 学习测量仪器的使用方法，熟练操作测量仪器。

3.1.3 掌握测量数据的记录和处理方法。

3.2 实验二：角度测量与距离测量3.2.1 学习角度测量方法，掌握经纬仪的使用。

3.2.2 学习距离测量方法，掌握测距仪的使用。

3.2.3 了解测量误差的概念，学会计算和处理测量误差。

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 ⊥= 21L L |M1-M2| （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 ⊥= 21L L |M1-M2| 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32、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 ∥= 21L L |M1-M2| （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53、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。

实验报告形位公差————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2目录实验一零件形状误差的测量与检验实验1—1直线度测量与检验实验1—2平面度测量与检验实验1—3圆度测量与检验实验1—4圆柱度测量与检验实验二零件位置误差的测量实验2—1 平行度测量与检验实验2—2 垂直度测量与检验实验2—3 同轴度测量与检验实验2—4圆柱跳动测量与检验实验2—4—1圆柱径向跳动测量与检验实验2—4—2圆柱全跳动测量与检验实验2—5端面跳动测量与检验实验2—5—1端面圆跳动测量与检验实验2—5—1端面全跳动测量与检验实验2—6 对称度测量与检验实验三齿轮形位误差的测量与检验实验3—1齿圈径向跳动测量与检验实验3—2齿轮齿向误差测量与检验实验一零件形状误差的测量与检验实验1—1直线度测量与检验一、实验目的1、通过测量与检验加深理解直线度误差与公差的定义；2、熟练掌握直线度误差的测量及数据处理方法和技能；3、掌握判断零件直线度误差是否合格的方法和技能。

二、实验内容用百分表测量直线度误差。

三、测量工具及零件平板、支承座、百分表（架）、测量块（图纸一）。

四、实验步骤1、将测量块2组装在支承块3上，并用调整座4支承在平板上，再将测量块两端点调整到与平板等高（百分表示值为零），图1-1-1所示。

图1-1-1 用百分表测量直线度误差2、在被测素线的全长范围内取8点测量（两端点为0和7点，示值为零），将测量数据填入表1-1-1中。

表1-1-1：单位：μm 测点序号0 1 2 3 4 5 6 7 计算值图纸值合格否两端点连线法最小条件法3、按图1-1-1示例将测量数据绘成坐标图线，分别用两端点连线法和最小条件法计算测量块直线度误差。

图1-1-1 直线度误差数据处理方法4、用计算出的测量块直线度误差与图纸直线度公差进行比较，判断该零件的直线度误差是否合格。

专业及班级：姓名：学号：实验二：三坐标测量机检测一、实验目的：通过观察三坐标测量机的检测过程，分析检测的基本原理，掌握三坐标测量机的日常操作过程。

二、实验设备：西安爱德华MQ686三坐标测量仪及其辅助设备。

设备简介：机械整体结构采用刚性结构好、质量轻的全封闭框架移动桥式结构。

其结构简单、紧凑、承载能力大、运动性能好。

固定优质花岗岩工作台：具有承载能力强、装卸空间宽阔、便捷的功能。

Y向导轨：采用燕尾式，定位精度高，稳定性能好。

三轴采用优质花岗岩，热膨胀系数小，三轴具有相同的温度特性，因而具有良好的温度稳定性、抗实效变形能力，刚性好、动态几何误差变形小。

三轴均采用自洁式预载荷高精度空气轴承组成的静压气浮式导轨，轴承跨距大，抗角摆能力强，阻力小、无磨损、运动更平稳。

横梁采用精密斜梁设计技术（已获专利），重量轻、重心低、刚性强，动态误差小，确保了机器的稳定。

Z轴采用气缸平衡装置，极大的提高了Z轴的定位精度及稳定性。

控制系统采用德国知名的SB专用三坐标数控系统，具有国际先进的上下位机式的双计算机系统，从而极大地提高系统的可靠性和抗干扰能力，降低了维护成本。

三、实验原理：三坐标测量机：由三个运动导轨，按笛卡尔坐标系组成的具有测量功能的测量仪器，称为三坐标测量机，并且由计算机来分析处理数据（也可由计算机控制，实现全自动测量），是一种复杂程度很高的计量设备。

