公差配合与检测实训指导书

《公差配合与测量》实训指导书编者：蒋贤海一、《公差配合与测量》实训目的通过零件测量，熟悉常用测量工具如游标卡尺、螺旋测微仪、百分表的使用及注意事项。通过零件测量，掌握几种常见的测量方法，如长宽高，内外径，平行度的测量。通过零件测量,培养从零件的功能去把握零件的关键尺寸及其相应的精度的能力。掌握检测报告的制作能力。二、《公差配合与测量》实训的内容和任务1．测量对象及测量内容①测量对象为量块及数控机床拆下的零件、套筒。②测量零件的实物，并做出零件的检测报告。2.测量任务①本次测量分组进行,3人为一组。②测量工具：游标卡尺，外径千分尺，百分表等。测量用品：对应产品零件图一张（实训时由指导教师依具体产品另行提供）。③检测前，要掌握并熟悉以上各种工具的用途和使用方法。④选用正确的检测方案，检测出零件图中的标注尺寸的实际尺寸。三、《公差配合与测量》实训步骤和时间安排时间：在完成《公差配合与测量》课程学习后完成。进度计划：三阶段：第1阶段：准备阶段，指导教师应在此期间内使学生掌握三种测量工具的用途与使用方法及测量报告制作：①游标卡尺的用途与使用方法②千分尺的用途与使用方法③百分表的用途与使用方法eq\o\ac(○,4)测量报告制作第2阶段：测量进行阶段，指导教师应在此期间内指导学生完成指定零件的测量任务：机床零件尺寸的测量（主要为外径、长度）依图纸标出尺寸测量，分两种方式进行：先任取一单件测量，对同一零件测量三次，记录在单件检测报告中；再从这批零件中任取四个，每一零件进行测量一次，记录在抽样检测报告中。套筒尺寸的测量（主要为内径、长度）依图纸标出尺寸测量，分两种方式进行：先任取一单件测量，对同一零件测量三次，记录在单件检测报告中；再从这批零件中任取四个，每一零件进行测量一次，记录在抽样检测报告中。量块平行度的测量任取四块量块，进行平行度测量，记录在平行度检测报告中。第3阶段：测量报告完成阶段，指导教师应在此期间内指导学生完成各个零件的检测报告：对记录在检测报告中的数据进行处理；检测报告装订，主要内容为（封面，检测图纸，检测报告，实训总结）实训时间安排：时间内容指导课时操作课时合计课时星期一分组、量具的用途与使用讲解426星期二零件测量246星期三零件测量66星期四零件测量66星期五检测报告制作66注：不能在课内完成任务的学生，课外自行安排时间完成。四、《公差配合与测量》实训要求和注意事项服从指导教师和检测室老师的安排，遵守纪律，不迟到，不早退，不旷课，每天每节执行考勤制度。爱护检测室设施与公共财产，遵守检测室各项规章制度，注意检测室内的清洁卫生。认真阅读实训指导书和查阅有关资料，积极思考问题，按计划有步骤地完成实训内容。量具的维护与保养：⑴应与腐蚀性物质隔离，防止表面锈蚀。⑵不得作工具使用。⑶不能将游标卡尺和外径千分尺的锁紧装置锁紧后作卡规使用。⑷不要测量运动着的工件。⑸使用完毕要擦净测量面并涂上专用防锈油后置于盒内保管。⑹使用有效期满后，要及时送计量部门检修。五、游标卡尺游标卡尺是工业上常用的测量长度的仪器，它由尺身及能在尺身上滑动的游标组成，如图1所示。若从背面看，游标是一个整体。游标与尺身之间有一弹簧片（图中未能画出），利用弹簧片的弹力使游标与尺身靠紧。游标上部有一紧固螺钉，可将游标固定在尺身上的任意位置。尺身和游标都有量爪，利用内测量爪可以测量槽的宽度和管的内径，利用外测量爪可以测量零件的厚度和管的外径。深度尺与游标尺连在一起，可以测槽和筒的深度。尺身和游标尺上面都有刻度。以准确到0．