1、 了解基本测量方法的分类和应用，测量误差和铣削加工误差分析方法。掌握使用铣工常用精密量具和量仪测量刀具齿槽、轮廓型面和复杂大型工件的方法，了解数字显示装置的结构和使用方法，掌握检验数据的基本分析方法。目目 录录 被测量值直接由量具量仪数值获得的测量方法。（1）直接测量 由仪器读出的为被测量相对于标准量值的差值。（2）间接测量 测出与被测尺寸有关的一些尺寸后，通过计算获得被测量值的测量方法。（3）绝对测量（4）相对测量 被测量值直接由仪器刻度尺上读数表示的测量方法。（5）接触测量 量具或量仪的测量头与被测表面直接接触的测量方法。量具或量仪的测量头不与被测表面接触的测量方法。（6）非接触测量 加工
2、过程中进行的测量，测量结果直接用来控制工件的加工精度。（7）综合测量 被测件相关的各个参数合成一个综合参数来进行测量的测量方法。（8）单项测量（9）主动测量 被测件各个参数分别单独测量的测量方法。加工完毕后进行测量，以确定工件的有关参数值。（10）被动测量（11）静态测量 测量时，被测件静止不动的测量方法。（12）动态测量 测量时，被测件不停地运动，测量头与被测对象有相对运动的测量方法。分类 说 明 消 除 方 法 系统误差随机误差粗大误差在相同条件下，重复测量同一量值时，误差的大小和方向保持不变或当条件改变时，误差按一定的规律变化，这种误差可在测量结果中修整或消除 1）检查测量器具刻度的准确
3、性，并消除刻度误差2）检查并校正测量器具的工具误差3）检查测量环境温度并加以调整随机误差 在相同条件下重复测量同一量值时，误差的大小和方向都是变化的，而且没有确定的规律，因而这种误差无法从测量结果中消除或校正1）检查并消除测量器具各部分间隙及变形 2）测量时测量力要合理 3）读数要正确粗大误差是由于测量时的疏忽大意或环境条件的突变所造成的误差 1）选择正确合理的测量方法 2）检查测量器具内部结构及精度，消除其缺陷及误差 3）检查并消除读写错误表121 测量误差的分类、产生原因和消除方法 改善措施是：试切一组工件，并以其尺寸分布的平均位置为依据，调整刀具位置。试切工件的数量由所要求的尺寸公差及实
4、际加工尺寸的分散范围而定。（1）测量误差 由于量具制造误差、测量方法误差等引起。改善措施如下：1）根据精度要求，合理选用测量方法及量具量仪。2）控制测量条件，其中包括正确使用量具，控制环境温度等。（2）调整误差1.影响尺寸精度的因素和改进措施 改善的措施：提高定程机构的刚性、精度及操纵机构的灵敏度。（3）刀具误差和刀具磨损 改善措施如下：1）控制刀具尺寸。2）及时调整机床。3）保证刀具安装精度。4）掌握刀具磨损规律，进行补偿。（4）定程机构重复定位精度（5）进给误差改善措施如下：1）提高进给机构精度。2）用千分表等直接测量进给量。3）采用闭环控制系统。改善措施如下：1）正确选择定位基准。2）提
5、高夹具制造精度。3）合理确定夹紧方法和夹紧力大小。4）仔细找正及装夹。（6）工艺系统热变形改善措施如下：1）精、粗加工分开。2）进行充分、有效的冷却。3）合理确定调整尺寸。4）根据工件热变形规律，测量时适当补偿，或在冷态（室温）下测量。5）机床热平衡后再加工。6）控制环境温度。（7）工件安装误差1.影响尺寸精度的因素和改进措施 改善措施：调整主轴间隙；采用高精度的轴承；提高主轴装配精度。（1）机床主轴回转误差（2）机床导轨几何误差 改善措施如下：1）提高导轨精度和耐磨性。2）正确安装，定期检查，及时调整。2.影响形状精度的因素及改善措施（3）进给运动与主运动之间几何关系不正确 改善措施：找正相
