[互换性实验报告答案]互换性实验报告

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　　一、实验目的

　　1、了解工具显微镜的测量原理及结构特点。

　　2、掌握用大型工具显微镜测量外螺纹中径，螺距和牙型半角的方法。

　　二、实验设备

　　大型工具显微镜，螺纹量规。

　　三、测量原理及计量器具说明

　　工具显微镜用于测量螺纹规，螺纹刀具，齿轮滚刀以及轮廓样板等。它分为小型、大型，万能和重型等四种形式。它们的测量精度和测量范围各不相同，但基本原理是相似的。用工具显微镜测外螺纹常用的测量方法有影像法和轴切法两种。本实验用影法。下面以大型工具显微镜为例，阐述用影像法测量外螺纹中径，牙型半角和螺距的方法。

　　实验图33为大型工具显微镜的外形图，它主要由目镜1，工作台5，底座7，支座12，立柱13，悬臂和千分尺6，10等部分组成。转动手轮11，可使立柱绕支座左右摆动，转动千分尺6和10，可使工作台纵横向移动，转动手轮8，可使工作台绕轴心线旋转。

　　仪器的光学系统如实验图34所示。由光源1发出的光束经光阑2、滤光片3、透镜

　　4、光阑5、反光镜6、透镜7和玻璃工作台6，被测工件9的轮廓经物镜10、反射棱镜11投射到目镜的焦平面13上，从而在目镜15中观察到放大的轮廓影像。另外，也可用反射光源照亮被测工件，以工件表面上的放射光线，经物镜10、反射棱镜11投射到目镜的焦平面13上，同样在目镜15中观察到放大的轮廓影像。

　　仪器的目镜外形如实验图35a所示，它由玻璃分划板，中央目镜，角度读数目镜，

　　反射镜和手轮等组成。目镜的结构原理如图35b所示，从中央目镜可观察到被测工件的轮廓影像和分划板的米字刻米35c所示。从角度读数目镜中，可以观察到分划板上0°—360°的度值刻线和固定游标分划板0—60、的分值刻线(图35d)。转动手轮，可使刻有米字刻线和度值刻线分划板转动，它转动的角度，可从角度读数目镜中读出。当该目镜中固定游标的零刻线与度值刻线的零位对准时，则米字刻线中间虚线A-A正好垂直于仪器工作台的纵向移动方向。

　　四、实验步骤

　　1、擦净仪器被测螺纹，将工件小心地安装在两顶尖之间，拧紧顶尖的固紧螺钉(要当心工件掉下砸坏玻璃工作台)。同时，检查工作台圆周刻度是否对准零位。

　　2、接通电源，接反射照明灯时注意用变压器。

　　3、用调焦筒(仪器专用附件)调节主光源1(图4—2)，旋转主光源外罩上的三个调节螺钉，直至灯丝位于光轴中央成像清晰，则表示灯丝已经位于光轴上并在聚光镜2的焦点上。

　　4、根据被测螺纹的尺寸，按表4—1选择光圈的大小，并加以调节。

　　5、由于螺旋面对轴线是倾斜的，为了获得清晰的影像，转动手轮11(图4—1)使立柱13倾斜一个角度φ，其大小按下式计算(要注意倾斜方向)。

　　也可由表4—2查出。

　　6、调整目镜14、15的调节环(图4—2)，使米字刻线和度值，分值刻线清晰。松开螺钉15(图4—1)，旋转于柄16，调整仪器的焦距，使被测轮廓影像清晰若要求严格，可用专用的调焦棒在两顶尖中心线的水平面内调焦。然后，旋紧螺钉15。

　　7、测量螺纹主要参数：

　　(1)测量中径

　　螺纹中径d2是一个假想圆柱的直径。该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。对于单线螺纹，它的中径也等于在轴截面内，沿着与轴线垂直的方向量得的两个相对牙型侧面间的距离。为了使轮廓影像清晰，需将立柱顺着螺旋

　　nPtan线方向倾斜一个螺旋升角φ，其值按下式计算：d2

　　式中：

　　P——螺纹螺距(mm);

　　d——螺纹中径理论值(mm);

　　n——螺纹线数。

　　测量时，转动纵向千分尺10和横向千分尺6(见实验图33)，以移动工作台，使目镜中的A—A虚线与螺纹投影牙型的侧重合(图4—4)，记下横向千分尺的第一次读数。然后，将显微镜立柱反射倾斜螺旋升角φ，转动横向千分尺，使A—A虚线与对面牙型轮廓重合(见实验图36)，记下横向千分尺的第二次读数。两次读数之差，即为螺纹的实际中径。为了消除被测螺纹安装误差的影响，须测出d2左

　　d2左d2右和d2右，取两者的平均值作为实际中径：d

　　2实际 2

　　(2)测量牙型半角是指在螺纹牙型上，牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角。 2

　　测量时，转动纵向和横向千分尺并调节手轮(见实验图35)，使目镜中的A—A虚线与螺纹投影牙型的某一侧面重合，如实验图37所示。此时，角度读数目镜中显示的读数，即为该牙侧的半角数值。

