第章 形位误差测量
工程测量量计量组成局部机械加工中控制工件质量重手段容包括：形位公差测量螺纹测量齿轮测量长度尺寸测量台测量等中形位误差测量形状误差位置误差测量统称形状误差包括六项容位置误差包括八项容足控制机械加工零件形状素间相互关系进行测量保证零件质量重手段
第节 形位误差检测根底知识
形状误差
()概述
构成零件特征点线面称素简称素形状误差涉素线面误差公差种类型工程中心线素线(母线)棱线狭长外表(导轨面)形状误差控制直线度面求控制面度旋转体求控制圆度圆柱度圆锥度等曲线曲面求控制线轮廓度面轮廓度总说形状误差轮廓误差直线度圆度实际线轮廓度直线轮廓圆轮廓面度圆柱度圆锥度面轮廓度面轮廓圆柱轮廓圆锥轮廓生产中直线度面度圆度等较单提出工程
目前世界许国家形位公差国家标准规定公差工程符号ISO国际标准趋致国国家标准中规定公差工程符号ISO标准致见表1—1—1中直线度面度(常合称直度)圆度较普遍圆柱度线面轮廓度国家标准新提出工程(圆锥度国家标准)
表1－1－1
工程
符号
工程
符号
工程
符号
直线度
―
圆度
○
线轮廓度
面度
圆柱度
面轮廓度
零件种素区分：
1．理想素实际素
理想素设计求图纸出没误差理想状态素仅具抽象意义实际素零件加工实际存素通常测素代测量误差存测素非实际素真实情况
2．轮廓素中心素
零件具体外表素称轮廓素素线曲线圆柱面面曲面等回转体回转中心轴心线某称轮廓称线称面等假想素称中心素抽象存具体应时进行分析模拟
3．基准素关联素单素 确定测素方位置素称基准素理想基准素简称基准基准相互定关系(行垂直称轴等)两素称关联素素没功关系素称单素(点面圆柱面条轴线等)
(二)形状误差评定原方法
国家标准形状误差测实际素理想素变动量理想素位置应符合条件理想素位置评定形状误差影响面直线度误差评定例说明图111示理想直线位三种方位评定截面轮廓直线度误差理想直线方位直线度评定结果样
〔a〕 〔b〕 〔c〕
图1－1－1 直线度评定误差方法
理想直线轮廓外侧贴实际轮廓图中三方位直线度误差值分(误差值测轮廓点距理想直线距离…中距离)评定方位出…(理)等许 〔a〕 〔b〕
误差值中必 图1－1－2 面度轴直线度包容区
值例＜(124…)正确统评定形状误差必须确定理想素位置规定形状误差评定原
1．条件〞原
谓条件〞指测实际素理想素变动量作评定形状误差例测轮廓直线度误差变动量中值
条件评定形状误差值包容区域宽度直径表示包容区域〞指包容测实际素具宽度直径区域图111cAB两条符合条件行线包容测实际直线间宽度(等)直线度误差值图112a面度包容区域图112b轴线直线度包容直径表达条件评定形状误差例
条件原评定形状误差理想评定结果惟符合国家标准规定形状误差定义概念统误差值保证零件测素合格率利情况寻找判断符合条件理想素方位麻烦困难实际应中采仪评定形状误差似方法争议重检测中应条件作仲裁性测量评定
2．二方法
圆度误差评定例说明二方法：概略说圆度误差圆截面圆误差图113中粗实线实际圆轮廓假设实际圆点某圆距离方圆二圆图113中细实线圆二意思：
图113 圆度误差评定
式中：—实际圆第点二圆圆心距离
—二圆半径
谓〞换半径圆必：
二法统计数学重容处理误差数种根方法深入解参考关专著
图1l3中二圆圆心圆心作包容实际圆外包容圆(图中双点划线圆接圆外切圆)两包容圆半径差圆度误差值二方法评定圆度误差方法直线度面度等误差作二直线二面评定
二方法评定圆度误差形状误差误差值惟般条件评定误差值稍圆度误差条件包容测实际圆半径差两心圆评定半径差(圆度误差)〞然二方法评定圆度误差值
3评定直线度误差首尾两点连线法
法测线段首尾两点连线作理想直线测实际直线拟确定直线度误差值图114AB两点连线(直线度误差)种方法评定误差值惟情况条件评定结果条件评定直线度误差太困难种方法然简单价值
(a) (b)
图114 工件外表形状
4评定面度误差角线法
法适测量板等矩形面通测面条角线 (见图115)行条角线CD面作理想面评定该测面面度误差值
种方法测误差值惟般条件测结果
5评定圆度误差两点法三点法
两点法测圆周方位作径测量(测量器具辅具测素成两点接触)图116种方法适揭示椭圆形式圆周偶数圆弧构成圆度误差
三点法测圆度误差图117角90°120°角0°30°60°角测量结果计算详见章第二节法适揭示具棱
轮廓圆度误差
需指出二法首尾连线法角线法等非条件〞方法评定形状误差公差值测素合格话条件〞评定肯定更合格类非条件〞评定形状误差保证产品质量讲利二点法三点法等方法评定形状误差条件〞评定形状误差类方法评定形状误差存定风险应谨慎
图115 角线法评定面度
图116 两点法测量圆度 图117 三点法测量圆度
二位置误差
()概述
位置误差分定误差定位误差跳动误差三类类中包括种典型工程限制误差公差工程符号国家标准中规定ISO国际标准致工程名称符号见表112位置公差带根概念形状公差带根相形状误差公差中线面轮廓度时基准位置误差公差确定基准前提
表112：
表112
定公差
定位公差
跳动公差
工程
符合
工程
符合
工程
符合
行度
∥
轴度
◎
圆跳动
全跳动
↗
垂直度
⊥
称度
倾斜度
∠
位置度
(二)位置误差评定基准
位置误差测实际素方位置具确定方位置理想素变动量理想素方位置基准(基准理正确尺寸)确定设计图纸提出位置公差求时般注明基准实际基准素身会形状误差实际基准素建立基准时应该实际素理想素基准理想基准方位置应条件确定样规定保证概念统
形状误差条件测素位置误差条 (a) (b)
件基准素区 图118 测素实际素情况
图118a表示测素面基准面行度公差(定公差)002mm基准公差框格三方格图118b表示测实际素实际基准素情况面行度误差应垂直条件确定理想基准方量取两行理想基准面包容测实际素(面)形成定包容区域宽度面面行度误差
图119a轴度(定位公差)示 (a) (b)
例轴线轴线(基准)轴度求 图119 轴度误差
基准素中心素基准符号尺寸线齐测素中心素
公差框格引线箭头尺寸线齐外轴度公差带公差值直径圆柱框格公差值前面加〞图119b表示轴度误差情况测理想素(轴线)基准轴线轴定位区域包容测实际素(实际轴线)圆柱圆柱轴线基准素(理想轴线)轴直径轴度误差值
基准应符合条件建立基准根原形状误差样实际测量评定位置误差时基准素常常难完全条件确定允许采似方法建立基准外保证零件功前提允许采模拟方法表达测实际素精密心轴插入测孔模拟测孔等
测量时表达基准根方法三种方法符合条件数条件似
(a)标注 (b)测量
图1110 测量基准选择
1接基准法
实际基准素形状误差测量结果影响忽略时直接作基准图1110实际设计基准测量基准(两者应致)准确度较高素测量时测微表座(座底面积越越)直接放基准面前左右移动测微表测头测面移动进行测量
2．模拟基准法
模拟法采具足够准确度外表表达基准面基准轴线等种方法建立基准数情况条件似生产中图1111示测件基准面放精密板板外表表达基准面测量时测微表座放板图进行测量基准孔轴线胀式孔成间隙接零配合精密心轴模拟(见图1112a)基准轴轴线胀式轴成间隙接零配合精密套筒模拟外(见图1112b)顶持轴两端顶尖孔两顶尖中心联线模拟(见图1112c)标准V形块两等高V形块模拟(见图1112 de)
(a)标注 (b)测量
图1111 测量基准选择
3分析基准法
分析法基准实际素进行测量根测量数图解法计算法确定基准位置条件二原建立基准般分析法形位误差精密测量种方法应面节中许测法实例分析法
(a) (b) (c)
图1112 测量基准选择
(d) 轴轴线测量基准 (e) 轴轴线测量基准
(a)精密心轴测量基准(b)精密孔轴线测量基准(c)两顶尖轴线测量轴线
图1113 精密心轴模拟测量基准
三形位误差检测原
国家标准纳总结规定五种形位误差检测原
()理想素拟原
理想素拟原测实际素理想素进行拟测出实际素误差值误差值直接方法间接方法出理想素模拟法获刀口尺刃边光束模拟理想直线精密板模拟理想面精密回转轴系偏心安置测头模拟理想圆等等原生产中应极广泛
(二)测量坐标值原
原利坐标测量仪器工具显微镜坐标测量机等测出测实际素
关系列坐标值(直角坐标极坐标等)测数进行处理求形位误差值例利原测量位置度
(三)测量特征参数原
原测量测实际素具代表性参数(特征参数)评定形位误差前面提两点法三点法测量圆度误差测量特征参数典型例子
(四)测量跳动原
测量跳动原顾名思义测量跳动(包括圆跳动全跳动)跳动检测方式定义独特特征测实际素绕基准轴线回转程中定方(径端面斜)测量某基准点(线)变动量(指示表读数差)形位误差测量单独成种检测原
(五)控制实效边界原
原测实际素采实体求场合位置量规模拟实效边界检验测实际素否超实效边界判断合格否包容原控制边界检测方式控制实体边界
指出测量形位误差标准条件标准温度20℃测量力零条件偏离较时应考虑测量结果作适修正
第二节 圆度圆柱度测量
圆度圆柱度孔轴类零件应形状误差工程常轴颈支承孔严格配合求功求(滚筒轧辊等件)方
圆度测量评定
圆度误差测圆轮廓选定基准圆圆心半径差公差带正截面半径差公差值两心圆间区域公差带位置实际圆位置浮动
()圆度评定方法
国家标准GB 7235—87评定圆度误差方法—半径变化量测量规定
圆心作圆理想评定基准圆评定测圆轮廓圆度误差圆圆心：
①区域圆圆心
②二方圆圆心
③外接圆圆心
④切圆圆心
相应评定圆度方法四种
1．包容区法
包容区法区域圆评定基准圆评定圆度误差区域圆包容测圆轮廓半径差两心圆符合条件评定圆度误差值(两心区域圆半径差)方法特征两心圆包容测实际圆时少应外交四点接触图121(分外圆圆交接触)
方法确定区域圆圆度误差值
(1)模板法
纪录放测圆轮廓图形测量记录纸刻组等间距(2mm)心圆透明模板(见图122)紧贴起调整透明模板位置记录纸图形点模板中心距离少出现二次值二次值值点值点中少4点圆周方值点值点交出现例图121中 四点值值差记记录图圆轮廓图形放倍数M符合包容区圆度误差值：
图121 测量记录图 图122 心圆模板
(2)计算法
早期圆度测量仪没配备计算机采模板法评定包容区法圆度误差值新型圆度测量仪均采计算法评定计算方法终符合两心圆包容测实际圆时少应外交四点接触关计算方法参阅相关资料里作介绍
2．二圆法
二圆法二方圆基准圆评定圆度误差二圆测圆轮廓点该圆距离方圆测圆轮廓点二圆圆心距离距离差圆度误差值：
根测实际圆图形寻找二圆心方法述
图123圆度仪圆形记录纸记测圆实际轮廓图形记录纸中心O原点作直角坐标原点O作圆周偶数等分角径线实际圆轮廓交()()…()点等份数图中分12等份等份数越求二圆心越帖确交点位置极坐标表示 () ()… ()O极点Ox极轴极径极角
设二圆心O′坐标O′(ab)根交点直角坐标值Pi极坐标求出ab计算公式：
(1)直角坐标
(2)极坐标
二圆半径R：
图123 实际轮廓图形
实际圆图形点Pi二圆距离式似计算：
中值值差圆度误差值：
面介绍手工寻找二圆心计算二圆法圆度误差似方法实价值实际评定时采面两种方法
(1)模拟法
早期圆度仪采模拟电路产生信号终通模拟电路计算出通指示表读出两者相加圆度误差值
(2)计算法
新型圆度测量仪通模拟电路数字电路获极坐标值 () ()… ()计算机计算二圆法圆度误差值计算拟精确计算方法里作介绍
3外接圆法
外接圆测实际圆轮廓外部包容实际圆轮廓时具半径圆实际圆轮廓般呈三点接触构成直径两点接触外接圆法外接圆评定圆度误差基准圆适评定外圆外表轴件实际圆轮廓点外接圆距离值圆度误差值实际评定时模板法计算法两种方法
4．切圆法
切圆切测圆实际轮廓具半径圆实际圆轮廓般呈三点两点接触切圆法切圆评定圆度误差基准圆适评定圆外表孔件实际圆轮廓点切圆距离值圆度误差值实际评定外接圆法评定方法类似
外接圆法切圆法评定圆度误差值区域圆法评定结果明显偏较高精确度圆度测量少应
(二)圆度误差测量
章第节介绍形位误差测检原测量圆度误差采面三项原
①理想素拟原理想素模拟理想圆表达
②测量坐标值原
③测量特征参数原
1理想圆拟
圆度仪测量圆度误差专高精确度仪器仪器特点高精确度旋转轴系测实际圆进行拟理想圆轴系旋转产生理想圆半径测量时仪器传感器测头测实际圆接触点旋转轴系轴线间距离高精确度圆度仪旋转精确度达左右
圆度仪轴系旋转方式两种结构型式说两种测量方式
①测头旋转式：测量时测件轴线仪器轴轴线准测量传感器连测件圆轮廓接触测头起轴旋转测量测件静止 (a)转轴式 (b)转台式
动图1 24a 图124 圆度仪示意图
②转台式：测量时测件轴线旋转工作台 1传感器2中〞手轮
轴线准起旋转测件圆轮廓接触传感 3轴4工作台5转台
器测头静止动图124b示
两种测量方式说明圆度仪测量圆度半径变化量测量说种极坐标测量法
新型圆度仪配计算机区域圆法二圆法外接圆法切圆法测量圆度影屏显示测圆轮廓图)外数显装置印机显示测圆度误差值误差图形关数圆度仪动调整中心等便利操作功国外生产圆度仪型号许种结构功相具体原理操作请仪器说明书关专著里介绍面仅性问题作进步说明
(1)测头型式选择：
圆度仪测头型式图125四种般球形斧形应较测头应根测外表特征选择选影响测量结果
测量圆柱面时常斧形测头斧刃长度方测圆柱面轴线行测量时利滤测面机糙度测量影响测面灰尘脏物环形曲面滚动球轴承外圈滚道宜球形测头具窄边锐边回转面应选圆柱形卵形测头 (a)球形 (b)圆柱形
图125中测头参数值应025mm08mm25 mm8 mm25 mm中选取根测件特殊需形状尺寸测头
(2)静态测量力(测头静压力)： (b)斧形 (c)卵形
测头测外表接触静压力应0~025N 图125 测头型式
间调整测量时触头测量力应调整保证测头测外表连续接触条件值具体测量力应根测头半径测件材料性质定表121列数供选时参考
表121静态测量力选
测头半径
静态测量力
025
005
08
010
25
020
8
025
25
050
3)测量面测量方：
测量面垂直仪器基准回转轴线通仪器测头测外表接触点面测量方确定测外表轮廓变化量方该方仪器回转轴线相交通常位测量面测面圆柱面时圆度垂直仪器回转轴线横截面测量测面圆锥面环形曲面时应根零件测量求确定测量方图126测圆锥面求测量方垂直测外表垂直仪器回转轴线测轮廓测圆锥面正交假想圆锥面(测圆锥轴母线测圆锥素线垂直)相截交形成测量方着该假想圆锥面母线方测值轮廓该方变化量 图126 测圆柱面
测值径值表达：
式中测圆锥件斜角
环形曲面(滚动球轴承外圈滚道)测量方应测头接触部位切线形成圆锥体处理测量方应该切线法线方(见图127)
(4)记录图形畸变：
测实际圆轮廓图形评定圆度误差时应注意记录图形畸变现象实际轮廓致产生畸变原测头半径方微位移变化较倍率放记录实际轮廓身尺寸(半径)没放放倍率先实际轮廓整放放轮廓图形点径收缩样距 图127 测量方选择
离样
图128测件实际轮廓A(图中心六面棱体)标准外接圆半径差轮廓月放M倍样图形图形月点径收缩相距离X形成粗实线图形C图形B应峰谷间高度完全样保存相放倍率M半径差M·图形畸变般情况影响测量结果
记录图形畸变时会评定圆度误差带困难防止畸变应放图形保持具定宽度径区域该宽度宜超轮廓图形均半径R13
2测量坐标值
直角坐标法测件放置坐标测量装置仪器工作台(三坐标测量机两坐标测量仪器万工具显微镜等)调整轴线仪器工作台面垂直根轴事先测圆周确定测点(均匀偶数布点宜少36点)进行测量出测点直角坐标值() 图129前述方法评定圆度误差
3测量特征参数值
测量特征参数值方法称两点三点测量法测量时读数指示表测头支承测件支承件(V形块)测件两三接触点名种方法测结果
图128 测件实际轮廓记录轮廓畸变情况
图129 测量坐标值示意图
符合圆度误差定义定方法误差设备简单测量操作方便生产中应圆度仪法测量较工件法测量采类方法利产品质量控制应慎重
生产实践证明机械加工外圆柱面圆截面 轮廓具正统波动特征实际圆轮廓接相等圆弧组成称棱圆棱圆棱边数称棱数表示时椭圆种常见棱圆形式顶尖顶持工件进行车削磨削时机床轴跳动产生
(1)两点测量法：
两点法测量棱数偶数圆度误差实际测量直径差图1210ab两棱圆(椭圆)理想情况实际情况测量特征参数F直径差：
圆度误差：
式中反映系数两点法
图1211cd三棱圆理想情况实际情况测圆轮廓方直径均相等(见图1211c)似相等(见图1211d)奇数棱样两点法测量时F＝0F≈0出圆度误差值确知棱数偶数时盲目两点法测量否会造成失
两点法具体测量方法图1212图调支承点3作测量时快
(a) (b) (c) (d)
图1211 两点测量法
速准指示器1测头方固定支承点测量面测量时测件旋转周记指示器示值两者差特征参数F2圆度误差值指示器杠杆千分尺千分表种测微仪光学计等非接触测量气动量仪测头指示器应测量精确度求选
(
a)测外圆外表 (b)测圆外表 (a) 顶点式称安置 (b) 顶点式非称安置
图1213 两点测量法具体测量方法 图1214 三点测量法
1指示器2基准面3调支承点
(2)三点测量法：
三点法测量奇数棱工件(偶数棱两点法简便)指示器测头外两固定支承点(般V形块)测件接触具体测量形式顶式鞍式分顶式测量法指示器两支承分测件两侧图1214中abde较鞍式测量法指示器两支承测件侧图1214中cf测量直径测件图abc测外圆面图def测圆面
顶式测量法指示器安装位置称式非称式分称式指示器测量方两固定支承面夹角分线重合(见图1214acdf)非称式指示器测量方相两固定支承面角分线偏斜角度 (见图1214中be)
图1214中角角数值宜免测量操作便应测量时反映系数棱数测件致差异宜1～3间推荐种角度值
称安置：60°90°120°108°72°五种
非称安置：120°／60°60°／30°两种
(c) 鞍式称安置 (d) 顶点式称安置 (e) 顶点式非称安置 (f) 鞍式称安置
图1214 三点测量法
种测量方式测量时三点接触情况测件旋转周指示
器记示值差值测特征参数F应反映系数圆度误差值支承测件支承面宽度应保证支承点测头处截面测量面通常取宽度测件直径1／5～1／10
二圆柱度测量评定
圆柱度圆度圆柱形体轴扩展横截面轴截面形状精确度求较高圆柱形件油泵柱塞液压阀滑动圆柱面精密机床量仪轴等应提出圆柱度求滚动轴承相配合壳体孔轴颈关国家标准规定圆柱度具体公差求
()圆柱度测量
1．理想圆柱拟
理想圆柱拟测量方法半径测量法圆柱度三维体测量仪器必须具精密回转轴系外精密行回转轴线直线导轨理想测量仪器带行回转轴线精密直线导轨圆度仪具样功通仪器光学分度台分度头等作满足定精确度求测量
测量时仪器测头整测圆柱面作全面扫描测量考虑测量采样布线方式般采样方式五种
(1)测量圆柱面假设干等距横截面图1215a(2)测头测圆柱方开始螺旋升图1215b示测量
(3)两条螺旋线测量先(2)测完测头转180°测圆柱方重测次图1215c
(4)方式(2)测量外测圆柱方测量头处横截面测周图1215d示
(5)方式(3)测量外测圆柱方测量头处横截面测周图1215e示
(a) (b) (c) (d) (e)
图1215 圆柱度误差测量方法