6、互位置精度关系。改善措施如下：1）尽量缩短传动链。2）增大末端传动副的降速比，提高末端传动元件的制造和安装精度。3）采用校正机构。（4）机床传动误差 使用前计算其误差，满足工件精度要求。（5）成形运动原理误差（6）刀具误差改善措施如下：1）提高成形刀具刀刃的制造精度。2）提高刀具安装精度。3）改进刀具材料。4）合理选用切削用量。5）自动补偿刀具磨损。2.影响形状精度的因素及改善措施（7）工艺系统受力变形 改善措施如下：1）提高工艺系统静刚性，特别是薄弱环节的刚性。2）采用辅助支承，以增强系统刚性并减少系统刚性变化。3）改进刀具几何角度以减小切削抗力。4）安排预加工工序 5）合理选择夹紧方法和夹
7、紧力大小。改善措施如下：1）改善零件结构，以减少工件残余应力。2）粗、精加工分开。3）进行时效处理。4）尽量不采用冷校直方法，或用热校直代替冷校直。（8）工件残余应力（9）工艺系统热变形改善措施如下：1）对机床热变形可采用减少热源影响、用温度补偿法使机床各部分均匀受热、控制环境温度等方法。2）对工件热变形可采用进行充分冷却、选择适当的切削用量、改进细长轴薄板零件装夹方法、根据工件热变形规律施加反向变形。3）对刀具热变形可采用充分冷却、减小刀杆悬伸长度、增大刀杆截面等方法。2.影响形状精度的因素及改善措施改善措施如下：1）提高机床几何精度。2）减小和补偿机床热变形。3）减小和补偿机床受力变形。（
8、1）机床误差改善措施如下：1）提高夹具制造精度和刚性。2）提高夹具安装精度。（2）夹具误差（3）找正误差改善措施如下：1）提高找正基准面的精度。2）提高找正操作技术水平。3）采用与加工精度相适应的找正方法和找正工具。3.影响位置精度的因素和改善措施（4）工件定位基准与设计基准不重合改善措施如下：1）以设计基准为定位基准。2）提高设计基准与定位基准之间的位置精度。（5）工件定位基准面误差（6）基准转换改善措施如下：1）提高定位基准面精度。2）采用可涨心轴等方法减小该项误差。改善措施如下：1）尽量采用统一精基准，以避免基准转换。2）尽量采用工序集中原则。3）提高定位基准面本身的精度和定位基准面之间
9、的位置精度。电动测微仪是指利用电学原理测量几何量微小变化的计量仪器。电动测微仪具有以下优点：1）内部没有齿轮、杠杆等机械放大机构，重复性好，精度高。2）由于电路放大倍数很大，灵敏度高，而测力很小。3）传感器体积小，与电器箱可分开使用，便于实现远距离测量，能在一般机械式仪器或光学仪器不能测量的地方进行测量。4）可用于动态测量。5）电信号便于处理。1.电动测微仪（1）数字显示装置的特点 1）读数方便，示值直观清楚，不需要经过换算。2）可以同时显示多位测量值，实现大范围，高分辨率显示。3）装置中没有机械运动部件，抗粉尘、抗振动干扰的能力强，可靠性高。4）采用液晶数码管的显示装置，功耗低，体积小，常用
10、于便携式电测仪器。5）数据处理比较简单的数字显示装置，采用集成电路，结构紧凑，使用维修方便。2.数字显示装置 1）数显器件。目前常用的数显器件有两种，一种是发光二极管（LED），另一种是液晶数码管（LCD）。数显器件通常利用若干独立的显示段显示不同的数字与符号。2）数显驱动 数码显示装置的显示输出是基于二进制逻辑（逻辑“1”和逻辑“0”）驱动控制。2.数字显示装置（2）数字显示装置的构成图122 数码管的控制端 和公共端示意图121 点阵结构显示装置3.常用传感器 传感器是电测量仪的重要组成部分，又称测头。传感器是保证输出电信号和输入几何量之间具有一定的对应关系，并且有一定精确度的测量部件。（