三坐标测量机是一种高效、新颖的精密测量仪器。

它广泛应用于机械制造、仪器制造、电子工业、航空工业等各领域。

分类：按其精度分为两大类：计量型：（UMM）1.5 μm+2L/1000 一般放在有恒温条件的计量室内，用于精密测量分辨率为0.5μm，1或2μm，也有达0.2μm的；生产型：（CMM）一般放在生产车间，用于生产过程的检测，并可进行末道工序的精加工，分辨率为5μm或10μm，小型生产测量机也有1μm或2μm的。

按结构分为：悬臂式、龙门式、桥式、铣床式按控制方式分为：手动式、自控式所能进行的测量类型：应用三坐标测量机可对直线坐标、平面坐标以及空间三维尺寸进行测量，可以测量球体直径、球心坐标、曲线曲面轮廓、各种角度关系以及凸轮、叶片等复杂零件的几何尺寸和形状位置误差。

位置误差的测量实验报告一、实验目的1. 熟悉零件有关位置误差的含义和基准的体现方法。

2. 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、千分表架、V型块、直角尺、钢板尺等三、实验内容及说明1、平行度误差的测。

连杆小孔轴线对大孔轴线的平行度1）连杆孔的平行度要求如图1-15所示2）测量方法如图1-16所示平行度误差为将零件转位使之处于图中0度位置，使两心轴中心与平板等高，然后在测出0度位置的平行度误差。

根据测量结果判断零件平行度误差是否合格2. 垂直度误差的测量十字头孔轴线对孔轴线以及对侧面B的垂直度要求，如图1-17所示。

1）轴线对轴线的垂直度误差的测量如图1-18所示。

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分别为M1，M2，则该零件轴线对轴线的垂直度误差为：2) 轴线对侧面B的垂直度误差测量如图1-19所示。

被测孔轴线用心轴模拟，先将心轴穿入零件被测孔，以零件顶面为支撑面，放在三个千斤顶上。

再用一直角尺，使其一面放在平板上，另一面与基准面B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B与平板垂直。

然后用千分表分别测出图中L2长度两端读数M1，M2，则垂直度误差为根据以上结果，判断两项垂直度要求是否合格3. 圆跳动误差的测量被测零件圆跳动公差要求如图1-23所示，其测量方法如图1-24所示1）径向圆跳动误差的测量：将工件旋转一周，记下千分表读数的最大差值。

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，并判断该指标是否合格2）端面圆跳动误差的测量：分别在端面靠近最大直径处和较小直径处测量，每测一处，转动工件一转，读取指示表的最大最小读数差，取其较大者作为该端面的圆跳动误差值图1-15图1-16图1-17图1-18中国石油大学（华东）四、数据分析1. 单位（mm）实验内容L1L21L22L2M1M2F允许值是否合格孔轴线平行度0度位置36.262.059.0157.2 1.191 1.1950.000920.25合格孔轴线平行度90度位置36.279.578.5194.2 1.981 2.4650.09020.1合格孔轴线与端面垂直度93.860.060.0213.80.7100.5260.08070.06不合格孔轴线与孔轴线垂直度93.878.077.8249.60.8390.8890.01880.06合格图1-19图1-23图1-242. 单位（µm ）3. 单位（µm ）五、思考题1. 求垂直度、平行度误差时为什么要有L1/L2，L1、L2分别指什么？L2指被测心轴长度；L1指被测工件孔的长度。

实验二轴套的圆度误差测量一、实验目的1、了解内径指示表的工作原理和使用方法。

2、掌握由测量结果（尺寸偏差和几何形状偏差）来判断工件的适用性。

二、仪器说明由内径指示表和装有械杆系统的测量装置所组成，如图1所示。

仪器附有一套固定测头以备选用。

它是用相对比较法测量长度的，活动量头的移动经杠杆系统传给指示表，内径指示表的两测量头放入被测孔内，应位于直径方向上，这是由弦片来保证的。

弦片借助弹簧力始终和被测孔接触，其接触点的连线和直径是垂直的，这样就保证了两测量头位于被测孔的直径上。

三、实验步聚1、根据被测孔的基本尺寸，选择相应的固定量头旋入量杆上。

2、按被测孔的基本尺寸，选择量块，并组合到量块夹中。

3、如图2-1（C）所示，调整指示表的零点。

一手握着隔热手柄，另一只手的食指和中指轻轻压按定位板，将活动测头压靠在侧块上（或标准环内）使活动侧头内缩，以保证放入可换测头时不与侧块（或标准环内壁）摩擦而避免磨损。

