万能工具显微镜使用基础
一、用途：
精确测量各种工件尺寸、角度、形状和位置，以及螺纹制件的各种参数。适用于机器制造业, 精密工、模具制造业、仪器仪表制造业、军事工业、航空航天及汽车制造业、电子行业、塑料与橡胶行业的计量室、检查站和高等院校、科研院所，对机械零件、量具、刀具、夹具、模具、电子元器件、电路板、冲压板、塑料及橡胶制品进行质量检验和控制。 典型测量对象有：
测量各种金属加工件、冲压件、塑料件的直径、长度、角度、孔的位置等；如样板、样板车刀、样板铣刀、冲模和凸轮的形状；
测量各种刀具、模具、量具的几何参数；测量螺纹塞规，丝杠和蜗杆等外螺纹的中径、大径、小径、螺距、牙型半角；测量齿轮滚刀的导程、齿形和牙型角。
二、技术参数：
3、仪器精度：
温度要求：（1）工作室的温度应为20C坐C
（2）工作室的温度变化每小时不超过1C
（3）被测件和仪器的温差不超过0.5 C 在满足所规定的温度要求的条件下，仪器有如下的保证：
1）X、Y坐标：用玻璃毫米分划尺进行检定时，仪器的最大不准确度：—（1+ L/100）」m , 式中L—测量长度，单位mm
仪器分划尺按修正表进行修正时：X不大于0.0025毫米；丫不大于0.0015毫米。
2）测角目镜：测量角度的最大不准确度：不大于1分； 3）双像目镜：合像的不稳定性：不大于0.0005毫米；合像的不正确性：不大于0.001毫米;
5）光学分度台：最大不准确度：不大于30秒；
6）光学定位器：稳定性：不大于0.001毫米；准确度：不大于0.0015毫米；
、仪器结构和光学系统
图1万能工具显微镜
I- 基座；2-纵向锁紧手轮；3-工作台纵滑板；4-纵向 滑动微调；5-纵向读数显微镜；6-横向读数显微镜； 7-立柱；8-支臂；9—测角目镜；10-立柱倾斜手轮； II- 小平台；12-立柱横向移动及锁紧手轮；1
3-横向移 动微调
安全带包光学系统如图2所示。由光源I 发 出的光束经光圈2、滤光片3、反射镜4、 聚光镜5和玻
璃工作台6，将被测工件 的轮廓经物镜组7、反射棱镜8投影到 目镜10的焦平面米字线分划板9 上, 从而在目镜10中观察到放大的轮廓影 像，从角度示值目镜11中读取角度值。 另外，也可以用反射光源照亮被测工 件；以该工件的被测表面上的反射光 线，经物镜组7、反射棱镜8投影到目 镜10的焦平面米字线分划板9上，同 样可在目镜10中观察到放大轮廓影像。 四、测量原理
1用影像法测量工件：影像法的测量原 理是利用米字线分划板上的一根分划 线瞄准工件的影像边缘，并在投影读数 装置上读出读
数值，然后移动滑板，以 同一分划线瞄准工件影像的另一边，再做第二次读数。因为毫米刻度尺是固定在滑板上并与 滑板一起移动，所以投影读数装置上两次读书的差值，即为滑板的移动量，也就是工件的被 测尺寸。
1） 将工件放置于玻璃工作台上，先使
其纵、横向与仪器X 、丫向滑板移动方向大体一致， 再旋转工作台的调节螺钉作精细调整；
2） 利用米字线分划板瞄准第一被测边，并从读数显微镜中进行读数。
3） 随后移动滑板，同样对第二被侧边进行瞄准和 读数，两次读数之差即为被测工件的长度。 2直角坐标测定：
测定时必须使测定物的直角坐标方向和十字形工作 台的移动方向一致时方可进行测定。采用直角坐标测定 时由十字移动工作台的移动量就可直接读取直角坐标 值。 2.1、 角度测定：使用旋转工作台或角度观测透镜即可 测定。一般而言角度观测透镜的精度较佳。
2.2、 高度测定：利用测高装置，显微镜的上下移动量 就可测定高度了。 2.3、 孔径测定：禾U 用双象目镜或光学灵敏杠杆测定， 就是使用重叠影象透镜，使生成的两种像重叠，接着在 相对的一方亦然，于是由移动量即可显示孔的内径。假 若是使用光学探测器，则先将它装设在 3倍的对物透镜 上，然后对准探测子和工作台的移动方向，再调整观测