11、1）传感器的组成图123 光栅栅线 a）长光栅 b）圆光栅3.常用传感器 传感器一般由三部分组成：敏感元件、转换元件和转换电路。（2）常用传感器的种类和应用 常用的传感器有电触式、电感式、互感式、电容式、压电式、光电式、气电式、光栅式、磁栅式、激光式和感应同步器等。光栅传感器主要利用光栅的莫尔条纹现象，实现几何量测量。（3）光栅传感器 计量光栅按用途分为长光栅和圆光栅两大类。长光栅又称光栅尺，用来测量长度或线位移（图123a），圆光栅又称光栅盘，用来测量角度或角位移（图123b）。（4）磁栅传感器 3.常用传感器 磁栅传感器主要由磁栅和磁头组成，磁栅上录有等距离的磁信号，在测量过程中，磁头相对
12、磁栅位移，由磁头将被测量转换成电信号。磁栅分为长磁栅（又称磁栅尺）和圆磁栅（又称磁栅盘）两种，前者用于测量线位移，后者用于测量角位移。1.仪器使用基本条件2.日常维护（1）温度（2）湿度 （3）防震 （4）防尘 （5）防腐蚀1.机床床身导轨检测准备重点与难点 重点为使用光学平直仪检测机床导轨直线度与垂直度、工作台面平面度的方法。难点为误差的计算分析方法。（1）分析被测机床床身的结构和导轨精度要求1）结构分析。2）精度分析。训练1 用光学平直仪测量机床床身导轨图124 弧齿锥齿轮铣齿机床身示意图图125 弧齿锥齿轮铣齿机全外形示意图1驱动机构 2刀具摇台 3铣刀盘 4工件 5工件箱 6床鞍 7床
13、身（2）了解机床的结构 Y225型弧齿锥齿轮铣齿机由床身、床鞍、工件、工件箱、刀具摇台等部分组成。1.机床床身导轨检测准备（1）用常用量具测量Y225型机床床身导轨面 测量机床床身导轨可以选用金属直尺、直角尺、百分表、专用角度规、平行平尺、框形水平仪等常用量具测量，也可用选用光学平直仪等进行测量。训练1 用光学平直仪测量机床床身导轨图126 床身导轨测量示意（一）图127 床身导轨测量示意（二）2.机床床身导轨检验测量（3）选择测量方法和量具量仪（1）用常用量具测量Y225型机床床身导轨面训练1 用光学平直仪测量机床床身导轨图128 床身导轨测量示意（三）2.机床床身导轨检验测量（2）用光学平
14、直仪测量V形导轨直线度 1）选用光学平直仪，熟悉使用方法，并在标准平板上校核测量精度。2）V形导轨的直线度须分别在垂直平面和水平面内进行测量。3）测量V形导轨在垂直平面内的直线度。4）测量导轨在水平面内的直线度时，只需将目镜座按顺时针方向转过90，使测微鼓轮与物镜的光轴垂直即可实现。具体的测量方法与垂直面内直线度测量相同。训练1 用光学平直仪测量机床床身导轨图1210 光学平直仪测量V形导轨 直线度示意图a)测量示意 b)光学平直仪2.机床床身导轨检验测量（2）用光学平直仪测量V形导轨直线度 根据这些数据在坐标图上画出直线度误差曲线和连接两端数据的基准线，见图1212，按比例可知所测导轨全长上
15、的最大直线度误差为0.0285mm（曲线与基准线在Y轴正方向上的最大距离），并中凹。3.机床床身导轨直线度误差计算与分析（1）用作图法求得导轨直线度误差 训练1 用光学平直仪测量机床床身导轨图1212 导轨直线度误差曲线 由于曲线的始终端连线与x轴重合，导轨直线度形状较为直观，但导轨直线度误差值不变，仍为0.0285mm。3.机床床身导轨直线度误差计算与分析（1）用作图法求得导轨直线度误差（2）用计算法求得导轨直线度误差（3）导轨曲线波折状的直线度误差计算 图1213 波折导轨曲线图训练1 用光学平直仪测量机床床身导轨表122 （作图法）导轨直线度误差计算表3.机床床身导轨直线度误差计算与分析
