1、了解工具顯微鏡的測量原理及結(jié)構(gòu)特點。

　　2、掌握用大型工具顯微鏡測量外螺紋中徑，螺距和牙型半角的方法。

　　二、實驗設(shè)備

　　大型工具顯微鏡，螺紋量規(guī)。

　　三、測量原理及計量器具說明

　　工具顯微鏡用于測量螺紋規(guī)，螺紋刀具，齒輪滾刀以及輪廓樣板等。它分為小型、大型，萬能和重型等四種形式。它們的測量精度和測量范圍各不相同，但基本原理是相似的。用工具顯微鏡測外螺紋常用的測量方法有影像法和軸切法兩種。本實驗用影法。下面以大型工具顯微鏡為例，闡述用影像法測量外螺紋中徑，牙型半角和螺距的方法。

　　實驗圖33為大型工具顯微鏡的外形圖，它主要由目鏡1，工作臺5，底座7，支座12，立柱13，懸臂和千分尺6，10等部分組成。轉(zhuǎn)動手輪11，可使立柱繞支座左右擺動，轉(zhuǎn)動千分尺6和10，可使工作臺縱橫向移動，轉(zhuǎn)動手輪8，可使工作臺繞軸心線旋轉(zhuǎn)。

　　儀器的光學(xué)系統(tǒng)如實驗圖34所示。由光源1發(fā)出的光束經(jīng)光闌2、濾光片3、透鏡

　　4、光闌5、反光鏡6、透鏡7和玻璃工作臺6，被測工件9的輪廓經(jīng)物鏡10、反射棱鏡11投射到目鏡的焦平面13上，從而在目鏡15中觀察到放大的輪廓影像。另外，也可用反射光源照亮被測工件，以工件表面上的放射光線，經(jīng)物鏡10、反射棱鏡11投射到目鏡的焦平面13上，同樣在目鏡15中觀察到放大的輪廓影像。

　　儀器的目鏡外形如實驗圖35a所示，它由玻璃分劃板，中央目鏡，角度讀數(shù)目鏡，

　　反射鏡和手輪等組成。目鏡的結(jié)構(gòu)原理如圖35b所示，從中央目鏡可觀察到被測工件的輪廓影像和分劃板的米字刻米35c所示。從角度讀數(shù)目鏡中，可以觀察到分劃板上0°—360°的度值刻線和固定游標(biāo)分劃板0—60、的分值刻線(圖35d)。轉(zhuǎn)動手輪，可使刻有米字刻線和度值刻線分劃板轉(zhuǎn)動，它轉(zhuǎn)動的角度，可從角度讀數(shù)目鏡中讀出。當(dāng)該目鏡中固定游標(biāo)的.零刻線與度值刻線的零位對準(zhǔn)時，則米字刻線中間虛線A-A正好垂直于儀器工作臺的縱向移動方向。

　　四、實驗步驟

　　1、擦凈儀器被測螺紋，將工件小心地安裝在兩頂尖之間，擰緊頂尖的固緊螺釘(要當(dāng)心工件掉下砸壞玻璃工作臺)。同時，檢查工作臺圓周刻度是否對準(zhǔn)零位。

　　2、接通電源，接反射照明燈時注意用變壓器。

　　3、用調(diào)焦筒(儀器專用附件)調(diào)節(jié)主光源1(圖4—2)，旋轉(zhuǎn)主光源外罩上的三個調(diào)節(jié)螺釘，直至燈絲位于光軸中央成像清晰，則表示燈絲已經(jīng)位于光軸上并在聚光鏡2的焦點上。

　　4、根據(jù)被測螺紋的尺寸，按表4—1選擇光圈的大小，并加以調(diào)節(jié)。

　　5、由于螺旋面對軸線是傾斜的，為了獲得清晰的影像，轉(zhuǎn)動手輪11(圖4—1)使立柱13傾斜一個角度φ，其大小按下式計算(要注意傾斜方向)。

　　也可由表4—2查出。

　　6、調(diào)整目鏡14、15的調(diào)節(jié)環(huán)(圖4—2)，使米字刻線和度值，分值刻線清晰。松開螺釘15(圖4—1)，旋轉(zhuǎn)于柄16，調(diào)整儀器的焦距，使被測輪廓影像清晰若要求嚴(yán)格，可用專用的調(diào)焦棒在兩頂尖中心線的水平面內(nèi)調(diào)焦。然后，旋緊螺釘15。