镜内之重叠线平行于观测透镜的十字线，而使测定子接触孔穴面。最后利用 丫轴上的进给校 正重叠线的逆向移动，并用X 轴进给使重叠线夹住观测透镜的十子线， 即可读取X 轴上的测 定值。相对侧五、测量方法秸杆燃气炉
1 刀口法和轴切法： 刀口法和轴切法是一种光学和机械综合的方法，主要测量螺纹的轴切面，这个方法也用 于测量圆柱，圆锥和平的试件，因为调节误差极小不受外来影响。轴切法是利用中央显微镜 的标记对通过测件轴心线并利用测量刀上的刻线进行瞄准定位的测量方法。测量刀是万工显 的附件。 其表面有一刻线，刻线至刃口的尺寸为 0.3和 0.9毫米光纤环网
两种，测量时，把测量刀放在测量刀垫板上，刻线面通过测件的轴线，并使测刀的刃口和被测面紧紧接触，用相应的米字线去瞄准，测量两把测刀刻线间的距离，就间接测得被测件的测量值。为了避免测量中的计算，在中间垂直米字线的两侧刻有两组共四条对称分布的平行线，每组刻线对中心刻线的距离分别为0.9和2.7毫米，它正好是测刀的刃口到刻线间的距离0.3和0.9毫米的3倍。这样用3 倍物镜瞄准时，分划板上的0.9 和2.7 毫米刻线正好压住测刀上的0.3 和0.9 毫米刻线，这时测刀上的刃口正好被米字线的中间刻线所瞄准。主要用于螺纹中径测量。应用这种方法的条件是试件要有光滑的平直的测量面，用手把测量刀移到靠住试件，它在测量平面上与试件接触。对于圆形件，此测量平面与旋转轴相切，平行于刀口边缘的细线表示出试件的轴切面。用角度测量目镜的基准刻线对准细线。未磨损刀口的边缘与视场中通过十字线的对准轴线接触，在测量时不必考虑从细线到刀口边缘之间的距离，只有用磨损了的刀口测量时，才要求从量值中减去刀口的误差。注意工件边缘不光洁，倒角遮住等会影响测量精度。在这里需要注意的是：清除检验面上的灰尘和液体残迹，根据光隙检验刀口位置时，液体残迹会引起误差。垫板和仪器的顶尖高度是配好的，不可调错，使用前要清洗一下。
2 阴影法：阴影法纯粹的光学方法，它可以迅速的调节仪器来对准试件轮廓和比较形状。这个方法要求试件放在自下而上的光路中，并处在对准显微镜的清晰范围内，这样才能得到试件的阴影像。圆形工件的像是轴向平面的轮廓阴影，而平试件的阴影像决定于其边缘。应用旋转目镜和角度测量目镜上
的刻线与阴影相切而测量。把试件的形状与自绘的图形比较时，可以用投影装置，使用双目观察。
3 反射法：反射法和阴影法相似，也是光学接触法，反射法的特点是可以测量边缘和标记，例如：划线，样冲眼等此法也可以用旋转目镜的刻线图形来比较形状。根据显微镜的清晰平面确定测量平面，这个方法主要用于平的试件。测量划线和样冲眼时用角度测量目镜，测量孔的边缘时用双像目镜，比较形状时用旋转目镜。
4 测微杠杆法测微杠杆法用于不能用光学方法对准测量的测量面，利用中央显微镜的标记对和紧靠测件测量点、线、面的万工显附件- 光学测孔器的测头连在一起的双刻线进行瞄准定位的测
量方法。测量时将光学测孔器的测头紧靠件（内、外）表面。当测量孔径时，首先使测头与测件内孔接触，取得最大弦长后，使米字线中间刻线被光学测孔器的双套线套在中间，并在读数显微镜读取一数；然后改变测量方向，使测头在另一侧与测件接触，同样使米字线分划板的中间刻线仍被光学测孔器的双套线套在中间，在读数显微镜上读取另一数。两次读数的差，再加上测头直径的实际值，即为测件的内尺寸，如减去测头直径的实际值，即为测件的外尺寸。例如，孔，各种曲线面和螺旋面，这里必须注意，在相对方向接触或接触曲面时测量头的直径也要包含在测量结果内。对于特殊的测量建议自制合适的接触杆。应用直径一定的球形测量头可以检验滚动曲线，尖的测量头用以在一定的测量面内检验螺旋面。刀口形测量头用以测量切面及只有两个坐标轴的空间曲线的投影。
