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解:
因缺乏比较仪,故采用分度值为0.01mm的外径千分尺测量,用扩大A值来满足要求。
从《千分尺和游标卡尺的不确定度》表中查得分度值0.01外径千分尺的不确定度为0.004mm。
a.确定安全裕度A’:
A’=u1'
/0.9=0.004/0.9=0.00440.004mm
b.确定验收极限:
上验收极限=50-0.025-0.004=49.971mm
下验收极限=50-0.064+0.004=49.940mm
注:
关于不确定度的说明。
由于测量误差的存在而对被测量值的不肯定程度,称为不确定度,即测得值对其真值可能偏离的一个区间为不确定度。
计量器具不确定度u1可用标准偏差σ的若干倍来表示,即
u1=kσ
k为置信系数,取k=1、2或3
在多数情况下,选取k=2或3就足够了,为此,所乘系数必须加以说明。
目前,我国千分尺的不确定度数值,直接来源于ISO1938建议草案,(81年9月伦敦会议通过),其特点是强调保证零件的配合质量,使作用尺寸不超过最大实体尺寸。
对于公差等级较高配合零件的测量,一般采用比较仪测量。
采用比较仪测量工件的的尺寸,称比较测量法。
由计量器具读数装置上得到的示值,仅为被测件相对于标准件的偏差值。
见图1—2,轴径的大小由下式算得,即
D=L+ΔL
式中L—标准件(量块)长度值
ΔL—从比较仪上测得的偏差值
比较测量法的主要优点是,由于测量时采用了标准件,故对于测量过程中因温度变化,测力压陷变形以及按装不正确
等引起的测量误差可以得到补偿,其影响相对于绝对测量来说小得多,而且对测量条件的要求也不如绝对测量那么严格,故在成批、大量生产的工序检验中被广泛的采用。
比较测量法的测量精度主要取决于标准件的精度。
四.普通长度量器具测量方法:
(一)游标尺
游标尺是应用十分广泛的一种普通长度量器具,常用于精度要求不高的未注公差尺寸的长度测量中。
游标尺的刻度有0.1、0.05及0.02毫米三种。
游标尺的测量误差大致等于其刻度值。
用游标量具测量零件进行读数时,应首先根据游标零线所处位置读出主尺刻度的整数部分,其次应判断游标的第几根刻线与主尺刻线对准。
游标刻线数乘以游标分度值,即可得到小数部分的读数。
(二)外径千分尺:
外径千分尺的测量范围有:
0~25、25~50、50~75,……螺杆的测量位置位移一般均为25毫米。
首先用标准量块对零,看有没有存在系统误差。
当两量砧即将与工件接触时,要用手转动千分尺棘轮套的端盖(再不要用手直接转动微分筒),这样将产生一定的测量力,并发出咯咯的响声,它表示量砧已接触好,这时才可进行读数。
(三)卧式比较仪:
(1)仪器简介:
卧式光学比较仪是各有关工厂计量室,检定站或制造量具工具与精密零件车间所常用的光学计量仪器.
A.本实验所用仪器光学计管的主要数据如下:
目镜放大倍数12倍
光学杠杆的放大倍数30倍
总放大倍数960倍
标尺的分度值0.001毫米
标尺的示值范围±
0.1毫米
测量压力200±
20克
B.光学计管及光学计座:
光学计管及光学计座是本仪器最重要的一个部件。
光学计管装在光学计座的相应孔中,并能用手柄固定之。
光学计座可以在仪器基座床面的导轨上滑动,并能用手柄固定在任何位置。
光学计管包含着全部光学机械杠杆的机构。
目镜视场用照明装置直接照明。
通过尾部小手轮的调节,便可迅速对零。
在光学计管的端部,露出在外的测头是用以安装各种形式的测帽而用,测帽的拨动是藉拨叉来进行,拨叉是套在光学计管上,并能用螺钉固定之。
C.尾管及尾管座:
尾管是装在尾管座上的相应孔中,并能用手柄固定之。
尾管座可以在基座床面的导轨上移动,并能用手柄将其固定在任何位置。
尾管的测头上,是用以安装各种形式的测帽而用。
这样就造成了测量中的固定支点。
(2)外尺寸测量的操作步骤:
A.测帽的选择:
测量平面物体时,要采用球面测帽;
测量圆柱形物体时,则宜采用刃形测帽;
当测量球形物体时,则宜采用平面测帽。
B.标准件的安放及对零:
在对试件进行测量之前,必须先用块规或者标准零件作为标准来对零。
