公差配合与测量实验指导书 吴学农 主编 安徽机电职业技术学院实验一 用内径百分表测量孔径一、实验目的1. 了解内径百分表的结构及原理。2. 掌握用内径百分表测量孔径的方法。二、量仪简介和测量原理 内径百分表是测量孔径的通用量仪，用具有确定内尺寸的标准环规或用装在量块夹子中的量块组成的确定尺寸作为基准，采用相对测量法测量内径，特别适宜测量深孔。内径百分表由钟表型指示表（如图1-1）和杠杆系统组成，内径百分表的结构如图1-2所示。图1-1 钟表型百分表 1测杆；2游丝 ；3弹簧 如图1-1，用钟表型百分表测量时，具有齿条的测杆1作直线运动，带动与该齿条啮合的小齿轮Z2转动，从而使与小齿轮Z2固定在同一根轴上的大齿轮Z3及短指针转动。大齿轮Z3又带动小齿轮Z1及固定在同一根轴上的长指针转动。这样，测杆的微量直线位移经齿轮传动放大为长指针的角位移，由分度盘指示出来。当测量杆1直线移动0.01mm时，长指针在刻度盘上相应转动一格。为了消除齿轮传动中齿侧间隙引起的空程误差，在百分表内装有游丝2。由游丝产生的扭力矩作用在与小齿轮Z1啮合的齿轮Z4上，以保证齿轮无论正转和反转都在同向的齿面啮合。在百分表内还装有弹簧3，它用来控制测量力。 图1-2 内径百分表结构1可换（固定）测量头；2等臂直角杠杆；3活动测头；4挺杆；5隔热手柄；6定心板； 7、8弹簧；9指示表（百分表） 用内径百分表测量时，活动测头3和固定测头1（也称可换测量头）分别与被测孔孔壁接触。活动测头3向内移动时，其位移经等臂直角杠杆2，推动挺杆4向上移动，使弹簧8压缩，并推动指示表9的测杆，使它的指针回转。该弹簧的反作用力使活动测头3对孔壁产生测量力。在活动测头的两侧有定心板6，它在两只弹簧7的作用下始终对称地与孔壁接触。定心板6与孔壁的两个接触点的连线与被测孔的直径线互相垂直，使两个测头位于该孔的直径方向上（如图1-6a）。量仪附有一组长短不同的固定测头，可根据被测孔直径大小来选择使用。本实验所用内径百分表的主要技术性能指标如下：刻度值 0.01mm测量范围 3550mm示值范围 03mm三、被测零件图 图13 被测零件图 四.实验步骤1.根据被测孔径的基本尺寸选用相应的可换测量头和校对零位时使用 的外径千分尺。2.洗净擦洁可换测量头、活动测量头、定位装置（定心板）以及所用的外径千尺和被测件的测量面。3. 将百分表和可换测量头装在量杆上。4. 调整内径百分表的零位：先将外径千分尺调至被测零件的基本尺寸，然后锁紧外径千分尺微分螺杆。以外径千分尺两量砧之间的距离为基准，将内径百分表对零。将内径指示表的两测头放入外径千分尺两量砧之间，与两量砧接触。为了使内径百分表的两测头轴线与两量砧平面相垂直，需拿住表杆中部，微微摆动内径指示表，找出长指针的转折点，并转动表盘，使长指针对准“0”刻线该（转折点），此时零位已调好。（转动百分表上的刻度盘，使长指针正好对准零位，并反复对几次，同时记住百分表短指针所指的数字（毫米）。）（如图1-4）。 图1-4 调整零位5. 按要求的六个位置（三个截面，两个方向如图1-5）分别进行孔径测量，将内径百分表两测量头插入被测孔内，微微摆动指示表，并按指示表的最小示值（表转折点）读数,即实际偏差。（如图15、1-6） 图 1-5 测量孔的内径 图 1-6 6.根据被测孔的尺寸公差要求，判别被测孔是否合格，作出适用性结论（即判断零件是否合格）。7.整理量仪并涂上防锈油。实验报告 1.测量记录 （注意：这里填写的内容是实际偏差）： （单位mm）横截面123方位2.适用性结论 ： （单位mm）零件的允差实际测得的偏差被测零件是否合格上偏差+0.025最大下偏差0最小3.画出其尺寸公差带图 ：4.回答下列问题：（1）该测量方法属于绝对测量法还是比较测量法？（2）为何要在摆动内径百分表时对零和读数，长指针转折点是最小值还是最大值？实验 二 轴径误差测量一、 实验目的1、学习数字式立式光学计的结构及其使用方法。2、掌握量块的使用和维服方法。二、 量仪名称及其规格名称：JDG-S1数字式立式光学计测量范围：180mm示值范围（相对于中心零位）：不小于0.1 mm最小示值：0.0001mm测量力：2N0.2N示值误差（相对于中心零位）:0.00025mm 图2-1 仪器外形 JDG-S1数字式立式光学计的外形及主要部分见图2-1。本仪器一般是用标准器（如量块）以比较法测量被侧件的外形尺寸。它可对五等量块，圆柱形、球形、线形以及平行平面状的精密量具和零件的外形尺寸作精密测量；仪器头部还可作为一个独立部件，利用头部数显输出接口同计算机连网，用于科研、生产过程控制及在线检测等方面精密测量和控制；仪器整机附件齐全，备有形式各异可调式、固定式工作台和各种规格测帽，以适应各种测量需要。