第三章长度尺寸的测量

i tgi t
1 sin i) n
r
a0
d (1
1) n
t r
d (n 1) rn
t
二、孔类零件尺寸测量
我国“公差与配合”国家标准中定义： 孔是指一切内尺寸的统称。
1、卧式测长仪
卧式测长为光学机械式测量仪器，配备有各 种附件，除测量内、外尺寸外，还可测量内、外 螺纹中径等，因此又称为万能卧式测长仪。
第三章 长度尺寸的测量
基本内容
长度尺寸的常用测量仪器及方法： 轴类零件尺寸测量 孔类零件尺寸测量 大尺寸测量 微小尺寸测量 纳米测量
思考题
1、举例说明长度尺寸测量仪器的测量原理，分析其结构 组成和精度。 2、设计凸轮轮廓曲线的测量方法，包括方案、仪器、步 骤、注意事项。 3、设计细丝/光纤直径测量系统，画出系统原理框图。系 统要求：自动在线检测，实时给出测量结果，并对不合格 尺寸予以报警。
原理
l
Байду номын сангаас
s=atgφ ≈ aφ y/l = φ (R/r) s=a(r / R)( y/l)
2、立式光学计
示值范围： ±100μm 测量范围：180mm
1—反射镜；2—目镜；3、19—示值范围调节 螺钉； 4—光学计管； 5—螺钉； 6—立柱， 7—横臂；8 —横臂紧固螺钉；9—横臂升降螺 母，10一底座；11一工作台调整螺钉；12一 圆工作台；13 —测杆抬升器； 14—测帽； 15 —光学计管固定螺钉；16 —偏心调节螺钉； 17 —偏心环固定螺钉；18 —零位微调螺钉
一、轴类零件尺寸测量
我国“公差与配合”国家标准中定义： 轴是指一切外尺寸的统称。
常用测量仪器
千分尺、卡尺 ——绝对测量，精度不高。 机械式测微仪、电动测微仪等
——相对测量，提高精度。
1、杠杆齿轮式测微仪
示值范围： ±100μm 测量范围：180mm
1—量块组/被测件；2—测头；3—调节螺 钉； 4—度盘标记； 5—度盘； 6—横臂 紧固螺钉， 7—横臂；8 —横臂升降螺母， 9—夹头；10一立柱；11一工作台
卧式测长仪结构
四部分： A-底距 B-工作台 C-测量体 D-尾座
测量原理
读数： 53.1756
2、光学灵敏杠杆
在测量过程中主要起精确瞄准定位的作用。
光路：照明光源4分划板1(3组双刻线) 透镜反射镜2 物镜组7 目镜米字线
分划板。 平面反射镜2与测量杆3连结在一起。 6为产生测力的弹簧。
测量
球形调幅测量平面零件或用平面测帽测量钢球。
2、调整工作台：工作台面与测量杆移动方向垂直，否则将带来测量误差。
3、调整反射镜和视度环：量块组（按被测件的基本尺寸选择量块并组合）置于工作台中央。
然后转动反射镜1将光线从侧面窗口射入，轻微拨动测杆抬升器13，使能从目境中观察到亮刻度 线，踏划线1；若刻线不清楚，可旋转目镜2上的视度环直到刻度线清晰为止。
光路
照明光由反射镜9从侧面窗口 射入，经棱角7反射，照亮分划板 4上的刻度尺6。它位于物镜11和 目镜的公共焦面上，并处于光轴 一侧(反射回的刻度尺像位于另一 侧)。此时照亮的刻度尺经10-直角 棱镜折转90˚。经物镜11，到达反 射镜13，再返回到分划板4，从目 镜5中便可观察到刻度尺6的像。
若被测零件有尺寸有偏差，将
5、测量零件实际偏差： 测量位置按要求选取，放入零件的必须轻压抬升器避免磨
损，测完后要用量块组校验零位，允许变化不超过±1格。
3、球径仪
球径仪是利用测 弦的矢高，间接 测量球面(—般为 光学镜头)曲率半 径的光学仪器。
平板玻璃摆动式目镜测微器
正弦机构。转动微动手轮3，经伞齿轮副4带动端面凸轮5和分度盘8(活动分划板)同 步转动，而端面凸轮通过杠杆6使平板玻璃7摆动，导致固定分划板2上的标尺刻线 象（7）平移（至双刻线中间），从而达到测微目的。
D＝ |n2一n1|十d测头 式中，d测头为测头直径，其数值标示在测量杆上。
用光学灵敏杠杆测量孔径的测量误差约为±0.002mm。
灵敏枉杆测量头的尺寸和几何形状精度一般要求在0.5μm之内，应采用
不低于3度的量块在超级光学计(或相当精度的仪器)上进行比较测量。
3、光滑极限量规
——没有刻线的专用量具，用其检验工件的尺寸是否在规定的极限尺寸范围 之内。
正确安装在万能（或大、小型）工具显微镜的物镜7上，
将测杆深入被测孔内，通过横向(或纵向)移动，找到最大直径的返回 点处，并从目镜8中使双刻线组对称地跨在米字线中间虚线的两旁，此时 进行第一次读数n1；旋转调整帽，调整测力弹簧6的方向(有测力方向箭头 标记)，使测头与工件的另一侧接触。双刻线瞄准后进行第二次读数n2(仪 器正常时，不必再找返回点)。被测孔径为：
平板测微原理
a
当平板玻璃被凸轮的位移量t带动转过 角度i时，入射光与出射光的偏移量为：
A B C
a d(tgi tg ) cosi
sin i n ， tgi t 由于θ、i 很小， cosi 1 ， tgi sin i，
s in
r
∴
a可近似为a：
a0
d(sini sin ) d(sini
4、调整仪器零位：
(1)粗调：松开横臂紧固螺钉8，旋转横臂升降螺母，使横臂下降至测帽与量块间有 0.5mm左右的间隔再旋紧螺钉8。
(2)细调，转动偏心调令螺钉16，从目镜2中观察，使零件刻度线与指标线(虚线)、 重合，再旋紧螺钉15。
(3)微调节：首先轻轻按动抬升器13使测帽起落2—3次，此时零位可能有变化。再旋 转零位微调螺钉18，偏转直角棱镜10，使零刻度线与固定指标线完全重合。
y f tg2
（2）
∵s 为微小位移量，
∴tgφ≈φ ，tg2φ≈2φ。
由于近似线性的处理，便
∴
y2f s a
即：
s0
a
造y成了原理误差Δs。 2f
(y为刻尺在O’点的示值的真值，s0为被 测量理论值)
立式光学计原理图
使用
1、选择测帽： 球形、平面形和刀刃形三种测帽，选择测帽的原则：与零件为点接触，如用
使测杆14上、下移动，因而反射
镜偏转α角度，使返回的划线尺像
的零刻度相对于指示线3产生相应
y
的移动，因而反映出被测零件的
偏差数值。
原理
O’
当反射镜为垂直光轴时，像与原像重合，
即y =0。
当测量时测杆移动s 距离后，反射镜绕支
点摆动φ 角。且：
tg s
a
（1）
反射光线偏转2φ角。则在分划板上的刻
尺的像偏移度y：