将标准件安放在工作台上并用压板将其固定以后,就可通过座子移动,使光学计管和尾管上的测帽与标准件的被测定面想相接触,并调节手轮,使标尺的像大致处于视场中央。
标准件和试件的位置正确与否,是直接影响测定结果的因素。
可以利用万能工作台上各个可能的运动条件来寻找转折点,以确定标准件的正确位置。
例如,标准件是具有两个平行平面的块规的操作程序如下:
调节工作台的高度及前后位置使测帽大致与测定面中心接触,调节手柄使万能工作台倾摆,这样就可以看见标尺在视场中自左向右移动(或自右向左),并在一个地方发生转折,用手柄将这个倾摆方位固定下来。
最后使工作台绕其垂直轴线旋转并使其固定在标尺产生转折的地方.至此,该标准件已处于正确的位置了。
需要指明的,一经对零以后,上述座子及手轮都不能作任何调节。
C.测量:
经过上述用标准件对零以后,就可以在万能工作台上卸下标准件而换上待测件。
试件安放位置的正确性,同样必须满足上节所述的各项条件,因此仍须利用万能工作台上各个可能的运动来分别寻找各个定位的转折点。
最后一个方位转折点确定时,标尺定于指示线上的数字,即为待测件和标准件的相对差值。
(3)内尺寸测量的操作步骤:
A.内测勾的选用与安装:
在内尺寸测量时,光学计管的测头上要装上一个平面测帽,并使其与活动测勾的相应球头接触。
测勾选择原则是:
尽可能采用大测勾,只有在内尺寸小于26.5毫米的不得已情况下采用小测勾。
测勾安装的方向应该是大致垂直于万能工作台台面并且使固定测勾的凸出部分刚好能嵌入活动测勾上的凹入部分,并应检查其是否有相擦的现象。
B.标准件的安装及对零:
内尺寸测量时,标准件可以是标准零件,也可以是块规和块规所组成的内尺寸组合体,与外尺寸测量时一样,在对零时,标准件的位置也要满足上节所述的各个条件。
标准件固定在工作台上以后,调节座子使两个测勾靠拢,直至两测头之间距离已小于标准件的内尺寸后,便可调节万能工作台使标准件套入测勾,并大致处于居中位置。
然后就再一次调节座子及手轮,以达到测头与标准件接触时,活动测勾上的活动指标与指标线大致符合,而且与此同时,在视场中的标尺零位应大致居中。
接着就可利用万能工作台上的各个可能的运动来寻找转折点,以寻求标准件的正确位置,正确位置找到后,最后就可以调节手轮,将标尺调到零位。
对零以后,就可卸下标准件而换上待测试件。
试件安放位置的正确性,同样必须满足上节所述各项条件,因此当试件固定好后,仍须寻找试件在各个方位的转折点。
最后一个转折点确定时,标尺定于指示线上的数字,即为待测件的示值──试件和标准件的微差尺寸。
五实验步骤:
(一)游标尺:
1.将所选定游标尺及被测工件擦洗干净。
2.检查游标量具的正确性:
首先使两量脚并拢,检查量脚之间是否因磨损而有间隙,再检查游标上的零线与主尺上的零线是否重合,如不重合应定出系统误差,决定修正量。
3.按零件图要求测量未注公差的三个尺寸:
97、46及166,每一被测尺寸都测量三次,取平均值作为测量结果。
按国标未注公差规定。
对照JS16作出被测零件是否合格的结论。
(二)外径千分尺:
1.擦净所选用的量具及被测工件。
2.校验零位,看是否存在系统误差。
3.
用千分尺测量及
两个尺寸。
首先应根据GB3177—82,计算安全裕度A’,确定验收极限。
4.测量工件,注意测量位置的正确性,取三次测量值的平均值作为测量结果。
5.用测量结果和验收极限作比较,得出合格与否的结论。
(三)卧式比较仪测塞规轴径:
1.选用刃形测帽,经调整固定于光学计管和尾管上。
2.按被测塞规的基本尺寸组合量块组。
3.调整仪器零位。
为了检查零位是否稳定,可按下拨叉,抬起测头,推出量块组;
再推进量块组,放下测头,使零线影象与指示线再次重合。
4.按图1—3,分别测量塞规上四个部位处的直径。
测量时,将被测塞规压在工作台上,移动工作台,使塞规在测头间慢慢通过,读出刻线象偏离指示线的最大值,即为被测塞规的实际偏差。
六实验报告要求:
1.采用千分尺测定较高精度尺寸的原理。
2.计算出
及
的安全裕度A’,确定验收极限。
3.通过具体计算IT6工件的安全裕度A’,并分析2A’所占尺寸公差的百分比,你将发现什么问题?