五种方式中(4)(5)较方式(5)获信息量方式(4)(5)方式(1)测量效率高方式(2)(3)拟方测横截面实际中采方式(1)原般零件圆度圆柱度均测量求方法(1)圆度误差(截面)圆柱度误差时测出测量准确度高测量程简单测量前测件定位调整时测方两横截两中心连线仪器旋转轴线行重合测量定位调整结合进行
五种方式测圆轮廓放图形统描绘记录纸评定圆柱度误差心圆模板(见图122)记录重叠图形拟圆度误差评定：心圆模板法评定圆柱度误差存方法误差原心圆模板面四种评定方法均三维圆柱圆柱度仪测量测点半径差数送入计算机计算机实现四种圆柱度评定方法精确评定计算十分复杂新型圆柱度仪般带四种评定方法测量评定软件精确圆柱度误差值
2测量直角坐标值
测量测圆柱外表测点直角坐标值三坐标测量机进行测件安置三坐标机工作台轴线行接(甚重合)三坐标机z轴(垂直方)测圆柱轴线调整两截面中心连线表达测圆柱面取假设干等距横测量截面截面取假设干圆周均匀分布偶数测点记测点三坐标值(xyz)然计算机定程序运算处理出圆柱度误差值
3测量特征参数值
测量特征参数方法间接测量圆柱度误差测量圆度误差相似分两点法三点法
(1)两点法：两点法测量测圆柱面直径图1216测量示意图适横截面偶数棱轴根致测圆柱面特征参数F截面测点直径直径差(通常截面)反映系数2圆柱度误差值： 图1216 两点测量法
(2)三点法：图1217三点法测量示意图三点法适横截面奇数棱轴根致测圆柱面测量时测圆柱放V形块指示器测头调整测圆柱高母线垂直接触测圆柱转动周测量截面记读数轴移动测件轴位置测量假设干 图1217 三点测量法
截面取截面读数中两极值()差作特征参数F
反映系数V形夹角棱数n关
测量时＝90°＝120°两V形块分测量两F值较者特征参数取圆柱度误差样评定奇数棱说棱数n915时()准确
实际测量知测圆柱确实切棱数时采组合测量法两点法(直径法)＝90°＝120°两种三点法测三次取三测F值中者特征参数反映系数取2圆柱度误差样评定n＝915()n＝816()准确测量特征参数值方法测量圆柱度误差测圆柱面轴形状变化反映系数取 值正确否测量准确度影响般推荐没配备计算机精密量仪情况失二种较实简便方法
4．分项测量法
假设圆柱面横截面圆度没误差圆柱素线直线度素线间行度没误差圆柱面肯定没误差圆柱度误差分解三工程控制横截面圆度误差素线直线度误差行度误差
具体计算圆柱度误差值取横截面测圆度误差条素线测直线 度误差行度误差值式计算：
分项测量法般分项测量设备圆柱度评定软硬件情况种情况拟少提出章第节容知：径圆跳动圆度轴度综合径全跳动圆柱度轴度综合通测量径圆跳动径全跳动(见篇第五节)分检验圆度圆柱度否合格(出具体误差值)径圆跳动全跳动测值分等圆度圆柱度公差值圆度圆柱度肯定合格圆度圆柱度
公差值法判断进步测量圆度圆柱度误差
轮廓度测量请参阅资料
(二)圆柱度误差评定方法
圆柱度误差指测实际圆柱外表符合条件理想圆柱外表变动量形成 包容区域两心圆柱面半径差计值圆度误差相似圆柱度误差四种评定方法
1．包容区法
包容区法区域圆柱评定基准圆柱评定圆柱度误差 区域圆柱包容测圆柱轮廓半径差两心圆柱半径差评定圆柱度误差值形成区域特征两区域圆柱包容测实际圆柱少分成三点三点〞四点两点〞两点四点〞接触包容区法评定圆柱度误差符合标准定义误差值理想方法判断繁难需计算机定计算方法运算求
2．二圆柱法
二圆柱法二圆柱基准圆柱评定圆柱度误差二圆柱测圆柱轮廓点该圆柱距离方圆柱测圆柱轮廓点二圆柱距离距离差圆柱度误差值
3．外接圆柱法
外接圆柱外部包容测实际圆柱面时具半径圆柱实际圆柱外表该外接圆柱外表距离圆柱度误差值法评定轴类外外表圆柱度误差
4．切圆柱法
切圆柱部包容测实际圆柱面时具半径圆柱实际圆柱外表该切圆柱外表距离圆柱度误差值法评定孑L类外表圆柱度误差
述三种评定方法评定结果包容区法样计算繁琐般计算机完成计算
第三节 定位置误差测量
定误差测实际素具确定方理想素变动量理想素方基准确定理想素基准素保持行垂直某理正确角度方关系定误差包括行度误差垂直度误差倾斜度误差
定误差中涉面直线(包括轴线)间关系测素基准素定误差分四种情况：
①测外表基准面(简称面面)定误差
②测北线(轴线)基准面(线面)定误差
③测外表基准轴线(面线)定误差：
④测轴线(直线)基准轴线(直线)定误差(线线)
评定定误差时测素中心素理想素位测实际素中测素轮廓素时理想素位测实际素外相接触定误差值定包容区域(简称定区域)宽度直径表示显然采定区域方法表示整测实际素定误差值直观方便测量结果惟(关定误差评定清参关资料)
行度误差测量
行度误差测实际素行基准理想素变动量
生产中测量行度误差常方法表法(包括直接表法双表法校正表法)水仪法方法采理想素拟检测原
表法测量行度拟简单现介绍水仪法
水仪法测量面面面线线线行度误差图131示测量阶梯行导轨外表基准面A行度误差测件测面基准外表狭长面忽略宽度方形状公差面面行度误差测量简化长度方线线行度误差测量
(a)测件 (b)测量示意图
图131 水仪法测量行度
测量时测量直线度误差样水仪步距法分基准实际外表测实际面全长进行测量记录步水仪读数根测基准实际面测点示值相应示值累加值条件确定基准直线根测测实际面测点示值相应示值累加值求出高极点低极点基准直线距离两者差行度误差值
图131a示零件长度1200mm分度值002mmm工作边长200mm框式水仪测量基准实际外表测实际外表测水仪示值列表131面分图解法计算法求解行度误差值
表131基准实际面测实际面测点数
测点序号
0
1
2
3
4
5
6
基准实际面
示 值
0
2
+4
+2
2
+1
0
累加值
0
2
+2
+4
+2
+3
+3
测实际面
示 值
0
+5
+2
0
+3
2
+2
累加值
0
+5
+7
+7
+10
+8
+10
()图解法求解
图132取直角坐标系中x坐标轴表示基准外表测外表长度时作测量基准y坐标轴表示测点相测量基准坐标值作图时表131中累加值描点图中虚线表示实际基准面实线表示实际测面条件确定基准直线L作行L两条直线(定区域)包容实际测面两条行直线) y 图132 图解法求解
坐标方距离符合定义行度误差值图知：y坐标方定区域宽度y＝6格(水仪格值004mm)该零件行度误差值：
该零件合格
(二)计算法求解
首先求出符合条件基准直线L方程：
例中两低点(12)(63)求出基准直线L方程：
：
测直线高极点(410)低极点(00)分求出y坐标轴方L坐标距离：
行度误差值：
mm
结果图解法相般情况计算法图解法求行度误差值略差异图解法包括作图误差
水仪测量图133a示零件行度误差测量机床导轨相三角形导轨铅垂方面线行度误差图133b测量示意图测素狭长导轨测量三角形导轨时水仪安放倒V形桥板测量导轨时水仪安放普通桥板测量方法测量直线度误差样便数处理两种桥板跨距应相等具体求行度误差值方法参例
(a) (b)
图133 水仪测量行度
二垂直度误差测量
垂直度误差测实际素理想素变动量理想素方垂直基准常测量垂直度误差方法光隙法表法水仪法准直测量法(瞄靶法)闭合测量法等面简介绍测量方法
光隙法表法拟简单请参阅关资料现介绍三种方法
()水仪法
测量示意图见图134测量时测量轴线基准轴线分心轴l2模拟表达测 量基准然水测量前必须框式水仪3底面零位侧面零位调整正确否零位误差会造成较测量误差
测零件基准孔测孔插入适宜心轴放固定支承调支承水仪放基准轴心轴2调整调支承水仪水泡位水准器中心位置附记读数值A2水仪侧面测心轴l水泡稳定读取读数值Al(单位格)设测轴线长度l水仪分度值(线值)c(单位mmm)测轴线垂直度误差值：
图135水仪测量型零件狭长面间垂直度误差例狭长面简化线线垂直度误差测量测零件固定支承调支承安置板框式水仪先放测零件实际基准面1两端调整调支承实际基准面致处水位置然水仪测量直线度误差方法分测量实际基准面1实际测面2测量基准面时水仪c底面跨距测量测面时水仪侧工作面跨距两次测量水仪读数方+〞〞号应致水仪两测量面测点测示值应先求直线度数处理方法求解垂直度误差值注意作测素误差曲线图时坐标正基准素坐标相反基准素测量方y轴误差方y轴测素测量方y轴误差方x轴
图134 水仪法测量垂直度 图135 水仪法测量垂直度
12心轴3框式水仪 1实际基准面2实际测面
(二)准直测量法
准直测量法适测量型狭长零件垂直度误差图136例狭长面例简化线线垂直度误差测量准直远镜直接安放测零件安放测零件外测量前应调整准直远镜转棱镜准直远镜光轴致行基准实际外表通常瞄准靶分置基准实际外表测实际外表两端点处观察调整准直远镜光轴测量基准应测量基准基准实际外表进行测量转棱镜直角标准应转棱镜准直远镜射出光线改变90°继续行进测实际外表进行测量测量时瞄准靶基准实际外表测实际外表等距分段移动准直远镜测取测点读数然读数处理求解垂直度误差值
数处理方水仪法相
(三)闭合测量法
闭合测量法根四边形角360°原理测量垂直度常测量标准方铁等类零件面面垂直度误差图137例检测标准方铁工作面间垂直度误差
测量前定位标准圆柱图137放板高精度指示表测头方调整定位圆柱素线相垂直水方测量时方铁紧定位圆柱定位圆柱方铁指示表座均成线接触方铁工作面开始测量读数次转动方铁测量余三工作面四读数值计算垂直度误差计算垂直度误差时首先式求出闭合校正量：
工作面间垂直度误差值工作面读数m值：
理说代数应等零测量程中存误差误差代数零应公差13
图136 准直测量法测量垂直度 图137 闭合测量法测量垂直度
三倾斜度误差测量
倾斜度误差测实际素理想素变动量理想素方具确定方基准素确定
测量倾斜度误差方法正弦尺法定角座法样板检验法光学倾斜仪法表法等种方法根测件具体情况选面分介绍
()正弦尺法
面基准面倾斜度误差常正弦尺测量种方法正弦尺工作面板工作面构成公称(理)角度测件基准面放正弦尺工作面测件实际角度倾斜方正弦尺组成公称角度倾斜方相反果零件实际角度正弦尺组成公称角度相等零件测外表板工作面行样倾斜度误差转换成行度误差测行度误差该测素倾斜度误差
(a)测件 (b)测量示意
图138 正弦尺测量测量倾斜度
1测件2正弦尺3板量块组
图138正弦尺法测量面面倾斜度误差例测量前根测件公称角正弦尺两圆柱轴线间距离L(100mm200mm)式汁算量块长度H：
H＝L sin
根H值选择组合量块量块数量量少超四块测量时正弦尺2圆柱放板3圆柱放量块组4正弦尺工作面板工作面间构成公称角度测零件1基准面图放正弦尺工作面板工作面作测量基准移动指示表架指示表测头测外表接触整测外表测量取指示表读数(般测面两端)差作该零件倾斜度误差
例图138a示零件公称角度＝20°倾斜度公差＝005 mmL＝100mm正弦尺测量倾斜度误差
公式H＝L sin计算H值H＝34202mm选择四块量块尺寸分：30mm2mm120mm1002mm图138b示方法进行测量指示表读数值Al32读数值A2＝8该零件倾斜度误差：
该零件倾斜度公差50合格
(二)样板检验法
样板检验法基准实际轴线测实际轴线处面线线倾斜度误差检测
图139样板检验线线倾斜度误差例测轴轴轴线成理正确角度孔轴轴线基准实际轴线基准轴线相应轮廓素(圆柱素线)表达检测应零件轴截面进行精密心轴穿测孔心轴模拟测实际轴线检验高精确度角样板样板工作面放测轴件圆柱素线推动样板工作面心轴外圆柱素线接触观察心轴素线样板工作面间光隙检验倾斜度误差否合格果估读光隙验拟丰富定角样板精确度较高基准部位素线形状误差较光隙法达较高检测精确度
(a)测件 (b)测量示意
图139 样板检验法测量测量倾斜度
(三)光学倾斜仪法
图1310光学倾斜仪测量线面倾斜度误差例测量前测零件1放板2基准实际外表板工作面贴合助固定支承5调支承3板架板4测实际轴线心轴6模拟测量时光学倾斜仪7底面V形槽跨测心轴进行调整(关光学倾斜仪结构参关资料)
松开制动扳手粗调外圆盘制动扳手紧住转动微动螺钉横水准泡居中然绕测心轴轴线复摆动光学倾斜仪寻找横水准泡转折点转折点位置调整调支承光学倾斜仪水准泡居中
述调整工作需反复进行然读取光学倾斜仪读数A1
光学倾斜仪图1310b示放板(时水准泡应居中)松开
(a)测件 (b)测量示意
图1310 光学倾斜仪测量倾斜度
1测零件2板3调支承4板5固定支承6心轴7光学倾斜仪
制扳手粗调外圆盘制动扳手紧住转动微动螺钉横水准泡居中读取读数A2倾斜度误差值式求出：
第四节 定位位置误差测量
轴度称度位置度三项位置误差属定位位置误差定位误差测实际素相 理想素位置变动量测素理想素位置基准理正确尺寸确定
轴度误差测量
轴度误差指测实际轴线基准轴线变动量轴度中测素理想轴线基准轴线轴起定位作理正确尺寸零
测量轴度误差时首先确定测实际轴线位置然基准轴线(理想轴线)作位 置拟求轴度误差值种符合定义测量方法较麻烦时甚实现 般采测量特征参数原测素实体原求时位置量规进行检验
通测量器具测量轴度误差常方法心轴表法双表法壁厚差法光轴法圆度仪法径圆跳动代法等
心轴表法双表法壁厚差法请参考资料
()光轴法
型箱体零件轴度误差准直远镜光轴法进行测量置测件体外准直远镜建立条镜外延伸光轴光轴作测量轴度基准放置箱体孔中瞄准靶靶心表达孔中心测量靶心相光轴偏离量然计算评定测轴线轴度误差值
图141光轴法测量型零件两孔轴线间轴度误差例测量时准直远镜l放置测零件5体外瞄准靶3先放置基准孔2两端(图141a)该孔中转动瞄准靶调整瞄准靶三调支承6(见图141b)安装瞄准靶指示表示值转程中变动微止(变动量决定求测量精确度)时认瞄准靶位置已找正靶心表达该孔中心瞄准靶基准孔两位置方法找正
调整准直远镜方位仪器镜中十字线交点先两瞄准靶十字线交点(靶心)准条直线测量基准表达测零件基准轴线
(a) (b)
图141 光轴法测量轴度
1准直远镜2基准孔3瞄准靶4测孔5测零件6调支承
(a) (b) (c) (d)
图142 准直远镜市场情况
准直远镜方位固定瞄准靶3放置测孔 4测横截面应少两瞄准靶放置次需助瞄准靶调支承指示表述方法找正瞄准靶孔位置靶心表达测孔心仪器视场观察仪器镜中十字线瞄准靶十字线相互位置图142图142a表示测横截面轮廓中心G(瞄准靶十字线交点表达)仪器镜中十字线交点N(基准轴线)重合轴度误差等零图142bc分表示轮廓中心G方(xy方)相基准轴线偏离图142d表示轮廓中心Gxy两方分相基准轴线偏离数值仪器读数机构读出偏离量厶轴度误差值式计算：
取测横断面轮廓中心轴度误差值中值作测轴线轴度误差值
采光轴法测量时仪器调焦引起误差瞄准靶靶心调整误差瞄准误差仪器读数误差等素影响测量精确度
(二)圆度仪法
圆度仪种高精确度设备条件求严格轴度求高测件采圆度仪测量圆度仪测量阶梯形轴类零件轴度误差测量示意图图143
测量时测件垂直放仪器工作台基准部位选择径截面两截面调整测零件仪器工作台位置购截面中心表达基准轴线仪器旋转轴线重合然零件测部位两截面进行测量截面轮廓图形张记录纸记录区域圆等方法寻找轮廓图形中心取中心记录纸中心距离值两倍作测零件轴度
误差
图143 圆度仪测量轴度
(三)径圆跳动代法
生产现场条件常径圆跳动检测代轴度检测径圆跳动误差轴度误差圆度误差综合结果径圆跳动误差检测结果图样定轴度公差值零件轴度误差认合格稍超差进行轴度误差检测 图144 激光准直仪瞄靶法测量轴度
1测件2瞄准靶3激光准直仪
(四)激光准直仪瞄靶法
激光准直仪瞄靶法准直远镜瞄靶法(光轴法)测量步骤相测量仪器靶中心目标
激光准直仪瞄靶法目标靶四象限硅光电池激光准直仪激光束正准日标靶中心位置时目标靶四块硅光池感光量相四块硅光电池产生电流相电桥中指示电表读数零目标靶中心位置偏离激光束时四块硅光电池产生电流相偏离程度电表指示出
型柴油机轴承孔轴度轮船轴系轴度等测量均激光准直仪瞄靶法进行测量示意图图144轴承座(测件)1两端轴承孔基准孔三孔轴线相该两基准孔公轴线轴度求测量时激光准直仪3放置测零件外两基准孔放置瞄准靶(定心靶)2调整激光准直仪3光束通两瞄准靶中心建立基准轴线——光轴该光轴建立公基准轴线时测量基准激光准直仪方位固定瞄准靶(定心靶2)次放测孔测量靶中心相基准轴线(激光束)偏移值电表指示偏移值两倍轴度误差值
二称度误差测量
称度误差指测实际中心素理想素变动量理想素位置基准理正确尺寸确定称度轴度样起定位作理正确尺寸零称度指测素基准素间中心面(中心线轴线)面(线)性求测量称度误差时抽象测实际中心素基准实际中心素模拟解析方法表达测零件称度误差包容测实际中心面基准中心面行称配置两行面间(定位区域)宽度
常检测称度误差方法：差值法表法翻转表法测棒法位置量规法等
()差值法
差值法检测实际中心面行基准中心面称度误差图145差值法测量面面称度误差例测量非常简单量具仪器测尺寸ab测零件面面称误差值：
设基准中心面外轮廓间尺寸d测槽廓实际中心面槽侧面间尺寸cf称度误差图145b出：
两式相减取绝值
(a)测件 (b)测量示意
图145 称度测量
(二)表法
图146表法测量外表外表称度误差例测量时实际基准素实际测素分厚度bw定位块模拟表达
首先基准定位块3外表板5距离H组合块组4板作测量基准指示表该量块组调零位调整零位指示表测量外表相距远三点通调支承调整测零件l位置三点示值相等记录该示值时认基准中心面板行基准中心面相板距离l式计算：
然尺寸〔〕量块组调整示值零件指示表测量测定位块2L外表四角点记录示值i＝1234测中心面应四角点位置板距离式计算：
取四数值中值l相减差值绝值2称度误差值：
(三)翻转表法
图146翻转表法测量轴键槽中心面基准轴线称度误差例测量时测轴2外圆柱面放置V形块支承座1V形块模拟表达基准轴线板4作测量基准定位块3两工作面称心面模拟表达测称中心面指示表测头定位块外表接触 (a)测件 (b)测量示意
测轴径拉动测量架稍微 图146 称度测量
转动测轴定位块外表板 1支承座2测轴3定位块4板
工作面行(指示表移动程中示值稳定变表示两者行)然指示表调零
测轴V形块翻转180°定位块外表然述方法进行调整该外表行板工作面指示表进行测量测该截面示值(注意第二次测量时指示表零位动)该截面称度误差：
式中：—轴实际直径单位mm
—槽深单位mm
测键槽全长处测量取值作称度误差结果
图147翻转表法测量圆柱面轴线相两外表中心面称度误差 例实际基准素外表测量方便基准中心面定位块2模拟表达板3作测量基准
测量时测零件1固定支承调支承支持板3指示表测量定位块2工作面相距远三点调整测零件位置三点示值相等记录该示值时定位块工作面(应基准中心面)行板然板移动指示表测零件1测部位高条素线点调整示值零位接着假设干横截面ⅠⅠⅡⅡⅢ－Ⅲ…测量该素线假设干点记指示表点示值
取指示表测部位横截面轮廓翻转前两次测量示值差绝值分作 称度误差值式表示：
(a)测件 (b)测量示意
图147 翻转表法测量称度
1测件2定位块3板
取中值作测轴线称度误差值
翻转表法测量线面称度误差简便易行适测量型零件必须指出翻转前两轮零件测部位测量中指示表作次示值零位调整
(四)测棒法
测棒法检测测面呈V形结构零件图148测棒法测量V形槽面基准中心面称度误差例测量步骤：
(a)测件 (b)测量示意
图148 测棒法测量称度
1测件2定位块3板
(1)测零件1(V形块)放板2侧面s1板工作面贴合
(2)圆棒3V形面接触ab两点指示表测量圆柱面素线测范围高点记示值
