典型零件的测量实验指导书

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2 内孔及中心高测量
2.1 实训目的 1）掌握用内径百分表测量内孔和相对测量法检测中心高 2）熟悉内径百分表和杠杆百分表的使用方法 3）掌握用游标卡尺测量内孔的方法
2.2 测量器具 内径百分表、外径千分尺、杠杆百分表、磁性表座、量块、检验平板、塞尺、被测工
件等 2.3 仪器说明及测量原理
1. 内孔测量 内径百分表是测量内孔的一种常用量仪，其分度值为 0.01mm，测量范围一般为 6—10、 10—18、18—35、35—50、50—160、160—250、250—400 等，单位 mm。图 2.1 所示为内 径百分表的结构图。
2）外径千分尺的尺架上装有隔热装置，以防手温引起尺架膨胀造成测量误差。所以测 量时，应手握隔热装置，尽量减少手和千分尺金属部分接触。
3）外径千分尺使用完毕，应用布擦干净，在固定测头和活动测头的测量面间留出空隙， 放入盒中。如长期不使用可在测量面上涂上防锈油，置于干燥处。 1.5 测量步骤
1）校对游标卡尺、外径千分尺等测量器具的零位。若零位不能对正时，记下此时的代 数值，将零件的各测量数据减去该代数值。
根据螺旋运动原理，当微分筒旋转一周时，活动测头前进或后退一个螺距 0.5mm。这 样，当微分筒旋转一个分度值后，即转过了 1/50 周，这时活动测头沿轴线移动了 1/50× 0.5mm=0.01 mm。所以，千分尺可以准确读出 0.01mm 的数值。 1.4 使用外径千分尺注意事项
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1）外径千分尺是一种精密的量具，使用时应小心谨慎，动作轻缓，不要让它受到打击 和碰撞。千分尺内有一精密的细牙螺纹，使用时要注意：①微分筒和测力装置在转动时不 能过分用力；②当转动微分筒带动活动测头接近被测工件时，一定要改用测力装置旋转接 触被测工件，不能直接旋转微分筒测量工件；③当活动测头与固定测头卡住被测工件或锁 住锁紧装置时，不能强行转动微分筒。
游标卡尺的分度值为 0.02mm、0.05mm 等，测量范围一般为 0-150mm、0-200mm、0-300mm、 0-500mm、0-1000mm、0-2000mm 及 0-3000mm。反之用千分尺测量，千分尺的分度值为 0.01mm， 规格有 0-25mm、25-50 mm、50-75 mm 直至 600-700mm。
图 3.3 平行度误差测量
图 3.4 垂直度误差测量
6Leabharlann 这样，平板的工作面既是 被测零件的模拟基准，又是测量基准，以减少测量误差。
2）将百分表装入磁性表座 3，把百分表测量头放在被测平面上，预压百分表 0.3— 0.5mm。并将指示表指针调至零。
3）移动表座 3，沿被测平面多个方向移动，此时，被测平面对基准的平行度由百分表 （千分表）读出，记录百分表（千分表）在不同位置的读数。
3.4 测量说明及方法
要合理选用百分表和千分表，原则上公差值≥0.01mm,选用百分表测量，若被测工件的 形位公差值＜0.01mm，则用千分表检测。
1. 平行度误差测量：平行度误差常用的方法有打表法和水平仪法。这些方法是采用与 理想要素比较的检测原则。
2. 垂直度误差测量: 常用的方法有光隙法（透光法）、打表法、水平仪法、闭合测量 法等。本次以光隙法测量垂直度误差，用光隙法测量简单快捷，也能保证一定的测量精度。
置的坐标值（x1,y1）、(x2,y2)、(x3,y3)、(x4,y4)，计算出相对理论正确尺寸的偏差。
Δxi= xi- xi Δyi= yi- yi 各孔的位置度误差值可 按下式求得：
φ fi = 2 (Δxi )2 + (Δyi )2
图 3.2 测量坐标值 5
3. 测量特征参数原则
被测要素上具有代表性 的参数即特征参数，它是指能近似反映形位误差的参数。应用该原则测得的形位误差能近 似于理论定义上的形位误差。例如用两点法测量圆度误差，在一个横截面内的几个方向上 测量直径，取最大和最小直径之差的 1/2，作为该截面的圆度误差；以曲面上任意方向的 最大线轮廓度误差来近似表示该曲面的面轮廓度误差。该原则可以简化测量过程和设备, 也不需要复杂的数据处理,易在生产中实现,是一种在生产现场应用较为普遍的测量原则。
4）所有读数中的最大值减去最小值，即为平行度误差。 5）判断零件的合格性，作出实训验报告 3。
2. 垂直度误差测量：
1）按图 3.4 所示，将被测零件（附图二）的基准 A 和宽座角尺放在检验平板上，并用 塞尺（厚薄规）检查是否接触良好（以最薄的塞尺不能插入为准）。
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3 形位误差检测
3.1 实训目的
掌握平行度、垂直度、圆跳动、平面度误差测量的方法
3.2 测量器具
检验平板、方框水平仪、V 型铁、偏摆仪、百分表（千分表）、磁性表座、宽座角 尺、厚薄规、被测工件等
3.3 检测原则
形位误差的项目很多，为能正确合理的选择检测方案，国家标准 GB/T1958—1980 规定 了形位误差的 5 个检测原则。通过这 5 个检测原则的学习，将有助于理解不同零件的检测 方法。