光电限位开关
美光隐形眼镜六、测量过程中，定位被测目标有几种方法：
1．影像法当被测件两端具有中心孔时，可采用这种非接触式测量法，首先用调焦棒将立柱上的显
平面反射镜 2与测量杆3连 ~＜圭—尊4-住貝I 点~
微镜精确调焦，这时被测件物像最清晰。测量轴径时，由于圆柱面母线会有直线度误差，或 有锥形误差，不能采用通常测量长度的压线法，而必须使用在母线上压点的方法，即将米字 线中心压在轮廓母线的一点上进行坐标读数，然后横向移动工作台，使米字中心对准相对应 的轮廓母线上。两次读数之差即为被测轴径。同时，还应在不同的横截面内进行多次测量， 最后取其平均值作为测量结果。
在工具显微镜上进行影像法测量（不论是压线法还是压点法），这种方法必须按照外形尺 寸大小调整光圈，它的测量精度会受到对准精度、轮廓的表面粗糙度等因素的影响。因此， 这种方法似乎简单，实则麻烦，测量值的分散性较大，随着被测轴径的加大，其测量误差也 越大，因此，精密测量中较少采用影像法测量轴径。 2 •测量刀法
在万能工具显微镜上，还可以用直刃测量刀接触测量轴径。 在测量刀上距刃口 0.3 mm 处 有一条平行于刃口的细刻线，测量时，用这条细刻线与目镜中米字中心线平行的第一条虚线 压线对准，由于此刻线靠近视场中心，因此处于显微镜的最佳成像部分，有较高的测量精度。 测量时必须用3倍物镜，并在物镜的滚花圈处装上反射光光源，使用反射光照明。
采用测量刀法测量时，关键的一步是安放量刀，操作时必须十分仔细，否则，会产生接 触误差或造成测量刀的损坏。应轻轻使刀刃与被测工件接触并摆动，使量刀刃口与轮廓线贴 紧无光隙并固紧。
测量刀法的对线误差比影像法小，测量精度较高。然而，测量刀在使用过程中容易磨损， 因此，应注意对测量刀的保护。除避免由于操作不当而造成不应有的损坏外，安装前应仔细 清洗刻线工作面，使用后应妥善放置，避免磕碰或锈蚀，还应注意定期检定。 3 •灵敏杠杆接触法
在万能工具显微镜上用目镜米字线以影像法对孔径进行测量时， 由于受工件高度的影响, 使工件的轮廓投影影像不清晰，瞄准困难，故测量精度不高。为提高测孔精度，常在主物镜 上装以光学灵敏杠杆附件，用接触法测量孔径。由于其测量力仅 0.1 N ，测量力引起的变形 很小，故瞄准精度较高，可大大提高测量精度。
光学灵敏杠杆主要用于测量孔径，也可测量沟槽宽度等内尺寸，在特殊情况下，还可用 于丝杠螺纹和齿轮的测量工作。它在测量过程中主要起精确瞄准定位的作用。
光学灵敏杠杆的工作原理如图 3所示。照明光源4照亮刻有3
对双刻线的分划板I ，经 透镜至反射镜2后，再经物镜组7成像在目镜米字线分划板上。 结在一起，当它随测杆绕其中心点摆动时，3组双刻线在目 镜分划板上的像也将随之左右移动。当测杆的中心线与
显微 镜光轴重合时，双刻线的影像将对称地跨在米字分划板的中 央竖线上，若测头中心偏离光轴，则双刻线的影像将随之偏 离视场中心。6为产生测力的弹簧，测力的方向（使测杆向 左或向右）可通过外边的调整帽来改变。
测量时，将测杆深入被测孔内，通过横向（或纵向）移动， 到最大直径的返回点处，并从目镜8中使双刻线组对称地 跨在米字线中间虚线的两旁，此时进行第一次读数n i ，旋转 调整帽，调整测力弹簧6的方向（由测力方向箭头标记）， 使测量头与被测工件的另一测点接触，双刻线瞄准后读出第 二个读数n 2，贝U 被测孔的直径为：
D =|n 2 -n ； +d
液晶显示片式中：d 为测量头直径，其数值在测量杆上有标示。
用光学灵敏杠杆测量孔径，其测量误差约为
± 0.002 mm 。测量时要注意尽可能保证被测工件的轴线与
图3光学灵敏杠杆原理图
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