中国石油大学互换性位置误差的测量实验报告

中国石油大学位置误差的测量实验报告

一、实验目的

1.培养学生创新精神，创造能力，创新性思维。

2.熟悉零件的有关位置误差的含义和基准的体现方法。

3.掌握有关通用量仪的使用方法。

二、实验用具

齿轮跳动检查仪、平板、千分表、百分表、磁性千分表座、万能表座、直角尺、钢板尺、V型铁等。

三、实验内容

1.赠每位学生一篇优秀论文学习讨论题目是《建设创新型国家呼唤小发明》，请一位同学谈感想，通过实验课讨论学习,培养学生的创新精神，创造能力，创新性思维，从热爱创新、人人参与创新，创新从何处入手？任何一个物品当你找到他的不足或缺陷时加以改进使它变得更加完美时这个过程就是一个创新，举两个例子学校路边的垃圾桶；学校食堂放筷子的小箱子都存在缺陷大家讨论引导学生如何设计出环保垃圾桶，卫生筷子箱，现在主要培养你对创新的热爱，从小发明，小创新入门掌握常用方法如组合法等，平常要多观察，多思考，多看有关创新的书籍，杂志如大学生创新创造读本，发明与创新刊物，学校图书馆这方面的书大学生应从创新做起，普遍参与是十分重要。

2.结合实验用创新思维分析实验原理实验用具进一步培养学生的创新思维讲授采用探究式、讨论式，在讲解过程中和学生多次互动交流设问引导学生主动思考启迪学生的创新思维，提高学生自主学习，独立分析，探究创新的能力强化学生的创新意识。

3.重点讨论孔的轴线对于侧面的垂直度误差测量，心轴—基准转换—千分表—磁性千分表座—测量。

（a）引导学生用创新思维分析心轴的缺陷如：外径是不变的生产成本增加等找出创新改进心轴的思路引导学生上网探究心轴的创新性研究。我们分析心轴的缺陷并想办法改进—变径心轴—可调心轴设计资料。

（b）讨论基准如何转换。

（c）千（百）分表的使用并注意事项。

（d）磁性千分表座的工作原理、缺陷和改进以及不同厂家生产的表座的优缺点

（e）具体测量重点理解L1/L2的含义。

采用心轴模拟替代孔的轴线，基准转换法使学生能以创新性思维分析，解决问题，学会变通，以实代虚模拟，等含义的方法，将测量的值转化为测量的值。

4.首先要讨论箱体两孔轴线垂直度误差测量，分小组讨论千分表读数，讨论连杆两孔的轴线平行度误差测量体温基准孔轴线和被测量孔轴线是什么模拟，讨论轴的圆跳动误差的测量，讨论基准如何体现，平移台强调左右手的协调使用，左手对右脑的使用，右脑与创新思维的关系讨论支架上下调套机构的功能，联想磁极千分表座的改进，以后可应用与创新设计，讨论千分表读数是否可读负值，两种读数方式，讨论直角和杆的几何尺寸设计技巧。

5.介绍金属防锈知识，可上网查拓宽学习。

6.介绍量块的基本知识。

四、实验原理

1.圆跳动误差测量

被测零件圆跳动公差要求如图1，测量方法如图2。

（1）径向圆跳动误差的测量。把千分尺安装在跳动检查仪的指示架上，压下指示表升降手柄，调节指示表升降调节螺母使千分表侧头与被测工件上母线接触，并使千分表长针压缩一圈左右后，紧固升降调节螺母即可进行测量，将工件旋转一周，记下千分表读书的最大差值。移动工作台再测第二个截面，共测三个截面，取其中最大跳动量作为该表面的径向圆跳动误差值，并判断该项指标是否合格。

（2）端面圆跳动误差的测量。把千分尺安装在跳动检查仪的指示架上，再把附件的定位销插入定位孔内，并上紧紧固螺钉，压下指示表，调节指示表升降调节螺母和纵向滑板位置，使千分表侧头与被测工件上母线接触，并使千分表长针压缩一圈左右后，即可进行测量，分别在端面靠近最大直径出和较小直径处测量，每测一处，转动工件一圈，读取指示表的最大最小读书差，取其中较大者作为该端面的圆跳动误差值。