(3)翻转测零件180°述样方法圆棒测第二数值两次读数差V形槽ab两称点基准中心面称度误差
(4)直径较圆棒样方法测V形槽hg两称点基准中心面称度误差果述两组称点称度误差均公差值称度合格
必须指出称度求较高测件两组称点求称度误差够应该选择直径等假设干圆柱棒(心轴)V形槽面工作边长度方测假设干组果组称点称度误差等公差值该零件称度判合格
(五)位置量规法
批量生产零件基准素测素尺寸公差称度公差间关系遵实体求采位置量规检验称度误差
图149a示零件20Jsl0(土0042)测槽相40h9基准外外表中心面称度求该零件图149b示称度量规检验该量规测量局部定位局部组成测量局部中心面定位局部中心面应重合样量规检验时测量局部定位局部时通零件测实际素基准实际素该零件称度合格需注意通常零件测素基准素实际尺寸测量检验合格位置量规检验图149中单位mm
(a) (b)
图149 称度量规检验称度
第五节 跳动误差测量
跳动形位工程测件没具体特征测量方式定义
跳动限测件回转外表回转端面圆柱面圆锥面回转曲面回转轴心垂直端面等测量跳动设备拟简单通检测仪测量操作简便测量效率高定条件代难测形位工程检测圆度圆柱度轴度等等生产中广泛应
跳动误差测量方法
跳动误差测外表绕基准轴线回转时测头测面作法接触指示表示值 示值差值测面圆柱面指示表测头测量方垂直旋转基准轴线测圆柱面测头没轴相移动测件旋转周测量圆截面进行测结果径圆跳动(见图151图152)具体测量分截面进行值测量结果测量程中测件旋转时测头相测面缓慢相移动移测面测全长测量全部测面进行测件旋 转许转测结果径全跳 动(见图153图154)测量径全跳动指示表严格基准轴线移动测量装置行基准轴线精密直线导轨
测面垂直基准面轴线端面指示表测头测量方行基准轴线测头端面距基准轴线某指定位置点(未指定时距端面边缘1～2mm处)
测量相测端面径移动测量端面圆周进行测件转动周测结果面圆跳动(见图155)测量程中测件旋转时测头相
(a) 图样标注 (b)测量示意图
图151 称度量规检验称度
测面作缓慢径移动端面边缘直中心测量全部端面进行测件转
(a) 图样标注 (b)测量示意图
图152 径跳动测量方法
(a) 图样标注 (b)测量示意图
图153 全跳动测量方法
(a) 图样标注 (b)测量示意图 (a) 图样标注 (b)测量示意图
图154 全跳动测量方法 图155 端面跳动测量方法
(a) 图样标注 (b)测量示意图
(a) 图样标注 (b)测量示意图
图156 端面跳动测量方法
(c) 测量示意图 (d)测量示意图
图157 端面跳动测量方法
许转测结果端面全跳动(见图156)测量端面全跳动指示表严格垂直基准轴线移动测量装置相应精密导轨
测面斜面圆锥面回转曲面指示表测头测量方垂直测面位测面法测件旋转周测结果斜圆跳动(见图157)没应斜全跳动工程测量装置难具备精确调整方适应测斜面精密导轨外生产中般零件少斜全跳动提出求
二跳动测量基准表达方式
跳动测量基准测量时测件旋转回转轴线回转轴线表达三种具体方式：
()两顶尖公轴线(见图151)
测量顶尖孔测轴件圆跳动全跳动般顶尖测量装置测量(见图)测量顶尖保持较轴度保证较高测件定位精确度测量精确度测件旋转时两顶尖公轴线旋转轴线跳动求带顶尖孔轴件顶尖孔时应保证较高精确度测量时顶尖定位测量基准加工基准致
(二)V形块表达(见图152图153图154)
测量时V形块两相V形块支承测件测件基准外表(般基准轴线轴线外圆柱面)V形块工作面接触V形块模拟表达基准轴线
基准轴线组合基准素建立公基准轴线标注图152图153示需两相V形块支承测件基准部位指定两支承具体位置标注图153a宜两窄形(刀形)V形块支承图153b测件基准轴颈V形块两工作面尺寸误差形位误差等影响V形块工作面测件基准轴颈接触相切模拟圆柱轴线难测量时基准回转轴线重合致—V形块定位精确度高测件回转稳定性两窄形V形块情况V形块定位没顶尖孔 图158圆外表跳动测量
便顶尖孔定位测件(受测件结构限制等原)圆外表跳动测量常V形块定位图158
V形块支承测件测量跳动测件——定轴定位通常轴肩端面等处作轴定位面应定位点测件回转轴线接重合免产生影响定位稳定性力矩测端面圆跳动全跳动时测端面 选取轴定位点免支承点支承力测头测力方致导致稳定端面全跳动会阻碍测量
(三)套筒表达(见图154图156图157)
套筒定位精确度受套筒支承轴颈配合间隙形位误差影响定位精确度 测件回转稳定性较差套筒轴线测件基准回转轴线难重合套筒定位适 没顶尖孔便顶尖孔便V形块(基准轴颈短等等原)精确 度高测件
套筒支承测件轴定位轴定位点应测件基准回转轴线接重合
三测量跳动考前须知
跳动测量设备拟简单操作容易注意容易产生测量误差甚较误差
(1)顶尖定位精确度明显优V形块套筒定位实验研究说明质量测件顶尖顶尖孔两者圆度误差较保证较高回转精确度测量跳动时应顶尖定位跳动求轴件设计时应考虑顶尖孔
(2)套筒V形块定位时注意确保轴定位性稍慎会引入较误差特测量端面圆跳动全跳动轴变动全部反映测量结果中
(3)跳动量车间生产条件进行防止振动尘土脏物影响测量前应顶尖顶尖孔V形块套筒工作面测件支承轴颈等部位清洗干净
第二章 螺纹测量
章介绍螺纹参数测量方法
第节 螺纹参数
螺纹分类应
螺纹件机械制造业中应广泛数量种零件种类
螺纹牙型特征常螺纹表211分类牙型特点应场合均列表中
途：紧固密封传递位移力等
表211常螺纹特征分类
种类
牙型图
特点
应
普通螺纹
牙型角o＝60°螺纹副径处
间隙外螺纹牙根允许较圆角减应力集中直径螺距分粗牙细牙细牙锁性较螺纹零件强度
削弱少易滑扣
应广般联接粗牙细牙薄壁粗牙强度较影响零件常受击振动变载联接微调机构调整
螺纹
联
接
细牙
普通
螺纹
需专量刃具制造济零
件端面密封圈密封
液压系统
550
圆柱
螺纹
牙型角＝55°公称直径似子径外螺纹公称牙型间
没间隙密封简单
压力1568 MPa
(16 kg／cm2)水煤
气路润滑电线路
系统
550
圆锥
螺纹
牙型角＝55°公称直径似子径螺纹分布116圆锥壁外螺纹公称牙型间没间隙填料螺纹牙变形保证联接紧密性55圆柱螺纹配(螺纹圆柱螺纹)时1 Mh(10kS／cm’)压力足够紧密
高温高压系统润滑
系统
续表211常螺纹特征分类
种类
牙型图
特点
应
螺纹
600
圆锥
螺纹
55°圆锥螺纹相似牙型角＝60°
汽车拖拉机航空机
械机床燃料油水气输送系统联接
米制锥
螺纹
55°圆锥螺纹相似牙型角＝60°
气体液体路系统
螺纹密封连接
梯形螺纹
牙型角＝30°螺纹副径外径处相等间隙矩形螺纹相效率略低工艺性牙根强度高螺纹副中性
调整间隙(局部螺母时)
锯齿形螺纹
工作面牙型斜角3°非工作面牙型斜角30°综合矩形螺纹效率高梯形螺纹牙根强度高特点外螺纹牙根相圆角减应力集中螺纹副外径处间隙便中
单受力传力螺旋
二普通螺纹牙型参数
里介绍普通螺纹牙型参数
普通螺纹(公制螺纹)根牙型图211中粗线示通螺纹轴剖面作设计理牙型该牙型具螺纹根尺寸图中H牙型根三角形高度
螺纹参数(参图211)
()径
Dd图211知
径根尺寸螺纹公称尺寸
(二)中径
D2d2(D2：表示螺纹螺母d2：表示外螺纹螺钉)中径假想圆柱(中径圆柱)直径该圆柱母线(中径线)通牙型沟槽凸起宽度相等方
(三)径
Dld1图22l知
螺纹结合中外螺纹中径径径根尺寸应相等
影响螺纹配合性质质量直径中径径径限制性结构尺寸
外螺纹旋合径径处留较间隙保证阻碍螺纹旋入
图221 螺纹牙型图
(四)螺距P导程L
螺距相邻两螺牙中径线应两点间轴间距离导程螺旋线相邻两螺牙中径线应两点间轴距离单头螺纹导程等螺距头(n线)螺纹L＝nP两条两条轴等距分布螺旋线形成螺纹(见图222)应较少
图222 外螺纹示意图
(五)牙型角牙型半角
牙型角螺纹轴剖面螺纹牙型相邻两牙侧间夹角普通螺纹牙型角＝60°牙型半角牙侧螺纹轴线垂线间夹角＝30°
牙型角误差牙型半角误差两半角分29°31°测量时应检测牙型半角
(六)螺纹升角
中径圆柱螺旋线垂直螺纹轴线面间夹角中径d2导程L关系：
tg
单线螺纹：tg (见图223)
(七)螺纹旋合长度 图223 螺纹升角
指相配合外螺纹螺纹轴线方相互旋合局部长度
(八)单中径
单中径假想圆柱直径该圆柱母线通牙型沟槽宽度等根螺距半方
第二节 螺纹单项参数光学测量法
中径光学测量法
螺纹中径光学测量法万工具显微镜影象法齿厚法测量刀轴切法干预法进行测量
()影象法
影象法测量螺纹中径直接仪器分划板中米字线测螺纹轮廓准进行测量测量时米字线中心应准测螺纹中径位置附轮廓点减弱牙型角误差测量结果影响图224ab位置两次测量(移动仪器横导轨)测量值差测螺纹中径种方法直观方便测量中仪器明光源光圈显微镜焦距难调整理想状态测螺纹轴线测量轴线完全行等测量结果带测量误差减弱述项误差素影响仪器调整时应注意点：
1光圈调整
测量螺纹时明光束投射测螺纹螺旋面(空间曲面)产生成象误差正确调整仪器光圈成象误 图224 影法测量螺纹中径
差趋零光圈调整造成测量误差达10微米百微米测量螺纹中径时正确光圈D式出：
式中：d2测螺纹中径公称值单位mm
—测螺纹牙型角公称值单位度(°)
F—明光源聚光透镜焦距单位mm
测量时正确光圈直径D式计算
2．螺纹工件安装
测量中螺纹工件安装导致螺纹轴线仪器测量轴线倾斜螺纹中径测量结果带误差图225防止减弱项误差影响安装时谨慎操作外应分螺纹牙型左侧右侧进行测量中径值d2′d2″取两者 图225 螺纹工件测量轴线
均值作测量结果 倾斜造成测量误差
3．焦距调整
螺纹复杂曲面轮廓保证通螺纹轴线截面进行测量测量前应焦棒调焦距否显微镜立柱倾斜找轴截面带测量误差会
4．中央显微镜立柱倾斜
影象法测量螺纹中径需米字线螺纹牙型轮廓线瞄准然目镜中观测时受螺纹升角影响螺纹轴截面真实牙型轮廓测量前需中央显微镜横移动螺纹牙侧时显微镜立柱相反方倾斜角螺纹中径处进行测量螺纹升角中径公称值d2值进行计算：
tg
通常取式)似式：
式中：P—螺距(头螺纹导程)单位mm
—显微镜立柱倾斜角单位度(°)
(二)齿厚法
某带顶尖孔螺纹工件放置仪器工作台V形支架时螺纹测量面中央显微镜摆动中心重合述影象法测量带较误差采齿厚法测量螺纹中径获较高精确度结果安置标准顶尖螺纹中径测量齿厚法样获述影象法高测量精确度
测量时影象法样显微镜立柱左右倾斜螺纹升角通测螺纹侧假想全齿形截面中间位置测量出齿厚Z1然仪器工作台横移动距离V(测螺纹中径公称值)边测量齿厚Z3图226图226：
式中：P—螺距公称值单位mm
述方法称双齿厚测量法消齿厚测量时引起局部误差测量Z1Z3外测量Z1′种测量方法称三齿厚测量法时中径d2式计算：
图226 采齿厚法测量螺纹中径
令：
：
二螺距光学测量法
螺纹螺距光学测量必须螺距定义进行螺距P相邻两牙中径线应两点间轴距离测量万工具显微镜采影象法R目镜法光学灵敏杠杆法轴切法干预法等
()影象法
影象法测量螺距测量中径类似需进行仔细焦距调整光源光圈选择中央显微镜立柱倾斜螺纹升角尹里表达测量时目镜中米字线螺纹轮廓压线记取第次读数横滑板动情况移动滑板 图227 影法测量螺距
相邻螺纹牙侧次米字线螺纹名牙侧轮廓压线读取第二次读数图227两次读数差测螺距实际值压线时应米字线中心落螺纹中径线附
消螺纹轴线测量轴线倾斜造成测量误差螺纹牙型左右两侧测次取均值作螺距测量结果测螺纹螺距P<3 mm时消螺纹轴线弯曲造成测量误差般螺纹轴线两边进行左右两侧两次读数图228取四次测量值均值作螺距测量结果：
螺距累积误差测量方法单螺距测量类似须跨n螺距样消轴线倾斜影响需左右两侧测—次消轴线弯曲影响需轴线两边进行两次测量取四次测量均值作n螺距实际值
(二)光学灵敏杠杆测量法
光学灵敏杠杆万工具显微镜附件测量时通带缺口滚花螺母(见图229a中1)紧固三倍物镜 图228 螺距测量法
明装置致行导板移动方接通光源 旋转滚花调整环光学灵敏杠杆测头目镜视场中影象调清晰然测头引入 测螺纹牙槽中径附牙型侧面接触仪器微动机构显微镜视场双刻线米字线实线套合(见图229b)记仪器横读数作定位数时记读数移动仪器横导板测头引出进入相邻牙槽名牙型面接触先横读数恢复原位目镜中次瞄准读取第二次读数两次读数差测螺纹螺距实际值样应左右两侧面测次取均值作测量结果种方法精确度较高生产单位广泛采方法
螺距测量方法请参阅关资料
图229 光学灵敏横标外观视场示意
1锁紧螺母2光源3调整环4测头测力方调整钮
三螺纹牙型半角光学测量法
螺纹牙型半角光学测量般万工具显微镜进行方法影象法
干预法轴切法等万工具显微镜测量螺纹中径螺距样进行测螺纹工
件安装仪器调整仅介绍影象法测量螺纹半角方法请参阅关文件
螺纹牙型半角测量螺纹中径测量方法步骤根相牙型半角测量尺寸测量瞄准必米字线中心虚线压牙型轮廓边缘采取 米字线牙型轮廓边缘间保存条窄均匀光隙瞄准实践证明保存均匀光隙方法米字线压牙型轮 廓边缘方法测量精确度高角度值测度目镜头 读取
牙型左右侧面测量外消螺纹轴线倾斜影响螺纹侧进行测量两相位置ⅠⅢⅡⅣ分取均值图2210
测出左右牙型半角式计算半角误差：
式中：—牙型半角公称值
影象法测量螺纹牙型半角调整仪器时 图2210 牙型角测量示意
防止轴轮廓投影畸变误差影 响中央显微镜立柱倾斜螺纹升角甲时测出牙型半角法牙型半角 规定轴值时调整仪器明光源光圈测螺纹中径公称值正确光圈D公式进行选择牙型轮廓直边分布螺纹中径外直径选择光圈适合外直径位置牙型轮廓产生误差测出牙型半角实际值般螺纹升角较普通螺纹测量精确度求太高时认两项误差互相抵消均作修正应指出必须测螺纹中径公称值选择调整明光源光圈
螺纹升角较精确度求高时应法牙型半角值转换成标准规定轴值公式：
式中：—螺纹升角单位度(°)
第三节 三针法测量螺纹中径
三针法(称三线法)精测外螺纹中径根方法操作简便测量外尺寸精密通仪器测量生产中应广泛
普通螺纹中径三针测量法
()根原理计算公式
三根相正确三针图231示放测螺纹牙槽中间采非正确三针时三针牙侧接触点偏离中径应超18角边长两行测砧(杠杆 千分尺光学计测长仪等仪器)测出M值计算出测螺纹中径d：值计算公式：
图231知：
图231 三针法测量示意图
：
式中：M—仪器出测量值单位mm
P—测螺纹根螺距单位mm
2—测螺纹牙型半角单位度(°)
do—测针根直径单位mm
普通螺纹＝60°：
d2＝M3d0+0866P＝M—A
两式前提条件测针中径线螺牙侧面接触左右两接触点间距离等半螺距P／2测d2值单中径单中径定义假设圆柱直径该圆柱母线通牙型沟槽宽度等根螺距半方〞说单中径三针量法定义泛指中径概念样中径定义假想圆柱直径该圆柱母线通牙型沟槽凸起宽度相等方〞适没误差理想螺纹(时单中径值相)适误差实际螺纹(单中径值般)
中A计算常数值查表231
表231普通螺纹三针量法测针直径计算常数A值
注：表中测针直径do国通三针直径包括局部德国蔡司
测针中径线螺牙侧面接触测针直径测螺纹根螺距保持定关系图231中三角形OBC出：
正确三针直径采正确三针直径消牙型半角偏差测量结果影响
采正确直径三针测量标准根螺距配副三针样势必规格研究说明：测针测螺纹牙侧面偏离超牙面直线局部长度L1／8时(见图232)测量精确度受影响(圆柱螺纹量规三针法检定塞规中径求)——般生产应完全接受样相根螺距种根直径测针国国外许厂家(德国蔡司厂)生产测针根直径系列 图232 三针直径偏差带误差分析图
原安排
(二)综合修正值分析
三针量法种间接测量方法式知Md0P误差影响d2结果外测量时测量力压陷误差测针测螺纹牙槽螺纹升角产生偏斜带误差精密测量视
式(826)全微分似系统误差关系式：
式中：—M测值公称值差单位mm
—测针直径制造偏差单位mm
—测螺纹螺距偏差半角偏差单位mm度(°)
—测螺纹单中径偏差单位mm
P—测螺纹螺距半角公称值单位mm度(°)
do——测针直径公称值(根尺寸)单位mm
简写成：
式中：K0K1K2K3误差传递系数
1．测值M偏差
＝M测M计算
M计算dPd2公称值(根尺寸)代式(8—2—5)中求出误差传递
系数K01说考虑d0P误差影响时少样少
2．测针直径制造偏差
误差传递系数
三根测针偏差分时修正值〔〕
应式计算：
里放置测螺纹侧两根测针等中3
负值表示增作负值修正测量没误差理想螺纹(d2P等公称值)测针直径d0越(公称值)测M值越算出 单中径公称值应作负值修正恢复正确值测针直径公称值身负值测算出单中径公称值修正值3()＝+3单中径恢复正确值注意K1负值(3)变
3．测螺纹螺距偏差
误差传递系数：
实际螺距根螺距正值中径处螺牙槽宽(P／2)增测针深入螺牙槽时测M值算出单中径d0变应作正值修正负值测量时测针位置外移测M值算出值变时修正值K2负值实际作负值修正K2正值变修正值：
4．测螺纹半角偏差
误差传递系数K3：
采正确直径测针(式(8—2—7))K3＝0测单中径时半角偏差影响忽略计实际测量正确直径测针应进行修正计算
改角度分〞单位(原式中弧度l′＝0291X103rad)P均毫米(mm)计算＝60°半角偏差修正值：
5．测螺纹升角影响
螺纹升角甲存测针放螺纹牙槽时轴线螺纹轴线垂直着螺纹升角方倾斜角度测针牙槽侧面两接触点图231表示样螺纹轴截面法截面(见图233)螺纹法牙型角轴牙型角测针牙槽中位置略升高测单中径值偏应作负值修正
螺纹法轴截面关系推导出项修正值：
式中：d0—测针根直径
—测螺纹牙型角螺纹升角Pd2测螺纹螺距中径公称值
6．测量力引起压陷误差影响
三针法测量时测量压力(见图234)测针螺纹量砧接触处产生变形种压陷误差测出单中径值偏应作正值修正修正值似公式计算：
式中F实际测量力单位N
K—测量压力10N时压陷量单位
式中K值查表231测量力误差应作正值修正螺纹升角误差作负值修正两者局部相消螺纹升角(3)测力较情况两者相消作修正
表232K值表
螺纹规格
K值
螺纹规格
K值
螺纹规格
K值
螺纹规格
K值
M1×025
M12×025
M14×03
M16×035
M2×04
M22×045
4
4
4
3
3
3
M25×045
M3×0 5
M35×06
M4×07
M45×075
M5×08
3
3
3
3
2
2
M6×1
M8×125
M10×15
M12×175
M14×2
M16×2
2
2
2
2
2
2
M18×25
M20×25
M22×25
M24×3
M27×3
＞M30×35
2
2
2
2
1
1
注：径30mm普通螺纹K值均1
二螺纹中径双针测量法单针测量法
直径100mm螺纹螺扣缺乏3牙螺纹(止端螺纹塞规某特殊结构螺纹)宜三针法测量时两针法测量单中径d2直径更螺纹单针法测量双针法测量图235计算公式：
普通螺纹＝60°：
式中：M1—测针直径
d—测螺纹螺距牙型半角
图233 测斜位置图 图234 测量力示意图
图235 两针测量示意图 图236 单针测量示意图
单针法测量测螺纹径定位消减径中径圆度误差偏心影响M1值应互成90°方测次取均值作结果
双针法单针法测量螺纹中径参数／2测量影响误差修正参考三针量法处理螺纹升角甲引起误差修正值双针法取三针法修正值单针法取三针法修正值半测力压陷误差修正双针法取样测力三针法修正值133倍单针法取23
