互换性与技术测量实验指导书刘惠娟桂林电子工业学院2004学生实验须知1.在规定时间准时进入实验室，入室前必须更换拖鞋，除有关书籍和文具外，其它物品一侓不准带入实验室。

2.进入实验室后，严禁随地吐痰；严禁吸烟和乱抛纸屑，保持室内清洁和安静。

3.凡与本实验无关的仪器均不得乱动。

4.实验前，首先预习实验指导书，在指导老师的同意下方可使用仪器。

5.严格遵守仪器的使用规则，操作要细心。

仪器的光学镜头严禁用手模或用手帕檫模。

6.实验时如仪器发生故障应立即告诉指导老师，不得自行拆修。

7.实验完毕，将仪器、被测工件整理好，认真填写实验报告，并将实验报告交指导老师审阅后才可离室。

8.实验成绩为期终考查之一，必须保存全部实验报告。

9.凡遇不遵守实验规则时，指导教师可随时停止其实验。

目录1实验二用光切法测量表面粗糙度2实验三形状误差的测量2实验四位置误差的测量3实验五在工具显微镜上测量外螺纹的各项参数4实验六齿轮齿圈径向跳动的测量4实验七齿轮公法线长度及其变动的测量4实验八齿轮周节偏差及周节累积误差的测量4实验九在双啮仪上对齿轮的综合测量5实验十产品质量检验设计性实验实验二用光切法测量表面粗糙度一、实验目的：1．掌握应用光切法测量表面粗糙度的基本原理。

2．练习用9J光切显微镜测量Rz、Ry及S的方法。

二、仪器及其工作原理应用光切原理设计而成的测量表面粗糙度的仪器称为光切显微镜（或双管显微镜）。

我国生产的光切显微镜有JSG—I型和9J型，光切显微镜适于测量微观不平度+点高度Rz 、轮廓的最大高度 Ry，以及较规则表面（如车、下、铣、刨等）的轮廓单峰平均间距S和轮廓微观不平度的平均间距Sm值。

9J型光切显微镜的外型如图3—1所示，仪器测量的微观不平高度范围为（0.8—63）um，其工作原理如图3—2所示。

图 3— 1图 3— 2由光源1发出的光线经聚光镜2和狭缝3，物镜4后，成为具有一定宽度的平行光束，以倾斜45º的方向照射在被测表面上。

由于被测表面的微观不平度，表面的波峰在S点发生反射，波谷在S′点发生反射。

通过观察显微镜的物镜，它们各成象在分化板5的A点和A′点，在目镜观察到的是一条与被测表面轮廓一致的弯曲亮带，通过目镜分化板与测微鼓可测出A点和A′点之间的距离R′,被测表面微观不平高度R既为：R = R′× E ( um)式中E—为仪器分度值，（与投射角（45 º），目镜千分尺结构和物镜放大倍数有关。

