几何量公差与检测实验指导书1
计量公差与技术测量实验指导书
公差与技术测量实验指导书第一章技术测量的基本知识第一节技术测量的基本知识第二节量块第三节机械式量仪第四节随机误差的特性与处理第二章表面粗糙度及形位误差的实验内容及方法指导第三章螺纹综合测量实验指导第四章齿轮测量实验指导第一节技术测量的基本知识一、测量的一般概念技术测量主要是研究对零件的几何参数进行测量和检验的一门技术。
所谓“测量”就是将一个待确定的物理量，与一个作为测量单位的标准量进行比较的过程。
他包括四个方面的因素，即：测量对象、测量方法、测量单位和测量精度。
“检验”具有比测量更广泛的含义。
例如表面疵病的检验，金属内部缺陷的检验，在这些情况下，就不能采用测量的概念。
二、长度单位基准及尺寸传递系统三、测量工具的分类测量工具可按其测量原理、结构特点及用途分以下四类：1．基准量具：①定值基准量具；②变值量具。
2．通用量具和量仪：它可以用来测量一定范围内的任意值。
按结构特点可分为以下几种：（1）固定刻线量具（2）游标量具（3）螺旋测微量具（4）机械式量仪（5）光学量仪（6）气动量仪（7）电动量仪3．极限规：为无刻度的专用量具。
4．检验量具：它是量具量仪和其它定位元件等的组合体，用来提高测量或检验效率，提高测量精度，在大批量生产中应用较多。
四、测量方法的分类1．由于获得被测结果的方法不同，测量方法可分为：直接量法间接量法2．根据测量结果的读值不同，测量方法可分为：绝对量法（全值量法）相对量法（微差或比较量法）3．根据被测件的表面是否与测量工具有机械接触，测量方法可分为：接触量法不接触量法4．根据同时测量参数的多少，可分为：综合量法分项量法5．按测量对机械制造工艺过程所起的作用不同，测量方法分为：被动测量主动测量五、测量工具的度量指标度量指标：指的是测量中应考虑的测量工具的主要性能，它是选择和使用测量工具的依据。
1．刻度间隔C：简称刻度，它是标尺上相邻两刻线之间的实际距离。
2．分度值i：标尺上每一刻度所代表的测量数值。
量检具几何公差、形状和位置公差内部校准作业指导书
量检具几何公差、形状和位置公差内部校准作业指导书1.范围本作业指导书仅适用于内部量检具几何公差、形状和位置公差校准。
2.依据规范《GB/T1958-2004产品几何量技术规范》3.环境条件温度：20℃±2℃相对湿度：50%±10量检具必须在标准环境下静止最少24h，才能进行测量。
4.校准项目4.1外观：保证外观完好无损，无杂物，无油污，无生锈。
4.2尺寸测量：使用CMM根据图纸要求进行尺寸测量。
5.校准方法5.1外观：目视检查5.2尺寸测量：见表1Responsible: Page:1/18 Status: 20. Mai. 2020 Source: 量检具几何公差、形状和位置公差内部校准作业指导书Index: 100Responsible:Page:2/18Status: 20. Mai. 2020Source: 量检具几何公差、形状和位置公差内部校准作业指导书Index: 100公差序号公差带与应用示例 设备 检测方法1.1 直线度CMM将被测零件平稳放置在三坐标测试台上。
1.在被测面的截面上测取若干个点的坐标值。
2.通过三坐标软件利用所有测得的点坐标值计算出直线度误差。
1.2 直线度Responsible:Page:3/18Status: 20. Mai. 2020Source: 量检具几何公差、形状和位置公差内部校准作业指导书Index: 1001.3 直线度CMM将被测零件平稳放置在三坐标测试台上。
1.测得被测圆柱并用其轴线作为基本坐标系。
2.在被测圆柱内测取若干个圆的坐标值。