,你应该采用什么仪器对IT6的工件进行检验。
4.填写千分尺和游标卡尺的实验报告表格,作出合格与否的结论。
5.填写测塞规轴径的表格。
6.相对测量有什么优点?
7.什么是分度值?
什么是仪器不确定度?
8.测量范围和卧式比较仪标尺的示值范围有何不同?
9.本人心得体会。
附:
实验报告表格
实验1─1千分尺和游标卡尺测零件尺寸
量器具
名称
分度值(mm)
测量范围(mm)
仪器不确定度(mm)
千分尺
游标尺
零件名称
部位
图样上绘出的极限尺寸(mm)
验收极限尺寸(mm)
最大
最小
1.40f7
2.53f6
3.79JS16
4.46JS16
5.166JS16
测量数据
实际尺寸(mm)
测量部位
第一次
第二次
第三次
平均值
对比尺寸
和验收极限尺寸比较
和极限尺寸比较
合格性结论
实验1─2卧式比较仪测塞规轴径
仪器名称
示值范围(mm)
测量部位
I-I(a)
I-I(b)
Ⅱ-Ⅱ(a)
(Ⅱ-Ⅱb)
平均值=
实验二、位置误差测量
实验2—1箱体位置误差测量
一、目的与要求
1、学会用普通计量器具和检验工具测量箱体位置误差的方法;
2、理解各项位置公差的实际含义。
二、测量原理
位置误差由被测实际要素对基准的变动量评定。
在箱体上一般是用平面和孔面作基准。
测量箱体位置误差的原理是以平板或心轴来模拟基准,用检验工具和指示表来测量被测实际要素上各点对平板的平面或心轴的轴线之间的距离,按照各项位置公差要求来评定位置误差值。
例如图3─1上被测箱体有七项位置公差(对箱体应标注哪些形位公差?
要根据箱体的具体要求来定,这里是按实验需要假设的)。
各项公差要求及相应误差的测量原理分述如下:
图2—1被测箱体
1、
表示孔φ30H6的轴线对箱体底平面B的平行度公差,在轴线长度100mm内为t1mm;
在孔壁长度Lmm内,只有t1L/100mm.
测量时用平板模拟基准平面B,用孔的上、下素线之对应轴心线代表孔的轴线。
因孔较短,孔的轴线弯曲很小,可测孔的上、下壁到基准面B的高度,取孔壁两端的中心高度差作为平行度误差。
2、
表示端面对孔φ30H6轴线的端面圆跳动不大于t2mm,以孔φ30H6的轴线A为基准。
测量时,用心轴模拟基准轴线A,测量该端面上某一圆周上各点与垂直于基准轴线的平面之间的距离,以各点距离的最大差作为端面圆跳动误差。
3、
表示φ80H8孔壁对孔φ30H6轴线的径向全跳动不大于t3mm,以孔φ30H6的轴线A作为基准。
测量时,用心轴模拟基准轴线A,测量φ80孔壁的圆柱面上各点到基准轴线的距离,以各点距离中的最大差作为径向全跳动误差。
4、
表示箱体两侧面对箱底底平面B的垂直度公差均为t4mm。
用侧面和底面之间的角度与直角尺比较来确定垂直度误差。
5、
表示宽度为90±
0.1mm的槽面之中心平面对箱体左、右两侧面的中心平面之对称度公差为t5mm。
分别测量左槽面到左侧面和右槽面到右侧面的距离,并取对应的两个距离之差中绝对值最大的数值,作为对称度误差。
6、
表示两个孔φ30H7的实际轴线对其公共轴线的同轴度公差为φt6mm,表示φt6是在两孔均处于最大实体状态下给定的。
这项要求最适宜用同轴度综合量规检验。
7、
表示四个孔φ8的轴线之位置度公差为φt7mm,以φ30H6的轴线A作为基准。
表示t7是在四个孔径和基准孔径均处于最大实体状态之下给定的。
这项要求最适宜用位置度综合量规检验。
三、测量用工具
在一般生产车间,测量箱体位置误差常用的工具有:
1、平板
平板用于放置箱体及所用工具,模拟基准平面;
2、心轴和轴套
心轴和轴套插入被测孔内,模拟孔的轴线;
3、量块
量块用作长度基准,或垫高块;
