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1、25軸類零件的測(cè)量,本節(jié)主要內(nèi)容,主要介紹： 四種軸徑測(cè)量方法及軸徑測(cè)量的誤差因素分析（原理、測(cè)量特點(diǎn)、運(yùn)用場(chǎng)合、精度、主要測(cè)量誤差、如何提高測(cè)量精度） 要求：通過本節(jié)學(xué)習(xí)能實(shí)際解決軸類零件的檢測(cè)問題（測(cè)量方法的選擇，具體測(cè)量）。 重點(diǎn)： 萬工顯上測(cè)軸徑的各種方法 軸徑測(cè)量誤差分析,任務(wù)：軸類零件的測(cè)量,測(cè)量對(duì)象和被測(cè)量 問題1：軸類零件有哪些？ （外形、特點(diǎn)、分類、用途） 問題2：測(cè)軸類零件的什么量？,測(cè)量單位和標(biāo)準(zhǔn)量 長度單位-米 高等級(jí)線紋尺 高等級(jí)量塊 高等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)軸 光波波長,測(cè)量方法 相對(duì)測(cè)量 光學(xué)計(jì)、接觸式干涉儀 立式測(cè)長儀，測(cè)長機(jī) 指示表 絕對(duì)測(cè)量 萬能測(cè)長儀、測(cè)長機(jī)，萬工顯
2、 卡尺、千分尺 激光掃描測(cè)徑儀,測(cè)量精度（方法精度、影響因素） 萬工顯：=（3+L/200）um 光學(xué)計(jì)接觸式干涉儀：同量塊 測(cè)長儀：=（1.5+L/100）um 測(cè)長機(jī)：=（2+L/100）um 千分尺：=5um 卡 尺： =20um 激光掃描測(cè)徑儀 ：（5-15）um,一概述,軸類零件尺寸屬于外尺寸，凡能測(cè)外尺寸的量?jī)x都可使用，具體選擇方法、儀器視被測(cè)件的精度、工件的特性、批量大小等定。 低精度：通用量具，如三大類。 高精度：各種光學(xué)量?jī)x。典型的測(cè)量?jī)x器有立 式光學(xué)計(jì)、超級(jí)光學(xué)計(jì)、立式接觸 干涉儀、測(cè)長機(jī)、測(cè)長儀等，測(cè)量方 法同量塊檢定； 測(cè)量位置： 上、中、下三截面; X、Y兩
3、方向; 共六個(gè)尺寸。,,百分比較儀 千分比較儀,雙面百分表,杠桿百（千）分表,數(shù)顯百（千）分表,,投影立式光學(xué)計(jì),精密光學(xué)計(jì),,測(cè)長機(jī),,二.測(cè)量方法,（一）.萬能工具顯微鏡上測(cè)量軸徑的方法 萬能工具顯微 鏡的光學(xué)系統(tǒng)原理 如圖2-10。,圖2-10 萬能工具顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng),這兩光攔的作用是什么？,通常有三組物鏡,,目鏡有多組，此為測(cè)角目鏡,依瞄準(zhǔn)方式不 同，有不同的測(cè)量 方法。,,,顯微鏡光學(xué)系統(tǒng),,,,,1 影象法 是最常用的非接觸測(cè)量方法，利用儀器目鏡分劃板上的刻線對(duì)工件影象進(jìn)行瞄準(zhǔn)，讀出相應(yīng)讀數(shù)，既可以測(cè)得內(nèi)、外尺寸。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