注意：没测完一个截面或一个圆柱面后，在测另一个测量截面或测量直径处，必须先抬起指示表升降手柄，使测头离开工件后再移动工件，以免磨损测头。

2.平行度误差测量

连杆小孔轴线对大孔轴线的平行度要求如图3，测量方法如图4。

（1）垂直位置。测量时，被测孔轴线和基准孔轴线均用心轴模拟。将基准孔心轴的两端支撑在两等高的V型块上，V型块放在平板上，使被测工件放置在90º位置。在距离为L2的位置上用百分表得读书分别为M1、M2，则平行度误差为：

f∥=

（2）水平位置。将零件转位使之处于0º位置，使两心轴中心与平板等高，按上述方法测出0º位置的平行度误差。

根据以上测量结果，判断零件平行度要求是否合格。

3.垂直度误差测量

Φ42H7孔轴线对Φ30H7孔轴线及对侧面B的垂直度要求如图5.

（1）Φ42H7孔轴线对Φ30H7孔轴线的垂直度误差测量如图6。将工件放置在平板上，将测量表架安装在基准孔心轴 上部，在距离为L2两端用千分表测得读数为M1、M2，则该零件轴线对轴线的垂直度误差为 L1|M1-M2| L2

f⊥= L1|M1-M2| L2

（2）Φ42H7孔轴线对侧面B的垂直度误差测量如图7。以零件顶面为支撑面，放在三个千斤顶上。再用一直角尺，使其一面在平板上，另一面与基准面靠拢，同时调节千斤顶使其与基准面贴合为止，这说明基准面与平板垂直。然后用千分表分别测出L2长度两端读数M1、M2，则该零件轴线对侧面的垂直度误差为