然后，松开定位板和活动测头，使可换测头与侧块接触，就可在垂直和水平两个方向上摆动内径百分表找最小值。

反复摆动几次，并相应地旋转表盘，使百分表的零刻度正好对准示值变化的最小值。

零位对好后，用手轻压定位板使活动侧头内缩，当可换侧头脱离接触时，缓缓将内径百分表从侧块内取出。

4、将已调整好零点的提示表放入被测孔内摆动，找到指针偏转的最小值，即为孔的实际读数。

5、按测量示意图所示，在孔的三个截面两个方向上，共测六处按孔的验收极限判断工件的合格性。

（a）（b）（c）图1 测量示意图实验三表面粗糙度的测量一、实验目的1、了解TR210手持式粗糙度仪的工作原理、基本构造和使用方法。

2、理解不同测量条件下，粗糙度测量结果系列的变化情况。

3、掌握表面粗糙度测量条件，包括取样长度、评定评度、量程等的选用方法。

二、实验设备TR210手持式粗糙度仪三、测量原理测量工件表面粗糙度时，将传感器放在工件被测表面上，由仪器内部的驱动机构带动传感器沿被测表面做等速滑行，传感器通过内置的锐利触针感受被测表面的粗糙度，此时工件被测表面的粗糙度引起触针产生位移，该位移使传感器电感线圈的电感量发生变化，从而在相敏整流器的输出端产生与被测表面粗糙度成比例的模拟信号，该信号经过放大及电平转换之后进入数据采集系统，DSP芯片将采集的数据进行数字滤波和参数计算，测量结果在液晶显示器上读出，可以存储，也可以在打印机上输出。

实验二 形位误差测量一．实验目的1．了解位置度误差的检测原则和基准体现方法；误差的测量原理及方法。

2．熟悉通用量具的使用。

3．加深对平行度、垂直度等位置公差的理解。

二．实验设备测量平板、心轴、精密直角尺、塞尺、百分表、表架、外径游标卡尺等。

三．实验内容1．图2-1为被测件角座，其上提出四个位置公差要求；（1）顶面对底面的平行度公差0.15;（2）两孔的轴线对底面的平行度公差0.05;(3)两孔轴线之间的平行公差0.35;(4)侧面对底面的垂直度公差0.20;2．被测件活塞，要求测量活塞裙部轴线对销孔轴线的位置度三．实验方法步骤 1．按检测原则1（与理想要素比较原则）测量顶面对底面的平行度误差（图2-1）。

将被测件放在测量平板上，以平板面作模拟基准；调整百分表在支架上的高度，将百分表测头与被测面接触，使百分表指针倒转1～2圈，固定百分表，然后在整个被测表面上沿规定的各测量线上移动百分表支架，取百分表的最大与最小读数之差作为被测表面的平行度误差。

图2-2 测量顶面对底面的平行度误差 图2-3 测量两孔轴线对底面的平行度误差 2．按检测原则，测量两孔轴线对底面的平行度误差。

用心轴模拟被测孔的轴线（图 2-3），以平板模拟基准，按心轴上的素线调整百分表的高度，并固定之（调整方法同步骤1）， 在距离为L 1的两个位置上测的两个读数M 1和M 2，被测轴线的平行度误差为=f 211M M L L − 式中：L ——被测轴线的长度。

3．按检测原则1测量两孔轴线之间的平行度误差（图2-4）。

用心轴模拟两孔轴线用 游标卡尺在靠近孔口端面处测量尺寸a 1及a 2，差值（a 1-a 2）即为所求平行度误差。

1图2-4 测量两孔轴线之间的平行度误差 图2-5 测量侧面对底面的垂直度4．按捡测原则3（测量特征参数原则）测量侧面对底面的垂直度误差（图2-5）。

用平板模拟基准，将精密直角尺的短边垂直于平板上，长边靠在被测侧面上，此时长边即为理想要素。