选用不同物镜的放大倍数时，E值不同。

三、实验步骤1．确定取样长度与评定长度由图样上给定的Rz值查表3 — 1，确定对应的取样长度。

评定长度的选择如下：被测表面的均匀性较好（如车、下、铣、刨等）≤5。

被测表面的均匀性较差（如磨、抛光、研磨等）>5。

表 3— 1 取样长度的选用注：Rz、Ra以（um）为单位2. 选择物镜按表 3 — 2选择如果取样长度小于视场直径，则在一个视场内便可完成测量。

如果取样长度大于视场直径，则需移动工作台，使被测表面顺次移入视场测量。

3．接通电源，擦净被测工件并置于工作台上，使加工痕迹与光带垂直，也与工作台纵向移动方向垂直。

4．旋松旋手5， 转动调节螺母4，使支臂3慢慢下降（注意：支臂下降时镜头不得与工件表面接触，以免被损坏），直到肉眼在工件上看到一条绿色光带后锁紧旋手5。

5． 用微调手轮6调节光带的清晰度，调节到目镜分划板上的光带影象最清晰为止。

6． 转动目镜，使分划板上十字线的横线平行于光带轮廓的中线（估计方向），然后固定目镜（图 2 — 3a ）。

7. 进行测量 ①．微观不平度十点高度 的测量转动目镜测微鼓，使十字线的横线分别与取样长度内的五个最高点（轮廓峰顶）相切，记下读数 R 2 、R 4 、R 6 、R 8、R 10 （ 图3—3b ）；再使十字线的横线分别与五个最底点（轮廓谷底）相切，记下读数 R 1 、 R 3 、R 5 、R 7 、R 9 （图3——3 c ）， Rz = 59311042〉+++〈-〉+++〈R R R R R R ·E (um)在评定长度范围内，测出几个取样长度的 值，取其平均值为测量结果。

Rz = nR R R znz z +++ 21②． 轮廓的最大高度 的测量在取样长度内，轮廓的最大峰顶线与最大谷底线之间的距离，即为轮廓的最大高度 。

Ry = ( Rmax – Rmin) · E(un)其中 Rmax 为最大峰高值，Rmin 为最大谷底值。

在评定长度范围内，测出几个取样长度的Ry 值，取其平均值作为测量结果。

既 R y = n R R R yn y y +++ (21)③． 单峰平均间距 的测量用目镜分化板中的垂直线对准光影的第一个峰。

从工作台的纵向千分尺上读出第一个数 ，纵向移动工作台，在取样长度内，用垂直线读出几个单峰后并对准。

从纵向千分尺上读出第几个单峰的读数 。

单峰平均间距为：S = 11--n S S n实验三形状误差的测量一、实验目的：1、熟悉用框式水平仪测量直线度误差的方法。

2、通过用旋转法求直线度误差，掌握最小包容区域的作法。

3、掌握平面度误差的测量及数据处理方法。

4、学习圆度误差的测量方法及用最小二乘法评定圆度误差的方法。

二、用框式水平仪测量导轨的直线度误差：1、量仪说明：框式水平仪是用来测量两点对大地水平线高度差的仪器，两点间距由所设桥板决定，其刻度为0.02mm/m。

2、测量原理和数据处理框式水平仪的每一次测量都是测桥板上相距为的两支点相对于大地水平线的高度差，它的测量基准线应是大地水平线。

水平仪在如图4-1所示的测量位置时，水平仪的读数格数为n1,可求出1点比0点高：h1-h0=0.02(mm/m)x xn1,再将桥板前移，使两支点置于1和2上，同样测出水平仪的读数格数nz,求出h2-h1。

顺次移动桥板的位置，即可测出被测线上各相邻二点相对于大地水平线的高度差。

求直线度误差的数据处理见表4-1。

设水平仪的刻度值为0.02mm/m，桥板两支点相距=200mm。

三．平面度误差的测量1. 测量方法与数理平面度误差的评定方法有：三点法、对角线法、最小包容区域法等。

下面以例说明平面度误差的检测及按最小包容区域法的数据处理。

为了便于读数，首先调整三个可调支承（见图4—2），使千分表读数在一范围内，然后按图所示测量九个点，并记取各点读数（见图4—3a），用最小包容区域法求平面度误差值。

处理步骤如图4—3b、c、d所示。

（1）测量记录（um） (2) 建立零平面四 圆度误差测量1. 测量步骤① 将工件按装在两顶尖间。

② 将千分表测头与工件母线相接触，读出千分表的读数。

③ 转动工件，每转30º时，记录千分表的读数。

2. 数据处理最小二乘圆是指被测轮廓上各点到该圆的距离的平方和为最小的一个圆。

以最小二乘圆的圆心为圆心，作包容被测轮廓的最小外接圆与最大内接圆，两者的半径差即为圆度误差。

设被测轮廓圆各点的半径为R i ( i =1, 2,…,n ),其中圆心坐标为0（0， 0），则最小二乘圆的半径R 0和圆心坐标为0′（a , b ）：R 0 = n 1 ∑=ni Ri 1a = n 2 ∑=ni i Ri 1cos θ b = n 2 ∑=ni i Ri 1sin θ 式中θi =（i-1）·n0360为各点测点转过的角度。

