互换性实验报告范本完整版Word文件下载.docx
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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360-3304′2956′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308′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
2Ⅳ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222
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:
nP2
n个螺距的累积偏差为:
PnP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
d2左=56.1912-43.2799=12.9113d2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=12.89032
又M14×
2-6h中径的基本尺寸是12.701mm,Td2160μm0.160mm
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°
16′=29°
44′22
按下述方式处理:
2左
ⅡⅣ229°
20′30″
2右Ⅰ
2Ⅲ230°
30″2
2左左-=29°
20′30″-30°
=39′30″222右右-=30°
30″-30=30″
2左右39′30″30″2220′=22
牙型半角出现20′的偏差了。
nP左实
nP右实128.7155-122.7457=5.9698127.9497-121.9778=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
5.97085
pnp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。
①工件老化,生锈了;
②读数时,出现偏差。
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。
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