3.通过三坐标软件利用所有测得的圆坐标值计算出直线度误差。
2.1 平面度CMM将被测零件平稳放置在三坐标测试台上。
1.在被测平面所有范围内，均匀测得若干个点的坐标值。
2.通过三坐标软件利用所有测得的点坐标值计算出平面度误差。
Responsible:Page:4/18Status: 20. Mai. 2020Source: 量检具几何公差、形状和位置公差内部校准作业指导书Index: 1003.1 圆度CMM将被测零件平稳放置在三坐标测试台上，同时调整被测零件的轴线，使它平行于坐标轴Z.1.按一定布点测出在同一测量截面内的各点坐标值X,Y 。
《几何量公差与检测》第1章 绪论
11 §2 标准化与优先数系
为了使分散的、局部的生产部门和生产环节保 持必要的技术统一，必须制定标准并加以实施和进 行标准化活动。标准化是互换性生产的基础。
一、标准
标准是指为了在一定范围内获得最佳秩序，经协 商一致并由公认机构批准，规定共同使用的和重复的 一种规范性文件。标准应以科学、技术和经验的综合 成果为基础，以促进最佳社会效益为目的。
一般来说，对于厂际协作，应采用完全互换性； 至于厂内生产的零部件的装配，可以采用不完全互 换性。例如，减速器上使用的滚动轴承，它与厂外 产品（厂外其他零件）配合的内圈内孔部位和外圈 外圆柱表面部位应具有完全互换性，而它本身在轴 承厂内装配的零件和部位则可以不具有完全互换性。
滚动轴承（图6-1）
10
第一章 绪 论
2
第二章 几何量测量基础
第三章 孔、轴公差与配合
第四章 几何公差与几何误差检测
第五章 表面粗糙度轮廓及其检测
第六章 滚动轴承的公差与配合
第七章 孔、轴检测与量规设计基础
第八章 圆锥公差与检测
第九章 圆柱螺纹公差与检测
第十章 圆柱齿轮公差与检测
第十一章 键和花键联结的公差与检测
第十二章 尺寸链
优先数系的选用顺序为： R5→R10→R20→R40→R80 Rr →Rr/p
§3 几何量检测概述
17
制定了先进的公差标准，对机械产品各零部件
的几何量分别规定了合理的公差，若不采取适当的
检测措施，那么，规定的公差形同虚设，不能实现
零部件的互换性。因此，应按标准或技术要求进行
检测，不合格者不予接收，方能保证零部件的互换
三、互换性的种类
6
在不同场合，零部件互换的形式和程度有所
第四章几何公差与几何误差检测(1)[53p][1.08mb]
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（c）
2. 基准导出要素的标注方法（图4-12、图4-13）
基准符号的基准三角形底边应放置在基准导出要素 （轴线、中心平面等）所对应尺寸要素的尺寸线的一个 箭头上，并且基准符号的细实线应与该尺寸线对齐。
图4-12（a）
（b）
3. 公共基准的标注方法（图4-14）
对于由两个同类要素构成而作为一个基准使用的公共 基准轴线、公共基准中心平面等公共基准，应对这两个同 类要素分别标注两个不同字母的基准符号，并且在被测要 素公差框格中用短横线隔开这两个字母。
4-25）；三基面体系用平板和方箱来模拟体现。
图4-22
图4-24 （a）
（b）
图4-25（a）
（b）
四、方向公差带
方向公差涉及的要素是线和面。 方向公差是指实际关联要素相对于基准的实际方向对 理想方向的允许变动量。 平行度、垂直度和倾斜度公差带分别相对于基准保持平 行、垂直和倾斜某一理论正确角度α的关系（图4-26）。 方向公差带的形状除任意方向的线对线平行度公差带、 线对面垂直度公差带和倾斜度公差带的形状为圆柱面外， 其余皆为两平行平面。 方向公差带既控制实际被测要素的方向误差，同时又自
