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各种测量方法

来自: 轮廓仪 · 英昊达 2015-4-2

一、轴径

在单件小批生产中,中低精度轴径的实际尺寸通常用卡尺、千分尺、专用量表等普通计量器具进行检测;在大批量生产中,多用光滑极限量规判断轴的实际尺寸和形状误差是否合格;;高精度的轴径常用机械式测微仪、电动式测微仪或光学仪器进行比较测量,用立式光学计测量轴径是最常用的测量方法。

二、孔径

单件小批生产通常用卡尺、内径千分尺、内径规、内径摇表、内测卡规等普通量具、通用量仪;大批量生产多用光滑极限量规;高精度深孔和精密孔等的测量常用内径百分表(千分表)或卧式测长仪(也叫万能测长仪)测量,用小孔内视镜、反射内视镜等检测小孔径,用电子深度卡尺测量细孔(细孔专用)。

三、长度、厚度

长度尺寸一般用卡尺、千分尺、专用量表、测长仪、比测仪、高度仪、气动量仪等;厚度尺寸一般用塞尺、间隙片结合卡尺、千分尺、高度尺、量规;壁厚尺寸可使用超声波测厚仪或壁厚千分尺来检测管类、薄壁件等的厚度,用膜厚计、涂层测厚计检测刀片或其他零件涂镀层的厚度;用偏心检查器检测偏心距值, 用半径规检测圆弧角半径值,用螺距规检测螺距尺寸值,用孔距卡尺测量孔距尺寸。

四、表面粗糙度

借助放大镜、比较显微镜等用表面粗糙度比较样块直接进行比较;用光切显微镜(又称为双管显微镜测量用车、铣、刨等加工方法完成的金属平面或外圆表面;用干涉显微镜(如双光束干涉显微镜、多光束干涉显微镜)测量表面粗糙度要求高的表面;用电动轮廓仪 可直接显示Ra0.025~6.3μm 的值;用某些塑性材料做成块状印模贴在大型笨重零件和难以用仪器直接测量或样板比较的表面(如深孔、盲孔、凹槽、内螺纹等)零件表面上,将零件表面轮廓印制印模上,然后对印模进行测量,得出粗糙度参数值(测得印模的表面粗糙度参数值比零件实际参数值要小,因此糙度测量结果需要凭经验进行修正);用激光测微仪激光结合图谱法和激光光能法测量Ra0.01~0.32μm的表面粗糙度。

五、角度

1.相对测量:用角度量块直接检测精度高的工件;用直角尺检验直角;用多面棱体测量分度盘精密齿轮、涡轮等的分度误差。 2.直接测量:用角度仪、电子角度规测量角度量块、多面棱体、棱镜等具有反射面的工作角度;用光学分度头测量工件的圆周分度或;用样板、角尺、万能角度尺直接测量精度要求不高的角度零件。 3.间接测量:常用的测量器具有正弦规、滚柱和钢球等,也可使用三坐标测量机。 4.小角度测量:测量器具有水平仪、自准直仪、激光小角度测量仪等

六、直线度

用平尺(或刀口尺)测量间隙为0.5μm(0.5~3μm 为有色光,3μm 以上为白光)的直线度,间隙偏大时可用塞尺配合测量;用平板、平尺作测量基维,用百分表或千分表测量直线度误差;用直径0.1~0.2mm 钢丝拉紧,用V 型铁上垂直安装读数显微镜检查直线度;用水准仪、自准直仪、准直望远镜等光学仪器测量直线度误差;用方框水平仪加桥板测直线度;用光学平晶分段指示器检测精度高的直线度误差。

七、平面度

用指示器(如百分表);用平尺结合指示器;用平面扫瞄仪、水平仪、自准直仪、准直望远镜、平晶等光学仪器测量工件的平面误差;用标准平板或平尺涂上颜料与被测平面平尺对研,以每25.4×25.4mm的面积内亮点的数目来表征平面度误差。

八、圆度

用圆度仪测量,测量时仪器可将轮廓记录在纸上,用同心圆模板或按仪器给出的理想圆比较求出圆度误差,圆度仪有转轴式和转台式两种测量方式;用卡尺、千分尺等多测几个工件截面直径,以同截面最大值减最小值的1/2 作为该工件的圆度误差;将工件架在V 形铁上用上指示器多测几个截面,以最大差值的1/2 作为圆度误差值,取最大误差值作为工件的圆度误差;用光学分度头、万能工具显微镜的分度台作为测量圆度误差的回转分度机构,用电感测微仪、扭簧比较仪的指示机构来测量圆度、圆柱度误差;用圆分度仪在圆周上等份取若干测量点,被测件每转过一个角度从指示表上读取一个数值,然后在极坐标图上绘出误差曲线,得出圆度或圆柱度误差;将被测工件放置在有坐标装置仪器(三坐标测量机或有两坐标的万能工具显微镜等)的工作台上,调整被测件轴线与仪器工作台面垂直并基本上同轴,按选定截面被测圆周上等份测量出各点坐标值,取其中最大的误差值为评定的圆度误差。

