互换性实验报告(20210214215929)
互换性实验报告
互换性实验报告1
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
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hi;,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hi;，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hi;,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° Orime;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360-3304rime;2956rime; 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308rime; 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、H、皿、
I 222
2W并按下述方式处理:
H )皿)1 )W) 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hi;。
(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：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。
、实验结果
(1) 测量中径
d2 左二 56.1912-43.2799二 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 x 2-6h 中径的基本尺寸是12.701mm,Td2160u;m0.160mm
12.8903mm-12.701mm=0.189mm>0.160mm 故测量存在误差。
(2) 测量牙型半角
=28° 49rime;皿=360° -330° 8rime;= 29° 52rime; I 22
II = 30° 17rime; IV = 360° -330° 16rime;=29° 44rime; 22
按下述方式处理：
2左
IV 229°20rime;30rime;
2右I
2 皿230° 30rime; 2
2 左左-=29° 20rime;30rime;- 30° = 39rime;30rime; 222 右右-
=30° 30rime;-30 = 30rime;