几何公差与几何误差检测(1)讲解共79页
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END
几何量公差及检测实验指导书
几何量公差与检测实验指导书程飞月武汉理工大学教材中心2006年 6月1．认识立式光学计的测量原理；2．熟悉用立式光学计测量外径的方法。
立式光学计是一种精度较高而结构简单的常用光学量仪，用量块作为长度测量基准，按比较测量法来测量各种工件的外尺寸。
图 1－1 为立式光学计外形图，它由底座1、立柱 5、支臂 3、直角光管 6 和工作台 11 等几局部组成，光学计是利用光学杠杆发大原理进行测量的仪器，其光学系统如图1－2〔b〕所示。
照明光辉经反射镜 1 照射到刻度尺 8 上，再经直角棱镜2、物镜 3，照射到反射镜 4 上。
由于刻度尺 8 位于物镜 3 的焦平面上，故从刻度尺 3 上发出的光辉经物镜 3 后成为平行光束。
假设反射镜 4 与物镜 3 之间互相平行，那么反射光辉折回到焦平面，刻度尺像 7 与刻度尺 8 对称。
假设被测尺寸变动使测杆 5 推动反射镜 4 绕支点转动某一角度 , 〔图 1－2a〕，那么反射光辉相对于入射光辉偏转2, 角度，从而使刻度尺像7 产生位移t 〔图1－2c〕，它代表被测尺寸的变动量。
物镜至刻度尺8 间的距离为物镜焦距f ，设b 为测杆中心至反射镜支点间的距离， s 为测杆 5 搬动的距离，那么仪器的放大比 K 为：tftg2,K,, Sbtg,tg2,,2,,tg,,,当, 很小时，，所以：2fK, b光学计目镜放大倍数为12，f,200mm,b,5mm，故仪器的总放大倍数n 为：2f2 ， 200n,12k,12,12 ，,960 b5由此说明，当测杆搬动时，在目镜中可见到的位移量。
1．测头的选择：测头有球形、平面形和刀口形三种，依照被测零件表面的几何形状来选择，使测头与被测表面尽量满足点接触。
所以，测量平面或圆柱面工件时，采用球形测头。
测量球面工件时，采用平面形测头。
测量小于10mm的圆柱形工件时，采用刀口形测头。
2．按被测零件的根本尺寸组合量块。
3．调整仪器零位10参看图 1－ 1，选好量块组后，将下测量面置于工作台11 的中央，并使测头对准上测量面中央。
公差与测量实验指导书
公差与测量指导说明书工程学院实验守则1、实验前按要求认真进行预习。
2、准时到达实验室，除了与实验有关的书籍文具外，其它物品不得带入室内。
3、保持室内整洁、，禁止随地吐痰，不准喧哗和打闹。
4、只有在完全弄清楚量仪各部分功用及操作方法后，方可动手操作仪器。
5、不动与本实验无关的量仪，不要正对仪器精密表面及光学镜头呵气或咳嗽，不得用各种形式擦抹光学镜头，尽可能少用手接触精密表面。
6、认真填写实验报告，要求整洁、准确，独立完成。
7、实验完毕，放好仪器，摆好桌椅方可离去。
8、有事要请假，无故不作实验者，以不及格论。
9、凡不遵守本规定，经指出不听者，指导老师有权停止其实验。
损坏仪器或设备者应负责赔偿。
实验一常用量仪的介绍以及孔轴测量一、实验基本要求1.了解常用量具、量仪的构造、原理及使用方法2.学会调节仪器零位的方法及测量方法二、常用量具、量仪的构造、原理及使用方法机械式量仪的种类很多，本实验介绍的主要有：1、游标卡尺：普通游标卡尺（见图1）、高度游标卡尺、深度游标卡尺、齿厚游标卡尺等。
分度值常用的有0.05、0.02mm。
图1 普通游标卡尺图2 外径千分尺2、千分尺：外径千分尺、内径千分尺、杠杆千分尺、深度千分尺、内侧千分尺、螺纹千分尺、公法线千分尺等。
分度值常用的有0.01、0.001mm。