4、角度块和直角尺
角度块和直角尺用作角度基准,测量倾斜度和垂直度;
5、各种常用计量器具
它们用于对位置误差的测量并读取数据,如杠杆百分表等;
6、各种专用量规
它们用于测量同轴度、位置度等;
7、各种辅助工具,如表架、千斤顶、定位块等。
选择什么工具,按测量要求和具体情况而定。
四、操作步骤
(一)测量平行度
如图3—2所示,将箱体2放在平板1上,使B面与平板接触;
被测轴线由心轴模拟。
用千分表5测量距离为L2的a、b两点,测得读数分别为Ma、Mb。
则平行度误差按下式计算:
f∥=L1/L2Ma-Mb
若f∥≤L1/100=t1,其中t1=0.025mm=25m
(二)测量端面圆跳动
1、如图3—3所示,将带有轴套的心轴3插入φ30H6内,使心轴右端顶针孔中的钢球6顶在角铁7上。
2、调节表5,使测头与被测孔端面的最大直径处接触,并将表针预压半圈。
3、将心轴向角铁推紧并回转一周,记取指示表上最大读数和最小读数,取两读数差作为端面圆跳动误差。
若J≤t2,则该项合格。
其中t2=0.05mm。
(三)测量径向全跳动
1、如图3—4所示,将心轴3插入φ30H6孔内,使定位面紧靠孔口,并用套6从里面将心轴定住。
在心轴的另一端装上轴套4,调整杠杆表5,使其测头与孔壁接触,并将表针顶压半圈。
2、将轴套绕心轴回转,并将心轴移动,使测头在孔的表面上走过,取表上指针的最大读数与最小读数之差作为径向全跳动误差f,若,则该项合格。
其中t3=0.08mm
图3—4径向全跳动测量3—5垂直度测量
1—平板2—箱体3—心轴4—轴套1—平板2—箱体3—直角尺
5—杠杆表6—挡套
(四)测量垂直度
1、如图3—5所示,将箱体2放在平板1上,使B面与平板接触。
2、将直角尺平放在平板上,同时靠上被测表面,被测表面与直角尺之间的微小间隙用塞尺的薄片测试,由薄的塞片先试,逐渐更换厚一些的塞片再试,当某一塞片通不过时,则该塞片的厚度即为垂直误差f;
若f≤t4,则该项合格。
要分别测量左、右两侧面。
其中t4=0.10mm
(五)测量对称度
1、如图3—6所示,将箱体2的左侧面置于平板1上,将杠杆百分表4的换向手柄朝上
拨,调整百分表4的位置使测杆平行于槽面,并将表针预压半圈。
2、分别测量槽面上三处高度a1、b1、c1,Ma1、Mb1、Mc1;
将箱体右侧面置于平板上,保持百分表4的原有高度,再分别测量另一槽面上三处高度a2、b2、c2,记取读数Ma2、Mb2、Mc2,则各对应点的对称度误差为
fa=Ma1-Ma2,fb=Mb1-Mb2,fc=Mc1-Mc2,
取其中的最大值作为槽面对两侧面的对称度误差f。
若f≤t5,则该项合格。
其中t5=0.20mm。
(六)测量同轴度
此项同轴度用综合量规检验,如图3—7所示,若量规能同时通过两孔,则该两孔的同轴度符合要求。
量规的直径等于被测孔的实效尺寸Dvc
Dvc=Dmin-t6其中t6=φ0。
015mm
(七)测量位置度
位置度宜用综合量规检验,观图3—8,将量规的中间塞规先插入基准孔中,接着将四个测销插入四孔。
如能同时插入四孔,则证明四孔所处的位置合格。
图3—7同轴度检验图3—8位置度检验
1—箱体2—综合量规
综合量规的4个被测孔之测销直径,均等于被测孔的实效尺寸(—t7mm),基准孔的塞规直径等于基准孔的最大实体尺寸(φ30mm),各测销的位置尺寸与被测各孔位置的理论正确尺寸(φ55mm)相同。
其中t7=φ0.25mm
(八)作合格性结论
若上述七项位置误差都合格,则该被测箱体合格。
实验3—2轴跳动误差测量
一、目的要求
学习轴跳动误差的测量方法。