九、圆柱度

用圆度仪法测量若干个横截面圆度,按最小条件给出圆柱度误差,也可以通过记录各截面的圆 度误差图形,用透明同心圆模板求圆柱度误差,还可以取若干个截面圆度误差中最大值为圆柱度误差;将工件放在平板上并靠紧方箱,用千分表测若干个截面的最大与最小读数,取所有读数中最大与最小读数差之半为该工件的圆柱度误差;将工件放在V 形块内(V 形块长度应大于被测工件长度),工件转动用千分表测出若干个截面的最大与最小读数,取各截面所有读数中最大与最小读数之半为该工件圆柱度误差;将工件轴线与三坐标测量装置的轴调至平行,测量工件外圆各 点的坐标值,通过计算机按最小条件求圆柱度误差;用指示器法将零件顶在仪器的两顶尖上轴线定位,在被测圆柱面的全长上测量若干个截面轮廓,每个轮廓上可选取若干个等分点,得到整个圆柱面上各点的半径差值。

十、线轮廓度

利用仿形(靠模)机床检测线轮廓度误差,要求仿形测头形状应与千分表测头形状相同;用制作精确的检验样板检测工件,测量样板与工件的间隙来确定工件线轮廓度误差;用万能工具显微镜,利用有分度装置的转台或精密镗床等测量工件轮廓的坐标值,求出线轮廓度误差;将工件放到投影仪上按放大图的倍数放大,将工件放大的轮廓投影与理论轮廓比较,检查工件轮廓是否超出极限轮廓,此方法适用于较小的薄形工件。

十一、面轮廓度

线轮廓度的检测方法基本适用于面轮廓度的检测,但用样板光隙法检测时最好将样板做成框架结构。

十二、平行度

将工件基准面放在平板上,用千分表测被测表面,读出最大与最小数值之差即为平行度误差,应将所测数据换算到工件实际长度上;将工件放到平板上,将基准面找平,水平仪用分别测出基准面与被测面的直线度后获得平行度误差。

十三、垂直度

用直角尺或标准圆柱在平板(或直接放在工件的基准面)上,检查直角尺的另一面与工件被测面的间隙,用塞尺检查间隙的大小,应将所测数据换算到工件实际长度上;将工件基准面固定到直角座或方箱上,在平板上用测平行度的方法测垂直度误差;对于一些大型工件的垂直度测量,可使用自准直仪或准直望远镜和直角棱检查垂直度误差,也可以用方框水平仪检查大型工件的垂直度误差,使用此法测量垂直度误差时首先应将基准面找水平,测量结果数据处理时应排除工件基准面的形状误差;在工件上安装被测心轴和基准心轴,转动基准心轴,用固定在基准心轴的2个百分表测得两个位置上的读数,经计算得到线对线垂直度。

十四、倾斜度

一般将被测要素通过标准角度块、正弦尺、倾斜台等转换成与测量基准平行状态,然后再用测量平行度的方法测量倾斜度误差。倾斜度误差测量方法类同小角度测量方法。

十五、同轴度

将工件在圆度仪上按基准要素找正,测被测要素若干个截面的圆度并绘出记录图,根据图形按定义求出同轴度误差,此法较适用于测小型零件的同轴度误差;将工件在测量台上找正,测量被测圆柱表面若干横截面轮廓点(所用仪器同轮廓度)的坐标,求被测圆柱实际轴线的位置,实际轴线与基准轴线间最大距离的两倍即为同轴度误差;用量(所用仪器见厚度)具直接测量壁厚均匀性,取厚度差最大值的1/2 为同轴度误差,该方法适用于板形、筒形工件内外圆同轴度测量;使用自准直望远镜,利用支架将目标放在孔的中心(靶心),用光学仪器找正基准孔后,测量靶心相对于光轴的偏移量,评定出被测轴线的同轴度误差,此方法适用于大型箱体等工件的孔系同轴度测量;将工件基准圆柱放在等高刃口形V 型架上,转动工件,读出千分表指针指示的最大与最小读数差的1/2 即为同轴度误差,若基准指定为中心孔,则测量时应将中心孔在中心架上测量,此方法适用于测量圆度误差较小的工件; 此外,还有径向圆跳动替代法、同轴度量规法等检测同轴度误差的方法。

十六、跳动误差的检测方法

可采用顶尖、心轴、套筒、V 形块等装置配合千分表进行测量,顶尖的定位精度明显优于V 形块和定位套,因此应尽量选用顶尖定位,测量端面圆跳动和全跳动中使用V 形块和定位套定位时,注意确保轴向定位的可靠性,测量前,顶尖、顶尖孔、V 形块、定位套等的工作面、被测件的支撑面等部位应清理干净。