　　在角度读数目镜中，当角度读数为0°0′时，则表示A—A虚线垂直于工作台纵向轴线(图实验图38a)。当A—A虚线与被测螺纹牙型边对准时，如图(实验图38b)所示。得该半角的数值为：

　　右360-3304′2956′ 2

　　同理，当A—A虚线与被测螺纹牙型另一边对准时，如图实验图38c所示，则得

　　另一半角的数值为：左308′ 2螺纹牙型半角

　　图4—6

　　为了消除被测螺纹的安装误差的影响，需分别测出  、Ⅱ 、Ⅲ 、Ⅰ222

　　2Ⅳ并按下述方式处理：

　　Ⅱ)Ⅲ)Ⅰ)Ⅳ) 2222

　　将它们与牙型半角公称值2比较，则得牙型半角偏差为：

　　

　　2左左- 22

　　

　　2右右- 22

　　2左右22 2

　　为了使轮廓影像清晰，测量牙型半角时，同样更使立柱倾斜一个螺旋升角φ。

　　(3)测量螺距

　　螺距P是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

　　测量时，转动纵向横向千分尺，以移动工作台，利用目镜中的A—A虚线与螺纹投影牙型的一侧重合，记下纵向千分尺第一次读数。然后，移动纵向工作台，使牙型纵向移动几个螺距的长度，以同侧牙形与目镜中的A—

　　A虚线重合，记下纵向千分尺第二次读数。两次读数之差。即n为个螺距的实际长度(如实验图39所示)。

　　为了消除被测螺纹安装误差的影响，同样要测量出nP左实和nP右实。然后，取它们的平均值作为螺纹n个螺距的实际

　　nP左实nP右实尺寸：nP 2

　　n个螺距的累积偏差为：PnP实-nP，按图样给定的技术要求，判断被测螺纹塞规的适用性。

　　一、实验结果

　　(1)测量中径

　　d2左= 56.1912-43.2799= 12.9113 d2右= 56.1912-43.3218=12.8694

　　取两者的平均值作为实际中径：

　　d2实际d2左d2右=12.8903 2

　　又M14×2-6h中径的基本尺寸是12.701mm，Td2160μm0.160mm

　　12.8903mm-12.701mm=0.189mm>0.160mm 故测量存在误差。

　　(2)测量牙型半角

　　= 28°49′ Ⅲ= 360°-330°8′= 29°52′ Ⅰ22

　　Ⅱ = 30°17′ Ⅳ= 360°-330°16′=29°44′ 22

　　按下述方式处理： 

　　2左

　　

　　ⅡⅣ229°20′30″ 

　　2右Ⅰ

　　

　　2Ⅲ230°30″ 2

　　2  左左-=29°20′30″- 30°= 39′30″ 222右右-=30°30″-30 = 30″

　　

　　2左右39′30″30″2220′ =22

　　牙型半角出现20′的偏差了。

　　(3)测量螺距

　　nP左实

　　nP右实128.7155-122.7457=5.9698 127.9497-121.9778=5.9719

　　n个螺距的实际尺寸：取它们的平均值作为螺纹

　　nP实nP左(实)nP右(实)2=5.97085

　　n个螺距的累积偏差为：5.97085

　　pnp实np=3

　　六、误差分析

　　一、测量中径

　　测出来的数据计算后，该螺纹的中径偏大：

　　①工具显微镜老旧了，从而使测量数据偏差更大; ②测量时，操作不规范，可能在测量中使工件动了;

　　③在读数的时候，没有按照规范的读书方法来读数; ④工件老旧了。

　　(2)测量牙型半角

　　①工件老化，生锈了;

　　②读数时，出现偏差。

　　(3)测量螺距

　　①工件老化，生锈了;

　　②测量时，操作不规范，可能在测量中使工件动了; ③在读数的时候，没有按照规范的读书方法来读数。

　　一、实验目的

　　1、了解立式光学计的侧量原理及使用方法

　　2、加深理解测量仪器和测量方法的常用术语

　　四、测量示意图：

　　Ⅰ Ⅱ Ⅲ

　　Ⅰ Ⅱ Ⅲ

　　五、测量步骤：

　　1、根据基本尺寸选择量块

　　2、立式光学计调零

　　3、把被测轴放上工作台前后推动，读取最大值

　　4、把被测轴转动90度，用同样的方法测同一截面数值

　　5、以同样的步骤测另外两个截面的数值

　　6、取以上六个数值的平均值作为被测轴的实际尺寸

　　八、思考题：

　　1、 用立式光学计测量塞规属于什么测量方法? 2、 绝对测量和相对测量各有什么特点? 3、 什么是分度值?刻度间距?

　　4、 仪器的测量范围和刻度尺的示值范围有何不同?

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