16、表123 （计算法例1）导轨直线度误差计算表训练1 用光学平直仪测量机床床身导轨3.机床床身导轨直线度误差计算与分析表124 （计算法例1）导轨直线度误差计算表1.检验测量准备重点与难点 重点掌握用万能工具显微镜测量工件长度、角度、孔距、轮廓直角坐标点数值、极坐标数值的方法。难点为测量操作与测量精度控制及分析方法。（1）熟悉所使用仪器的构造原理和性能1）熟悉使用仪器2）掌握主要部件的作用原理训练2 用万能工具显微镜测量复杂工具和零件 图1214 19JA万能工具显微镜1纵向滑台 2左顶尖架 3纵向刻度尺4测微鼓轮 5读数窗 6归零手轮7瞄准显微镜 8光阑调节轮 9立柱 10悬臂 11升降（调焦
17、）手轮12立柱偏摆手轮 13横向滑台 14读数照明灯 15右顶尖架 16调平螺钉17横向锁紧手把 18横向微动手轮 19底座 20平工作台 21物镜22纵向锁紧手把 23纵向微动手轮1.检验测量准备训练2 用万能工具显微镜测量复杂工具和零件 图1215 19JA万能工具显微镜结构1底座 2横向锁紧手把 3横向微动手轮 4纵向导轨 5纵向滑台 6物镜 7物镜座 8测角目镜 9瞄准显微镜 10悬臂 11燕尾导轨 12立柱 13转轴 14横向刻度尺 15横向滑台 16光源 17聚光镜 18照明灯管 19调平螺钉 20可变光阑 21反射镜 22横向导轨 23滚动轴承 24升降（调焦）手轮图1216 1
18、9JA万能工具 显微镜立柱偏摆机构1立柱 2钢球 3偏心组件 4转轴 5照明部件 6拉簧 7横向滑台 8支架 9立柱偏摆手轮 10螺母 11丝杆1.检验测量准备（2）分析测量内容和选择测量方法 1）测量内容为平面工件的长度和工件的角度。训练2 用万能工具显微镜测量复杂工具和零件 图1218 测角目镜1目镜 2联结环 3读数显微镜4照明灯 5定位块 6球形轴 7手轮图1219 米字线分划板形状2）测量内容为工件孔距时，一般选用双像目镜测量 图1220 双像目镜1读数显微镜 2联结环 3分划板插片 4定位块5球形轴 6照明灯插座 7旋转手轮1.检验测量准备（2）分析测量内容和选择测量方法 3）测量
19、小孔直径。一般选用光学定位器（灵敏杠杆）测量。训练2 用万能工具显微镜测量复杂工具和零件 图1221 光学定位器1光源 2调焦环 3固紧手轮 4联接圈 5转向手轮 6测头固紧螺钉 7测头4）测量工件轮廓的极坐标。一般使用圆分度台测量。图1222 圆分度台1转盘 2玻璃台面 3锁紧手轮 4环形槽 5微调手轮 6压扳 7读数鼓轮 8投影屏 9紧固螺钉 10灯座 11调节环 12灯室 13滚花环2.检验测量操作方法（1）仪器测量前的必要调整项目 1）光源调整。2）调光圈。3）调焦。一般调焦方法是首先进行目镜视度调节，使目镜视场内能观察到清晰的米字线分划板刻线像。再通过调焦手轮移动瞄准显微镜，在目镜视
20、场里得到清晰的物体轮廓的像。4）测角目镜正确安装位置调整。测角目镜在显微镜管上安装的正确位置应该是角度度盘读数为000。分划板上水平和垂直方向的刻线应分别平行于纵横向滑台的移动方向。训练2 用万能工具显微镜测量复杂工具和零件 图1223 测角目镜安装位置调整1调整螺钉 2、3锁紧螺钉（2）测量操作 1）平面件的长度测量 （影像法）。2）角度测量（影像法）。2.检验测量操作方法训练2 用万能工具显微镜测量复杂工具和零件图12-25 轮廓直角坐标测量示意（2）测量操作 3）轮廓直角坐标测量。4）孔距测量。孔距a按下式计算：21222yyxxax 5）孔径测量。图12-26 用双像目镜测量孔距示意图
21、12-27 用光学定位器测量孔径示意6）轮廓极坐标测量 图12-28 轮廓极坐标测量示意2.检验测量操作方法训练2 用万能工具显微镜测量复杂工具和零件（2）测量操作6）轮廓极坐标测量 表12-7 工件极坐标测量读数值和坐标值3.检验测量误差分析（1）光学仪器误差和仪器测量误差的来源1）仪器的原理误差。2）仪器零部件的制造与调整误差。3）标准件误差。4）瞄准读数误差。5）定位、安置误差。6）测量环境条件所引起的误差（如温度误差）。（2）用光学显微镜测量误差的来源 1）测量方法引起的误差 2）仪器零件精度引起的测 量误差。3）瞄准方法引起的误差。1.检验测量准备重点与难点 重点掌握电感测微仪的基本