仪器光机电集合一体，操作方便，测量结果数字显示。由图2-1可知，它由底座1、升降螺母2、横臂紧固螺钉3、横臂4、电缆5、立柱6、微动螺钉7、光学计管8、微动紧固螺钉9、光学计管紧固螺钉10、提升器11、测帽12、可调工作台13、方工作台安置螺钉14、数显窗15、中心零位指示16、置零按钮17、电源插座18和电缆插座19等部分组成。三、被测零件图 图2-2 被测零件图四、实验步骤 1、 组合量块。按测量零件的基本尺寸或极限尺寸组合。2.调整仪器（1）工作台和测帽的选择 仪器备有多种工作台和测帽以供选择。选择应以能确定准确反映被测位置的实际偏差为原则。例如测量球体直径用平面工作台和平面测帽；测量线形零件直径用平面工作台等。（2）准备 测量前先将测帽和提升器装在测量杆上并由螺钉固紧。由于提升器在动作时有一定的阻力，为了保证2N0.2N的测量力，装提升器时必须使提杆既在自由状态下不与测帽接触，又能将测帽抬起到最高位置。将光学计管上的电缆插头插到底座的电缆插座内。将低电压源插头接入电源插座内，然后打开电源开关，这时，显示窗有随机数字显示。根据被测件的高度将光学计管粗调到适当位置。松开光学计管固紧螺钉并旋紧微动固紧螺钉，旋转微动手轮使上面红点朝向操作者。预热十分钟后按置零按钮使出现全零显示。（3）校零位 置零后旋转升降螺旋使横臂下降，测帽与标准量块接触后数字即朝正向累加。监视中心零位指示灯，当它点亮时即把横臂固紧螺钉锁紧。中心零位指示灯一般在+130um附近点亮。下降横臂要缓慢以免看不到亮光的一闪。如果到+200um时仍不见中心零位指示灯亮表明已经粗调过头，这时应反方向旋转升降螺旋。锁紧横臂固紧螺钉时往往因位置走动而使指示灯复而熄灭。正反方向缓缓旋转微调手轮可方便地重新找到中心零位。锁紧光学计管固紧螺钉后再按置零按钮。经过这样调节后测量杆处在测量范围的对称位置。正反方向的量程均 不小于100um。（如果被测件与标准量块的尺寸偏差大于100um，零位就不能选择在测量范围的对称位置。这时应按上述步骤在中心位置置零后继续进行微调。出现所需的数字显示后再锁紧光学计管并再次置零。）（4）校正可调式工作台校正工作台的目的是使工作台平面与测帽平面保持平行。用来校正的量块尺寸应尽可能与被测物的尺寸相等，现将校正方法例举如下：量块用干布擦净后，大致放在工作台面的中央，使8平面测帽和量块接触并显示某一读数。旋动四只调节螺钉使工作台前后左右移动并观察读数的变化情况，当示值最小时表明工作台面与测帽平面已经平行。旋紧调节螺钉将工作台位置固定。再令测帽平面的一半与量块接触，在测帽的前后左右四侧对量块的同一部位进行测量。最大读数偏差不应大于0.3 um，否则要重新校正。3.测量校零位后，按动提升器上面的扳手可使测帽均匀地抬起，取出量块组。按动提升器上面的扳手可使测帽均匀地抬起，将被测工件安放在测帽与工作台之间，按图2-3所要求的部位（三个截面，两个方向，共计六个位置）分别进行测量。将测量结果依次记入实验报告。 图2-3 4.根据给定的允许公差，判断被测零件是否合格。5.整理仪器和被测件，涂上防锈油。实验报告1.根据实验所用的量块填写下表：（单位mm）量量块的组合尺寸（25mm）单块量块尺寸123452.根据测量结果填写以下表格：单位(um) 测量位置I- III-II-测量方向A-AB-B零件允许误差(um)实际测得的偏差(um)被测零件是否合格上偏差0最大下偏差-20最小3.画出尺寸公差带图：4.回答下列问题：（1）用比较仪测量轴径属于何种测量方法？该比较仪能否用于绝对测量？（2）量仪的测量范围和示值范围有何不同？实验三 直线度误差的测量一、 实验目的1、 掌握框式水平仪的结构原理；2、 掌握用框式水平仪测量直线度误差的方法。二、 量仪简介水平仪一般是用于测量水平面或垂直面上的微小角度。水平仪的基本元件是水准器，它是一个封闭的玻璃管，内装乙醚或酒精，管内留有一定长度的气泡。在管的外壁刻有间距为2mm的刻线，管的内壁成一定曲率的圆弧，不论把水平仪放到什么位置，管内液面总要保持水平，即气泡总是向高处移动，移过的格数与倾斜角a成正比，如图3-1（a）所示。例如分度值i为0.02/m的水平仪，每移一个刻度，表示在一米长高度变化为0.02mm。水平仪一般为条形和框形两种，本次实验用水平仪为200200型框式水平仪，如图3-1（b）所示。本次实验水平仪工作长度为200 mm（水平仪为200200），则该仪器实验格值为 A=i/1000200=0.02/1000200=0.004 mm/格 图3-1 三、被测零件1米长的导轨四、实验步骤1.将导轨五等分，每等分为200mm，共分为六个点。2.从左往右依次量取各相邻两点的相对高度差（既格数）。如图3-2。