本教材简要总结了现代精密测量技术的基本原理、种类、特点和应用,根据测量对象分别介绍了尺寸、形位误差、表面粗糙度、校准、螺纹及齿轮、硬度、逆向等测量,并结合测量对象及测量案例详细介绍了常见现代精密测量仪器的结构、工作原理、测量步骤及数据处理方法和手段。本教材汇集了近几年工程应用的经验,以实用为宗旨,强调系统性、层次性、实例丰富性、项目多样性,突出理论教学与工程实践一体化,注重人才工程应用能力和理论素质的综合培养。
本书是为高等学校、专科学校及职业学校的机械工程、工业工程、工业设计、测量技术等相关专业学生,以及从事质量检验的企业人员等编写的实践教材,同时可供其他专业的人员借鉴。
现今工程教育的大背景是大工程、大制造,先进技术的实践教学越来越重要。随着当今科学技术的飞速发展、加工速度和精度的提高、各种成形模具和零部件精度的大幅度提高,制造也由原来的粗放型加工转变为现今的精细加工,相应的先进测量技术得到迅速发展,对应的测量设备更是广泛应用于各个制造领域。本书希望通过对学生进行先进测量实践的训练,增强学生掌握现代精密测量仪器设备的能力,巩固测量方面的理论知识,培养现代企业所需要的复合型人才。
本书结合国内高校实践教学改革经验,在机械制造基础实习教材的基础上,进一步加大改革实践教材体系的力度而编写,力求提高起点、加强创新、拓展知识面,适应宽口径机械类和近机类学生的实践教学要求,体现“实践为重、创新为魂”的理念,培养适合我国制造业紧缺的高新技术的创造性高级人才。本书涉及的实验设备均为当前广泛使用的先进测量仪器。本书使用案例和项目教学模式,其体系和内容适应当前和今后对复合型人才的培养需求,并将现代测量技术的教学工程化、实践化,同时强调共性规律,避免穷举式地列举教学内容,将理论教学充分融合在实践教学当中,重视工程应用教育,使得学生能够学以致用。
本书在内容、结构形式、实验项目设置等方面都体现了独特性、先进性、实用性和指导性,使之成为一本理论水平和实用价值都较高的现代测量实践教材。本书共分11章,主要介绍了现代精密测量技术的发展历程,介绍了尺寸、形位误差、表面粗糙度、校准、螺纹及齿轮、硬度及逆向等测量相关的概念和基本理论,并针对典型案例介绍了几种常见的现代精密测量仪器,对其仪器结构、工作原理、测量步骤及数据处理方法进行了详细描述。
本书由上海大学工程技术训练中心张海光和胡庆夕主编,参与编写的教师还有李宏、宋晨霞、何岚岚。所有编者均是长期从事测量工程实践教学的教师,具有丰富的实践教学工作经验。在本书编写过程中,上海大学方明伦教授提出了中肯的建议,并对本书进行了润色,在此致以衷心的感谢。本书参阅并引用了有关的教材、手册及相关文献,并得到瑞士TESA公司、苏州怡信光电科技有限公司、上海泰明光学仪器有限公司、贵阳新天光电科技有限公司、德国Thome公司、英国Renishaw公司等企业的大力支持,在此致以诚挚的谢意。
本书涉及的专业面较广,对编者的理论水平和实际经验要求较高,同时在撰写时没有可以参照的模式,难免有错误和不足之处,敬请读者批评指正。
编者2014.4上海大学
目录
第1章现代精密测量实践安全须知
1.1工程训练中心安全注意事项
1.2操作仪器设备安全须知
第2章现代精密测量技术概述
2.1测量技术的发展历程
2.2测量技术的发展趋势
2.3测量技术的基本知识
2.3.1测量基本概念
2.3.2测量方法分类及选择原则
2.3.3测量技术的基本原则
2.3.4常用计量器具
2.3.5现代测量仪器的应用
2.4测量误差及数据处理
2.4.1测量误差
2.4.2测量误差产生的主要原因
2.4.3测量误差分类及特性
2.4.4测量数据处理
2.5思考题
第3章高度厚度测量
3.1实践目的
3.2测高仪结构及工作原理
3.2.1测高仪结构
3.2.2测高仪基本性能指标
3.2.3测高仪工作原理
3.3测高仪测量方法及步骤
3.3.1实践案例及分析
3.3.2测高仪基本测量流程
3.3.3实践案例测量方法及步骤
3.3.4测量数据处理与分析
3.4测高仪的维护与保养
3.5测高仪使用注意事项
3.6思考题
第4章轴孔测量
4.1实践目的
4.2万能测长仪结构及工作原理
4.2.1万能测长仪结构
4.2.2万能测长仪基本性能指标
4.2.3万能测长仪工作原理
4.3万能测长仪测量方法及步骤
4.3.1实践案例及分析
4.3.2万能测长仪基本测量流程
4.3.3塞规实践案例测量方法及步骤
4.3.4光滑环规实践案例测量方法及步骤
4.3.5测量数据处理与分析
4.4测长仪的维护与保养
4.5测长仪使用注意事项
