互换性与技术测量(全)ppt课件

辽宁科技大学高职学院机械系刘世明　绪论教案1任何一台机器的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 除了运动分析结构设计强度刚度计算外还要进行精度设计研究机器的精度时要处理好机器的使用要求与制造工艺的矛盾解决的方法是规定合理的公差并用检测手段保证其贯彻实施由此可见ldquo公差rdquo在生产中是非常重要的公差是一门专业基础课要求1掌握有关公差测量的基本概念基本理论术语定义2培养公差设计及精度检测的基本能力3nbsp学会查工具 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 如手册 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 等绪论教案1一互换性概述1什么叫互换性举例组成现代技术装置和日用机电产品的各种零件如电灯泡自行车手 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 缝纫机上的零件一批规格为M10-6H的螺母与M10-6g螺栓的自由旋合在现代化生产中一般应遵守互换性原则nbsp1定义互换性是指同一规格的一批零件或部件中任取其一不需要任何挑选或附加修配如钳工修配直接装在机器上达到规定的功能要求2互换性 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 nbsp①几何参数互换包括尺寸形状位置表面微观形状误差的互换性②机械性能互换如强度硬度材料等绪论教案13互换性类别根据互换性的性质互换性可分为nbsp①完全互换性完全互换是指零部件在装配或更换时无需挑选辅助加工或修配就能顺利装在机器上并满足使用的性能nbsp②不完全互换性指一批零件有选择地进行互换●通常采用概率法分组法或调整法等工艺措施实现顺利装配并在功能上达到使用性能要求　　●优点在保证装配配合功能要求的前提下能适当放宽制造公差使得加工容易降低制造成本●缺点降低了互换水平不利于部件机器的装配和维修4互换性的意义①能实现大工业化生产②是机器设计标准化系列化通用化的理论依据③可大幅度地降低成本绪论教案12怎样才能使零件具有互换性nbsp若制成的一批零件实际尺寸数值等于理论值即这些零件完全相同这当然能够互换但在生产上不可能且没有必要因而实际生产只要求制成零件的实际参数值在一定范围内变动保证零件充分近似即可要使零件具有互换性就应按ldquo公差rdquo制造nbsp绪论教案1二实现互换性的条件现代化工业生产的特点是规模大协作单位多互换性要求高为了正确协调各生产部门和准确衔接各生产环节必须有一种协调手段使分散的局部的生产部门和生产环节保持必要的技术统一成为一个有机的整体以实现互换性生产nbsp标准与标准化正是联系这种关系的主要途径和手段是实现互换性的基础1公差与检测公差允许零件尺寸和几何参数的变动量用于控制加工中的误差●公差标准是实现对零件误差控制和保证互换性的基础检测包含检验与测量●制定相应的检验标准按公差标准制造并按一定的标准来检验这样互换性才能得以实现绪论教案12标准和标准化1标准是对重复性事物和概念所做的统一规定●我国的技术标准分三级国家标准GB部门标准专业标准如JB企业标准nbsp2公差标准对零件的公差和相互配合所制订的标准3标准化是指制定及实施标准的全过程3优先数和优先数系1数值标准化统一的数值标准是标准化的重要内容制定公差标准以及设计零件的结构参数时都需要通过数值表示任何产品的参数值不仅与自身的技术特性有关还直接间接地影响与其配套系列产品的参数值如螺母直径数值影响并决定螺钉直径数值以及丝锥螺纹塞规钻头等系列产品的直径数值由于参数值间的关联产生的扩散称为ldquo数值扩散rdquo为满足不同的需求产品必然出现不同的规格形成系列产品产品数值的杂乱无章会给组织生产协作配套使用维修带来困难故需对数值进行标准化绪论教案12优先数系nbsp①优先数系由一些十进制等比数构成的数系②优先数系的构成●代号为Rrr取510204080●公比●个数优先数系中项数从1开始可向大于1和小于1两边无限延伸每个十进区间有r个优先数●如R5系列q5asymp16在1～10中共有5个数分别为116254063●优先数多为无理数应用时要圆整如R10系列q10asymp125R20系列q20asymp112R40系列q40asymp106R80系列q80asymp103第1章极限与配合及检测教案1sect1-1概述1公差与配合的作用ldquo公差rdquo是用于协调机器零件的使用要求与制造经济性之间的矛盾ldquo配合rdquo是反映机器零件之间有关功能要求的相互关系ldquo公差与配合rdquo的标准化有利于机器的设计制造使用和维修直接影响产品的精度性能和使用寿命是评定产品质量的重要