被测轮廓圆上各点至最小二乘圆的距离为：△R i =R i_- (R 0+acos θi +bsin θi )圆度误差 f 0=△Rmax – △Rmin例如. 测量—φ25mm 的圆柱形零件某一截面的圆度误差，测点数n=12, θ=n360=30 ,测量结果与数据处理如下表： R 0 = n 1 ∑=ni Ri 1=25.0002a = n 2 ∑=ni i Ri 1cos θ =0.002实验四位置误差的测量一、实验目的1. 了解平行度误差和垂直度误差的测量方法。

2. 了解圆跳动和全跳动的测量方法。

二、使用仪器和设备平板、心轴、角尺、千分表及表架、偏摆检查仪等。

三、被测零件简图如图5-1所示。

1. 测量上表面C 对底面A 的平行度误差时，将被测零件放置在平板上，取千分表在整个被测表面的最大读数与最小读数之差作为平行度误差（图5—2）。

测量两孔 φD 1 轴线对底面 的平行度误差时，将被测零件放置在平板上，在被测孔中插入心轴，用千分表在相距为 L 1的两处读得读数为 M 1与 M 2（见图5—3），则平行度误差为：f // = 1L L 1M 2M -2. 垂直度误差的测量测量两孔φD 1 的轴线对孔φD 2 的轴线垂直度误差时，将被测零件设置在支承上，并在两孔 φD 2 中插入基准心轴2，通过可调支承1调整心轴与平板垂直（利用直尺3，见图5—4），在 φD 1 孔内插入心轴，用千分表在相距为L 1 的两处读得读数为 M 1 与 M 2 ，则垂直度误差为：3. 跳动的测量被测零件简图见图5—5。

测量端面跳动时，将被测零件安装在偏摆检查仪的两顶尖间，用千分表指在端面 C上，在被测零件旋转一周的过程中，千分表最大读数与最小读数之差即为单个测量圆柱上的端面跳动（5—6 a ），按上述方法测量若干个圆柱面，最后取几个圆柱面中跳动量最大的作为该零件的端面跳动。

测量圆柱面的径向全跳动时，在被测零件连续旋转过程中，同时让千分表沿基准轴线方向作移动（图5—6 b），在整个测量过程中，千分表的最大读数与最小读数之差，即为该零件的径向跳动。

实验五在大型工具显微镜上测量外螺纹各项参数一、实验目的1. 了解工具显微镜的用途。

2. 练习在大型工具显微镜上测量螺纹的方法。

3. 练习查阅螺纹公差。

二、仪器说明工具显微镜是工厂计量室基本仪器之一。

它有小型、大型、万能等几种形式。

其应用范围及附件虽有不同，但它们的工作原理大体相似。

它们除用来测量长度、角度外，还常用于测量螺纹、样板、凸轮、冲模等形状比较复杂的工件。

由于工具显微镜附有专用测量螺纹的镜头及附件，应此它特别适用于测量螺纹的各个参数。

大型工具显微镜的外形如7—1所示。

图7 — 1在大型工具显微镜上，工作台6可沿底座8的导轨5、9在两个互相垂直的方向上移动。

测微鼓的分度值为0.01mm。

测量范围为0—25 mm 。

为了扩大测量范围，在测微鼓端头与工作台之间可放入量块15，于是纵向测量范围增大至0——150 mm ，横向则增至0——50 mm 。

旋转手轮13，圆工作台16便可在水平面内旋转，转动的角度可由工作台的圆周刻度及游标读出，游标的分度值为3′。

操作手轮1可使悬臂24沿立柱2上、下移动，以粗调节焦距，移动完毕可用螺钉锁紧。

为了准确地调节焦距，可用调整环19。

立柱借旋转手轮17可绕水平轴左右倾斜，倾斜的角度可以从刻度读出，4为照明装置。