第四节 普通螺纹综合测量
螺纹量规牙型泰勒原
作中径正包络实际螺纹假想螺纹中径假想螺纹具根牙型螺距半角牙型高度径径处留间隙保证实际螺纹径发生干预
作中径定义知单纯尺寸代表正包括实际螺纹假 想螺纹控制作中径模拟假想螺纹实际螺纹检验控制单纯尺寸牙廓边界称综合检验
螺纹具根牙型实际外螺纹量规检验外螺纹具完整牙型时具足够扣数(圈数)检验合格标志够利检螺纹旋合通说明检螺纹全部牙廓点没超外螺纹量规模拟根牙型外螺纹量规作通端螺纹塞规
实际螺纹作中径总单中径通端螺纹塞规检验合格螺纹说明作中径没然单中径更会单中径行止端螺纹塞规检测合格标志完全旋合通测螺纹称止端塞规
止端塞规功控制检螺纹单中径应模拟中径极限尺寸检测局部尺寸整体牙廓应螺距误差半角误差关螺距误差半角误差检测单中径起干扰作检螺纹螺距误差半角误差越止规检测时越通检螺纹检螺纹越认合格回避量减弱种误检矛盾止端螺纹量规牙型应做成完整截短牙型(见图237)防止检螺纹半角误差干扰牙侧工作局部(见图237)应量短太短时易磨损止规螺牙扣数减少般2～3扣减弱检螺纹螺距累积误差干扰截短牙型国家标准GB 3934—83普通螺纹量规中详细规定
检测外螺纹螺纹环规通端环规具完整牙型控制检外螺纹作中径防止止端环规具截短牙型控制检外螺纹单中径防止
互相配合外螺纹通通端螺纹量规说明没超越根牙型两者然旋合通止端螺纹量规说明单中径没保证应连接性强度
图237 截短牙型图
介绍螺纹量规通止端牙型作等容早英国威廉·泰勒1905年提出时取螺纹量规改良措施〞专利成著名泰勒原〞仅适螺纹量规适般极限量规
二螺纹量规分类规
螺纹量规性分三类：
1．工作螺纹量规
加工操作者制造螺纹程中螺纹量规
2．验收螺纹量规
检验部门户代表验收螺纹时螺纹量规
3．校螺纹量规
制造工作螺纹量规时检测中丁作螺纹量规磨损情况时螺纹量规
国家标准普通螺纹量规GB 3934—83螺纹量规名称代号功规作规定中检测外螺纹通止端工作量规四检测工作环规校量规六十检测工件螺纹工作塞规没规定校量规工作塞规容易通量仪(万工具显微镜测长仪等)三针法(测单中径)检测工作塞规校量规环规高精确度环规制作检测非常困难
国家标准没规定新验收量规减检验中争议(常工作量规检测合格验收量规检测合格)标准中规定：操作者制造工件螺纹程中应新磨损较少通端螺纹量规磨损较接磨损极限止端螺纹量规检验部门户代表验收螺纹时应磨损较接磨损极限通端螺纹量规新磨损较少止端螺纹量规
标准规定：检测中发生争议时假设判断螺纹合格螺纹量规符合国家标准规定该螺纹应作合格处理
介绍螺纹工作量规检测工件螺纹作中径单中径没规定公差规定牙型界限工件螺纹径D外螺纹径d1检验功留较间隙保证旋时发生干预严格求
三螺纹量规技术求检定
检验螺纹量规(包括检验外螺纹径d螺纹径D光滑极限量规)合金工具钢碳素工：具钢耐磨材料制造钢制螺纹量规测量面硬度应HRC58～65公称直径等3mm螺纹塞规HRC53～60量规应稳定性处理螺纹量规测量面应锈迹毛刺黑斑划痕等明显影响外观影响质量缺陷外表应锈蚀裂纹螺纹塞规测头手柄联结应牢固程中应松动脱落螺纹量规非工作面应螺纹代号中径公差代号制造厂商出厂年月公称直径14mm螺纹塞规应锥柄标螺纹代号中径公差代号手柄应标述全部容
检测圆柱螺纹量规室温度受检前放置室达温度衡温度时间应符合规程规定
螺纹量规手力旋(光滑极限量规手力推)允许敲击强制加压辅助工具否仅会造成误检会损坏量规时量规涂层薄易流动油层减摩擦阻力
量规定保持清洁特防止螺牙工作面附微细铁末等污物否会带检测误差引起严重磨损损伤量规螺纹量规忌磕碰时特心完应立洗净擦干涂薄层防锈油单放专木盒应防止长时间间断手握持量规量规手柄隔热手柄减免手温影响量规前应检工件放起等温两者温度均衡决量规检验刚加工完温度较高工件
新制成螺纹量规进行合格否检定中螺纹量规定期进行检定检定周期视量规频繁程度磨损快慢定检定应JJG 888—95圆柱螺纹量规捡定规程规定进行
讲述螺纹塞规中径螺距半角检定
()塞规中径
1．求：螺纹塞规中径应符合JJG 888—95圆柱螺纹量规检定规程附录345中规定
2．检定方法
(1)螺纹塞规通端检定应螺纹工作段两端中部三直径截面成90°两直径方6位置进行检定止端检定应两直径截面成90°两直径方四位置进行检定距量规工作段两端够整牙检测量值应规定极限范围
(2)三根直径相正确三针图231示放螺纹牙槽中间采非正确三针时三针牙侧接触点偏离中径应超l／8角边长然测出M值通换算求出中径d2
a正确三针直径计算公式：
式中：—正确三针直径单位
—公称螺距单位
—公称牙型半角度〔°〕
b螺纹塞规中径计算公式：
式中：M—仪器出测量值单位
—三针直径单位
—综合修正值单位
c 综合修正值计算公式：
式中：—牙型角实际偏差修正值非正确三针时单位
—牙型角偏差单位秒〔″〕
需注意梯形螺纹量规等正确直径三针
式中：—螺距实际偏差修正值单位
—螺距偏差单位
式中：—三针直径实际偏差修正值单位
—单针偏差单位
—双针偏差单位
式中：—螺旋升角引起误差修正值单位
—螺纹头数
60°55°时：
30°时：
式中：—测量力作引起压陷变形修正值单位
—测力单位N
—三针直径单位mm
(二)塞规螺距
1求：螺纹量规螺距应符合JJG888—95圆柱螺纹量规检定规程附录345中规定
2．检定方法
(1)螺纹塞规螺距万工具显微镜衍射干预法满足公差求方法 检定
需注意测量螺距时应螺纹中径线螺纹头端全牙侧第牙开始直测完全部螺牙测单螺距偏差螺距累积偏差均应附录345中规定偏差
(2)单螺距偏差结果处理
螺纹牙凹轮廓左侧右侧测次取侧算术均值测结果：
式中：—实际测牙凹左侧螺距值单位mm
式中：—实际测牙凹右侧螺距值单位mm
式中：—左侧单螺距偏差单位mm
—螺距理值单位mm
式中：—右侧单螺距偏差单位mm
直径3mm时取4次算术均值作测量结果：
(3)螺距累积偏差结果处理
式中—左侧螺距实测值单位mm
式中—右侧螺距实测值单位mm
式中：—左侧螺距偏差单位mm
—螺距理值单位mm
式中：—右侧螺距偏差单位mm
(三)塞规牙形半角
1．求：螺纹塞规牙形半角偏差包括牙形直线度误差应符合JJG888—95圆柱螺纹量规检定规程附录345中规定
2．检定方法
(1)螺纹塞规通端少头端中间两螺旋圈检定止端中间部位螺旋圈检定万工具显微镜衍射干预法检定视场应观察牙形高度80％直线度误差衍射干预法检定
(2)螺纹牙形角直线度检定
行线包容实际齿形条件评定直线度误差
(3)垂直螺旋线截面牙形半角值
述包容线方确定牙侧半角螺旋凹槽相两边牙侧图2210示进行测量测值做处理：
式中：—牙型半角公称值单位度(°)
(4)影象法衍射干预法检定牙形半角时必须换算成轴牙形角：
式中：—螺纹升角单位度(°)
第三章 光滑极限量规确定度分析
章量规IT8尺寸测量结果确定度分析：
测量方法
JJG 343—96光滑极限量规检定规程光滑极限尺寸通样长度标准量块相拟测长度尺寸差d式表示：
式中：—检量规尺寸单位mm
—标准量块尺寸单位mm
—检量规标准量块热膨胀系数
—检量规标准量块参考温度20℃偏差单位℃
二数学模型
检量规尺寸式出：
设检量规标准量块温度差热膨胀系数式
(1)
差值估计零确定度非零认关式知测量简单表达式表示标准量块证书予20℃时标准长度次测量差值合成确定度式表示
(2)
3方差传播系数
(1)(2)式：
式中：
：
4．计算分量标准确定度
(1)四等量块中心长度测量确定度估算分量
JJG 146—2003量块检定规程四等量块长度测量确定度计算公式时正态分布处理置信子k＝3
(2)拟差值估算确定度分量
1)测量重复性出分量
重复测量10次计算标准偏差：
2)仪器示值稳定性出分量
重复测量10次计算稳定性：
3)仪器示值误差估算分量
光学计示值误差025等概率分布置信子：
估计相确定度10％：
4)仪器读数估读误差影响分量
假设估读误差01等概率分布置信子
估计相确定度10％：
四项合成：
(3)标准量块检量规膨胀系数差出分量
标准量块检量规膨胀系数均℃－1膨胀系数差半宽℃－1区间等概率分布置信子
℃－1
估计相确定度10％
4)标准量块检量规间温度差出分量
标准量块检量规应相温度温度等概率落估算区间005℃～005℃处置信子：
℃
相确定度50％
5．合成标准确定度
效度：
6．扩展确定度
查表：：
第四章 尺寸测量
长度尺寸量中根参数长度尺寸种方法分类：分尺寸中等尺寸微尺寸结构特征分尺寸外尺寸圆弧尺寸交点尺寸等等表达方便面尺寸结构特征分类
第节 外尺寸测量
外尺寸指外表构成尺寸轴径球径外锥体尺寸板形零件外形尺寸等外尺寸通常接触式影象法轴切法三种形式测量
接触式测量
接触式测量长度尺寸根测量方式外尺寸外表便仪器测头接触接触式测量外尺寸测量中占十分重位置
接触式测量常仪器：游标卡尺千分尺机械式测微仪等机械式仪器立卧式光学计立式测长仪万测长仪测长机接触式干预仪等光学计量仪器电感式测微仪等电动仪器
接触式测量仪器测头测零件机械接触定位保证测量准确度确定外尺寸接触式测量方案时计量仪器选择原确定适宜计量仪器外需考虑问题：
()测头形状选择
接触式测量时接触稳定测头工作面测面应呈点接触线接触仪器测头形状决定接触形式测外表面时选择球面测头测外表球面
圆柱面时选择面测头刀口形测头 图411 测头形状选择
接触式测量光学仪器通常调换测帽改变测头形状类仪器般备面测帽球面测帽刀口形测帽供测量时选游标卡尺测量面面刀口形两种面测量面测量圆柱形零件刀口形测量面测量圆弧槽面量爪测量圆弧槽刀口量爪测量圆柱形零件(见图411)否定位困难产生误差外径千分尺测头面没选择余通常测量球形圆柱形零件
(二)接触位置调整
仪器测头测工件接触位置否正确接触式测量否获准确测量值重问题仪器测头测工件正确接触位置测参数定义位置测量前需仪器测头位置测头测参数测量轴线相位置进行调整量仪器测头 图412 仪器测头正确位置
测参数轴线测量线三者重合行
仪器测头正确位置面测头工作面垂直仪器测量轴线球形测头球心应位仪器测量轴线否法接触位置测参数定义位置(见图412)
仪器接触位置调整方法卡尺类仪器螺旋副类仪器立式光学计等仪器中测头位置调测量面测量轴线相位置求制造时保证万测长仪测长机等仪器测头位置调整调整方法：根接触形式选择测帽装移动侧座测量轴两侧帽接触调节尾两螺钉改变两测帽相位置两互相垂直 方调整时仪器目镜视场中刻线象移动转折点重合时测帽已处正确位置
(三)工件安装
测工件整测量程中保持正确位置安装工件应遵守变形原六点定位原针接触测量特点应注意两方面：
(1)测工件支承面定位面测面三者重合时应根测外表形状合理选择仪器工作台工件定位稳定立式接触仪器通常带面工作台筋形工作台面工作台精确度较高立式接触干预仪附玛瑙工作台般情况测量面工件需筋形工作台玛瑙工作台(高精确度测量)测量球形工件需面工作台测量圆柱形工件面工作台筋形工作台圆柱体母线筋条行
(2)存测量力定位工件夹紧防止测量程中产生正确位移特调整工件测量轴线相位置时夹紧牢固会调整工作难进行果工件身重量产生摩擦力足克服测量力引起位移时需夹紧
面万测长仪例讨
万测长仪测量示意图图413测工件安装万工作台仪器测头测外表(定位面)接触万工作台具五度调整万工作台手柄工件万工作台运动改变相测量轴线位置调节万工作台手柄时 图413 万测长仪测量示意图
观察目镜视场中毫米刻线象移动转折点 1万工作台2支承面3轴
方转折点重合时工件正确位置 4测帽5压板6定位面7尾
测量行面工件时测外表测量轴线垂直测量圆柱体工件时母线测量轴线垂直测量球形工件时球面中心通测量轴线
二影象法测量
光学计量仪器利某种标记(刻线标准轮廓等)放测工件象进行瞄准定位轮廓拟测量值测量方法称影象法影象法非接触式测量需测头没测量力测量刚性差材料软工件塑料橡胶软金属制成工件测量细工件形状复杂工件电子元件种零件种样板螺纹齿轮刀具等长度尺寸测量中影象法应十分广泛
影象法典型仪器类投影仪工具显微镜测量显微镜通常采工件移动方式防止移动时惯性作测工件产生位移般需工件夹紧
影象法测量求测工件轮廓象清晰放准确瞄准线形式选择投影轮廓拟测量时绘制标准放图准确测量前需正确调整光源正确调焦正确确定光圈正确选择瞄准线形式正确绘制放图
三轴切法测量
轴切法测量测量刀刀刃测外表接触进行定位测量刀刃面刻线代测工件轮廓象进行非接触瞄准种测量方法工具显微镜测量时采轴切法
轴切法测量刀仪器标准附件台仪器测量刀互相通外形图尺寸图414刀刃形状分直刃斜刃两种图示斜刃测量刀直刃测量刀测量光滑圆柱体斜刃测量刀成分左刃右刃螺纹等形状复杂零件测量刀面刻线刀刃行距离03mm09mm两种
测量刀测角目镜配合测角目镜中米 图414 测量刀外形图
字线中心垂直虚线两边称分布着相距09 mm27 mm两行虚线图415轴切法测量两行虚线中某条虚线测量刀刻线瞄准必须选3×物镜样测量刀刃面0．3 mm刻线09mm刻线3×物镜放刀面刻线象刀刃象距离分米字线两行虚线中心垂直虚线距离相应
采米字虚线测量刀刻线准防止斜行明光 图415 万工显视场图
束引起成象误差轴切法瞄准精确度影象法瞄准精确度高时轴切法测量影象法法测量长度尺寸(图416中尺寸L)
测量刀刀刃测外表接触程惯称刀刀轴切法测量精确度具决定性作必须准确刀时求刀刃测外表紧密接触允许刀刃摆动方式测外表接触允许测量刀刃测外表移动(见图417)防止刀刃加快磨损影响测量正确性 图416 工件外形
轴切法测量轴类工件时需仪器附件——垫铁测量刀垫铁仪器专附件单配制造仪器时通垫铁厚度修正测量刀刀面位顶针轴心线水面仪器垫铁交换 图417 视场情况
第二节 尺寸测量
尺寸指外表构成尺寸孔径槽宽锥体尺寸等测量尺寸般外尺寸困难常计量仪器测量外尺寸通仪器(万测长仪测长机工具显微镜等)外径百分表径千分表径千分尺种孔径测量仪
尺寸测量接触式非接触式两种形式
接触式测量采绝法相法获测量结果接触式绝法测量原理图421
图421中仪器测头直径调整仪器测头测尺寸定义位置测头先位置A零件接触仪器读数a1移动测头测零件测头位置B测零件接触 图421 测孔示意图
仪器读数值d2尺寸M：
M＝(a1a2)+d
式中：d—测头直径单位mm
尺寸测量准确度决定测头移动(零件移动)距离(a1a2)测头直径d测量准确度设法提高两者测量准确度提高尺寸M测量准确度
接触式相测量标准环规量块等作标准量测尺拟出两者差值式计算测尺寸M值：
M＝ds+(aa0)ds+△
式中：M—测尺寸单位mm
ds—标准件尺寸单位mm
a—测量零件时仪器读数单位mm
a0—测量标准件时仪器读数单位mm
△ —测尺寸标准尺寸差值单位mm
面表达尺寸测量种典型方法
灵敏杠杆(光学接触器)测量
灵敏杠杆(光学接触器)工具显微镜附件工作原理图422
光源聚光镜亮双刻线分划板分划板三耐双刻线显微镜物镜成象测角目镜米字线分划板反射镜测杆绕固定轴步摆动目镜视场中双刻线象测杆8摆动移动测力弹簧测头产生测量力测力方变测量力始终指测外表测头测外表接触继续移动拖板目镜视场中三双刻线称套住米字线中某条实刻线时测头测零件相位置固定实现读数定位
灵敏杠杆测量外尺寸行度直线度等灵敏杠杆必须3×物镜配合 图422 灵敏杠杆测量孔示意图
选物镜见三双刻线 1测力弹簧2反射镜3米字线分划板
象零件安装应仪器标准 4物镜5双刻线分划板6聚光镜7光源
玻璃刻线尺减少阿贝误差测 8测杆9测零件10玻璃工作台
零件定位基准测量基准重合求测零件定位面必须轴线相垂直否产生定位误差
二电眼法测量
电眼装置测量电眼法测量电眼装置卧式测长仪附件通测头进行测量绝法获测量结果球形测头直径高精确度检定直径值通支架测量轴(标准尺)连接电眼显示测量定位测零件安装绝缘工作台
电眼装置测量孔径时必须绝缘工作台水泡调整中间位置绝缘工作台处水位置绝缘工作台台面定位面测零件说工作台面相接触面定位面电眼法测量孔径时测零件定位基准面测量基面重合绝缘工作台调水位置定位基面测外表垂直减少定位误差
三测钩法测量
测钩法测量测钩卧式光学计万测长仪测长机测附件分两种测钩测量深度15 mm零件测钩测量深度50mm零件类仪器备标准环规环规端面刻孔径实际值说明实际尺寸刻线供测量确定起始值位置
测钩法测量原理图423固定测钩仪器尾连接活动测钩仪器测量轴连接确定起始值测尺寸根测头移动距离式M＝ds+(aa0)ds+△求
测量时仪器第次定位读数值称起始值测钩法测量起始值标准环规(量块组成尺寸)确定标准环规放仪器工作台进行测量读取时仪器示值该次测量起始值起始值确实定方法选仪器差异卧式光学计测量时标准环规尺寸测零件公称值相等(非常相)起始值定零位附 图423 测钩法测量示意图
万测长仪测长机等仪器测量时标准环规尺寸(量块尺寸)仪器绝测量范围意选定提高测量准确度出发应选测尺寸接环规时两种方法确定起始值种起始值定标准环规(量块)实际值测量测尺寸时仪器读数值测尺寸量值需计算种起始值定仪器读数带数0500mm位置20．50035．500等测尺寸式M＝ds+(aa0)ds+△求实际值种定起始值方法减少读数系统放倍数误差减少放标尺毫米刻线 间距01mm分划板10分划间距相符合差值(仪器允许土05)引起误差提高测量准确度该法实际测量中较常
四反射法测量
反射法利外表反射原理定位非接触种测量方法点仪某仪器中作附件外表反射装置利原理典型仪器应外表反射方法获测尺寸克服接触法测量中触头尺寸限制测量1mm尺寸缺点然孔径0工具显微镜影象法测量测孔径边缘般倒象会引进较测量误差反射法测量截面进行轮廓倒象反射法测量没影响前种仪器测量孔径较理想种
点仪外表反射拟仪万长仪具较高瞄准精确度读数精确度测量高精确度孔精密外尺寸测量该仪器三种分度值：02051
测量时测零件放滑板工作台移动滑板测外表进入视场调整工作台进行瞄准s″反套目镜视场双刻线中读数显微镜中分读取瞄准零件两测外表时读数两次读数差测尺寸
第三节 交点尺寸测量
交点尺寸指机械零件线线(轴心线称线轮廓线等)线面面面交点切点交线间坐标位置尺寸交点虚点实点分谓实点零件实际线实际面交点虚点相反实际线实际面交点延长线交点交点通常三种类型：直线直线交点直线圆弧交点(切点)圆弧圆弧交点(切点)交点尺寸测量方法通常采影象法坐标法台测量三种方法类型交点尺寸应采方法节讨工具显微镜测量交点尺寸
影象法直接测量交点尺寸关键确定交点位置实际测量中四种类型交点尺寸现介绍虚交点面距离测量
图431零件需测量虚交点A面距离L具体测量方法：
零件安装工具显微镜玻璃工作台移动横拖扳米字线移Ⅰ处调整工作台A面横导轨行记读数a1 图431 零件图
次移动横拖板B面压线然固定横拖板移动拖板米字线移Ⅱ处转动米字线角度边压线止时说明米字线中心已正确位两面相交处记读数值a2读数差(a1a2)测尺寸L
虚交点虚交点间尺寸测量：测零件图432求测量L零件安装玻璃工作台找正面A行压线固定横拖板移动拖板分中央显微镜工处Ⅱ处转动米字线分左右两角边先压线记工处读数值a1Ⅱ处读数值a2两次读数差a1a2L值
图432 零件图
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第章 形位误差测量