其中外径千分尺在生产中应用广泛。
如图2，其分度值为0.01mm，测量范围有0-25、25-50、50-75、75-100、100-125、125-150mm等。
3、指示表：百分表、杠杆百分表、内径百分表、千分表、扭簧比较仪等。
图3是机械式百分表的外形图和传动原理图。
百分表的分度值为0.01mm，表面刻度盘上共有100条等分刻线。
因此，百分表齿轮传动机构，应使量杆移动1mm时，指针回转一圈。
百分表的测量范围，有0-3、0-5、0-10mm三种。
图3 百分表外形图和传动原理图1.表盘2.大指针3.小指针4.套筒5.测量杆6.测量头（齿侧间隙的消除：通过游丝消除齿偶间隙，提高测量精度。
几何公差与几何误差检测(1)讲解
二、几何公差的特征 项目及符号
形状公差 方向公差 位置公差 跳动公差
§2 几何公差在图 样上的表示方法
一、几何公差框格和 基准符号
1. 形状公差框格 形状公差框共两
格。用带箭头的指引 线将框格与被测要素 相连。
回顾
一、被测要素的标注 被测组成要素的标注 被测导出要素的标注 公共被测要素的标注 二、基准要素的标注 基准组成要素的标注 基准导出要素的标注 公共基准 三、几何公差带形状 四、形状公差带
§3 几何公差带
一、几何公差的含义和几何公差带的特性 几何公差是指实际被测要素对图样上给
定的理想形状、方向、位置的允许变动量。 几何公差带是用来限制实际被测要素变
1.基准组成要素的标注方法
2. 基准导出要素的标注方法
3. 公共基准的标注方法
由两个同类要素构成，作为一个基准使用 的公共基准轴线、公共基准中心平面等，称为 公共基准。
四、几何公差的简化标注方法 1. 同一被测要素有几项几何公差要求
2. 几个被测要素有同一几何公差带要求
3. 几个同型被测要素有同一几何公差带要求
序）。第二基准平面B垂直于第一基准平面A，第
三基准平面C垂直于A，且垂直于B。
图4-21
2. 基准的体现
在加工和检测中，基准通常用形状足够精确的表面 来模拟体现。例如，基准平面可用平板的工作面模 拟体现（图4-22）
3. 基准符号
基准符号由一个基准方格（这方格内写有表示 基准的英文大写字母）和涂黑的（或空白的）基 准三角形，用细实线连接而构成。
字母都应水平书写。
二、被测要素的标注方法
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几何量公差与检测实验教案实验一几何量测量基础知识一、几何量测量的基本概念零件加工后，其几何量需要加以测量或检验，以确定它们是否符合零件图样上给定的技术要求。
几何量测量是指为了确定被测几何量的量值，将被测几何量与作为计量单位的标准量进行比较，从而得出两者比值的过程。
二、测量方法的分类测量方法主要有以下几种。
1、按所测的几何量是否欲测的几何量，可分为直接测量和间接测量。
2、按计量器具上的示值是否被测几何量的整个量值，可分为绝对测量与相对测量。
3、按测量时计量器具的测头与被测表面是否接触，可分为接触测量与非接触测量。
4、按工件上同事测量被测几何量的多少，可分为单项测量与综合测量。
三、计量器具的主要计量参数计量器具的计量参数是表征计量器具技术性能和功用的指标，也是选择和使用计量器具的依据。
计量器具的主要计量参数如下。
1、刻度间距2、分度值3、示值范围4、测量范围四、量块量块是指一对相互平行的测量面间具有精确尺寸且截面形状为矩形的长度计量器具。
量块的两个测量面极为光滑、平整，具有研合性。
1、量块长度。
量块一个测量面上的一点至与此量块另一测量面相研合的辅助体表面之间的垂直距离，称为量块长度。
2、量块的精度。