22、结构和应用方法，难点为用电感测微仪测量几何量的调整、操作方法和误差分析。（1）熟悉使用仪器的结构和使用方法训练3 用电感测微仪测量工件 图12-30 DSC-20C/A型互感测微仪外形1调零电位器（RW1）2电桥短路开关（K2）3传感器插座 4指示电表 5电表指针机械零位调整螺钉 6测量选择开关（K1）7指示灯 8侧盖板 9平衡电位器（RW4）10校正值给定电位（RW2）11低精度档调节放大倍率电倍器（RW3）12高精度档调节放大倍率电位器（RW5）13电源线和插头 14输出信号插口 15输出插头1.检验测量准备（1）熟悉使用仪器的结构和使用方法训练3 用电感测微仪测量工件 图12-31 DS
23、C-20C/A型互感 测微仪配套传感器 a）DGC-6P旁向杠杆式 b）DGC-8ZP轴向式 c）DGC-28ZP轴向式图12-32 DSC-20C/A型互感测微仪 原理框图表12-8 主要技术参数1.检验测量准备（2）熟悉仪器的调整方法训练3 用电感测微仪测量工件图1233 电感测微仪比较测量示意图1测量台架 2螺母 3、6螺钉 4支臂 5传感器 7指示电表 8电器箱 9标准件或量块1）指示电表机械零位的调整。2）平衡调整。3）放大倍率的调整。仪器放大倍率（或称仪器灵敏度）包括传感器和转换电桥的总灵敏度及放大电路的放大倍数。由于调整电位器RW5时，同时影响高、低两档的放大倍率，而调电位器RW
24、3时只影响低精度档的放大倍率，因此必须先调高精度档放大倍率，后调低精度档，不能颠倒调整顺序。2.检验测量操作（1）单一尺寸测量 电感测微仪常与千分表和立式光学计等测微仪一样，对工件作精密的微差比较测量。（2）“和差演算”测量训练3 用电感测微仪测量工件图1234 电感测微仪测量轴径 的平均值示意图2.检验测量操作 利用“和差演算”测量，可以测量工件的平均直径、厚度、同轴度、垂直度和平行度等。1）测量轴的平均直径。2）测量工件厚度。这种用两个传感器测量工件厚度的方法，可以基本上消除因工件在测量面上安置倾斜产生的定位误差。图1235 电感测微仪测量工件 厚度示意图（2）“和差演算”测量训练3 用电
25、感测微仪测量工件图1236 电感测微仪测量 垂直度示意图2.检验测量操作 3）工件端面对轴线垂直度测量。测量垂直度时，转动被测工件一周，则指示电表指示值即为被测端面对轴线的垂直度误差值。3.检验测量误差分析 1）指示电表机械零位误差致使测量读数值误差。2）平衡调整误差、调整方法不正确。3）放大倍率调整误差、调整顺序不对。第十二章 精度检验及误差分析1.简述直接测量和间接测量、绝对测量和相对测量、接触测量和非接触测量的定义和区别。2.综合测量和单项测量有何联系和区别？3.主动测量用于何种情况，试举例予以说明。4.什么是动态测量？试举例予以说明。5.简述测量误差的分类和消除方法。6.什么是粗大误差？试举例予以说明。7.影响工件尺寸精度的因素有哪些？如何予以改进？8.简述影响工件形状精度的因素和改进措施。9.在工件定位方面影响工件位置精度的因素有哪些？如何予以改进？10.电动测微仪与机械测微仪、光学测微仪有何区别和相同之处？11.目前常用的数显器件是什么？各有何特点？12.什么是传感器？光栅和磁栅传感器各有哪些特点？13.简述光学量仪的使用条件和日常维护方法。14.如何使用光学平直仪测量大型工件的平面度和机床床身的导轨直线度？15.简述19JA万能工具显微镜的结构。