技术指标国家标准《极限与配合》中公差与配合部分的标准主要包括GBT18001mdash1997《极限与配合基础第1部分词汇》GBT18002mdash1998《极限与配合基础第2部分公差偏差和配合的基本规定》GBT18003mdash1998《极限与配合基础第3部分标准公差和基本偏差数值表》2ldquo公差与配合rdquo标准第1章极限与配合及检测教案1GBT18004mdash1999《极限与配合标准公差等级和孔轴的极限偏差表》GBT1801mdash1999《极限与配合公差带和配合的选择》GBT1804mdash2000《一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差》这些标准是尺寸精度设计的重要依据我们将在本章进行介绍而有关公差与配合的技术保证即测量与检验部分的国家标准将在下一章中介绍第1章极限与配合及检测教案1sect2-2公差与配合的基本术语及定义1有关ldquo尺寸rdquo的术语和定义1尺寸用特定单位表示长度值的数字2基本尺寸设计给定的尺寸一般要求符合标准的尺寸系列3实际尺寸通过测量所得的尺寸包含测量误差且同一表面不同部位的实际尺寸往往也不相同用Dada表示4极限尺寸允许尺寸变化的两个极限值●两者中较大的称为最大极限尺寸较小的称为最小极限尺寸孔和轴的最大最小极限尺寸分别用Dmaxdmax和Dmindmin表示5最大实体状态MMC和最大实体尺寸最大实体状态指孔或轴在尺寸公差范围内具有材料量最多时的状态在此状态下的尺寸称为最大实体尺寸即轴的最大极限尺寸dmax孔的最小极限尺寸Dmin第1章极限与配合及检测教案16最小实体状态LMC和最小实体尺寸最小实体状态指孔或轴在尺寸公差范围内具有材料量最少时的状态在此状态下的尺寸称为最小实体尺寸即轴的最小极限尺寸dmin孔的最大极限尺寸Dmax第1章极限与配合及检测教案17体外作用尺寸GBT1182mdash1996将体外作用尺寸定义为在被测要素的给定长度上与实际内表面体外相接触的最大理想面或与实际外表面相接触的最小理想面的直径或宽度轴的体外作用尺寸●孔的体外作用尺寸是指与实际孔表面内接的最大理想圆柱体的直径●轴的体外作用尺寸是指与实际轴表面外接的最小理想圆柱体的直径●如图2-2所示孔和轴的体外作用尺寸分别用Dfe和dfe表示第1章极限与配合及检测教案18极限尺寸判断原则泰勒原则●孔的体外作用尺寸应大于或等于孔的最小极限尺寸并在任何位置上孔的最大实际尺寸应小于或等于孔的最大极限尺寸●轴的体外作用尺寸应小于或等于轴的最大极限尺寸并在任何位置上轴的最小实际尺寸应大于或等于轴的最小极限尺寸可表示为DminleDfeleDaleDmaxdminledaledfeledmax●极限尺寸判断原则是一个综合性的判断

原则它考虑了孔和轴的尺寸形状等的误差的影响对有配合要求的孔和轴应按此原则来判断孔轴零件尺寸是否合格基本尺寸极限尺寸实体尺寸是由设计给定的尺寸实际尺寸体外作用尺寸是零件上实际存在的尺寸第1章极限与配合及检测教案22有关ldquo公差与偏差rdquo的术语和定义1尺寸偏差偏差偏差某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差上偏差最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差符号ESes下偏差最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差符号EIei上偏差和下偏差统称为极限偏差实际偏差实际尺寸减其基本尺寸的代数差2尺寸公差公差公差允许尺寸的变动量公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值也等于上偏差与下偏差的代数差的绝对值孔轴的公差分别用Th和Ts表示3偏差与公差的一些公式对于孔ESDmax-Dnbspnbspnbspnbspnbspnbspnbspnbsp对于轴nbspesdmax-dEIDmin-Dnbspnbspnbspnbspnbspnbspnbspnbspnbspnbspnbspnbspnbspnbspnbspnbspnbspeidmin-dTD︱Dmax-nbspDmin︱︱ES-EI︱Td︱dmax-nbspdmin︱︱es-ei︱第1章极限与配合及检测教案24零线与公差带零线表示基本尺寸的一条直线以其为基准确定偏差和公差零线以上为正以下为负公差带由代表上下偏差的两条直线所限定的一个区域公差带有两个基本参数即公差带大小与位置大小由标准公差确定位置由基本偏差确定第1章极限与配合及检测教案25基本偏差基本偏差用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差一般为靠近零线的那个极限偏差6标准公差标准公差用确定公