　　7、測量螺紋主要參數(shù)：

　　(1)測量中徑

　　螺紋中徑d2是一個假想圓柱的直徑。該圓柱的母線通過牙型上溝槽和凸起寬度相等的地方。對于單線螺紋，它的中徑也等于在軸截面內(nèi)，沿著與軸線垂直的方向量得的兩個相對牙型側(cè)面間的距離。為了使輪廓影像清晰，需將立柱順著螺旋

　　nPtan線方向傾斜一個螺旋升角φ，其值按下式計算：d2

　　式中：

　　P——螺紋螺距(mm);

　　d——螺紋中徑理論值(mm);

　　n——螺紋線數(shù)。

　　測量時，轉(zhuǎn)動縱向千分尺10和橫向千分尺6(見實驗圖33)，以移動工作臺，使目鏡中的A—A虛線與螺紋投影牙型的側(cè)重合(圖4—4)，記下橫向千分尺的第一次讀數(shù)。然后，將顯微鏡立柱反射傾斜螺旋升角φ，轉(zhuǎn)動橫向千分尺，使A—A虛線與對面牙型輪廓重合(見實驗圖36)，記下橫向千分尺的第二次讀數(shù)。兩次讀數(shù)之差，即為螺紋的實際中徑。為了消除被測螺紋安裝誤差的影響，須測出d2左

　　d2左d2右和d2右，取兩者的平均值作為實際中徑：d

　　2實際 2

　　(2)測量牙型半角是指在螺紋牙型上，牙側(cè)與螺紋軸線的垂線間的夾角。 2

　　測量時，轉(zhuǎn)動縱向和橫向千分尺并調(diào)節(jié)手輪(見實驗圖35)，使目鏡中的A—A虛線與螺紋投影牙型的某一側(cè)面重合，如實驗圖37所示。此時，角度讀數(shù)目鏡中顯示的讀數(shù)，即為該牙側(cè)的半角數(shù)值。

　　在角度讀數(shù)目鏡中，當(dāng)角度讀數(shù)為0°0′時，則表示A—A虛線垂直于工作臺縱向軸線(圖實驗圖38a)。當(dāng)A—A虛線與被測螺紋牙型邊對準(zhǔn)時，如圖(實驗圖38b)所示。得該半角的數(shù)值為：

　　右360-3304′2956′ 2

　　同理，當(dāng)A—A虛線與被測螺紋牙型另一邊對準(zhǔn)時，如圖實驗圖38c所示，則得

　　另一半角的數(shù)值為：左308′ 2螺紋牙型半角

　　圖4—6

　　為了消除被測螺紋的安裝誤差的影響，需分別測出  、Ⅱ 、Ⅲ 、Ⅰ222

　　2Ⅳ并按下述方式處理：

　　Ⅱ)Ⅲ)Ⅰ)Ⅳ) 2222

　　將它們與牙型半角公稱值2比較，則得牙型半角偏差為：

　　

　　2左左- 22

　　

　　2右右- 22

　　2左右22 2

　　為了使輪廓影像清晰，測量牙型半角時，同樣更使立柱傾斜一個螺旋升角φ。

　　(3)測量螺距

　　螺距P是指相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距離。

　　測量時，轉(zhuǎn)動縱向橫向千分尺，以移動工作臺，利用目鏡中的A—A虛線與螺紋投影牙型的一側(cè)重合，記下縱向千分尺第一次讀數(shù)。然后，移動縱向工作臺，使牙型縱向移動幾個螺距的長度，以同側(cè)牙形與目鏡中的A—

　　A虛線重合，記下縱向千分尺第二次讀數(shù)。兩次讀數(shù)之差。即n為個螺距的實際長度(如實驗圖39所示)。

　　為了消除被測螺紋安裝誤差的影響，同樣要測量出nP左實和nP右實。然后，取它們的平均值作為螺紋n個螺距的實際

　　nP左實nP右實尺寸：nP 2

　　n個螺距的累積偏差為：PnP實-nP，按圖樣給定的技術(shù)要求，判斷被測螺紋塞規(guī)的適用性。

　　一、實驗結(jié)果

　　(1)測量中徑

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

　　取兩者的平均值作為實際中徑：

　　d2實際d2左d2右=12.8903 2

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

　　12.8903mm-12.701mm=0.189mm>0.160mm 故測量存在誤差。

　　(2)測量牙型半角

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

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

　　按下述方式處理： 

　　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

　　牙型半角出現(xiàn)20′的偏差了。

　　(3)測量螺距

　　nP左實

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

　　n個螺距的實際尺寸：取它們的平均值作為螺紋

　　nP實nP左(實)nP右(實)2=5.97085

　　n個螺距的累積偏差為：5.97085

　　pnp實np=3

　　六、誤差分析

　　一、測量中徑

　　測出來的數(shù)據(jù)計算后，該螺紋的中徑偏大：

　　①工具顯微鏡老舊了，從而使測量數(shù)據(jù)偏差更大; ②測量時，操作不規(guī)范，可能在測量中使工件動了;

　　③在讀數(shù)的時候，沒有按照規(guī)范的讀書方法來讀數(shù); ④工件老舊了。

　　(2)測量牙型半角

　　①工件老化，生銹了;

　　②讀數(shù)時，出現(xiàn)偏差。

　　(3)測量螺距

　　①工件老化，生銹了;

　　②測量時，操作不規(guī)范，可能在測量中使工件動了; ③在讀數(shù)的時候，沒有按照規(guī)范的讀書方法來讀數(shù)。

　　互換性實驗報告2

　　一、實驗?zāi)康?/strong>