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PAGE  PAGE - 16 - 实验一 用立式光学计测量塞规外径 一、实验目的 1. 了解立式光学计的测量原理； 2. 熟悉用立式光学计测量外径的方法； 3. 加深理解计量器具与测量方法的常用术语。 二、实验内容 1. 用立式光学计测量塞规外径； 2. 根据测量结果，按国家标准GB/T 1957—1981《光滑极限量规》查出被测塞规的尺寸公差和形状公差，并作出适用性结论。 三、测量原理及计量器具说明 立式光学计是一种精度较高而结构简单的常用光学量仪。用量块作为长度基准，按比较测量法来测量各种工件的外尺寸。 图1.1 立式光学计的外形结构 1-底座；2-调节螺母；3-支臂；4、8-紧固螺钉； 5-立柱；6-直角光管；7-调节手轮；9-提升杠杆； 10-测头；11-工作台 图1.1为立式光学计的外形图。它由底座1、立柱5、支臂3、直角光管6和工作台11等几部分组成。光学计是利用光学杠杆放大原理进行测量的仪器，其光学系统如图1.2b所示。照明光线经反射镜1照射到刻度尺8上，再经直角棱镜2、物镜3，照射到反射镜4上。由于刻度尺8位于物镜3的焦平面上，故从刻度尺8上发出的光线经物镜3后成为平行光束，若反射镜4与物镜3之间相互平行，则反射光线折回到焦平面，刻度尺像7与刻度尺8对称。若被测尺寸变动使测杆5推动反射镜4绕支点转动某一角度α（图1.2a），则反射光线相对于入射光线偏转2α角度，从而使刻度尺像7产生位移t（图1.2c），它代表被测尺寸的变动量。物镜至刻度尺8间的距离为物镜焦距f，设b为测杆中心至反射镜支点间的距离，s为测杆5移动的距离，则仪器的放大比K为： 当α很小时，tan2α ≈ 2α，tanα ≈ α，因此： 光学计的目镜放大倍数为12，f＝200mm，b＝5mm，故仪器的总放大倍数n为： 由此说明，当测杆移动0.001mm时，在目镜中可见到0.96mm的位移量。 图1.2 立式光学计的光学原理图 1、4-反射镜；2-棱镜；3-物镜；5-侧杆；6-微调螺钉；7-刻度尺像；8-刻度尺 四、实验步骤 1. 测头的选择：测头有球形、平面形和刀口形三种，根据被测零件表面的几何形状来选择，使测头与被测表面尽量满足点接触。所以，测量平面或圆柱面工件时，选用球形测头；测量球面工件时，选用平面形测头；测量小于10mm的圆柱面工件时，选用刀口形测头。 2. 按被测塞规外径的基本尺寸组合量块。 3. 调整仪器零位  = 1 \* GB3 ① 参看图1.1，选好量块组后，将下测量面置于工作台11的中央，并使测头10对准上测量面中央；  = 2 \* GB3 ② 粗调节：松开支臂紧固螺钉4，转动调节螺母2，使支臂3缓慢下降，直到测头与量块上测量面轻微接触，并能在视场中看到刻度尺像时，将螺钉4锁紧；  = 3 \* GB3 ③ 细调节：松开紧固螺钉8，转动调节凸轮7，直至在目镜中观察到刻度尺像与μ指示线接近为止(图1.3a)，然后拧紧螺钉8；  = 4 \* GB3 ④ 微调节：转动刻度尺寸微调螺钉6(图1.2b)，使刻度尺的零线影像与μ指示线重合(图1.3b)，然后压下测头提升杠杆9数次，使零位稳定；  = 5 \* GB3 ⑤ 将测头抬起，取下量块。 图1.3 立式光学计的零位调节示意 4. 测量塞规外径：按实验规定的部位(在三个横截面上两个相互垂直的径向位置上)进行测量，把测量结果填入实验报告。 5. 由塞规零件图(由学生自己设计、画出)的要求，判断塞规的合格性。 思 考 题 1. 用立式光学计测量塞规外径属于绝对测量还是相对测量？它们各有何特点？ 2. 什么是分度值、刻度间距？它们与放大比的关系如何？ 3. 仪器工作台与测杆轴线不垂直，对测量结果有何影响？ 4. 仪器的测量范围和刻度尺的示值范围有何不同？ 5. 假设被测塞规外径的基本尺寸为28.265mm，如何从一盒83块的量块中选择量块？如何组合量块？ 实验报告一 用立式光学计测量塞规外径 仪器名称、型号 仪器测量范围 ；刻度值 ；指示范围 组合量块的尺寸 ，量块精度等级 塞规制造尺寸