工程测量量计量组成局部机械加工中控制工件质量重手段容包括：形位公差测量螺纹测量齿轮测量长度尺寸测量台测量等中形位误差测量形状误差位置误差测量统称形状误差包括六项容位置误差包括八项容足控制机械加工零件形状素间相互关系进行测量保证零件质量重手段
第节 形位误差检测根底知识
形状误差
()概述
构成零件特征点线面称素简称素形状误差涉素线面误差公差种类型工程中心线素线(母线)棱线狭长外表(导轨面)形状误差控制直线度面求控制面度旋转体求控制圆度圆柱度圆锥度等曲线曲面求控制线轮廓度面轮廓度总说形状误差轮廓误差直线度圆度实际线轮廓度直线轮廓圆轮廓面度圆柱度圆锥度面轮廓度面轮廓圆柱轮廓圆锥轮廓生产中直线度面度圆度等较单提出工程
目前世界许国家形位公差国家标准规定公差工程符号ISO国际标准趋致国国家标准中规定公差工程符号ISO标准致见表1—1—1中直线度面度(常合称直度)圆度较普遍圆柱度线面轮廓度国家标准新提出工程(圆锥度国家标准)
表1－1－1
工程
符号
工程
符号
工程
符号
直线度
―
圆度
○
线轮廓度
面度
圆柱度
面轮廓度
零件种素区分：
1．理想素实际素
理想素设计求图纸出没误差理想状态素仅具抽象意义实际素零件加工实际存素通常测素代测量误差存测素非实际素真实情况
2．轮廓素中心素
零件具体外表素称轮廓素素线曲线圆柱面面曲面等回转体回转中心轴心线某称轮廓称线称面等假想素称中心素抽象存具体应时进行分析模拟
3．基准素关联素单素 确定测素方位置素称基准素理想基准素简称基准基准相互定关系(行垂直称轴等)两素称关联素素没功关系素称单素(点面圆柱面条轴线等)
(二)形状误差评定原方法
国家标准形状误差测实际素理想素变动量理想素位置应符合条件理想素位置评定形状误差影响面直线度误差评定例说明图111示理想直线位三种方位评定截面轮廓直线度误差理想直线方位直线度评定结果样
〔a〕 〔b〕 〔c〕
图1－1－1 直线度评定误差方法
理想直线轮廓外侧贴实际轮廓图中三方位直线度误差值分(误差值测轮廓点距理想直线距离…中距离)评定方位出…(理)等许 〔a〕 〔b〕
误差值中必 图1－1－2 面度轴直线度包容区
值例＜(124…)正确统评定形状误差必须确定理想素位置规定形状误差评定原
1．条件〞原
谓条件〞指测实际素理想素变动量作评定形状误差例测轮廓直线度误差变动量中值
条件评定形状误差值包容区域宽度直径表示包容区域〞指包容测实际素具宽度直径区域图111cAB两条符合条件行线包容测实际直线间宽度(等)直线度误差值图112a面度包容区域图112b轴线直线度包容直径表达条件评定形状误差例
条件原评定形状误差理想评定结果惟符合国家标准规定形状误差定义概念统误差值保证零件测素合格率利情况寻找判断符合条件理想素方位麻烦困难实际应中采仪评定形状误差似方法争议重检测中应条件作仲裁性测量评定
2．二方法
圆度误差评定例说明二方法：概略说圆度误差圆截面圆误差图113中粗实线实际圆轮廓假设实际圆点某圆距离方圆二圆图113中细实线圆二意思：
图113 圆度误差评定
式中：—实际圆第点二圆圆心距离
—二圆半径
谓〞换半径圆必：
二法统计数学重容处理误差数种根方法深入解参考关专著
图1l3中二圆圆心圆心作包容实际圆外包容圆(图中双点划线圆接圆外切圆)两包容圆半径差圆度误差值二方法评定圆度误差方法直线度面度等误差作二直线二面评定
二方法评定圆度误差形状误差误差值惟般条件评定误差值稍圆度误差条件包容测实际圆半径差两心圆评定半径差(圆度误差)〞然二方法评定圆度误差值
3评定直线度误差首尾两点连线法
法测线段首尾两点连线作理想直线测实际直线拟确定直线度误差值图114AB两点连线(直线度误差)种方法评定误差值惟情况条件评定结果条件评定直线度误差太困难种方法然简单价值
(a) (b)
图114 工件外表形状
4评定面度误差角线法
法适测量板等矩形面通测面条角线 (见图115)行条角线CD面作理想面评定该测面面度误差值
种方法测误差值惟般条件测结果
5评定圆度误差两点法三点法
两点法测圆周方位作径测量(测量器具辅具测素成两点接触)图116种方法适揭示椭圆形式圆周偶数圆弧构成圆度误差
三点法测圆度误差图117角90°120°角0°30°60°角测量结果计算详见章第二节法适揭示具棱
轮廓圆度误差
需指出二法首尾连线法角线法等非条件〞方法评定形状误差公差值测素合格话条件〞评定肯定更合格类非条件〞评定形状误差保证产品质量讲利二点法三点法等方法评定形状误差条件〞评定形状误差类方法评定形状误差存定风险应谨慎
图115 角线法评定面度
图116 两点法测量圆度 图117 三点法测量圆度
二位置误差
()概述
位置误差分定误差定位误差跳动误差三类类中包括种典型工程限制误差公差工程符号国家标准中规定ISO国际标准致工程名称符号见表112位置公差带根概念形状公差带根相形状误差公差中线面轮廓度时基准位置误差公差确定基准前提
表112：
表112
定公差
定位公差
跳动公差
工程
符合
工程
符合
工程
符合
行度
∥
轴度
◎
圆跳动
全跳动
↗
垂直度
⊥
称度
倾斜度
∠
位置度
(二)位置误差评定基准
位置误差测实际素方位置具确定方位置理想素变动量理想素方位置基准(基准理正确尺寸)确定设计图纸提出位置公差求时般注明基准实际基准素身会形状误差实际基准素建立基准时应该实际素理想素基准理想基准方位置应条件确定样规定保证概念统
形状误差条件测素位置误差条 (a) (b)
件基准素区 图118 测素实际素情况
图118a表示测素面基准面行度公差(定公差)002mm基准公差框格三方格图118b表示测实际素实际基准素情况面行度误差应垂直条件确定理想基准方量取两行理想基准面包容测实际素(面)形成定包容区域宽度面面行度误差
图119a轴度(定位公差)示 (a) (b)
例轴线轴线(基准)轴度求 图119 轴度误差
基准素中心素基准符号尺寸线齐测素中心素
公差框格引线箭头尺寸线齐外轴度公差带公差值直径圆柱框格公差值前面加〞图119b表示轴度误差情况测理想素(轴线)基准轴线轴定位区域包容测实际素(实际轴线)圆柱圆柱轴线基准素(理想轴线)轴直径轴度误差值
基准应符合条件建立基准根原形状误差样实际测量评定位置误差时基准素常常难完全条件确定允许采似方法建立基准外保证零件功前提允许采模拟方法表达测实际素精密心轴插入测孔模拟测孔等
测量时表达基准根方法三种方法符合条件数条件似
(a)标注 (b)测量
图1110 测量基准选择
1接基准法
实际基准素形状误差测量结果影响忽略时直接作基准图1110实际设计基准测量基准(两者应致)准确度较高素测量时测微表座(座底面积越越)直接放基准面前左右移动测微表测头测面移动进行测量
2．模拟基准法
模拟法采具足够准确度外表表达基准面基准轴线等种方法建立基准数情况条件似生产中图1111示测件基准面放精密板板外表表达基准面测量时测微表座放板图进行测量基准孔轴线胀式孔成间隙接零配合精密心轴模拟(见图1112a)基准轴轴线胀式轴成间隙接零配合精密套筒模拟外(见图1112b)顶持轴两端顶尖孔两顶尖中心联线模拟(见图1112c)标准V形块两等高V形块模拟(见图1112 de)
(a)标注 (b)测量
图1111 测量基准选择
3分析基准法
分析法基准实际素进行测量根测量数图解法计算法确定基准位置条件二原建立基准般分析法形位误差精密测量种方法应面节中许测法实例分析法
(a) (b) (c)
图1112 测量基准选择
(d) 轴轴线测量基准 (e) 轴轴线测量基准
(a)精密心轴测量基准(b)精密孔轴线测量基准(c)两顶尖轴线测量轴线
图1113 精密心轴模拟测量基准
三形位误差检测原
国家标准纳总结规定五种形位误差检测原
()理想素拟原
理想素拟原测实际素理想素进行拟测出实际素误差值误差值直接方法间接方法出理想素模拟法获刀口尺刃边光束模拟理想直线精密板模拟理想面精密回转轴系偏心安置测头模拟理想圆等等原生产中应极广泛
(二)测量坐标值原
原利坐标测量仪器工具显微镜坐标测量机等测出测实际素
关系列坐标值(直角坐标极坐标等)测数进行处理求形位误差值例利原测量位置度
(三)测量特征参数原
原测量测实际素具代表性参数(特征参数)评定形位误差前面提两点法三点法测量圆度误差测量特征参数典型例子
(四)测量跳动原
测量跳动原顾名思义测量跳动(包括圆跳动全跳动)跳动检测方式定义独特特征测实际素绕基准轴线回转程中定方(径端面斜)测量某基准点(线)变动量(指示表读数差)形位误差测量单独成种检测原
(五)控制实效边界原
原测实际素采实体求场合位置量规模拟实效边界检验测实际素否超实效边界判断合格否包容原控制边界检测方式控制实体边界
指出测量形位误差标准条件标准温度20℃测量力零条件偏离较时应考虑测量结果作适修正
第二节 圆度圆柱度测量
圆度圆柱度孔轴类零件应形状误差工程常轴颈支承孔严格配合求功求(滚筒轧辊等件)方
圆度测量评定
圆度误差测圆轮廓选定基准圆圆心半径差公差带正截面半径差公差值两心圆间区域公差带位置实际圆位置浮动
()圆度评定方法
国家标准GB 7235—87评定圆度误差方法—半径变化量测量规定
圆心作圆理想评定基准圆评定测圆轮廓圆度误差圆圆心：
①区域圆圆心
②二方圆圆心
③外接圆圆心
④切圆圆心
相应评定圆度方法四种
1．包容区法
包容区法区域圆评定基准圆评定圆度误差区域圆包容测圆轮廓半径差两心圆符合条件评定圆度误差值(两心区域圆半径差)方法特征两心圆包容测实际圆时少应外交四点接触图121(分外圆圆交接触)
方法确定区域圆圆度误差值
(1)模板法
纪录放测圆轮廓图形测量记录纸刻组等间距(2mm)心圆透明模板(见图122)紧贴起调整透明模板位置记录纸图形点模板中心距离少出现二次值二次值值点值点中少4点圆周方值点值点交出现例图121中 四点值值差记记录图圆轮廓图形放倍数M符合包容区圆度误差值：
图121 测量记录图 图122 心圆模板
(2)计算法
早期圆度测量仪没配备计算机采模板法评定包容区法圆度误差值新型圆度测量仪均采计算法评定计算方法终符合两心圆包容测实际圆时少应外交四点接触关计算方法参阅相关资料里作介绍
2．二圆法
二圆法二方圆基准圆评定圆度误差二圆测圆轮廓点该圆距离方圆测圆轮廓点二圆圆心距离距离差圆度误差值：
根测实际圆图形寻找二圆心方法述
图123圆度仪圆形记录纸记测圆实际轮廓图形记录纸中心O原点作直角坐标原点O作圆周偶数等分角径线实际圆轮廓交()()…()点等份数图中分12等份等份数越求二圆心越帖确交点位置极坐标表示 () ()… ()O极点Ox极轴极径极角
设二圆心O′坐标O′(ab)根交点直角坐标值Pi极坐标求出ab计算公式：
(1)直角坐标
(2)极坐标
二圆半径R：
图123 实际轮廓图形
实际圆图形点Pi二圆距离式似计算：
中值值差圆度误差值：
面介绍手工寻找二圆心计算二圆法圆度误差似方法实价值实际评定时采面两种方法
(1)模拟法
早期圆度仪采模拟电路产生信号终通模拟电路计算出通指示表读出两者相加圆度误差值
(2)计算法
新型圆度测量仪通模拟电路数字电路获极坐标值 () ()… ()计算机计算二圆法圆度误差值计算拟精确计算方法里作介绍
3外接圆法
外接圆测实际圆轮廓外部包容实际圆轮廓时具半径圆实际圆轮廓般呈三点接触构成直径两点接触外接圆法外接圆评定圆度误差基准圆适评定外圆外表轴件实际圆轮廓点外接圆距离值圆度误差值实际评定时模板法计算法两种方法
4．切圆法
切圆切测圆实际轮廓具半径圆实际圆轮廓般呈三点两点接触切圆法切圆评定圆度误差基准圆适评定圆外表孔件实际圆轮廓点切圆距离值圆度误差值实际评定外接圆法评定方法类似
外接圆法切圆法评定圆度误差值区域圆法评定结果明显偏较高精确度圆度测量少应
(二)圆度误差测量
章第节介绍形位误差测检原测量圆度误差采面三项原
①理想素拟原理想素模拟理想圆表达
②测量坐标值原
③测量特征参数原
1理想圆拟
圆度仪测量圆度误差专高精确度仪器仪器特点高精确度旋转轴系测实际圆进行拟理想圆轴系旋转产生理想圆半径测量时仪器传感器测头测实际圆接触点旋转轴系轴线间距离高精确度圆度仪旋转精确度达左右
圆度仪轴系旋转方式两种结构型式说两种测量方式
①测头旋转式：测量时测件轴线仪器轴轴线准测量传感器连测件圆轮廓接触测头起轴旋转测量测件静止 (a)转轴式 (b)转台式
动图1 24a 图124 圆度仪示意图
②转台式：测量时测件轴线旋转工作台 1传感器2中〞手轮
轴线准起旋转测件圆轮廓接触传感 3轴4工作台5转台
器测头静止动图124b示
两种测量方式说明圆度仪测量圆度半径变化量测量说种极坐标测量法
新型圆度仪配计算机区域圆法二圆法外接圆法切圆法测量圆度影屏显示测圆轮廓图)外数显装置印机显示测圆度误差值误差图形关数圆度仪动调整中心等便利操作功国外生产圆度仪型号许种结构功相具体原理操作请仪器说明书关专著里介绍面仅性问题作进步说明
(1)测头型式选择：
圆度仪测头型式图125四种般球形斧形应较测头应根测外表特征选择选影响测量结果
测量圆柱面时常斧形测头斧刃长度方测圆柱面轴线行测量时利滤测面机糙度测量影响测面灰尘脏物环形曲面滚动球轴承外圈滚道宜球形测头具窄边锐边回转面应选圆柱形卵形测头 (a)球形 (b)圆柱形
图125中测头参数值应025mm08mm25 mm8 mm25 mm中选取根测件特殊需形状尺寸测头
(2)静态测量力(测头静压力)： (b)斧形 (c)卵形
测头测外表接触静压力应0~025N 图125 测头型式
间调整测量时触头测量力应调整保证测头测外表连续接触条件值具体测量力应根测头半径测件材料性质定表121列数供选时参考
表121静态测量力选
测头半径
静态测量力
025
005
08
010
25
020
8
025
25
050
3)测量面测量方：
测量面垂直仪器基准回转轴线通仪器测头测外表接触点面测量方确定测外表轮廓变化量方该方仪器回转轴线相交通常位测量面测面圆柱面时圆度垂直仪器回转轴线横截面测量测面圆锥面环形曲面时应根零件测量求确定测量方图126测圆锥面求测量方垂直测外表垂直仪器回转轴线测轮廓测圆锥面正交假想圆锥面(测圆锥轴母线测圆锥素线垂直)相截交形成测量方着该假想圆锥面母线方测值轮廓该方变化量 图126 测圆柱面
测值径值表达：
式中测圆锥件斜角
环形曲面(滚动球轴承外圈滚道)测量方应测头接触部位切线形成圆锥体处理测量方应该切线法线方(见图127)
(4)记录图形畸变：
测实际圆轮廓图形评定圆度误差时应注意记录图形畸变现象实际轮廓致产生畸变原测头半径方微位移变化较倍率放记录实际轮廓身尺寸(半径)没放放倍率先实际轮廓整放放轮廓图形点径收缩样距 图127 测量方选择
离样
图128测件实际轮廓A(图中心六面棱体)标准外接圆半径差轮廓月放M倍样图形图形月点径收缩相距离X形成粗实线图形C图形B应峰谷间高度完全样保存相放倍率M半径差M·图形畸变般情况影响测量结果
记录图形畸变时会评定圆度误差带困难防止畸变应放图形保持具定宽度径区域该宽度宜超轮廓图形均半径R13
2测量坐标值
直角坐标法测件放置坐标测量装置仪器工作台(三坐标测量机两坐标测量仪器万工具显微镜等)调整轴线仪器工作台面垂直根轴事先测圆周确定测点(均匀偶数布点宜少36点)进行测量出测点直角坐标值() 图129前述方法评定圆度误差
3测量特征参数值
测量特征参数值方法称两点三点测量法测量时读数指示表测头支承测件支承件(V形块)测件两三接触点名种方法测结果
图128 测件实际轮廓记录轮廓畸变情况
图129 测量坐标值示意图
符合圆度误差定义定方法误差设备简单测量操作方便生产中应圆度仪法测量较工件法测量采类方法利产品质量控制应慎重
生产实践证明机械加工外圆柱面圆截面 轮廓具正统波动特征实际圆轮廓接相等圆弧组成称棱圆棱圆棱边数称棱数表示时椭圆种常见棱圆形式顶尖顶持工件进行车削磨削时机床轴跳动产生
(1)两点测量法：
两点法测量棱数偶数圆度误差实际测量直径差图1210ab两棱圆(椭圆)理想情况实际情况测量特征参数F直径差：
圆度误差：
式中反映系数两点法
图1211cd三棱圆理想情况实际情况测圆轮廓方直径均相等(见图1211c)似相等(见图1211d)奇数棱样两点法测量时F＝0F≈0出圆度误差值确知棱数偶数时盲目两点法测量否会造成失
两点法具体测量方法图1212图调支承点3作测量时快
(a) (b) (c) (d)
图1211 两点测量法
速准指示器1测头方固定支承点测量面测量时测件旋转周记指示器示值两者差特征参数F2圆度误差值指示器杠杆千分尺千分表种测微仪光学计等非接触测量气动量仪测头指示器应测量精确度求选
(
a)测外圆外表 (b)测圆外表 (a) 顶点式称安置 (b) 顶点式非称安置
图1213 两点测量法具体测量方法 图1214 三点测量法
1指示器2基准面3调支承点
(2)三点测量法：
三点法测量奇数棱工件(偶数棱两点法简便)指示器测头外两固定支承点(般V形块)测件接触具体测量形式顶式鞍式分顶式测量法指示器两支承分测件两侧图1214中abde较鞍式测量法指示器两支承测件侧图1214中cf测量直径测件图abc测外圆面图def测圆面
顶式测量法指示器安装位置称式非称式分称式指示器测量方两固定支承面夹角分线重合(见图1214acdf)非称式指示器测量方相两固定支承面角分线偏斜角度 (见图1214中be)
图1214中角角数值宜免测量操作便应测量时反映系数棱数测件致差异宜1～3间推荐种角度值
称安置：60°90°120°108°72°五种
非称安置：120°／60°60°／30°两种
(c) 鞍式称安置 (d) 顶点式称安置 (e) 顶点式非称安置 (f) 鞍式称安置
图1214 三点测量法
种测量方式测量时三点接触情况测件旋转周指示
器记示值差值测特征参数F应反映系数圆度误差值支承测件支承面宽度应保证支承点测头处截面测量面通常取宽度测件直径1／5～1／10
二圆柱度测量评定
圆柱度圆度圆柱形体轴扩展横截面轴截面形状精确度求较高圆柱形件油泵柱塞液压阀滑动圆柱面精密机床量仪轴等应提出圆柱度求滚动轴承相配合壳体孔轴颈关国家标准规定圆柱度具体公差求
()圆柱度测量
1．理想圆柱拟
理想圆柱拟测量方法半径测量法圆柱度三维体测量仪器必须具精密回转轴系外精密行回转轴线直线导轨理想测量仪器带行回转轴线精密直线导轨圆度仪具样功通仪器光学分度台分度头等作满足定精确度求测量
测量时仪器测头整测圆柱面作全面扫描测量考虑测量采样布线方式般采样方式五种
(1)测量圆柱面假设干等距横截面图1215a(2)测头测圆柱方开始螺旋升图1215b示测量
(3)两条螺旋线测量先(2)测完测头转180°测圆柱方重测次图1215c
(4)方式(2)测量外测圆柱方测量头处横截面测周图1215d示
(5)方式(3)测量外测圆柱方测量头处横截面测周图1215e示
(a) (b) (c) (d) (e)
图1215 圆柱度误差测量方法
