互换性与测量技术

第一章概述互换性与测量技术实验是理论教学的重要环节和组成部分，通过实验使学生加深对公差与配合一些基本概念和知识的学习和掌握。

培养学生理论联系实际的能力和实际操作的技能，提高学生的综合素质。

本系列实验共有尺寸精度测量和形位误差的测量两部分其中形径误差的测量由于涉及到该课程几个章节的主要内容而作为综合性实验课。

尺寸精度的测量作为公差与配合的测量基础，它与形状误差的测量基本构成了该门课程所涉及的主要基本理论知识。

互换性与测量技术课程是工科学生的必修课，因此该系列实验对工科学生提高工程理论水平和学习掌握相关专业课程的知识奠定了基础。

第二章实验要求及注意事项1.实验前按要求认真进行预习。

2.准时到达实验室，除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、肃静，禁止随地吐痰，不准喧哗及打闹。

4.爱护量仪，预习阅读实验指导书，只有在完全弄清楚仪器各部分功用及操作方法之后，方可动手操作仪器。

5.细心维护量仪，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，擦好仪器，摆好椅凳，搞好卫生，方可离开。

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，指导教师有权停止其实验。

损坏仪器或设备者按学院有关规定处理。

量块的使用与维护1.量块的使用量块是一种高精度的端面量具，通常用于进行长度值的传递，检定和校正计量器具。

在精密测量中，常以量块作为标准尺寸进行比较测量，还可用于检验量规等精密零件。

在精密加工中，用于调整机床和钳工划线等。

在所开实验中，用量块作为标准尺寸来调整比较仪的零位，进行比较测量（相对测量）。

由此可测出被测长度相对量块中心长度的偏差值。

量块的中心长度是以相互平行的上、下测量面之间的距离确定的。

其名义尺寸通常标在非工作面上，且数字右侧为上测量面，左侧为下测量面。

当量块尺寸小于6mm时，则标在上测量面上（图1）。

我国量块国家标准，（GB6093—85）按制造精度，将量块分为6级,即OO级、0级、1 级、2级、3级、校准级K。

其中00级最高，3级最低。

此外，国家计量局标准按量块的检定精度，把量块分为6等，即1、2、3、4、5、6等，其中1等最高、6等最低。

按级使用时直接取其名义尺寸作为中心长度的工作尺寸，而按等使用时，则需根据量块检定证书查出所需量块的实际偏差，并以其实际尺寸作为中心长度的工作尺寸。

通常量块是成套供应的，使用时需从成套量块中选取若干适当的量块以组合成所需尽寸。

选择时应从所需尺寸的最后一位数字开始，依次递减。

如所需尺寸为8. 856πιm,可选取LOO6、1. 05、L 8和5mm的四块量块。

由于量块有一重要特性，即研合性，故可将选好的量块研合在一起。

研合时，首先需将测量面用汽油擦洗干净，然后将一量块的下测量面与另一量块的上测量面靠在一起，稍加压力，再轻轻转正，并沿长度方向向前推进即可粘合在一起（图2）。

研合时，要以大尺寸量块为基础，依次将小尺寸的量块研合上去（图3） O为了减少量块组合后的总误差，除正确研配外，还应以尽可能少的量块数目组成量块组，通常总块数不应超过四块。

为了扩大量块的用途、还可将量块与量块附件组合使用。

成套量块附件一般包括底座、各种尺寸的夹持具、各种夹块及三棱平尺等。

其中平面夹块与量块组合后，夹持在夹持具上可以作为内尺寸的基准长度，也可代替卡规直接检验单件或小批生产的零件的外径或其它尺寸（图4）o图42.量块的维护使用量块时，严禁用手触摸测量面，并要轻拿轻放，避免碰撞，进行研合时，测量面必须清洗干净，否则可能划伤测量面，从而影响量块的研合性能。