根据量块长度的极限偏差和长度变动量允许值等精度指标，量块的制造精度分为00、0、1、2、（3）级五个级别，其中00级的精度最高，精度依次降低，（3）级的精度最低。
此外，还有一个校准级---K级。
3、量块的使用。
由于量块的一个测量面与另一量块的测量面间具有能够研合的性能，因此可从成套的各种不同尺寸的量块中选取几块适当的量块组成所需要的尺寸。
五、最常用的计量器具1、游标尺游标尺用于测量线性尺寸，有游标卡尺、游标深度尺、游标高度尺和齿轮卡尺等几种。
它们都是利用游标读数原理制成的计量器具。
参看实物，说明它们的读数原理和读数方法。
2、千分尺千分尺用于测量线性尺寸，有外径千分尺、内径千分尺、深度千分尺和专用千分尺（如公法线千分尺）等几种。
它们都是利用螺旋副运动原理制成的计量器具。
以外径千分尺为例，说明它们的读数原理与读数方法。
3、百分表百分表是一种指示表，用于测量线性尺寸、形位误差和齿轮误差等。
它利用齿轮传动将测杆的微量直线位移放大变成指针的角位移，在刻度盘上显示出来。
实验二用比较仪测量光滑极限量规一实验目的：1、了解光学比较仪和机械比较仪的结构并熟悉它们的示值零位调整方法和使用方法；2、掌握用相对测量法测量外尺寸和内尺寸的原理；3、熟悉量块的使用与维护方法。
二测量原理用立式光学比较仪测量光滑极限塞规：立式光学比较仪也称立式光学计，式一种精度较高且结构部复杂的光学仪器，用于测量外尺寸。
参看书中所示的光学比较仪测量原理图，从物镜焦平面上的焦点C发出的光线，经物镜后变成一束平行光投射到平面反射镜P上。
若平面反射镜P垂直于物镜主光轴，则从反射镜P反射的光束由原光路回到焦点C，象点C‘与焦点C重合。
三、实验步骤1、根据被测表面的几何形状，选择测头并把它安装在测杆上。
2、根据被测塞规工作部分的基本尺寸或极限尺寸选取几块量规，并把它们研合成量块组。
3、参看图或实物，接通电源，拧动四个螺钉，调整工作台的位置，使它与测杆运动方向垂直。
4、调整量仪示值零位。
将量仪放在工作台上，并使测头对准量块测量面的中央，按下列三个步骤进行调整。
（1）粗调整（2）细调整（3）微调整5、按动测头提升器，使测头抬起，取下量规组，换上被测塞规。
6、取下被测塞规，再放上量规组复查示值零位。
其误差不得超过±0。
5μm。
7、按塞规图样或GB1957—81《光滑极限量规》，判断被测塞规的合格性。
四、讲解卧式测长仪、大型工具显微镜、万能工具显微镜的结构及测量原理，并进行具体演示说明。
实验三用双管显微镜测量表面粗糙度一、实验目的1、双管显微镜的结构并熟悉其使用方法；2、熟悉用双管显微镜测量表面粗糙度的原理；二、量仪说明与测原理双管显微镜是利用光切原理制成的表面粗糙度量仪，用于测量0。
8--8μm的微观不平度十点平均高度R Z值。
参看图，双管显微镜有两个光管右为照明灯，左为观测灯。
这两个光管的轴线互相垂直。
光带影象的弯曲高度用测微目镜头测量。
它的结构如书中图所示。
三、实验步骤1、参看图，把选好的一对物镜分别安装在量仪的照明灯和观测管上。
将被测工件置于工作台上，接通电源，使光源照明。
松开螺钉，旋转螺母，使横臂下降（注意物镜头和被测表面之间必须留有微量的间隙），进行粗调焦，直至目镜视场中出现绿色光带为止。
转动工作台，使光带与被测表面加工痕迹垂直。
然后，琐紧螺钉。
2、从目镜头观测光带。
旋转手轮进行细调焦，使目镜视场中央出现最窄且有一边缘较清晰的光带。
3、转动目镜头，使视场中十字线的任一直线与光带平行，之后固紧目镜头。
在取样长度范围内依次测量5个最大的轮廓峰高和5个最大的谷底深度，计算相应的R Z值。