4、,,,,,,,,Y1,Y2,d=|Y1-Y2|,（1）測(cè)量過程： 調(diào)光圈(影響及對(duì)象）、調(diào)視度、調(diào)焦、瞄準(zhǔn)，測(cè)量。 最佳光圈： 實(shí)際光源非點(diǎn)光源，使成象光束不平行，將對(duì)曲面輪廓的測(cè)量帶來誤差。須按被測(cè)工件的曲率半徑調(diào)整光圈，以減小成象誤差。最佳光圈的大小可在儀器說明書中查得或通過實(shí)驗(yàn)近似公式計(jì)算求得。,（2）誤差因素及減少方法： 瞄準(zhǔn)半寬壓線、由工件外向內(nèi) 調(diào)焦注意方法步驟，用焦距規(guī) 誤差為負(fù)偏差 讀數(shù)盡量在中間 阿貝誤差盡量串聯(lián)，若并聯(lián)盡量靠近標(biāo)尺。 溫度定溫 （3）影象法測(cè)量的特點(diǎn)： 簡(jiǎn)單、方便、能保證一定的精度，應(yīng)用廣泛,2測(cè)量刀法 （）原理：用直刃測(cè)量刀接觸測(cè)量軸徑，在測(cè)量刀
5、上距刃口0.3mm處有一條平行于刃口的細(xì)刻線，在工具顯微鏡上測(cè)量時(shí)，用這條細(xì)刻線與測(cè)角目鏡中米字中心線平行的第一條虛線對(duì)線瞄準(zhǔn)讀數(shù)。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,0.3,（）目的：提高測(cè)量精度。 較之半寬壓線瞄準(zhǔn)，瞄準(zhǔn)精度提高一倍。 無光圈影響 （）測(cè)量時(shí)的注意點(diǎn)： 測(cè)量時(shí)必須用3倍物鏡，測(cè)角目鏡； 正確對(duì)刀（采用該種方法測(cè)量關(guān)鍵的一步） 測(cè)量刀的磨損應(yīng)修正。 由于此法操作麻煩，一般很少采用。,3干涉測(cè)量法 目 的：提高瞄準(zhǔn)精度(瞄準(zhǔn)精度和測(cè)量刀法同)， 無光圈影響，減低對(duì)工件表面質(zhì)量要求。 實(shí)現(xiàn)方法：微小孔照明干涉法、斜照明干涉法。 （1）微小孔照明干涉法 就是利
6、用干涉條紋來對(duì) 被測(cè)件進(jìn)行瞄準(zhǔn)和測(cè)量 的（圖2-13）。,干涉條紋的產(chǎn)生是羅埃鏡干涉原理。,第一條干涉條紋和輪廓的距離b與被測(cè)工件曲率半徑有關(guān)，需事先通過實(shí)驗(yàn)得出 bR對(duì)照表，供測(cè)量時(shí)采用。從而影響了該法的推廣應(yīng)用。,微小照明孔徑光圈如圖2-14所示。,,,,,,,,,用該方法，b值是一個(gè)定值，能有效解決方法(1)的不足，用于相對(duì)測(cè)量，較為實(shí)用。,（2）斜照明干涉法 干涉原理如圖2-15所示。,光束以角入射，其值為： tan =a/f b值為： b=/2sin 式中 光源波長,為了使軸徑測(cè)量時(shí)，相對(duì)邊均能接受斜照明，利用上述原理設(shè)計(jì)的實(shí)用方案為雙光束斜照明裝置(如圖2-16)。,（二）臥式（
7、萬能）測(cè)長儀測(cè)外尺寸 臥式測(cè)長儀是按照阿貝原則設(shè)計(jì)制造的，讀數(shù)裝置原理和立式測(cè)長儀相同，但臥式測(cè)長儀可測(cè)內(nèi)、外尺寸，不僅對(duì)光滑孔、軸，甚至內(nèi)、外螺紋均能測(cè)量，所以又名萬能測(cè)長儀。,1主要技術(shù)參數(shù) 2儀器結(jié)構(gòu) 底座：儀器基礎(chǔ)，上有導(dǎo)軌，用于安裝測(cè)量座（阿貝頭）、尾架。 測(cè)量座： 測(cè)量軸1（內(nèi)裝分度值為1mm，長100mm的玻璃刻度尺）； 測(cè)微讀數(shù)顯微鏡，分度值為1um ； 重錘懸掛機(jī)構(gòu)：產(chǎn)生內(nèi)、外測(cè)力； 測(cè)量桿：可裝不同測(cè)帽； 微動(dòng)裝置、照明裝置等。 尾座： 尾架、尾管（有微動(dòng)手輪和可裝不同形狀的測(cè)頭的測(cè)桿）。 萬能工作臺(tái)：有5個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，既升降、橫向、縱向的運(yùn)動(dòng)，繞垂直軸的轉(zhuǎn)動(dòng)和繞其橫軸