1毫米的游标卡尺为例，尺身上的最小分度是1毫米，游标尺上有10个小的等分刻度，总长9毫米，每一分度为0．9毫米，比主尺上的最小分度相差0．1毫米。量爪并拢时尺身和游标的零刻度线对齐，它们的第一条刻度线相差0．1毫米，第二条刻度线相差0．2毫米，……，第10条刻度线相差1毫米，即游标的第10条刻度线恰好与主尺的9毫米刻度线对齐，如图2。图1游标卡尺结构图图2游标卡尺读数示意图当量爪间所量物体的线度为0．1毫米时，游标尺向右应移动0．1毫米。这时它的第一条刻度线恰好与尺身的1毫米刻度线对齐。同样当游标的第五条刻度线跟尺身的5毫米刻度线对齐时，说明两量爪之间有0．5毫米的宽度，……，依此类推。在测量大于1毫米的长度时，整的毫米数要从游标“0”线与尺身相对的刻度线读出。游标卡尺使用注意事项：使用前应将测量面擦干净，检查两测量爪间不能存在显著的间隙，并校对零位。移动游框时力量要适度，测量力不易过大。注意防止温度对测量精度的影响，特别是测量器具与被测件不等温产生的测量误差。读数时其视线要与标尺刻线方向一致，以免造成视差。尽量减少阿贝误差对测量的影响。测量时量爪的位置要正确，避免下图3所示的错误。图3游标卡尺量爪错误的测量位置维护与保养：不得用游标卡尺测量运动着的被测件。不得用游标卡尺测量表面粗糙的被测件。不得将游标卡尺当作工具使用。不得将游标卡尺的游框用紧固螺钉紧固后当作卡规使用。⑤使用过程中要轻拿轻放，不要与手锤、扳手等工具放在一起，以防受压和磕碰造成的损伤。⑥使用完毕应用干净棉丝擦净，装入盒内固定位置后放在干燥、无腐蚀物质、无振动和无强磁力的地方保管。得用砂纸等硬物擦卡尺的任何部位，非专业修理量具人员不得进行拆卸和调修。按使用合格证的要求进行周期检定。六、外径千分尺外径千分尺常简称为千分尺，它是比游标卡尺更精密的长度测量仪器，常见的一种如图4所示，它的量程是0－25毫米，分度值是0．01毫米。外径千分尺的结构由固定的尺架、测砧、测微螺杆、固定套管、微分筒、测力装置、锁紧装置等组成。固定套管上有一条水平线，这条线上、下各有一列间距为1毫米图4外径千分尺结构图根据螺旋运动原理，当微分筒（又称可动刻度筒）旋转一周时，测微螺杆前进或后退一个螺距──0．5毫米。这样，当微分筒旋转一个分度后，它转过了1／50周，这时螺杆沿轴线移动了1／50×0．5毫米＝0．01毫米，因此，使用千分尺可以准确读出0外径千分尺的零位校准使用千分尺时先要检查其零位是否校准，因此先松开锁紧装置，清除油污，特别是测砧与测微螺杆间接触面要清洗干净。检查微分筒的端面是否与固定套管上的零刻度线重合，若不重合应先旋转旋钮，直至螺杆要接近测砧时，旋转测力装置，当螺杆刚好与测砧接触时会听到喀喀声，这时停止转动。如两零线仍不重合（两零线重合的标志是：微分筒的端面与固定刻度的零线重合，且可动刻度的零线与固定刻度的水平横线重合），可将固定套管上的小螺丝松动，用专用扳手调节套管的位置，使两零线对齐，再把小螺丝拧紧。不同厂家生产的千分尺的调零方法不一样，这里仅是其中一种调零的方法。检查千分尺零位是否校准时，要使螺杆和测砧接触，偶而会发生向后旋转测力装置两者不分离的情形。这时可用左手手心用力顶住尺架上测砧的左侧，右手手心顶住测力装置，再用手指沿逆时针方向旋转旋钮，可以使螺杆和测砧分开。外径千分尺的读数