取评定长度内测得的几个R Z值的平均值作为测量结果。
实验四直线度误差测量（合像水平仪、自准直仪）一、实验目的1、了解合像水平仪与自准直仪的结构并熟悉使用它们测量直线度误差的方法。
2、掌握按最小条件和两端点连线作图求解直线度误差值的方法。
3、熟悉双测头消差法测量直线度误差的原理。
二、直线度误差的评定直线度误差是指实际被测直线对其理想直线的变动量，理想直线的位置应符合最小条件。
最小条件是指实际被测直线对其理想直线的最大变动量为最小。
测量数据可以用指示表测量实际被测直线上各测点相对于平板的高度来获得，也可以用水平仪对实际被测直线均匀布点测量，测量两相邻测点之间的高度差来获得。
然后，按照最小条件或以首、尾两个测点的连线作为评定基准，由获得的测量数据用作图或计算的方法求解直线度误差值。
（一）合像水平仪1、量仪说明与测量原理合像水平仪是一种精密测角仪器，用自然水平面作为测量基准。
合像水平仪的结构见图，它的水准器是一个密封的玻璃管，管内注入精馏乙醚，并留有一定的空气，以形成气泡。
管的内璧在长度方向具有一定的曲率半径。
气泡在管中停住时，气泡的位置必然垂直于重力方向。
就是说，当水平仪倾斜时，气泡本身并不倾斜，而始终保持水平位置。
利用这个原理，将水平仪放在桥板上使用，便能测出实际被测直线上相距一个桥板跨距的两点间高度差。
在水准器玻璃管管长的中部，从气泡的边缘开始向两端对称的按弧度值（mm/m）刻有若干均匀的刻度。
水平仪的分度值；用（角）秒和mm/m）表示。
2、实验步骤（1）把被测直线调整到大致水平，并在被测直线旁标出均匀布点的各测点的位置。
（2）根据两相邻测点间的距离选择跨距适当的桥板，将水平仪安放在桥板上，然后沿被测直线把桥板安放在被测直线的一端，记下水平仪第一个示值⊿1。
按各测点的位置依次逐段的移动桥板，同时记录。
注意每次移动时，应使桥板的支承在前后位置上各测点的示只⊿I首尾相接，而且水平仪不得相对于桥板产生位移。
（3）测得的各测点示值⊿处理数据，求解直线度误差值。
I3、直线度误差的评定方法（1）按最小条件评定（2）按两端点连线评定4、数据处理（1）按最小条件图解直线度误差值（2）按两端点连线图解直线度误差值（二）自准直仪1、量仪说明及测量原理自准直仪是一种精密测角仪器，用一束光线作为测量基准。
它由本体和反射镜两部分组成，本体包括光管和读数显微镜。
测量时，本体安放在被测工件之外的固定位置上，反射镜则安放在桥板上，并把桥板放置在实际被测表面上。
参看自准直仪的光学系统图。
2、实验步骤（1）参看图，沿工件被测直线的方向将自准直仪本体安放在工件体外，在被测直线旁标出均匀布点的各测点的位置。
将反射镜安放在桥板上，然后，将桥板分别放置在被测直线的两端。
接通电源，使光线照准安放在桥板上的反射镜。
（2）调整自准直仪本体的位置，使十字分划板的影象在反射镜位于被测直线的两端时均能进入视场。
然后，将本体的位置加以固定。
（3）将安放着反射镜的桥板移到靠近自准直仪本体的被测直线那一端。
调整目镜分划板的指示线位置，使它位于亮十字像的中间，从固定分划板的刻度尺及读数鼓轮上读出并记录起始示值⊿1（格数）。
（4）按各测点的位置依次逐步地移动桥板。
注意桥板每次移动时，应使桥板的支承在前、后位置上首尾相接，并且反射镜不得相对于桥板产生位移。
观察并记录目镜中亮十字影象相对于指示线的偏移量。
（5）将在各个测点间隔上记录的两次示值的平均值分别作为各个测量间隔的测量数据。
若某个测量间隔两次示值的差异较大，则表明测量不正常，查明原因后重测。
（6）按最小条件或两端点连线处理测量数据，求解直线度误差值。
数据处理方法与前述合像水平仪测量数据处理方法相同。