轴的两端一般都要钻中心孔,因此,轴的形位误差测量通常是借中心孔将轴顶在中心架上回转,用指示表来测量被测面的变动量,以确定轴的形位误差。
端面圆跳动,是指在被测端面绕基准轴线回转一周的过程中,取任一直径处端面的轴向变动量中的最大值作为端面圆跳动误差。
1、径向圆跳动,是指在被测圆柱面绕基准线回转一周的过程中,取任一横截面处圆柱面的径向变动量中的最大值作为径向圆跳动误差。
三、仪器简介
我们可以利用跳动检查仪进行轴圆跳动误差测量。
对于跳动检查仪简单介绍如下:
跳动检查仪由底座1、台面2顶针座3、8、立柱4、支架6和指示表7等组成,见图3—9。
松口螺钉11,转动旋钮10可使台面对底座作纵向移动。
顶针座可沿台面上导轨作纵向移位。
左顶针可在顶针座3中移动;
右顶针靠顶针座8中弹簧向左伸出,靠扳动手柄9向右移。
旋转螺母5可使支架带着指示表一道上、下移动,扳动手柄12可将指示表放下或抬起。
松开螺钉13,支架可在垂直平面内正反回转900。
3—9跳动检查仪
a)前视图b)立柱侧视放大图
1-底座2-台面3-左顶针座4-立柱5-螺母6-支架7-指示表8-右顶针座9-手柄10-旋扭11-螺钉12-手柄13-螺钉
跳动检查仪用于测量轴和齿轮的跳动量,另外加上一只刻度盘,还可测量一般工件的圆度误差。
跳动检查仪的顶针可安装轴的最大直径为150或200mm,最大长度为150或418mm。
1、安装工件
如在光学分度头上测量,先将夹头3套在被测轴的左端(图3—10a),再将轴放在两顶针之间,
图3—10测量轴的形位误差
1-被测端面2-被测圆柱面3-夹头4-拔爪5-刻度盘6-指针
推动尾座顶针,顶紧轴,但可让轴转动。
测量时,转动分度头上手柄10,使主轴顶针带着轴转动。
如在跳动检查仪上测量,先将刻度盘5装在被测轴的左端,并与轴同心(图3-10b),再将轴装在两顶针之间,靠右顶针座中弹簧顶紧。
测量时用手转动轴。
2、测量读数
(1)测量端面跳动时,调整指示表使测头接触轴的端面,表针顶压半圈。
将轴回转一周,指示表读数的最大差值即为接触点处的端面跳动量。
将指示表移位,测量其它半径处的面,取所测各跳动量中的最大值(通常端面最大半径处的跳动量是最大值)作为该端面的圆跳动f。
若f≤t1,则此项指标合格。
(2)测量圆柱面的径向跳动时,调整指示表使测头接触圆柱表面,表针预压半圈。
将轴回转一周,指示表读数的最大值即为接触点处横截面轮廓的径向跳动量。
指示表移位,测量若干个截面(一般测三个截面),取所测各跳动量中的最大值作为该面的径向圆跳动f,若f≤t2,则此项合格。
五、实验三实验报告要求
1、填写实验报告表格,作出合格与否的结论。
2、心轴质量不高,和φ30H6孔配合不紧密,那么是如何影响f∥的?
为什么对径向全跳动误差f的影响最大?
试分析其原因。
3、杠杆百分表应用在什么场合?
4、径向全跳动误差f主要包括那些误差,具体加以说明。
5、综合量规能不能测得具体误差值?
它应用于什么场合?
6、根据你所测数据,分析引起轴端跳动和径跳的原因,影响较大的因素是哪个?
位置误差项目
数据
误差值
公差值
1.fⅡ
L1=
L2=
Ma=
Mb=
2.f↑
最大值=
最小值=
f↑=
3.f↑↑
f↑↑=
4.f⊥
f⊥左
f⊥右
f⊥=
5.f÷
Ma1=
Ma2=
Mb1=
Mb2=
Mc1=
Mc2=
6.f⊙
通过否
7.f◎
插入否?
七项位置误差都合格否?
实验2—2轴跳动误差测量
测量项目
指示表分度值(mm)
位置误差值(mm)
对照国标,作精度等级结论
实验三、表面粗糙度测量
一、实
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