使用后应立即将量块用汽油清洗干净，擦干后涂上防锈油并放回盒内。

量仪的使用与维护计量仪器（简称量仪）种类很多，在我们所开设的实验中，主要使用光学量仪（如立式光学比较仪、测长仪、工具显微镜、双管显微镜等）和机械式量仪（如内径指示表、脉动仪、齿轮双面啮合检查仪等），也有电动量仪（如电动轮廓仪等）。

正确使用与维护量仪不仅会减少测量误差，而且会延长仪器的寿命。

1.正确调节量仪各种量仪在测量时都要先进行调节，如视度调节、物镜焦距凋节、零位调节等。

（1）视度调节：当目镜视场内的刻度线、指标线、米字线模糊不清时，应作视度调节，也就是调节目镜焦距。

为此，只要转动目镜头上的视度环（通常为滚花帽）即可。

不同的人视度不同。

实验时应先调一一下视度环。

需作视度调节的光学量仪有立式光较仪、测长仪、双管显微镜、干涉显微镜、平直仪、工具显微镜等。

（2）物镜焦距调节：当目镜视场内的工件影像模糊不清时，应调节物镜焦距。

需注意的是，在转动调节手轮之前应先搞清调节部分是否处于锁紧状态，如对小型工具显微镜进行粗调时，就需先松开锁紧螺钉，否则将使量仪受到损伤。

凋节后影像边缘应十分清晰。

实验中需进行物镜调焦的光学量仪有：双管显微镜、干涉显微镜、工具显微镜、投影仪等。

（3）零位调节：使用各种比较仪进行相对测量时，通常要先进行零位调节。

为保证调节后零位不发生变化，往往用螺钉锁紧，称之为锁紧螺钉，因此调节前必须先松开锁紧螺钉，待调好零位后，再行锁紧。

例如调节立式光较仪的零位时，需进行粗调、精调和微 调，而在粗调和精调前都应先松开锁紧螺钉，再进行调节（图5）。

在对内径指示表、基节仪 等量仪进行零位调节时，也应注意此间题。

实验时应按实验步骤进行操作，不要随意转动 量仪的手轮。

图52 .减小对准误差测量时，通常要进行两个方面的对准工作，一是对准被测零件所要测量的尺寸，二是 对准读数装置的刻线。

如果对不准就会产生较大的测量误差，影响测量精度。

因此应正确 操作，以减少对准误差。

⑴尺寸对准：在接触测量中，测量头未对准被测尺寸时就会产生图6所示的尺寸对准 误差。

因此应合理地选用测量头和对准方法。

实验证明，对于接触测量，采用点接触及在 运动中读数的方法，可以减少对准误差。

如在立式光较仪上测量轴径时，选用了球形测头， 为了能对准圆柱体的直径，则需前后移动被测零件，以找出最大点位置（即直径位置）进行 读数。

再如，使用内径指示表测量孔径时，采用点接触，也要摆动测头以找出读数的转折 点（最小点），详见实验1—1和实验1—3。

工作台精调轮铺紧螺H对于非接触测量，如用工具显微镜，投影仪等测量零件尺寸时，通常是用虚线、实线或轮廓线对准被测零件放大影像的边缘。

此时，影响对准精度的因素很多，操作者主要是要认真调焦，使影像边缘十分清晰，并进行正确的瞄准（采用压线法或对线法），详见实验4 一⑵示值对准：在尺寸对准后进行读数，也就是操作者判读指示线在刻度尺上或指针在刻度盘上的示值位置时，要进行对准刻线和估读指示线在刻线间隔中的位置。

因此示值对准误差包括刻线对准误差、视差相估读误差。

操作者在读数时，应尽量减小这三项误差。

3.减少温度的影响温度的高低和变化对测量、特别是精密测量有较大的影响，除恒温、定温外，使用时应防止局部热源的影响.如阳光、灯光对量仪的直接照射、人体和量仪、量块的接触、呼气等都应尽量避免。