典型零件的测量实验指导书
本章是在学习公差配合与测量技术的基本理论知识的同时，列出一些典型零件的测量 实训，通过本章实践教学，可以加深和巩固前述理论知识，加强实际操作能力。
每个测量实训项目包括实训目的、测量器具、测量原理及注意事项、测量步骤。 1．工件外圆和长度检测……………………………………………………………1 2．内孔及中心高测量………………………………………………………………3 3．形位误差检测……………………………………………………………………5 4．表面粗糙度测量…………………………………………………………………9 5．角度和圆锥角测量………………………………………………………………13 6．螺纹检测…………………………………………………………………………16 7．齿轮测量…………………………………………………………………………19
2）用标准量块校对游标卡尺。根据标准量块值熟悉掌握游标尺卡脚和工件接触的松紧 程度。
3）根据附图一零件图纸标注要求，选择合适的计量器具。 4）如果测量外圆，应在阶梯轴的不同截面、不同方向测量 3—5 处，记下读数；若测 量长度，可沿圆周位置测量几处，记录读数。 5）测量外圆时，可用不同分度值的计量器具测量，对测量结果进行比较，判断测量的 准确性。 6）将这些数据取平均值并和图纸要求比较，判断其合格性。作出实训报告表 1。
2. 测量坐标值原则
几何要素的特征可以在坐标系中反映出来，用坐标
测量装置（如三坐标测量机或大型工具显微镜等）测得
被测要素上各点的坐标值后，经数据处理可以获得其形 位误差值。该原则广泛应用于轮廓度、位置度的测量。
图 3.1 与理想要素比较
图 3.2 所示用测量坐标值原则测量位置度误差的示例。由坐标测量机测得各孔实际位
3. 跳动误差测量：跳动误差是被测表面基准轴线回转时，测头与被测面作法向接触 的指示表上最大值与最小值的差值。
4. 平面度误差测量：其具体方法和测量直线度的方法基本相同，主要有间隙法、打表 法、光轴法和干涉法。本次实训主要以打表法测量平面度误差。
3.5 测量步骤
1. 平行度误差测量：
1)测量前，擦净检验平板 2 和被测零件 1，然后按图 3.3 将被测零件基准放在平板 2 上, 并使被测零件（附图一或附图 二）的基准面 C 或 B 与平板工 作面贴合，（最薄的厚薄规不能 塞入两面之间为准）。
1 工件外圆和长度检测
1.1 实训目的 1)熟悉游标卡尺、深度游标卡尺和外径千分尺的使用方法并能进行正确的操作 2)了解游标类和外径千分尺的种类及外径千分尺的构造
1.2 测量器具 游标卡尺、深度游标卡尺、外径千分尺、量块、被测工件
1.3 测量器具说明及测量原理 合理选用量具：根据图纸的标注，被测工件尺寸公差≥0.02mm，用游标类量具检测，
4. 测量跳动原则
当图样上标注圆跳动和全跳动公差时，用测量跳动原则，见第三章第三节。
5. 控制实效边界原则
按相关要求给出形位公差时，就给出了一个理想边界，要求被测要素的实体不得超越 该理想边界，即要求作用尺寸不超过最大实体尺寸（遵守包容要求时）或实效尺寸（遵守 最大实体要求时），作此判断的有效方法是使用光滑极限量规（详见第六章）或位置量规检 验。
外径千分尺的结构如图 1.1 所示，由固定的尺架、固定测头、活动测头、螺纹轴
1—尺架 2—固定测头 3—活动测头 4—螺纹轴套 5—固定套筒 6—微分筒 7—调节螺母 8—接头 9—垫片 10—测力装置 11—锁紧装置 12—隔热装置 13—锁紧轴
图 1.1 外径千分尺
套、固定套筒、微分筒、测力装置和锁紧装置等构成。在固定套筒上有一条水平线，该线 上、下各有一列间距为 1mm 的刻度线，且上面的刻度线正好位于下面两相邻刻度线的中间。 微分筒上的刻度线将圆周 50 等分，它可以作旋转运动。
2. 用相对比较法测量中心高 将中心高（实际上为孔的最低处到基准面的距离）和量块值进行比较，从而得出被测 中心高的值。根据中心高的基本尺寸选择量块将之搭配。用杠杆百分表对正量块，然后移 离量块，将杠杆百分表移至被测孔内，测量被测零件的尺寸，该尺寸和标准量块的差值即 为中心高的误差。 2.4 测量步骤
1. 与理想要素比较原则
与理想要素比较原则是指将被测实际要素与其理想要素相比较，在比较（直接或间接） 过程中获得数据，由这些数据来评定误差。运用该检测原则时，必须有理想要素作为测量 的标准。理想要素可以用精度较高的实物，如刀口尺的刃口、拉紧的钢丝可以作为理想直 线；铸铁或大理石平板可以作为理想平面；标准样板（如半径规等）可以作为特定曲线等。 如图 3.1 所示用刀口尺测量直线度误差，以刃口为理想直线与被测要素比较，根据光隙的 大小判断直线度误差。
图 2.1 内径百分表
百分表 7 的测杆与传动杆 5 始终接触。弹簧 6 控制测量力，并经传动杆 5、杠杆 8 向 外侧顶靠在活动测头 1 上。测量时，活动测头 1 的移动使杠杆 8 绕其固定轴转动，推动传 动杆 5 传至百分表 7 的测杆，使百分表指针偏转显示工件值。为使内径百分表的测量轴线 通过被测孔的圆心，内径百分表设有定位装置 9，以保证测量的准确性。