读数时，先以微分筒的端面为准线，读出固定套管下刻度线的分度值（只读出以毫米为单位的整数），再以固定套管上的水平横线作为读数准线，读出可动刻度上的分度值，读数时应估读到最小刻度的十分之一，即0．001毫米。如果微分筒的端面与固定刻度的下刻度线之间无上刻度线，测量结果即为下刻度线的数值加可动刻度的值；如微分筒端面与下刻度线之间有一条上刻度线，测量结果应为下刻度线的数值加上0．5毫米，再加上可动刻度的值，如图5－1读数为8．384毫米，图5－2读数为7图5－1图5－2有的千分尺的可动刻度分为100等分，螺距为1毫米，其固定刻度上不需要半毫米刻度，可动刻度的每一等分仍表示0．01毫米。有的千分尺，可动刻度为50等分，而固定刻度上无半毫米刻度，只能用眼进行估计。对于已消除零误差的千分尺，当微分筒的前端面恰好在固定刻度下刻度线的两线中间时，若可动刻度的读数在40－50之间，则其前沿未超过0．5毫米，固定刻度读数不必加0．5毫米；若可动刻度上的读数在0－10之间，则其前端已超过下刻度两相邻刻度线的一半，固定刻度数应加上校准好的千分尺，当测微螺杆与测砧接触后，可动刻度上的零线与固定刻度上的水平横线应该是对齐的，如图6甲所示。如果没有对齐，测量时就会产生系统误差──零误差。如无法消除零误差，则应考虑它们对读数的影响。若可动刻度的零线在水平横线上方，且第x条刻度线与横线对齐，即说明测量时的读数要比真实值小x／100毫米，这种零误差叫做负零误差，如图6乙所示，它的零误差为－0．03毫米；若可动刻度的零线在水平横线的下方，且第y条刻度线与横线对齐，则说明测量时的读数要比真实值大y／100毫米，这种零误差叫正零误差，如图6丙所示，它的零误差为＋0图6对于存在零误差的千分尺，测量结果应等于读数减去零误差，即物体长度＝固定刻度读数＋可动刻度读数－零误差。使用注意事项：使用前必须用校对杆校对“零”位。不能测量超出测量范围的被测尺寸。手应握在隔热垫处，测量器具与被测件必须等温，以减少温度对测量精度的影响。④要注意减少测量力对测量精度的影响，当测量面与被件表面将要接触时，就必须使用测量力装置。⑤测量读数时要特别注意半毫米刻度的读取，可估计读数到0.001毫米。维护与保养：不得用外径千分尺测量运动着的被测件。不得用外径千分尺测量表面粗糙的被测件。不得将外径千分尺当作工具使用。不得将外径千分尺的测量杆用紧固螺钉紧固后当作卡规使用。⑤使用过程中要轻拿轻放，不要与手锤、扳手等工具放在一起，以防受压和磕碰造成的损伤。⑥使用完毕应用干净棉丝擦净，装入盒内固定位置后放在干燥、无腐蚀物质、无振动和无强磁力的地方保管。得用砂纸等硬物擦卡尺的任何部位，非专业修理量具人员不得进行拆卸和调修；按使用合格证的要求进行周期检定。七、百分表⑴结构：内径百分表是用相对法测量孔径的通用量具，适用于测量一般精度的深孔零件。其原理如图6—1所示，主要由百分表1、接长杆2、活动测头3、等臂杠杆4、可换测量头5、定心及锁紧装置等组成。工件的尺寸变化通过活动测头3，传递给等臂转向杠杆4及接长杆2，然后由分度值为0．01毫米的百分表指示出来。为使内径百分表的测量轴线通过被测孔的圆心，内径百分表一般均设有定心装置，以保证测量的快捷与准确。内在百分表的分度值为0.01mm，测量范围有6～10mm、10～18mm、18～35mm、35～50mm、50～160mm、100～250mm、250～450mm等多种规格。根据不同的被测孔直径可选择相应测量范围的内径百分表及适当的可换测量头，通过比其精度高的量具调整零位后进行测量。⑵百分表：其外部一般都由指针、表盘、测量头、测量杆等组成；内部结构多由齿轮、齿条、测力装置等组成（如图6—2）。百分表工作原理如图6—2所示，测量杆1和与之一体的齿条的上下移动，使双连齿轮Z2和Z3一起转动，带动中心齿轮Z1和与之相连的指针的转动，从而在度盘5上指出示值的变化量。