五种方式中(4)(5)较方式(5)获信息量方式(4)(5)方式(1)测量效率高方式(2)(3)拟方测横截面实际中采方式(1)原般零件圆度圆柱度均测量求方法(1)圆度误差(截面)圆柱度误差时测出测量准确度高测量程简单测量前测件定位调整时测方两横截两中心连线仪器旋转轴线行重合测量定位调整结合进行
五种方式测圆轮廓放图形统描绘记录纸评定圆柱度误差心圆模板(见图122)记录重叠图形拟圆度误差评定：心圆模板法评定圆柱度误差存方法误差原心圆模板面四种评定方法均三维圆柱圆柱度仪测量测点半径差数送入计算机计算机实现四种圆柱度评定方法精确评定计算十分复杂新型圆柱度仪般带四种评定方法测量评定软件精确圆柱度误差值
2测量直角坐标值
测量测圆柱外表测点直角坐标值三坐标测量机进行测件安置三坐标机工作台轴线行接(甚重合)三坐标机z轴(垂直方)测圆柱轴线调整两截面中心连线表达测圆柱面取假设干等距横测量截面截面取假设干圆周均匀分布偶数测点记测点三坐标值(xyz)然计算机定程序运算处理出圆柱度误差值
3测量特征参数值
测量特征参数方法间接测量圆柱度误差测量圆度误差相似分两点法三点法
(1)两点法：两点法测量测圆柱面直径图1216测量示意图适横截面偶数棱轴根致测圆柱面特征参数F截面测点直径直径差(通常截面)反映系数2圆柱度误差值： 图1216 两点测量法
(2)三点法：图1217三点法测量示意图三点法适横截面奇数棱轴根致测圆柱面测量时测圆柱放V形块指示器测头调整测圆柱高母线垂直接触测圆柱转动周测量截面记读数轴移动测件轴位置测量假设干 图1217 三点测量法
截面取截面读数中两极值()差作特征参数F
反映系数V形夹角棱数n关
测量时＝90°＝120°两V形块分测量两F值较者特征参数取圆柱度误差样评定奇数棱说棱数n915时()准确
实际测量知测圆柱确实切棱数时采组合测量法两点法(直径法)＝90°＝120°两种三点法测三次取三测F值中者特征参数反映系数取2圆柱度误差样评定n＝915()n＝816()准确测量特征参数值方法测量圆柱度误差测圆柱面轴形状变化反映系数取 值正确否测量准确度影响般推荐没配备计算机精密量仪情况失二种较实简便方法
4．分项测量法
假设圆柱面横截面圆度没误差圆柱素线直线度素线间行度没误差圆柱面肯定没误差圆柱度误差分解三工程控制横截面圆度误差素线直线度误差行度误差
具体计算圆柱度误差值取横截面测圆度误差条素线测直线 度误差行度误差值式计算：
分项测量法般分项测量设备圆柱度评定软硬件情况种情况拟少提出章第节容知：径圆跳动圆度轴度综合径全跳动圆柱度轴度综合通测量径圆跳动径全跳动(见篇第五节)分检验圆度圆柱度否合格(出具体误差值)径圆跳动全跳动测值分等圆度圆柱度公差值圆度圆柱度肯定合格圆度圆柱度
公差值法判断进步测量圆度圆柱度误差
轮廓度测量请参阅资料
(二)圆柱度误差评定方法
圆柱度误差指测实际圆柱外表符合条件理想圆柱外表变动量形成 包容区域两心圆柱面半径差计值圆度误差相似圆柱度误差四种评定方法
1．包容区法
包容区法区域圆柱评定基准圆柱评定圆柱度误差 区域圆柱包容测圆柱轮廓半径差两心圆柱半径差评定圆柱度误差值形成区域特征两区域圆柱包容测实际圆柱少分成三点三点〞四点两点〞两点四点〞接触包容区法评定圆柱度误差符合标准定义误差值理想方法判断繁难需计算机定计算方法运算求
2．二圆柱法
二圆柱法二圆柱基准圆柱评定圆柱度误差二圆柱测圆柱轮廓点该圆柱距离方圆柱测圆柱轮廓点二圆柱距离距离差圆柱度误差值
3．外接圆柱法
外接圆柱外部包容测实际圆柱面时具半径圆柱实际圆柱外表该外接圆柱外表距离圆柱度误差值法评定轴类外外表圆柱度误差
4．切圆柱法
切圆柱部包容测实际圆柱面时具半径圆柱实际圆柱外表该切圆柱外表距离圆柱度误差值法评定孑L类外表圆柱度误差
述三种评定方法评定结果包容区法样计算繁琐般计算机完成计算
第三节 定位置误差测量
定误差测实际素具确定方理想素变动量理想素方基准确定理想素基准素保持行垂直某理正确角度方关系定误差包括行度误差垂直度误差倾斜度误差
定误差中涉面直线(包括轴线)间关系测素基准素定误差分四种情况：
①测外表基准面(简称面面)定误差
②测北线(轴线)基准面(线面)定误差
③测外表基准轴线(面线)定误差：
④测轴线(直线)基准轴线(直线)定误差(线线)
评定定误差时测素中心素理想素位测实际素中测素轮廓素时理想素位测实际素外相接触定误差值定包容区域(简称定区域)宽度直径表示显然采定区域方法表示整测实际素定误差值直观方便测量结果惟(关定误差评定清参关资料)
行度误差测量
行度误差测实际素行基准理想素变动量
生产中测量行度误差常方法表法(包括直接表法双表法校正表法)水仪法方法采理想素拟检测原
表法测量行度拟简单现介绍水仪法
水仪法测量面面面线线线行度误差图131示测量阶梯行导轨外表基准面A行度误差测件测面基准外表狭长面忽略宽度方形状公差面面行度误差测量简化长度方线线行度误差测量
(a)测件 (b)测量示意图
图131 水仪法测量行度
测量时测量直线度误差样水仪步距法分基准实际外表测实际面全长进行测量记录步水仪读数根测基准实际面测点示值相应示值累加值条件确定基准直线根测测实际面测点示值相应示值累加值求出高极点低极点基准直线距离两者差行度误差值
图131a示零件长度1200mm分度值002mmm工作边长200mm框式水仪测量基准实际外表测实际外表测水仪示值列表131面分图解法计算法求解行度误差值
表131基准实际面测实际面测点数
测点序号
0
1
2
3
4
5
6
基准实际面
示 值
0
2
+4
+2
2
+1
0
累加值
0
2
+2
+4
+2
+3
+3
测实际面
示 值
0
+5
+2
0
+3
2
+2
累加值
0
+5
+7
+7
+10
+8
+10
()图解法求解
图132取直角坐标系中x坐标轴表示基准外表测外表长度时作测量基准y坐标轴表示测点相测量基准坐标值作图时表131中累加值描点图中虚线表示实际基准面实线表示实际测面条件确定基准直线L作行L两条直线(定区域)包容实际测面两条行直线) y 图132 图解法求解
坐标方距离符合定义行度误差值图知：y坐标方定区域宽度y＝6格(水仪格值004mm)该零件行度误差值：
该零件合格
(二)计算法求解
首先求出符合条件基准直线L方程：
例中两低点(12)(63)求出基准直线L方程：
：
测直线高极点(410)低极点(00)分求出y坐标轴方L坐标距离：
行度误差值：
mm
结果图解法相般情况计算法图解法求行度误差值略差异图解法包括作图误差
水仪测量图133a示零件行度误差测量机床导轨相三角形导轨铅垂方面线行度误差图133b测量示意图测素狭长导轨测量三角形导轨时水仪安放倒V形桥板测量导轨时水仪安放普通桥板测量方法测量直线度误差样便数处理两种桥板跨距应相等具体求行度误差值方法参例
(a) (b)
图133 水仪测量行度
二垂直度误差测量
垂直度误差测实际素理想素变动量理想素方垂直基准常测量垂直度误差方法光隙法表法水仪法准直测量法(瞄靶法)闭合测量法等面简介绍测量方法
光隙法表法拟简单请参阅关资料现介绍三种方法
()水仪法
测量示意图见图134测量时测量轴线基准轴线分心轴l2模拟表达测 量基准然水测量前必须框式水仪3底面零位侧面零位调整正确否零位误差会造成较测量误差
测零件基准孔测孔插入适宜心轴放固定支承调支承水仪放基准轴心轴2调整调支承水仪水泡位水准器中心位置附记读数值A2水仪侧面测心轴l水泡稳定读取读数值Al(单位格)设测轴线长度l水仪分度值(线值)c(单位mmm)测轴线垂直度误差值：
图135水仪测量型零件狭长面间垂直度误差例狭长面简化线线垂直度误差测量测零件固定支承调支承安置板框式水仪先放测零件实际基准面1两端调整调支承实际基准面致处水位置然水仪测量直线度误差方法分测量实际基准面1实际测面2测量基准面时水仪c底面跨距测量测面时水仪侧工作面跨距两次测量水仪读数方+〞〞号应致水仪两测量面测点测示值应先求直线度数处理方法求解垂直度误差值注意作测素误差曲线图时坐标正基准素坐标相反基准素测量方y轴误差方y轴测素测量方y轴误差方x轴
图134 水仪法测量垂直度 图135 水仪法测量垂直度
12心轴3框式水仪 1实际基准面2实际测面
(二)准直测量法
准直测量法适测量型狭长零件垂直度误差图136例狭长面例简化线线垂直度误差测量准直远镜直接安放测零件安放测零件外测量前应调整准直远镜转棱镜准直远镜光轴致行基准实际外表通常瞄准靶分置基准实际外表测实际外表两端点处观察调整准直远镜光轴测量基准应测量基准基准实际外表进行测量转棱镜直角标准应转棱镜准直远镜射出光线改变90°继续行进测实际外表进行测量测量时瞄准靶基准实际外表测实际外表等距分段移动准直远镜测取测点读数然读数处理求解垂直度误差值
数处理方水仪法相
(三)闭合测量法
闭合测量法根四边形角360°原理测量垂直度常测量标准方铁等类零件面面垂直度误差图137例检测标准方铁工作面间垂直度误差
测量前定位标准圆柱图137放板高精度指示表测头方调整定位圆柱素线相垂直水方测量时方铁紧定位圆柱定位圆柱方铁指示表座均成线接触方铁工作面开始测量读数次转动方铁测量余三工作面四读数值计算垂直度误差计算垂直度误差时首先式求出闭合校正量：
工作面间垂直度误差值工作面读数m值：
理说代数应等零测量程中存误差误差代数零应公差13
图136 准直测量法测量垂直度 图137 闭合测量法测量垂直度
三倾斜度误差测量
倾斜度误差测实际素理想素变动量理想素方具确定方基准素确定
测量倾斜度误差方法正弦尺法定角座法样板检验法光学倾斜仪法表法等种方法根测件具体情况选面分介绍
()正弦尺法
面基准面倾斜度误差常正弦尺测量种方法正弦尺工作面板工作面构成公称(理)角度测件基准面放正弦尺工作面测件实际角度倾斜方正弦尺组成公称角度倾斜方相反果零件实际角度正弦尺组成公称角度相等零件测外表板工作面行样倾斜度误差转换成行度误差测行度误差该测素倾斜度误差
(a)测件 (b)测量示意
图138 正弦尺测量测量倾斜度
1测件2正弦尺3板量块组
图138正弦尺法测量面面倾斜度误差例测量前根测件公称角正弦尺两圆柱轴线间距离L(100mm200mm)式汁算量块长度H：
H＝L sin
根H值选择组合量块量块数量量少超四块测量时正弦尺2圆柱放板3圆柱放量块组4正弦尺工作面板工作面间构成公称角度测零件1基准面图放正弦尺工作面板工作面作测量基准移动指示表架指示表测头测外表接触整测外表测量取指示表读数(般测面两端)差作该零件倾斜度误差
例图138a示零件公称角度＝20°倾斜度公差＝005 mmL＝100mm正弦尺测量倾斜度误差
公式H＝L sin计算H值H＝34202mm选择四块量块尺寸分：30mm2mm120mm1002mm图138b示方法进行测量指示表读数值Al32读数值A2＝8该零件倾斜度误差：
该零件倾斜度公差50合格
(二)样板检验法
样板检验法基准实际轴线测实际轴线处面线线倾斜度误差检测
图139样板检验线线倾斜度误差例测轴轴轴线成理正确角度孔轴轴线基准实际轴线基准轴线相应轮廓素(圆柱素线)表达检测应零件轴截面进行精密心轴穿测孔心轴模拟测实际轴线检验高精确度角样板样板工作面放测轴件圆柱素线推动样板工作面心轴外圆柱素线接触观察心轴素线样板工作面间光隙检验倾斜度误差否合格果估读光隙验拟丰富定角样板精确度较高基准部位素线形状误差较光隙法达较高检测精确度
(a)测件 (b)测量示意
图139 样板检验法测量测量倾斜度
(三)光学倾斜仪法
图1310光学倾斜仪测量线面倾斜度误差例测量前测零件1放板2基准实际外表板工作面贴合助固定支承5调支承3板架板4测实际轴线心轴6模拟测量时光学倾斜仪7底面V形槽跨测心轴进行调整(关光学倾斜仪结构参关资料)
松开制动扳手粗调外圆盘制动扳手紧住转动微动螺钉横水准泡居中然绕测心轴轴线复摆动光学倾斜仪寻找横水准泡转折点转折点位置调整调支承光学倾斜仪水准泡居中
述调整工作需反复进行然读取光学倾斜仪读数A1
光学倾斜仪图1310b示放板(时水准泡应居中)松开
(a)测件 (b)测量示意
图1310 光学倾斜仪测量倾斜度
1测零件2板3调支承4板5固定支承6心轴7光学倾斜仪
制扳手粗调外圆盘制动扳手紧住转动微动螺钉横水准泡居中读取读数A2倾斜度误差值式求出：
第四节 定位位置误差测量
轴度称度位置度三项位置误差属定位位置误差定位误差测实际素相 理想素位置变动量测素理想素位置基准理正确尺寸确定
轴度误差测量
轴度误差指测实际轴线基准轴线变动量轴度中测素理想轴线基准轴线轴起定位作理正确尺寸零
测量轴度误差时首先确定测实际轴线位置然基准轴线(理想轴线)作位 置拟求轴度误差值种符合定义测量方法较麻烦时甚实现 般采测量特征参数原测素实体原求时位置量规进行检验
通测量器具测量轴度误差常方法心轴表法双表法壁厚差法光轴法圆度仪法径圆跳动代法等
心轴表法双表法壁厚差法请参考资料
()光轴法
型箱体零件轴度误差准直远镜光轴法进行测量置测件体外准直远镜建立条镜外延伸光轴光轴作测量轴度基准放置箱体孔中瞄准靶靶心表达孔中心测量靶心相光轴偏离量然计算评定测轴线轴度误差值
图141光轴法测量型零件两孔轴线间轴度误差例测量时准直远镜l放置测零件5体外瞄准靶3先放置基准孔2两端(图141a)该孔中转动瞄准靶调整瞄准靶三调支承6(见图141b)安装瞄准靶指示表示值转程中变动微止(变动量决定求测量精确度)时认瞄准靶位置已找正靶心表达该孔中心瞄准靶基准孔两位置方法找正
调整准直远镜方位仪器镜中十字线交点先两瞄准靶十字线交点(靶心)准条直线测量基准表达测零件基准轴线
(a) (b)
图141 光轴法测量轴度
1准直远镜2基准孔3瞄准靶4测孔5测零件6调支承
(a) (b) (c) (d)
图142 准直远镜市场情况
准直远镜方位固定瞄准靶3放置测孔 4测横截面应少两瞄准靶放置次需助瞄准靶调支承指示表述方法找正瞄准靶孔位置靶心表达测孔心仪器视场观察仪器镜中十字线瞄准靶十字线相互位置图142图142a表示测横截面轮廓中心G(瞄准靶十字线交点表达)仪器镜中十字线交点N(基准轴线)重合轴度误差等零图142bc分表示轮廓中心G方(xy方)相基准轴线偏离图142d表示轮廓中心Gxy两方分相基准轴线偏离数值仪器读数机构读出偏离量厶轴度误差值式计算：
取测横断面轮廓中心轴度误差值中值作测轴线轴度误差值
采光轴法测量时仪器调焦引起误差瞄准靶靶心调整误差瞄准误差仪器读数误差等素影响测量精确度
(二)圆度仪法
圆度仪种高精确度设备条件求严格轴度求高测件采圆度仪测量圆度仪测量阶梯形轴类零件轴度误差测量示意图图143
测量时测件垂直放仪器工作台基准部位选择径截面两截面调整测零件仪器工作台位置购截面中心表达基准轴线仪器旋转轴线重合然零件测部位两截面进行测量截面轮廓图形张记录纸记录区域圆等方法寻找轮廓图形中心取中心记录纸中心距离值两倍作测零件轴度
误差
图143 圆度仪测量轴度
(三)径圆跳动代法
生产现场条件常径圆跳动检测代轴度检测径圆跳动误差轴度误差圆度误差综合结果径圆跳动误差检测结果图样定轴度公差值零件轴度误差认合格稍超差进行轴度误差检测 图144 激光准直仪瞄靶法测量轴度
1测件2瞄准靶3激光准直仪
(四)激光准直仪瞄靶法
激光准直仪瞄靶法准直远镜瞄靶法(光轴法)测量步骤相测量仪器靶中心目标
激光准直仪瞄靶法目标靶四象限硅光电池激光准直仪激光束正准日标靶中心位置时目标靶四块硅光池感光量相四块硅光电池产生电流相电桥中指示电表读数零目标靶中心位置偏离激光束时四块硅光电池产生电流相偏离程度电表指示出
型柴油机轴承孔轴度轮船轴系轴度等测量均激光准直仪瞄靶法进行测量示意图图144轴承座(测件)1两端轴承孔基准孔三孔轴线相该两基准孔公轴线轴度求测量时激光准直仪3放置测零件外两基准孔放置瞄准靶(定心靶)2调整激光准直仪3光束通两瞄准靶中心建立基准轴线——光轴该光轴建立公基准轴线时测量基准激光准直仪方位固定瞄准靶(定心靶2)次放测孔测量靶中心相基准轴线(激光束)偏移值电表指示偏移值两倍轴度误差值
二称度误差测量
称度误差指测实际中心素理想素变动量理想素位置基准理正确尺寸确定称度轴度样起定位作理正确尺寸零称度指测素基准素间中心面(中心线轴线)面(线)性求测量称度误差时抽象测实际中心素基准实际中心素模拟解析方法表达测零件称度误差包容测实际中心面基准中心面行称配置两行面间(定位区域)宽度
常检测称度误差方法：差值法表法翻转表法测棒法位置量规法等
()差值法
差值法检测实际中心面行基准中心面称度误差图145差值法测量面面称度误差例测量非常简单量具仪器测尺寸ab测零件面面称误差值：
设基准中心面外轮廓间尺寸d测槽廓实际中心面槽侧面间尺寸cf称度误差图145b出：
两式相减取绝值
(a)测件 (b)测量示意
图145 称度测量
(二)表法
图146表法测量外表外表称度误差例测量时实际基准素实际测素分厚度bw定位块模拟表达
首先基准定位块3外表板5距离H组合块组4板作测量基准指示表该量块组调零位调整零位指示表测量外表相距远三点通调支承调整测零件l位置三点示值相等记录该示值时认基准中心面板行基准中心面相板距离l式计算：
然尺寸〔〕量块组调整示值零件指示表测量测定位块2L外表四角点记录示值i＝1234测中心面应四角点位置板距离式计算：
取四数值中值l相减差值绝值2称度误差值：
(三)翻转表法
图146翻转表法测量轴键槽中心面基准轴线称度误差例测量时测轴2外圆柱面放置V形块支承座1V形块模拟表达基准轴线板4作测量基准定位块3两工作面称心面模拟表达测称中心面指示表测头定位块外表接触 (a)测件 (b)测量示意
测轴径拉动测量架稍微 图146 称度测量
转动测轴定位块外表板 1支承座2测轴3定位块4板
工作面行(指示表移动程中示值稳定变表示两者行)然指示表调零
测轴V形块翻转180°定位块外表然述方法进行调整该外表行板工作面指示表进行测量测该截面示值(注意第二次测量时指示表零位动)该截面称度误差：
式中：—轴实际直径单位mm
—槽深单位mm
测键槽全长处测量取值作称度误差结果
图147翻转表法测量圆柱面轴线相两外表中心面称度误差 例实际基准素外表测量方便基准中心面定位块2模拟表达板3作测量基准
测量时测零件1固定支承调支承支持板3指示表测量定位块2工作面相距远三点调整测零件位置三点示值相等记录该示值时定位块工作面(应基准中心面)行板然板移动指示表测零件1测部位高条素线点调整示值零位接着假设干横截面ⅠⅠⅡⅡⅢ－Ⅲ…测量该素线假设干点记指示表点示值
取指示表测部位横截面轮廓翻转前两次测量示值差绝值分作 称度误差值式表示：
(a)测件 (b)测量示意
图147 翻转表法测量称度
1测件2定位块3板
取中值作测轴线称度误差值
翻转表法测量线面称度误差简便易行适测量型零件必须指出翻转前两轮零件测部位测量中指示表作次示值零位调整
(四)测棒法
测棒法检测测面呈V形结构零件图148测棒法测量V形槽面基准中心面称度误差例测量步骤：
(a)测件 (b)测量示意
图148 测棒法测量称度
1测件2定位块3板
(1)测零件1(V形块)放板2侧面s1板工作面贴合
(2)圆棒3V形面接触ab两点指示表测量圆柱面素线测范围高点记示值