8、的擺動(dòng)。,3 主要誤差因素 4 測(cè)量時(shí)的注意點(diǎn)： 測(cè)量力方向調(diào)整（內(nèi)外尺寸不同）； 測(cè)頭的選擇與調(diào)整（點(diǎn)接觸、找轉(zhuǎn)折點(diǎn)）； 工件的定位調(diào)整（穩(wěn)定可靠、阿貝原則）。,（三）、V形塊上測(cè)軸徑 設(shè)備： V形鐵、測(cè)微表 方法：三點(diǎn)測(cè)量法 原理：如圖2-18,角大些好還是小點(diǎn)好？,則：,式中： K=(1+sin)/(2sin ),當(dāng)V形鐵半角 =30 時(shí)，K=1.5； =45 時(shí)，K=1.2； =90 時(shí)，K=1，就使三點(diǎn)測(cè)量變成了二點(diǎn)測(cè)量。 應(yīng)用: （1）帶有奇數(shù)溝槽的刀具，如絲錐、銑刀等； （2）光滑圓柱工件，測(cè)量其帶有奇數(shù)棱的形狀誤差,（四）、激光掃描法測(cè)量直徑,原理：如圖2-19。
9、d=t*Vs,若物體運(yùn)動(dòng)，對(duì)測(cè)量結(jié)果是否有影響？,特點(diǎn)：非接觸 可測(cè)軟、熱、透明、運(yùn)動(dòng)的物體； 同時(shí)測(cè)量若干個(gè)被測(cè)物； 掃描光束的直徑不影響測(cè)量。 （為什么？） 應(yīng)用：外尺寸的測(cè)量。 大直徑的測(cè)量：圖2-19的測(cè)量范圍受到透鏡尺寸的限制，為此設(shè)計(jì)了圖2-20的結(jié)構(gòu)，適用于大尺寸的測(cè)量。 誤差因素：對(duì)準(zhǔn)誤差，運(yùn)動(dòng)誤差，大氣擾動(dòng)，溫度， 表面粗糙度等,三軸徑測(cè)量中的誤差分析 軸徑測(cè)量中影響測(cè)量誤差的因素很多（如儀器、標(biāo)準(zhǔn)器、溫度、測(cè)力等），在此僅討論定位和接觸測(cè)量中，測(cè)頭形式不同而引起的測(cè)量誤差。 1兩測(cè)量點(diǎn)的連線不通過被測(cè)軸的直徑 用卡尺、千分尺、各種指示式量?jī)x等測(cè)軸徑
10、都是二點(diǎn)接觸，如兩測(cè)點(diǎn)的連線不通過被測(cè)軸的直徑，測(cè)出的直徑小于實(shí)際軸徑，如圖221a所示。,,由上可見，測(cè)量線相對(duì) 于直徑線偏移量 C所產(chǎn)生的 測(cè)量誤差與偏移量的平方成 正比(當(dāng) R一定時(shí))，而與被 測(cè)軸半徑R成反比(當(dāng) c一定 時(shí))。 為提高測(cè)量精度，在測(cè) 量中應(yīng)設(shè)法找到最大直徑。,,在工具顯微鏡上用測(cè)量刀測(cè)軸徑時(shí)，測(cè)量刀對(duì)軸線有偏差所造成的直徑測(cè)量誤差也是這種情況。,此時(shí)直徑的測(cè)量誤差為：,當(dāng)用卡尺、千分尺以及使用平面或刀刃形測(cè)量頭的儀器測(cè)量軸徑時(shí)，由于兩測(cè)量面相互不平行，會(huì)造成另一種測(cè)量誤差。由圖421b可見，由于兩測(cè)量面不平行 （成角），使測(cè)量點(diǎn)連線與被測(cè)直徑成夾角 /2，因而造成測(cè)量誤差為：,,,,2兩測(cè)量面相互不平行,在沿軸截面的縱截面上（圖2-22），當(dāng)測(cè)量線對(duì)被測(cè)直徑方向傾斜 角時(shí)，也會(huì)造成測(cè)量誤差，即,,,,,,,,3測(cè)量線與軸線不平行,
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