其传动比为图6—1内径百分表工作原理式中L——指针长度；m——齿轮模数；Z1、Z2、Z3——分别为齿轮1、2、3的齿数。若L=24.5mm，m=0.15915mm，Z1=12，Z2=120，Z3=20时K≈154。即当测头移动0.01mm时，百分表指针尖端处转动约1.54mm。这样就能非常方便地读取0.01mm变化量，并可估读到0.001mm。⑶读数方法：用内径百分表测量孔径属比较测量法，测量前须先用与被测尺寸公称值相同的标准尺寸来调整其“零”位，然后通过百分表读出被测尺寸的实际偏差。当百分表的长指针转动一小格时，表示百分表的测量头移动了0.01毫米，当百分表的长指针转动一周时，表示内径百分表的测量头移动了1毫米，测量读数时可估计读数到0.001毫米。图6—2百分表结构及工作原理⑷使用注意事项：使用前应检查定心装置和百分表测量杆移动是否灵活。②选择接长杆时，要按内径百分表各接长杆规定的适用范围选择。③在安装接长杆时要注意将接长杆轻轻旋入杆座，当旋入受阻时一定要查明原因排除故障，不得用扳手强行旋入，否则会损坏杆座内的传动杠杆。④接长杆调整到适当位置后一定要用扳手将其固定，才能用所选择的“标准”测量器具进行对“零”工作。⑤操作时手应握在隔热套处，测量器具与被测件必须等温，以减少温度对测量精度的影响。⑥因被测孔的直径所处的位置必须过轴心线且与轴心线垂直，故在测量孔径时两测量头连线的尺寸应同时满足以下两个条件才能读数：沿轴心线的方向（轴向）应找到最小值；在与轴心线垂直的方向（径向）应找到最大值。由于内径百分表设计了定心装置，所以在径向不需要找最大值。⑸维护与保养：不得用内径百分表测量运动着的被测件。不得用内径百分表测量表面粗糙的被测件。③使用过程中要轻拿轻放，不要与手锤、扳手等工具放在一起，以防受压和磕碰造成的损伤。④使用完毕应用干净棉丝擦净，装入盒内固定位置后放在干燥、无腐蚀物质、无振动和无强磁力的地方保管。⑤不得用砂纸等硬物擦卡尺的任何部位，非专业修理量具人员不得进行拆卸和调修，并按使用合格证的要求进行周期检定。八、平行度误差的测量（一）测量器具测量平板百分表万能表架可调支掌（二）测量原理如图8所示，将被测平板放在测量平板上，以测量平板为基准，从百分表上读出被测平板上各点的读数值，通过计算求出其平行度误差。（三）测量步骤1、将被测平板置于测量平板上，将百分表装夹在万能表架上。2、百分表测头与被测表面中心接触，转动表盘，使指针为零，移动百分表。3、在被测表面上均匀取9点，按“米”字排布，移动百分表，记下在每点的读数，测量三次并图8平行度误差测量作好记录。（四）数据处理被测平面与基准于面平行度误差的测量用百分表测量被测平面上各点的读数，读数的最大值与最小值之差即为该被测平面对基准平面的平行度误差。（五）填写测量报告单按步骤完成测量并将被测件的相关信息、测量结果及测量条件填入平行度检测报告单中。以组为单位，完成以下工作：（6月3号）九量块十内径百分表十一测量方法分类十二机械产品质量检验的主要内容十三参考八平行度误差的测量的要求，写出其余十三个形位误差的测量附录：检测表单单件检测报告单被测件名称图号送检单位送检数量测量结果（毫米）序号图面尺寸实际尺寸极限偏差超差接受拒收备注第1次第2次第3次平均值结论测量方法测量日期年月日测量者注：超差栏填注超差百分比，为(实际超差值/公差)X100%，超上/下限时，实际超差值=实际尺寸—最大/小极限尺寸单件检测报告单被测件名称图号送检单位送检数量测量结果（毫米）序号图面尺寸实际尺寸极限偏差超差接受拒收备注第1次第2次第3次平均值结