(3)翻转测零件180°述样方法圆棒测第二数值两次读数差V形槽ab两称点基准中心面称度误差
(4)直径较圆棒样方法测V形槽hg两称点基准中心面称度误差果述两组称点称度误差均公差值称度合格
必须指出称度求较高测件两组称点求称度误差够应该选择直径等假设干圆柱棒(心轴)V形槽面工作边长度方测假设干组果组称点称度误差等公差值该零件称度判合格
(五)位置量规法
批量生产零件基准素测素尺寸公差称度公差间关系遵实体求采位置量规检验称度误差
图149a示零件20Jsl0(土0042)测槽相40h9基准外外表中心面称度求该零件图149b示称度量规检验该量规测量局部定位局部组成测量局部中心面定位局部中心面应重合样量规检验时测量局部定位局部时通零件测实际素基准实际素该零件称度合格需注意通常零件测素基准素实际尺寸测量检验合格位置量规检验图149中单位mm
(a) (b)
图149 称度量规检验称度
第五节 跳动误差测量
跳动形位工程测件没具体特征测量方式定义
跳动限测件回转外表回转端面圆柱面圆锥面回转曲面回转轴心垂直端面等测量跳动设备拟简单通检测仪测量操作简便测量效率高定条件代难测形位工程检测圆度圆柱度轴度等等生产中广泛应
跳动误差测量方法
跳动误差测外表绕基准轴线回转时测头测面作法接触指示表示值 示值差值测面圆柱面指示表测头测量方垂直旋转基准轴线测圆柱面测头没轴相移动测件旋转周测量圆截面进行测结果径圆跳动(见图151图152)具体测量分截面进行值测量结果测量程中测件旋转时测头相测面缓慢相移动移测面测全长测量全部测面进行测件旋 转许转测结果径全跳 动(见图153图154)测量径全跳动指示表严格基准轴线移动测量装置行基准轴线精密直线导轨
测面垂直基准面轴线端面指示表测头测量方行基准轴线测头端面距基准轴线某指定位置点(未指定时距端面边缘1～2mm处)
测量相测端面径移动测量端面圆周进行测件转动周测结果面圆跳动(见图155)测量程中测件旋转时测头相
(a) 图样标注 (b)测量示意图
图151 称度量规检验称度
测面作缓慢径移动端面边缘直中心测量全部端面进行测件转
(a) 图样标注 (b)测量示意图
图152 径跳动测量方法
(a) 图样标注 (b)测量示意图
图153 全跳动测量方法
(a) 图样标注 (b)测量示意图 (a) 图样标注 (b)测量示意图
图154 全跳动测量方法 图155 端面跳动测量方法
(a) 图样标注 (b)测量示意图
(a) 图样标注 (b)测量示意图
图156 端面跳动测量方法
(c) 测量示意图 (d)测量示意图
图157 端面跳动测量方法
许转测结果端面全跳动(见图156)测量端面全跳动指示表严格垂直基准轴线移动测量装置相应精密导轨
测面斜面圆锥面回转曲面指示表测头测量方垂直测面位测面法测件旋转周测结果斜圆跳动(见图157)没应斜全跳动工程测量装置难具备精确调整方适应测斜面精密导轨外生产中般零件少斜全跳动提出求
二跳动测量基准表达方式
跳动测量基准测量时测件旋转回转轴线回转轴线表达三种具体方式：
()两顶尖公轴线(见图151)
测量顶尖孔测轴件圆跳动全跳动般顶尖测量装置测量(见图)测量顶尖保持较轴度保证较高测件定位精确度测量精确度测件旋转时两顶尖公轴线旋转轴线跳动求带顶尖孔轴件顶尖孔时应保证较高精确度测量时顶尖定位测量基准加工基准致
(二)V形块表达(见图152图153图154)
测量时V形块两相V形块支承测件测件基准外表(般基准轴线轴线外圆柱面)V形块工作面接触V形块模拟表达基准轴线
基准轴线组合基准素建立公基准轴线标注图152图153示需两相V形块支承测件基准部位指定两支承具体位置标注图153a宜两窄形(刀形)V形块支承图153b测件基准轴颈V形块两工作面尺寸误差形位误差等影响V形块工作面测件基准轴颈接触相切模拟圆柱轴线难测量时基准回转轴线重合致—V形块定位精确度高测件回转稳定性两窄形V形块情况V形块定位没顶尖孔 图158圆外表跳动测量
便顶尖孔定位测件(受测件结构限制等原)圆外表跳动测量常V形块定位图158
V形块支承测件测量跳动测件——定轴定位通常轴肩端面等处作轴定位面应定位点测件回转轴线接重合免产生影响定位稳定性力矩测端面圆跳动全跳动时测端面 选取轴定位点免支承点支承力测头测力方致导致稳定端面全跳动会阻碍测量
(三)套筒表达(见图154图156图157)
套筒定位精确度受套筒支承轴颈配合间隙形位误差影响定位精确度 测件回转稳定性较差套筒轴线测件基准回转轴线难重合套筒定位适 没顶尖孔便顶尖孔便V形块(基准轴颈短等等原)精确 度高测件
套筒支承测件轴定位轴定位点应测件基准回转轴线接重合
三测量跳动考前须知
跳动测量设备拟简单操作容易注意容易产生测量误差甚较误差
(1)顶尖定位精确度明显优V形块套筒定位实验研究说明质量测件顶尖顶尖孔两者圆度误差较保证较高回转精确度测量跳动时应顶尖定位跳动求轴件设计时应考虑顶尖孔
(2)套筒V形块定位时注意确保轴定位性稍慎会引入较误差特测量端面圆跳动全跳动轴变动全部反映测量结果中
(3)跳动量车间生产条件进行防止振动尘土脏物影响测量前应顶尖顶尖孔V形块套筒工作面测件支承轴颈等部位清洗干净
第二章 螺纹测量
章介绍螺纹参数测量方法
第节 螺纹参数
螺纹分类应
螺纹件机械制造业中应广泛数量种零件种类
螺纹牙型特征常螺纹表211分类牙型特点应场合均列表中
途：紧固密封传递位移力等
表211常螺纹特征分类
种类
牙型图
特点
应
普通螺纹
牙型角o＝60°螺纹副径处
间隙外螺纹牙根允许较圆角减应力集中直径螺距分粗牙细牙细牙锁性较螺纹零件强度
削弱少易滑扣
应广般联接粗牙细牙薄壁粗牙强度较影响零件常受击振动变载联接微调机构调整
螺纹
联
接
细牙
普通
螺纹
需专量刃具制造济零
件端面密封圈密封
液压系统
550
圆柱
螺纹
牙型角＝55°公称直径似子径外螺纹公称牙型间
没间隙密封简单
压力1568 MPa
(16 kg／cm2)水煤
气路润滑电线路
系统
550
圆锥
螺纹
牙型角＝55°公称直径似子径螺纹分布116圆锥壁外螺纹公称牙型间没间隙填料螺纹牙变形保证联接紧密性55圆柱螺纹配(螺纹圆柱螺纹)时1 Mh(10kS／cm’)压力足够紧密
高温高压系统润滑
系统
续表211常螺纹特征分类
种类
牙型图
特点
应
螺纹
600
圆锥
螺纹
55°圆锥螺纹相似牙型角＝60°
汽车拖拉机航空机
械机床燃料油水气输送系统联接
米制锥
螺纹
55°圆锥螺纹相似牙型角＝60°
气体液体路系统
螺纹密封连接
梯形螺纹
牙型角＝30°螺纹副径外径处相等间隙矩形螺纹相效率略低工艺性牙根强度高螺纹副中性
调整间隙(局部螺母时)
锯齿形螺纹
工作面牙型斜角3°非工作面牙型斜角30°综合矩形螺纹效率高梯形螺纹牙根强度高特点外螺纹牙根相圆角减应力集中螺纹副外径处间隙便中
单受力传力螺旋
二普通螺纹牙型参数
里介绍普通螺纹牙型参数
普通螺纹(公制螺纹)根牙型图211中粗线示通螺纹轴剖面作设计理牙型该牙型具螺纹根尺寸图中H牙型根三角形高度
螺纹参数(参图211)
()径
Dd图211知
径根尺寸螺纹公称尺寸
(二)中径
D2d2(D2：表示螺纹螺母d2：表示外螺纹螺钉)中径假想圆柱(中径圆柱)直径该圆柱母线(中径线)通牙型沟槽凸起宽度相等方
(三)径
Dld1图22l知
螺纹结合中外螺纹中径径径根尺寸应相等
影响螺纹配合性质质量直径中径径径限制性结构尺寸
外螺纹旋合径径处留较间隙保证阻碍螺纹旋入
图221 螺纹牙型图
(四)螺距P导程L
螺距相邻两螺牙中径线应两点间轴间距离导程螺旋线相邻两螺牙中径线应两点间轴距离单头螺纹导程等螺距头(n线)螺纹L＝nP两条两条轴等距分布螺旋线形成螺纹(见图222)应较少
图222 外螺纹示意图
(五)牙型角牙型半角
牙型角螺纹轴剖面螺纹牙型相邻两牙侧间夹角普通螺纹牙型角＝60°牙型半角牙侧螺纹轴线垂线间夹角＝30°
牙型角误差牙型半角误差两半角分29°31°测量时应检测牙型半角
(六)螺纹升角
中径圆柱螺旋线垂直螺纹轴线面间夹角中径d2导程L关系：
tg
单线螺纹：tg (见图223)
(七)螺纹旋合长度 图223 螺纹升角
指相配合外螺纹螺纹轴线方相互旋合局部长度
(八)单中径
单中径假想圆柱直径该圆柱母线通牙型沟槽宽度等根螺距半方
第二节 螺纹单项参数光学测量法
中径光学测量法
螺纹中径光学测量法万工具显微镜影象法齿厚法测量刀轴切法干预法进行测量
()影象法
影象法测量螺纹中径直接仪器分划板中米字线测螺纹轮廓准进行测量测量时米字线中心应准测螺纹中径位置附轮廓点减弱牙型角误差测量结果影响图224ab位置两次测量(移动仪器横导轨)测量值差测螺纹中径种方法直观方便测量中仪器明光源光圈显微镜焦距难调整理想状态测螺纹轴线测量轴线完全行等测量结果带测量误差减弱述项误差素影响仪器调整时应注意点：
1光圈调整
测量螺纹时明光束投射测螺纹螺旋面(空间曲面)产生成象误差正确调整仪器光圈成象误 图224 影法测量螺纹中径
差趋零光圈调整造成测量误差达10微米百微米测量螺纹中径时正确光圈D式出：
式中：d2测螺纹中径公称值单位mm
—测螺纹牙型角公称值单位度(°)
F—明光源聚光透镜焦距单位mm
测量时正确光圈直径D式计算
2．螺纹工件安装
测量中螺纹工件安装导致螺纹轴线仪器测量轴线倾斜螺纹中径测量结果带误差图225防止减弱项误差影响安装时谨慎操作外应分螺纹牙型左侧右侧进行测量中径值d2′d2″取两者 图225 螺纹工件测量轴线
均值作测量结果 倾斜造成测量误差
3．焦距调整
螺纹复杂曲面轮廓保证通螺纹轴线截面进行测量测量前应焦棒调焦距否显微镜立柱倾斜找轴截面带测量误差会
4．中央显微镜立柱倾斜
影象法测量螺纹中径需米字线螺纹牙型轮廓线瞄准然目镜中观测时受螺纹升角影响螺纹轴截面真实牙型轮廓测量前需中央显微镜横移动螺纹牙侧时显微镜立柱相反方倾斜角螺纹中径处进行测量螺纹升角中径公称值d2值进行计算：
tg
通常取式)似式：
式中：P—螺距(头螺纹导程)单位mm
—显微镜立柱倾斜角单位度(°)
(二)齿厚法
某带顶尖孔螺纹工件放置仪器工作台V形支架时螺纹测量面中央显微镜摆动中心重合述影象法测量带较误差采齿厚法测量螺纹中径获较高精确度结果安置标准顶尖螺纹中径测量齿厚法样获述影象法高测量精确度
测量时影象法样显微镜立柱左右倾斜螺纹升角通测螺纹侧假想全齿形截面中间位置测量出齿厚Z1然仪器工作台横移动距离V(测螺纹中径公称值)边测量齿厚Z3图226图226：
式中：P—螺距公称值单位mm
述方法称双齿厚测量法消齿厚测量时引起局部误差测量Z1Z3外测量Z1′种测量方法称三齿厚测量法时中径d2式计算：
图226 采齿厚法测量螺纹中径
令：
：
二螺距光学测量法
螺纹螺距光学测量必须螺距定义进行螺距P相邻两牙中径线应两点间轴距离测量万工具显微镜采影象法R目镜法光学灵敏杠杆法轴切法干预法等
()影象法
影象法测量螺距测量中径类似需进行仔细焦距调整光源光圈选择中央显微镜立柱倾斜螺纹升角尹里表达测量时目镜中米字线螺纹轮廓压线记取第次读数横滑板动情况移动滑板 图227 影法测量螺距
相邻螺纹牙侧次米字线螺纹名牙侧轮廓压线读取第二次读数图227两次读数差测螺距实际值压线时应米字线中心落螺纹中径线附
消螺纹轴线测量轴线倾斜造成测量误差螺纹牙型左右两侧测次取均值作螺距测量结果测螺纹螺距P<3 mm时消螺纹轴线弯曲造成测量误差般螺纹轴线两边进行左右两侧两次读数图228取四次测量值均值作螺距测量结果：
螺距累积误差测量方法单螺距测量类似须跨n螺距样消轴线倾斜影响需左右两侧测—次消轴线弯曲影响需轴线两边进行两次测量取四次测量均值作n螺距实际值
(二)光学灵敏杠杆测量法
光学灵敏杠杆万工具显微镜附件测量时通带缺口滚花螺母(见图229a中1)紧固三倍物镜 图228 螺距测量法
明装置致行导板移动方接通光源 旋转滚花调整环光学灵敏杠杆测头目镜视场中影象调清晰然测头引入 测螺纹牙槽中径附牙型侧面接触仪器微动机构显微镜视场双刻线米字线实线套合(见图229b)记仪器横读数作定位数时记读数移动仪器横导板测头引出进入相邻牙槽名牙型面接触先横读数恢复原位目镜中次瞄准读取第二次读数两次读数差测螺纹螺距实际值样应左右两侧面测次取均值作测量结果种方法精确度较高生产单位广泛采方法
螺距测量方法请参阅关资料
图229 光学灵敏横标外观视场示意
1锁紧螺母2光源3调整环4测头测力方调整钮
三螺纹牙型半角光学测量法
螺纹牙型半角光学测量般万工具显微镜进行方法影象法
干预法轴切法等万工具显微镜测量螺纹中径螺距样进行测螺纹工
件安装仪器调整仅介绍影象法测量螺纹半角方法请参阅关文件
螺纹牙型半角测量螺纹中径测量方法步骤根相牙型半角测量尺寸测量瞄准必米字线中心虚线压牙型轮廓边缘采取 米字线牙型轮廓边缘间保存条窄均匀光隙瞄准实践证明保存均匀光隙方法米字线压牙型轮 廓边缘方法测量精确度高角度值测度目镜头 读取
牙型左右侧面测量外消螺纹轴线倾斜影响螺纹侧进行测量两相位置ⅠⅢⅡⅣ分取均值图2210
测出左右牙型半角式计算半角误差：
式中：—牙型半角公称值
影象法测量螺纹牙型半角调整仪器时 图2210 牙型角测量示意
防止轴轮廓投影畸变误差影 响中央显微镜立柱倾斜螺纹升角甲时测出牙型半角法牙型半角 规定轴值时调整仪器明光源光圈测螺纹中径公称值正确光圈D公式进行选择牙型轮廓直边分布螺纹中径外直径选择光圈适合外直径位置牙型轮廓产生误差测出牙型半角实际值般螺纹升角较普通螺纹测量精确度求太高时认两项误差互相抵消均作修正应指出必须测螺纹中径公称值选择调整明光源光圈
螺纹升角较精确度求高时应法牙型半角值转换成标准规定轴值公式：
式中：—螺纹升角单位度(°)
第三节 三针法测量螺纹中径
三针法(称三线法)精测外螺纹中径根方法操作简便测量外尺寸精密通仪器测量生产中应广泛
普通螺纹中径三针测量法
()根原理计算公式
三根相正确三针图231示放测螺纹牙槽中间采非正确三针时三针牙侧接触点偏离中径应超18角边长两行测砧(杠杆 千分尺光学计测长仪等仪器)测出M值计算出测螺纹中径d：值计算公式：
图231知：
图231 三针法测量示意图
：
式中：M—仪器出测量值单位mm
P—测螺纹根螺距单位mm
2—测螺纹牙型半角单位度(°)
do—测针根直径单位mm
普通螺纹＝60°：
d2＝M3d0+0866P＝M—A
两式前提条件测针中径线螺牙侧面接触左右两接触点间距离等半螺距P／2测d2值单中径单中径定义假设圆柱直径该圆柱母线通牙型沟槽宽度等根螺距半方〞说单中径三针量法定义泛指中径概念样中径定义假想圆柱直径该圆柱母线通牙型沟槽凸起宽度相等方〞适没误差理想螺纹(时单中径值相)适误差实际螺纹(单中径值般)
中A计算常数值查表231
表231普通螺纹三针量法测针直径计算常数A值
注：表中测针直径do国通三针直径包括局部德国蔡司
测针中径线螺牙侧面接触测针直径测螺纹根螺距保持定关系图231中三角形OBC出：
正确三针直径采正确三针直径消牙型半角偏差测量结果影响
采正确直径三针测量标准根螺距配副三针样势必规格研究说明：测针测螺纹牙侧面偏离超牙面直线局部长度L1／8时(见图232)测量精确度受影响(圆柱螺纹量规三针法检定塞规中径求)——般生产应完全接受样相根螺距种根直径测针国国外许厂家(德国蔡司厂)生产测针根直径系列 图232 三针直径偏差带误差分析图
原安排
(二)综合修正值分析
三针量法种间接测量方法式知Md0P误差影响d2结果外测量时测量力压陷误差测针测螺纹牙槽螺纹升角产生偏斜带误差精密测量视
式(826)全微分似系统误差关系式：
式中：—M测值公称值差单位mm
—测针直径制造偏差单位mm
—测螺纹螺距偏差半角偏差单位mm度(°)
—测螺纹单中径偏差单位mm
P—测螺纹螺距半角公称值单位mm度(°)
do——测针直径公称值(根尺寸)单位mm
简写成：
式中：K0K1K2K3误差传递系数
1．测值M偏差
＝M测M计算
M计算dPd2公称值(根尺寸)代式(8—2—5)中求出误差传递
系数K01说考虑d0P误差影响时少样少
2．测针直径制造偏差
误差传递系数
三根测针偏差分时修正值〔〕
应式计算：
里放置测螺纹侧两根测针等中3
负值表示增作负值修正测量没误差理想螺纹(d2P等公称值)测针直径d0越(公称值)测M值越算出 单中径公称值应作负值修正恢复正确值测针直径公称值身负值测算出单中径公称值修正值3()＝+3单中径恢复正确值注意K1负值(3)变
3．测螺纹螺距偏差
误差传递系数：
实际螺距根螺距正值中径处螺牙槽宽(P／2)增测针深入螺牙槽时测M值算出单中径d0变应作正值修正负值测量时测针位置外移测M值算出值变时修正值K2负值实际作负值修正K2正值变修正值：
4．测螺纹半角偏差
误差传递系数K3：
采正确直径测针(式(8—2—7))K3＝0测单中径时半角偏差影响忽略计实际测量正确直径测针应进行修正计算
改角度分〞单位(原式中弧度l′＝0291X103rad)P均毫米(mm)计算＝60°半角偏差修正值：
5．测螺纹升角影响
螺纹升角甲存测针放螺纹牙槽时轴线螺纹轴线垂直着螺纹升角方倾斜角度测针牙槽侧面两接触点图231表示样螺纹轴截面法截面(见图233)螺纹法牙型角轴牙型角测针牙槽中位置略升高测单中径值偏应作负值修正
螺纹法轴截面关系推导出项修正值：
式中：d0—测针根直径
—测螺纹牙型角螺纹升角Pd2测螺纹螺距中径公称值
6．测量力引起压陷误差影响
三针法测量时测量压力(见图234)测针螺纹量砧接触处产生变形种压陷误差测出单中径值偏应作正值修正修正值似公式计算：
式中F实际测量力单位N
K—测量压力10N时压陷量单位
式中K值查表231测量力误差应作正值修正螺纹升角误差作负值修正两者局部相消螺纹升角(3)测力较情况两者相消作修正
表232K值表
螺纹规格
K值
螺纹规格
K值
螺纹规格
K值
螺纹规格
K值
M1×025
M12×025
M14×03
M16×035
M2×04
M22×045
4
4
4
3
3
3
M25×045
M3×0 5
M35×06
M4×07
M45×075
M5×08
3
3
3
3
2
2
M6×1
M8×125
M10×15
M12×175
M14×2
M16×2
2
2
2
2
2
2
M18×25
M20×25
M22×25
M24×3
M27×3
＞M30×35
2
2
2
2
1
1
注：径30mm普通螺纹K值均1
二螺纹中径双针测量法单针测量法
直径100mm螺纹螺扣缺乏3牙螺纹(止端螺纹塞规某特殊结构螺纹)宜三针法测量时两针法测量单中径d2直径更螺纹单针法测量双针法测量图235计算公式：
普通螺纹＝60°：
式中：M1—测针直径
d—测螺纹螺距牙型半角
图233 测斜位置图 图234 测量力示意图
图235 两针测量示意图 图236 单针测量示意图
单针法测量测螺纹径定位消减径中径圆度误差偏心影响M1值应互成90°方测次取均值作结果
双针法单针法测量螺纹中径参数／2测量影响误差修正参考三针量法处理螺纹升角甲引起误差修正值双针法取三针法修正值单针法取三针法修正值半测力压陷误差修正双针法取样测力三针法修正值133倍单针法取23