4.细心维护量仪为了正确使用和维护量仪应注意以下几点：（1）应对照实验指导书进行操作，有问题时可请教指导教师。

（2）操作时用力要轻、动作要稳、切勿急燥。

（3）转动手轮前需先搞清是否有锁紧装置。

（4）不要随意转动固定被测零件的螺钉、手柄，以防零件落下砸坏仪器。

（5）光学镜头是光学量仪的重要部件，严禁随意用纸或布擦抹。

（6）仪器上的工作面是精密表面，不要用手触摸以免生锈。

或对着镜头呵气。

第三章实验项目实验一形状和位置误差测量一、实验目的1熟悉普通量具的使用，熟悉箱体零件的基本技术要求和检验方法，了解有关形状与位置误差的定义。

2掌握用合象水平仪测量直线度误差的方法及数据处理，加深对直线度误差定义的理解。

a掌握平面度测量方法及数据处理方法。

二、实验属性本实验属综合性实验，综合运用本课程第二章、第三章、第四章、第六章有关形状误差中尺寸、量块、公差测量的知识点。

三、实验仪器设备及目标1.内径百分表、千分尺、游标卡尺、平板2.合像水平仪、导轨3.小平板磁力表架、可调支撑、百分表、大平板四、实验要求：1.实验前认真复习有关形状误差及尺寸公差的定义及测量方法、熟悉运用量具的使用方法，预习实验指导书、制定实验大纲、确定实验方法和步骤。

2.实验时应精心操作仪器设备，对实验数据应边测量边核对，测量过程中出现的问题应请指导教师处理。

3.分析和处理实验数据，做出被测工件是否合格的结论，按实验报告统一格式的要求完成实验报告。

箱体的检测一、实验原理如图1-1为箱体零件图，检验项目如下： 1 .用内径百分表测量孔的尺寸； 2 .用游标卡尺或千分尺测量孔心距； 3 .用游标卡尺或千分尺测量两孔轴线平行度; 4 .用指示表测量孔的轴线对底面的平行度。

检验箱体零件的基本方法列表如下：表1-1序号 检验项目 检验方法示意图 1孔的尺寸检验方法说明用内径百分表测量将直径为d 1> d 2的心棒防入 孔中，用游标卡尺或千分尺 量得尺寸A,则孔心距： L=A-l∕2(d+d)两孔轴线的 平行度孔心 距的测量将检验心棒放入被检验孔 中，用游标尺或千分尺量出 Al, A2 或 Bl, B2 则 Ll 长度上轴线平行度为： f=∣A 刈・ L ι∕L f 二|B 「B 』・LG1.二、实验步骤1 .按零件图仔细研究零件技术要求，必须看懂各个检验项目的意义和代表符号；2 .根据零件技术要求和特点以及设备条件，决定测量方法，选择测量器具并拟出测 量步骤；3 .对各指定项目逐一进行测量；孔的轴线对 底面的平行 度测量孔的轴线对 右侧面的垂 直度（在垂直 面内测量）测量距离为L2的c, d 两点 读数为Me, Md,则LI 的长 度上孔的轴线对底面的平行 度误差为： f=Ll∕L2IMc -Mdl用角尺作基准，调整千公顶， 使右侧面与角尺接触而无光 隙。

指示表在测量距离为L2的，a 、b 两点读数为Ma, Mb,则在Ll 长度上孔轴线 对右侧面的垂直度误差为： f=Ll∕L2IMa -Mbl4.实验数据2.用合像水平仪测量直线度一、实验原理合像水平仪是一种高精度的测量仪，它具有测量准确度高，测量范围大（±5mm∕m）, 测量效率高，价格便宜等优点，其结构如图l-2a、b所示。

它由底板1和壳体4组成外壳基体，其内部则由杠杆2,水准器8,两个棱镜7,测量系统9、10、11以及放大镜6组成。

使用时将合象水平仪置于桥板上进行测量。

测量时，经棱镜7反射分别将水泡两端的半个像投影上来，可从放大镜6中观察。

当水泡玻璃管处于水平位置时，水泡象在棱镜两边是对称的，如图l・2a所示。