4.6思考题
第5章角度及小尺寸测量
5.1实践目的
5.2投影仪结构及工作原理
5.2.1投影仪结构
5.2.2投影仪基本性能指标
5.2.3投影仪工作原理
5.3投影仪测量方法及步骤
5.3.1实践案例及分析
5.3.2投影仪基本测量流程
5.3.3实践案例测量方法及步骤
5.3.4测量数据处理与分析
5.4投影仪的维护与保养
5.5投影仪使用注意事项
5.6影像仪结构及工作原理
5.6.1影像仪结构
5.6.2影像仪基本性能指标
5.6.3影像仪工作原理
5.7影像仪测量方法及步骤
5.7.1实践案例及分析
5.7.2影像仪基本测量流程
5.7.3实践案例测量方法及步骤
5.7.4测量数据处理与分析
5.8影像仪的维护与保养
5.9影像仪使用注意事项
5.10思考题
第6章形位误差测量
6.1实践目的
6.2形位误差基本概念及检测原则
6.2.1形位误差基本概念
6.2.2形位误差检测原则
6.3三坐标测量机结构及工作原理
6.3.1三坐标测量机结构
6.3.2三坐标测量机基本性能指标
6.3.3三坐标测量机工作原理
6.4三坐标测量机测量方法及步骤
6.4.1实践案例及分析
6.4.2三坐标测量机基本测量流程
6.4.3实践案例测量方法及步骤
6.4.4测量数据处理与分析
6.5三坐标测量机的维护与保养
6.6三坐标测量机使用注意事项
6.7思考题
第7章表面粗糙度测量
7.1实践目的
7.2表面粗糙度评定参数及检验原则
7.2.1表面粗糙度概念
7.2.2表面粗糙度评定参数
7.2.3表面粗糙度检验原则
7.3表面粗糙度仪结构及工作原理
7.3.1表面粗糙度仪结构
7.3.2表面粗糙度仪基本性能指标
7.3.3表面粗糙度仪工作原理
7.4表面粗糙度仪测量方法及步骤
7.4.1实践案例及分析
7.4.2表面粗糙度仪基本测量流程
7.4.3实践案例测量方法及步骤
7.4.4测量数据处理与分析
7.5表面粗糙度仪的维护与保养
7.6表面粗糙度仪使用注意事项
7.7思考题
第8章螺纹及齿轮测量
8.1实践目的
8.2万能工具显微镜结构及工作原理
8.2.1万能工具显微镜结构
8.2.2万能工具显微镜基本性能指标
8.2.3万能工具显微镜工作原理
8.3万能工具显微镜基本测量流程
8.4万能工具显微镜螺纹测量方法及步骤
8.4.1螺纹几何参数
8.4.2普通螺纹测量方法及步骤
8.4.3滚珠丝杠测量方法及步骤
8.5万能工具显微镜齿轮测量方法及步骤
8.5.1齿轮参数及误差
8.5.2直齿圆柱齿轮测量方法及步骤
8.5.3斜齿圆柱齿轮测量方法及步骤
8.6万能工具显微镜的维护与保养
8.7万能工具显微镜使用注意事项
8.8思考题
第9章校准测量
9.1实践目的
9.2校准准则和常用评定参数
9.2.1机床检验准则
9.2.2三坐标校准准则
9.3激光干涉仪结构及工作原理
9.3.1激光干涉仪结构
9.3.2激光干涉仪基本性能指标
9.3.3激光干涉仪工作原理
9.4数控铣床线性定位校准测量
9.4.1线性测量原理及基本测量流程
9.4.2X轴线性定位校准测量方法及步骤
9.5三坐标测量机X轴和Y轴垂直度校准测量
9.5.1垂直度校准测量原理及基本测量流程
9.5.2垂直度校准测量方法及步骤
9.5.3测量数据处理与分析
9.6激光干涉仪的维护与保养
9.7激光干涉仪使用注意事项
9.8思考题
第10章硬度测量
10.1实践目的
10.2硬度测量的基本概念及测量方法
10.3显微硬度计结构及工作原理
10.3.1显微硬度计结构
10.3.2显微硬度计基本性能指标
10.3.3显微硬度计工作原理
10.4显微硬度计测量方法及步骤
10.4.1实践案例及分析
10.4.2显微硬度计基本测量流程
10.4.3实践案例测量方法及步骤
10.4.4测量数据处理与分析
10.5硬度计的维护与保养
10.6硬度计使用注意事项
10.7思考题
第11章逆向测量
11.1实践目的
11.2逆向工程概述及测量方法
11.2.1逆向工程概述
11.2.2逆向测量方法
11.3三维数据采集系统结构及工作原理
11.3.1三维数据采集系统结构
11.3.2三维数据采集仪基本性能指标
11.3.3三维数据采集仪工作原理
11.4三维数据采集仪测量方法及步骤
11.4.1实践案例及分析
11.4.2三维数据采集仪基本测量流程
11.4.3实践案例测量方法及步骤
11.4.4点云数据处理
11.5三维数据采集仪的维护与保养
11.6三维数据采集仪使用注意事项
11.7思考题
参考文献
附录A实习报告