第四节 普通螺纹综合测量
螺纹量规牙型泰勒原
作中径正包络实际螺纹假想螺纹中径假想螺纹具根牙型螺距半角牙型高度径径处留间隙保证实际螺纹径发生干预
作中径定义知单纯尺寸代表正包括实际螺纹假 想螺纹控制作中径模拟假想螺纹实际螺纹检验控制单纯尺寸牙廓边界称综合检验
螺纹具根牙型实际外螺纹量规检验外螺纹具完整牙型时具足够扣数(圈数)检验合格标志够利检螺纹旋合通说明检螺纹全部牙廓点没超外螺纹量规模拟根牙型外螺纹量规作通端螺纹塞规
实际螺纹作中径总单中径通端螺纹塞规检验合格螺纹说明作中径没然单中径更会单中径行止端螺纹塞规检测合格标志完全旋合通测螺纹称止端塞规
止端塞规功控制检螺纹单中径应模拟中径极限尺寸检测局部尺寸整体牙廓应螺距误差半角误差关螺距误差半角误差检测单中径起干扰作检螺纹螺距误差半角误差越止规检测时越通检螺纹检螺纹越认合格回避量减弱种误检矛盾止端螺纹量规牙型应做成完整截短牙型(见图237)防止检螺纹半角误差干扰牙侧工作局部(见图237)应量短太短时易磨损止规螺牙扣数减少般2～3扣减弱检螺纹螺距累积误差干扰截短牙型国家标准GB 3934—83普通螺纹量规中详细规定
检测外螺纹螺纹环规通端环规具完整牙型控制检外螺纹作中径防止止端环规具截短牙型控制检外螺纹单中径防止
互相配合外螺纹通通端螺纹量规说明没超越根牙型两者然旋合通止端螺纹量规说明单中径没保证应连接性强度
图237 截短牙型图
介绍螺纹量规通止端牙型作等容早英国威廉·泰勒1905年提出时取螺纹量规改良措施〞专利成著名泰勒原〞仅适螺纹量规适般极限量规
二螺纹量规分类规
螺纹量规性分三类：
1．工作螺纹量规
加工操作者制造螺纹程中螺纹量规
2．验收螺纹量规
检验部门户代表验收螺纹时螺纹量规
3．校螺纹量规
制造工作螺纹量规时检测中丁作螺纹量规磨损情况时螺纹量规
国家标准普通螺纹量规GB 3934—83螺纹量规名称代号功规作规定中检测外螺纹通止端工作量规四检测工作环规校量规六十检测工件螺纹工作塞规没规定校量规工作塞规容易通量仪(万工具显微镜测长仪等)三针法(测单中径)检测工作塞规校量规环规高精确度环规制作检测非常困难
国家标准没规定新验收量规减检验中争议(常工作量规检测合格验收量规检测合格)标准中规定：操作者制造工件螺纹程中应新磨损较少通端螺纹量规磨损较接磨损极限止端螺纹量规检验部门户代表验收螺纹时应磨损较接磨损极限通端螺纹量规新磨损较少止端螺纹量规
标准规定：检测中发生争议时假设判断螺纹合格螺纹量规符合国家标准规定该螺纹应作合格处理
介绍螺纹工作量规检测工件螺纹作中径单中径没规定公差规定牙型界限工件螺纹径D外螺纹径d1检验功留较间隙保证旋时发生干预严格求
三螺纹量规技术求检定
检验螺纹量规(包括检验外螺纹径d螺纹径D光滑极限量规)合金工具钢碳素工：具钢耐磨材料制造钢制螺纹量规测量面硬度应HRC58～65公称直径等3mm螺纹塞规HRC53～60量规应稳定性处理螺纹量规测量面应锈迹毛刺黑斑划痕等明显影响外观影响质量缺陷外表应锈蚀裂纹螺纹塞规测头手柄联结应牢固程中应松动脱落螺纹量规非工作面应螺纹代号中径公差代号制造厂商出厂年月公称直径14mm螺纹塞规应锥柄标螺纹代号中径公差代号手柄应标述全部容
检测圆柱螺纹量规室温度受检前放置室达温度衡温度时间应符合规程规定
螺纹量规手力旋(光滑极限量规手力推)允许敲击强制加压辅助工具否仅会造成误检会损坏量规时量规涂层薄易流动油层减摩擦阻力
量规定保持清洁特防止螺牙工作面附微细铁末等污物否会带检测误差引起严重磨损损伤量规螺纹量规忌磕碰时特心完应立洗净擦干涂薄层防锈油单放专木盒应防止长时间间断手握持量规量规手柄隔热手柄减免手温影响量规前应检工件放起等温两者温度均衡决量规检验刚加工完温度较高工件
新制成螺纹量规进行合格否检定中螺纹量规定期进行检定检定周期视量规频繁程度磨损快慢定检定应JJG 888—95圆柱螺纹量规捡定规程规定进行
讲述螺纹塞规中径螺距半角检定
()塞规中径
1．求：螺纹塞规中径应符合JJG 888—95圆柱螺纹量规检定规程附录345中规定
2．检定方法
(1)螺纹塞规通端检定应螺纹工作段两端中部三直径截面成90°两直径方6位置进行检定止端检定应两直径截面成90°两直径方四位置进行检定距量规工作段两端够整牙检测量值应规定极限范围
(2)三根直径相正确三针图231示放螺纹牙槽中间采非正确三针时三针牙侧接触点偏离中径应超l／8角边长然测出M值通换算求出中径d2
a正确三针直径计算公式：
式中：—正确三针直径单位
—公称螺距单位
—公称牙型半角度〔°〕
b螺纹塞规中径计算公式：
式中：M—仪器出测量值单位
—三针直径单位
—综合修正值单位
c 综合修正值计算公式：
式中：—牙型角实际偏差修正值非正确三针时单位
—牙型角偏差单位秒〔″〕
需注意梯形螺纹量规等正确直径三针
式中：—螺距实际偏差修正值单位
—螺距偏差单位
式中：—三针直径实际偏差修正值单位
—单针偏差单位
—双针偏差单位
式中：—螺旋升角引起误差修正值单位
—螺纹头数
60°55°时：
30°时：
式中：—测量力作引起压陷变形修正值单位
—测力单位N
—三针直径单位mm
(二)塞规螺距
1求：螺纹量规螺距应符合JJG888—95圆柱螺纹量规检定规程附录345中规定
2．检定方法
(1)螺纹塞规螺距万工具显微镜衍射干预法满足公差求方法 检定
需注意测量螺距时应螺纹中径线螺纹头端全牙侧第牙开始直测完全部螺牙测单螺距偏差螺距累积偏差均应附录345中规定偏差
(2)单螺距偏差结果处理
螺纹牙凹轮廓左侧右侧测次取侧算术均值测结果：
式中：—实际测牙凹左侧螺距值单位mm
式中：—实际测牙凹右侧螺距值单位mm
式中：—左侧单螺距偏差单位mm
—螺距理值单位mm
式中：—右侧单螺距偏差单位mm
直径3mm时取4次算术均值作测量结果：
(3)螺距累积偏差结果处理
式中—左侧螺距实测值单位mm
式中—右侧螺距实测值单位mm
式中：—左侧螺距偏差单位mm
—螺距理值单位mm
式中：—右侧螺距偏差单位mm
(三)塞规牙形半角
1．求：螺纹塞规牙形半角偏差包括牙形直线度误差应符合JJG888—95圆柱螺纹量规检定规程附录345中规定
2．检定方法
(1)螺纹塞规通端少头端中间两螺旋圈检定止端中间部位螺旋圈检定万工具显微镜衍射干预法检定视场应观察牙形高度80％直线度误差衍射干预法检定
(2)螺纹牙形角直线度检定
行线包容实际齿形条件评定直线度误差
(3)垂直螺旋线截面牙形半角值
述包容线方确定牙侧半角螺旋凹槽相两边牙侧图2210示进行测量测值做处理：
式中：—牙型半角公称值单位度(°)
(4)影象法衍射干预法检定牙形半角时必须换算成轴牙形角：
式中：—螺纹升角单位度(°)
第三章 光滑极限量规确定度分析
章量规IT8尺寸测量结果确定度分析：
测量方法
JJG 343—96光滑极限量规检定规程光滑极限尺寸通样长度标准量块相拟测长度尺寸差d式表示：
式中：—检量规尺寸单位mm
—标准量块尺寸单位mm
—检量规标准量块热膨胀系数
—检量规标准量块参考温度20℃偏差单位℃
二数学模型
检量规尺寸式出：
设检量规标准量块温度差热膨胀系数式
(1)
差值估计零确定度非零认关式知测量简单表达式表示标准量块证书予20℃时标准长度次测量差值合成确定度式表示
(2)
3方差传播系数
(1)(2)式：
式中：
：
4．计算分量标准确定度
(1)四等量块中心长度测量确定度估算分量
JJG 146—2003量块检定规程四等量块长度测量确定度计算公式时正态分布处理置信子k＝3
(2)拟差值估算确定度分量
1)测量重复性出分量
重复测量10次计算标准偏差：
2)仪器示值稳定性出分量
重复测量10次计算稳定性：
3)仪器示值误差估算分量
光学计示值误差025等概率分布置信子：
估计相确定度10％：
4)仪器读数估读误差影响分量
假设估读误差01等概率分布置信子
估计相确定度10％：
四项合成：
(3)标准量块检量规膨胀系数差出分量
标准量块检量规膨胀系数均℃－1膨胀系数差半宽℃－1区间等概率分布置信子
℃－1
估计相确定度10％
4)标准量块检量规间温度差出分量
标准量块检量规应相温度温度等概率落估算区间005℃～005℃处置信子：
℃
相确定度50％
5．合成标准确定度
效度：
6．扩展确定度
查表：：
第四章 尺寸测量
长度尺寸量中根参数长度尺寸种方法分类：分尺寸中等尺寸微尺寸结构特征分尺寸外尺寸圆弧尺寸交点尺寸等等表达方便面尺寸结构特征分类
第节 外尺寸测量
外尺寸指外表构成尺寸轴径球径外锥体尺寸板形零件外形尺寸等外尺寸通常接触式影象法轴切法三种形式测量
接触式测量
接触式测量长度尺寸根测量方式外尺寸外表便仪器测头接触接触式测量外尺寸测量中占十分重位置
接触式测量常仪器：游标卡尺千分尺机械式测微仪等机械式仪器立卧式光学计立式测长仪万测长仪测长机接触式干预仪等光学计量仪器电感式测微仪等电动仪器
接触式测量仪器测头测零件机械接触定位保证测量准确度确定外尺寸接触式测量方案时计量仪器选择原确定适宜计量仪器外需考虑问题：
()测头形状选择
接触式测量时接触稳定测头工作面测面应呈点接触线接触仪器测头形状决定接触形式测外表面时选择球面测头测外表球面
圆柱面时选择面测头刀口形测头 图411 测头形状选择
接触式测量光学仪器通常调换测帽改变测头形状类仪器般备面测帽球面测帽刀口形测帽供测量时选游标卡尺测量面面刀口形两种面测量面测量圆柱形零件刀口形测量面测量圆弧槽面量爪测量圆弧槽刀口量爪测量圆柱形零件(见图411)否定位困难产生误差外径千分尺测头面没选择余通常测量球形圆柱形零件
(二)接触位置调整
仪器测头测工件接触位置否正确接触式测量否获准确测量值重问题仪器测头测工件正确接触位置测参数定义位置测量前需仪器测头位置测头测参数测量轴线相位置进行调整量仪器测头 图412 仪器测头正确位置
测参数轴线测量线三者重合行
仪器测头正确位置面测头工作面垂直仪器测量轴线球形测头球心应位仪器测量轴线否法接触位置测参数定义位置(见图412)
仪器接触位置调整方法卡尺类仪器螺旋副类仪器立式光学计等仪器中测头位置调测量面测量轴线相位置求制造时保证万测长仪测长机等仪器测头位置调整调整方法：根接触形式选择测帽装移动侧座测量轴两侧帽接触调节尾两螺钉改变两测帽相位置两互相垂直 方调整时仪器目镜视场中刻线象移动转折点重合时测帽已处正确位置
(三)工件安装
测工件整测量程中保持正确位置安装工件应遵守变形原六点定位原针接触测量特点应注意两方面：
(1)测工件支承面定位面测面三者重合时应根测外表形状合理选择仪器工作台工件定位稳定立式接触仪器通常带面工作台筋形工作台面工作台精确度较高立式接触干预仪附玛瑙工作台般情况测量面工件需筋形工作台玛瑙工作台(高精确度测量)测量球形工件需面工作台测量圆柱形工件面工作台筋形工作台圆柱体母线筋条行
(2)存测量力定位工件夹紧防止测量程中产生正确位移特调整工件测量轴线相位置时夹紧牢固会调整工作难进行果工件身重量产生摩擦力足克服测量力引起位移时需夹紧
面万测长仪例讨
万测长仪测量示意图图413测工件安装万工作台仪器测头测外表(定位面)接触万工作台具五度调整万工作台手柄工件万工作台运动改变相测量轴线位置调节万工作台手柄时 图413 万测长仪测量示意图
观察目镜视场中毫米刻线象移动转折点 1万工作台2支承面3轴
方转折点重合时工件正确位置 4测帽5压板6定位面7尾
测量行面工件时测外表测量轴线垂直测量圆柱体工件时母线测量轴线垂直测量球形工件时球面中心通测量轴线
二影象法测量
光学计量仪器利某种标记(刻线标准轮廓等)放测工件象进行瞄准定位轮廓拟测量值测量方法称影象法影象法非接触式测量需测头没测量力测量刚性差材料软工件塑料橡胶软金属制成工件测量细工件形状复杂工件电子元件种零件种样板螺纹齿轮刀具等长度尺寸测量中影象法应十分广泛
影象法典型仪器类投影仪工具显微镜测量显微镜通常采工件移动方式防止移动时惯性作测工件产生位移般需工件夹紧
影象法测量求测工件轮廓象清晰放准确瞄准线形式选择投影轮廓拟测量时绘制标准放图准确测量前需正确调整光源正确调焦正确确定光圈正确选择瞄准线形式正确绘制放图
三轴切法测量
轴切法测量测量刀刀刃测外表接触进行定位测量刀刃面刻线代测工件轮廓象进行非接触瞄准种测量方法工具显微镜测量时采轴切法
轴切法测量刀仪器标准附件台仪器测量刀互相通外形图尺寸图414刀刃形状分直刃斜刃两种图示斜刃测量刀直刃测量刀测量光滑圆柱体斜刃测量刀成分左刃右刃螺纹等形状复杂零件测量刀面刻线刀刃行距离03mm09mm两种
测量刀测角目镜配合测角目镜中米 图414 测量刀外形图
字线中心垂直虚线两边称分布着相距09 mm27 mm两行虚线图415轴切法测量两行虚线中某条虚线测量刀刻线瞄准必须选3×物镜样测量刀刃面0．3 mm刻线09mm刻线3×物镜放刀面刻线象刀刃象距离分米字线两行虚线中心垂直虚线距离相应
采米字虚线测量刀刻线准防止斜行明光 图415 万工显视场图
束引起成象误差轴切法瞄准精确度影象法瞄准精确度高时轴切法测量影象法法测量长度尺寸(图416中尺寸L)
测量刀刀刃测外表接触程惯称刀刀轴切法测量精确度具决定性作必须准确刀时求刀刃测外表紧密接触允许刀刃摆动方式测外表接触允许测量刀刃测外表移动(见图417)防止刀刃加快磨损影响测量正确性 图416 工件外形
轴切法测量轴类工件时需仪器附件——垫铁测量刀垫铁仪器专附件单配制造仪器时通垫铁厚度修正测量刀刀面位顶针轴心线水面仪器垫铁交换 图417 视场情况
第二节 尺寸测量
尺寸指外表构成尺寸孔径槽宽锥体尺寸等测量尺寸般外尺寸困难常计量仪器测量外尺寸通仪器(万测长仪测长机工具显微镜等)外径百分表径千分表径千分尺种孔径测量仪
尺寸测量接触式非接触式两种形式
接触式测量采绝法相法获测量结果接触式绝法测量原理图421
图421中仪器测头直径调整仪器测头测尺寸定义位置测头先位置A零件接触仪器读数a1移动测头测零件测头位置B测零件接触 图421 测孔示意图
仪器读数值d2尺寸M：
M＝(a1a2)+d
式中：d—测头直径单位mm
尺寸测量准确度决定测头移动(零件移动)距离(a1a2)测头直径d测量准确度设法提高两者测量准确度提高尺寸M测量准确度
接触式相测量标准环规量块等作标准量测尺拟出两者差值式计算测尺寸M值：
M＝ds+(aa0)ds+△
式中：M—测尺寸单位mm
ds—标准件尺寸单位mm
a—测量零件时仪器读数单位mm
a0—测量标准件时仪器读数单位mm
△ —测尺寸标准尺寸差值单位mm
面表达尺寸测量种典型方法
灵敏杠杆(光学接触器)测量
灵敏杠杆(光学接触器)工具显微镜附件工作原理图422
光源聚光镜亮双刻线分划板分划板三耐双刻线显微镜物镜成象测角目镜米字线分划板反射镜测杆绕固定轴步摆动目镜视场中双刻线象测杆8摆动移动测力弹簧测头产生测量力测力方变测量力始终指测外表测头测外表接触继续移动拖板目镜视场中三双刻线称套住米字线中某条实刻线时测头测零件相位置固定实现读数定位
灵敏杠杆测量外尺寸行度直线度等灵敏杠杆必须3×物镜配合 图422 灵敏杠杆测量孔示意图
选物镜见三双刻线 1测力弹簧2反射镜3米字线分划板
象零件安装应仪器标准 4物镜5双刻线分划板6聚光镜7光源
玻璃刻线尺减少阿贝误差测 8测杆9测零件10玻璃工作台
零件定位基准测量基准重合求测零件定位面必须轴线相垂直否产生定位误差
二电眼法测量
电眼装置测量电眼法测量电眼装置卧式测长仪附件通测头进行测量绝法获测量结果球形测头直径高精确度检定直径值通支架测量轴(标准尺)连接电眼显示测量定位测零件安装绝缘工作台
电眼装置测量孔径时必须绝缘工作台水泡调整中间位置绝缘工作台处水位置绝缘工作台台面定位面测零件说工作台面相接触面定位面电眼法测量孔径时测零件定位基准面测量基面重合绝缘工作台调水位置定位基面测外表垂直减少定位误差
三测钩法测量
测钩法测量测钩卧式光学计万测长仪测长机测附件分两种测钩测量深度15 mm零件测钩测量深度50mm零件类仪器备标准环规环规端面刻孔径实际值说明实际尺寸刻线供测量确定起始值位置
测钩法测量原理图423固定测钩仪器尾连接活动测钩仪器测量轴连接确定起始值测尺寸根测头移动距离式M＝ds+(aa0)ds+△求
测量时仪器第次定位读数值称起始值测钩法测量起始值标准环规(量块组成尺寸)确定标准环规放仪器工作台进行测量读取时仪器示值该次测量起始值起始值确实定方法选仪器差异卧式光学计测量时标准环规尺寸测零件公称值相等(非常相)起始值定零位附 图423 测钩法测量示意图
万测长仪测长机等仪器测量时标准环规尺寸(量块尺寸)仪器绝测量范围意选定提高测量准确度出发应选测尺寸接环规时两种方法确定起始值种起始值定标准环规(量块)实际值测量测尺寸时仪器读数值测尺寸量值需计算种起始值定仪器读数带数0500mm位置20．50035．500等测尺寸式M＝ds+(aa0)ds+△求实际值种定起始值方法减少读数系统放倍数误差减少放标尺毫米刻线 间距01mm分划板10分划间距相符合差值(仪器允许土05)引起误差提高测量准确度该法实际测量中较常
四反射法测量
反射法利外表反射原理定位非接触种测量方法点仪某仪器中作附件外表反射装置利原理典型仪器应外表反射方法获测尺寸克服接触法测量中触头尺寸限制测量1mm尺寸缺点然孔径0工具显微镜影象法测量测孔径边缘般倒象会引进较测量误差反射法测量截面进行轮廓倒象反射法测量没影响前种仪器测量孔径较理想种
点仪外表反射拟仪万长仪具较高瞄准精确度读数精确度测量高精确度孔精密外尺寸测量该仪器三种分度值：02051
测量时测零件放滑板工作台移动滑板测外表进入视场调整工作台进行瞄准s″反套目镜视场双刻线中读数显微镜中分读取瞄准零件两测外表时读数两次读数差测尺寸
第三节 交点尺寸测量
交点尺寸指机械零件线线(轴心线称线轮廓线等)线面面面交点切点交线间坐标位置尺寸交点虚点实点分谓实点零件实际线实际面交点虚点相反实际线实际面交点延长线交点交点通常三种类型：直线直线交点直线圆弧交点(切点)圆弧圆弧交点(切点)交点尺寸测量方法通常采影象法坐标法台测量三种方法类型交点尺寸应采方法节讨工具显微镜测量交点尺寸
影象法直接测量交点尺寸关键确定交点位置实际测量中四种类型交点尺寸现介绍虚交点面距离测量
图431零件需测量虚交点A面距离L具体测量方法：
零件安装工具显微镜玻璃工作台移动横拖扳米字线移Ⅰ处调整工作台A面横导轨行记读数a1 图431 零件图
次移动横拖板B面压线然固定横拖板移动拖板米字线移Ⅱ处转动米字线角度边压线止时说明米字线中心已正确位两面相交处记读数值a2读数差(a1a2)测尺寸L
虚交点虚交点间尺寸测量：测零件图432求测量L零件安装玻璃工作台找正面A行压线固定横拖板移动拖板分中央显微镜工处Ⅱ处转动米字线分左右两角边先压线记工处读数值a1Ⅱ处读数值a2两次读数差a1a2L值
图432 零件图
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