f⊥= L1|M1-M2| L2

根据以上测量结果，判断两项垂直度要求是否合格。

五、实验要求

1.培养求真务实精神，严禁抄袭和人为修改实验数据

2.重视科技写作，自己能够组织内容学习记录实验和创新

3.判断零件是否合格应该将计算结果和允许值比较

4.实验中需要注意的问题是：测量步骤，千斤顶调整，磁性表座使用，千（百）分表度数和调整高度，以及所有度数换算成毫米单位。

六、实验数据记录（原始数据见附页）

1.圆跳动的测量

(1)径向

左边Mmax =0.632mm Mmin =0.571mm

中间Mmax =0.551mm Mmin =0.490mm

右边Mmax =0.815mm Mmin =0.741mm

(2)端面

Mmax=0.137mm Mmin =0.115mm

2.平行度误差测量

L1=35.1mm L2=60.0*2+35.1=155.1mm

（1）垂直位置

M1=0.821mm M2=0.952mm

（2）水平位置

M1=0.709mm M2=0.789mm

3.垂直度误差测量

（1）孔轴线对端面的垂直度

M1=0.336mm M2=0.391mm

L1=94.4mm L2=50.0*2+94.4=194.4mm

（2）孔轴线对孔轴线的垂直度

M1=0.422mm M2=0.425mm

L1=94.4mm L2=60*2+94.4=214.4mm

七、数据处理

1.圆跳动的测量

(1)径向

左边 f1=Mmax-Mmin=0.632-0.571=0.061mm

中间 f2=Mmax-Mmin=0.551-0.490=0.061mm

右边 f3=Mmax-Mmin=0.815-0.741=0.074mm

f=fmax= f2=0.074˃0.02mm,不符合要求。

(2)端面

f1=Mmax-Mmin=0.137-0.115=0.022mm

f=fmax= f1=0.022>0.02mm,不符合要求。

2.平行度误差测量

（1）垂直位置

f∥=L1|M1-M2|=35.1/155.1|0.952-0.821|=0.03

（2）水平位置

f∥=L1|M1-M2|=35.1/155.1|0.789-0.709|=0.018

3.垂直度误差测量

（1）孔轴线对孔轴线的垂直度

f⊥= L1|M1-M2|= 94.4/194.4|0.422-0.425|=0.0014

(2)孔轴线对端面的垂直度

f⊥= L1|M1-M2|= 94.4/194.4|0.391-0.336|=0.026

八、 实验问题与思考

1.千斤顶和磁性表座使用

千斤顶：应设置在平整、坚实处，并用垫木垫平。必须与荷重面垂直，其顶部与重物的接触面间应加防滑垫层。千斤顶严禁超载使用，不得在长时间无人照料下承受荷重。

磁性表座：通过转动手柄，来转动里面的磁铁。当磁铁的两极（N或S）呈上下方向时，也就是磁铁的N或S极正对软磁材料底座时,就被磁化了，这个方向上具有强磁，所以能够用于吸住钢铁表面。而当磁铁的两极处于水平方向时，及NS的正中间正对软磁材料底座时不会被磁化，所以此时底座上几乎没有磁力，就可以很容易地从钢铁表面取下来了

2.f⊥ 和 f∥ 时为何有L1/L2?

L1指的是零件基准上的长度，而L2是指零件长度加上两侧心轴上各距离零件侧面的总长度。而我们需要计算的是零件上的误差，而不是总长度上的误差，所以根据相似三角形各边成比例的原理计算出我们所要的零件长度L1上的误差。

3.基准转换

应用心轴，将原本虚化的孔的轴线通过心轴的实物体现出来

八、实验总结及材料读后感

本来我以为互换性这门课是一门和计算机有关的课程，当真正接触后发现，原来是一门和工程实际紧密结合的一门学科，通过这此实验，首先是巩固了课上学的关于垂直度、平行度、圆跳度等的概念，更重要的是学到了测量这些参数的实验方法，对自己的实验意识有了一定的提升，在做实验的过程中，需要调节仪器的高度，以及千分表的调试，这很考验我们的耐心因为一次基本上是调整不好的，所以实验本身就是一件需要耐心的工作，这又让我想起了那个故事，爱迪生做了上千次失败的实验，才最终成功，所以我们从现在开始就要培养自己的严谨求实的精神。

现在全国号召大众创业、万众创新，未来的发展也离不开创新的支持，大学生作为新生力量在踏入社会之前更应该培养自己的创新意识，有人说创新是科学家的事，其实他们可能对创新的理解有了偏差，在我们的生活中处处存在着创新的可能性也处处应用着各种的小创新，其实大的创新都是从一点点的实际生活中出现问题解决问题的工程中发展起来的，我们需要做的是做生活的有心人，学会发现不足学会动脑思考，真正把创新的思维应用到实际生活中，我们不要有创新离我们很远的想法，真正的去接触他，你就会发现这是一件快乐的事。

从材料中我们可以看出美国之所以科技如此发达是有一定的原因的，创新的思想已经融入到国民的日常生活中，他们并没有把创新当做一件多么可怕，多么难的事情，而是当成日常生活中解决问题的简单想法，他们的目的也并不是什么拯救全人类，只是生活中出现了问题然后去解决。我觉得这样才能使整个国家的创新能力提升。

九、创新点

太阳能热水器热能多功能利用

太阳能的主要原理是利用太阳能将水加热。但如果天气好的话，一段时间就能将水加热，这样就不能充分利用太阳能，所以我的想法是在太阳能装水的管子装上温度传感器，当检测到水温上升到设定温度时，通过信号控制内部开关使能

量转化系统（热能转化成电能）运行，这样就能把多余的能量储存起来，一方面可以运用储存的电能供给浴室的灯，另一方面是阴天的时候能够加热水管的水用来洗澡。

十、网络资料汇编

1.可调心轴

在实际生产中,需要心轴对工件定位的情况较多， 所以心轴的种类繁多 , 给管理带来不便。为此 ,我们设计了一种工艺范围较广的通用可调式

L定位