十七、对称度测量方法

将被测工件置于平板上,用百分表(或千分表)测量被测表面与平板之间的距离,将被测工件翻转,再测量另一被测表面与平板之间的距离,取各剖面内测得的对应点最大差值作为对称度误差;将被测件置于两块平板之间,以定位块模拟被测中心面,再分别测出定位块与两平板之间的2个距离,计算得到对称度误差;基准轴线由V 形块模拟,被测中心平面由定位块模拟,调整被测件,使定位块沿径向与平板平等,测量定位块与平板之间的距离,再将被测件翻转180°后,在同一剖面图上重复以上操作,计算得到对晨读误差;用综合量规,量规的两个定位块的宽度为基准槽的最大实体尺寸,量规直径为被测孔的实效尺寸,凡为量规能通过者为合格品;将零件的基准圆柱面用心轴支承在等高V形块上,将被测基准表面调整与平板平行,测出读数;在同一剖面内,将被测件旋转180°测量,百分表(或千分表)最大与最小读数之差则为该剖面对称度误差,再选其他剖面进行测量,各剖面所得测值的最大极限尺寸者,即为该零件的对称度误差。

十八、位置度测量方法

调整被测件在专用支架上的位置,使百分表的读数差为最小,百分表按专用的标准件调至零位,在整个被测表面上按需要测量一定数量的测量点,将百分表读数绝对值的最大值乘以2,作为零件的面位置度误差;用综合量规检测,量规销的直径为被测孔的实效尺寸,量规各销的位置与被测孔的理论位置相同,量规的测量基面与被测件的基面重合,凡是能通过量规销的零件均为线位置度合格的产品;用心轴、坐标检测法,按基准调整被测件,使其与测量坐标方向一致,将心轴插入孔中,测量垂直方向上各2个点,测量点尽可能靠近被测件的平面,将被测件翻转,对其背面按上述方法进行测量,对每一面的测量结果分别计算坐标计算坐标尺寸,坐标尺寸分别减去相应的理论尺寸得到变化量,应用勾股定理计算得到线位置度误差;用综合检测线位置度,按基准调整被测件,使其轴线与分度装置回转轴线同轴,任选一孔,以其中心作径向定位,用千分表测出各孔的径向误差,计算得到其位置度误差,翻转被测件,按上述方法重复测量,取其中较大值作为该要素的位置度误差;将箱(壳)体置于千斤顶上,用心轴、角尺将基准要素找正,将心轴置于被测要素内,用百分表(或千分表)沿心轴轴向测量上母线读数,将最大、最小读数差换算到被测孔长度尺寸上,所得之值即为两轴线的位置度误差值;按基准调整被测件,使其与测量装置的坐标方向一致,测出被测点坐标值,分别和理论尺寸比较,得2个方向的变化量,计算出点位置度误差;被测件由回转定心夹头定位,再选择适宜直径的钢球,置于被测件球面坑内,以钢球球心模拟被测球面坑的中心,使用2个百分表,百分表先按标准调至零位,回转定心夹头一周,测得垂直方向变化量,以此计算出点位置度。

十九、螺纹精度检测方法

1.综合检测 (1)对批量生产、定型产品生产中的螺纹,用螺纹量规综合检测内、外螺纹,常见的普通螺纹量规和光滑极限量规为:通端螺纹塞规——检查工件内螺纹的作用中径和大径;止端螺纹塞规 ——检查工件内螺纹的单一中径;通端螺纹环规——检验工件外螺纹的作用中径和小径;止端螺纹环规 ——检查工件外螺纹的单一中径;校通-通螺纹塞规——检查新的通端螺纹环规的作用中径;校通-止螺纹塞规——检查新的通端螺纹环规的单一中径;校通-损螺纹塞规——检查使用中通端螺纹环规的单一中径;校止-通螺纹塞规——检查新的止端螺纹环规的单一中径;校止-止螺纹塞规——检查新的止端螺纹环规的单一中径完整的外螺;校止-损螺纹塞规——检查使用中止端螺纹环规的单一中径;通端光滑塞规——检查内螺纹小径;止端光滑塞规——检查内螺纹小径;通端光滑环规或卡规——检查外螺纹大径;止端光滑环规或卡规——检查外螺纹大径。 (2)对单件小批生产中的螺纹,除可用已有的螺纹量规外,精度要求不高的螺纹还可使用螺纹规螺纹样板以及直接用螺纹配合件进行旋合的综合检测。 2.三针法 高精度测量外螺纹中径,把三根直径相同的量针放在被测量螺纹的牙槽内,单根量针应放置在成对使用的两根量针对面的中间牙槽,在一定的测量力作用下,三针与螺纹槽测面可靠接触,用千分尺或测量仪与量块进行比较,测量出三针的外尺寸,再通过公式计算得被测螺纹的中径

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