差带大小的任一公差第1章极限与配合及检测教案23有关ldquo配合rdquo的术语和定义1配合基本尺寸相同相互结合的孔和轴公差带之间的关系基孔制基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度基孔制中的孔为基准孔其下偏差为零基准孔的代号为ldquoHrdquo基轴制基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度基轴制中的轴为基准轴其上偏差为零基准轴的代号为ldquohrdquo根据孔轴公差带位置的不同配合可分为三种类型间隙配合过盈配合和过渡配合第1章极限与配合及检测教案22间隙配合孔与轴配合中孔的尺寸减去相配合轴的尺寸其差值为正时是间隙最大间隙Xmax是孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的代数差最小间隙Xmin是孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得的代数差配合公差允许间隙的变动量配合公差Xmax-Xmin孔公差轴公差间隙配合孔的公差带在轴的公差带之上3过盈配合孔与轴配合中孔的尺寸减去相配合轴的尺寸其差值为负时是过盈最大过盈Ymax是孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得的代数差最小过盈Ymin是孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的代数差配合公差允许过盈的变动量配合公差Ymin-Ymax孔公差轴公差过盈配合孔的公差带完全在轴的公差带之下第1章极限与配合及检测教案24过渡配合过渡配合孔与轴配合中孔与轴的公差带相互交迭任取其中一对孔和轴相配可能具有间隙也可能具有过盈的配合过渡配合的极限情况是最大间隙Xmax与最大过盈Ymax配合公差Xmax-Ymax孔公差轴公差例1的孔与的轴相配合的基孔制配合算例第1章极限与配合及检测教案2第1章极限与配合及检测教案2一标准公差系列标准公差国标规定的用以确定公差带大小的任一公差值1公差单位公差因子零件制造误差与加工方法和基本尺寸的大小有关公差单位是计算标准公差的基本单位是制订标准公差系列表格的基础反映了加工误差和基本尺寸对公差等级的影响当尺寸le500时第一项反映加工误差第二项补偿与直径成正比的误差2公差等级公差等级指确定尺寸精度的等级●标准公差IT等于公差等级系数a和公差单位i的乘积ITatimesi●标准公差分为20级IT01IT0IT1hellipIT18等级依次降低而公差值依次增大sect2-3公差与偏差国家标准第1章极限与配合及检测教案2当尺寸le500mm时IT5以下各级标准公差按表1-4计算3基本尺寸分段根据标准公差计算公式每有一个基本尺寸就应该有一个相应的公差值由于基本尺寸很多这样就会形成一个极为庞大的公差数值表为减少公差数目统一公差值国家标准对基本尺寸进行了分段尺寸分段后对同一尺寸分段内的所有基本尺寸在公差等级相同的情况下规定相同的标准公差这一标准公差是按相应尺寸分段内首尾两个尺寸的几何平均值来计算的1分段规则见教材表2-2第1章极限与配合及检测教案22计算直径每个尺寸段只有一个计算直径其值为该尺寸段首末两尺寸的几何平均值例如50～80mm基本尺寸分段的计算直径为只要是用这一尺寸分段内的基本尺寸其标准公差一律按D＝6325mm进行计算例2基本尺寸Ф30mm求IT6和IT7等于多少解30属于1830计算尺寸公差单位IT610i10times131131asymp13micromIT716i16times1312096asymp21microm按上例计算的公差值必须按国标规定的尾数化整规则进行圆整第1章极限与配合及检测教案2第1章极限与配合及检测教案21基本偏差定义基本偏差指用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差一般指最靠近零线的那个偏差当公差带位于零线上方时其基本偏差为下偏差当公差带位于零线下方时其基本偏差为上偏差2基本偏差代号基本偏差的代号用拉丁字母表示大写字母代表孔小写字母代表轴在26个字母中除去易与其他含义混淆的ILOQWiloqw5个字母外采用21个再加上用双字母CDEFFGZAZBZCJscdeffgzazbzcjs表示的7个共有28个即孔和轴各有28个基本偏差．其中JS和js在各个公差等级中完全对称因此其基本偏基可为上偏差十IT／2也可为下偏差mdash1T／23基本偏差系列图图中公差带的一端是封闭的它表示基本偏差另一端是开口的它的位置将取决于标准公差等级二基本偏差系列第1章极限与配合及检测教案2第1章极限与配合及检测教案24轴的基本偏差●轴的基本偏差是以基孔制配合为基础而制定的1轴的基本偏差代号的规定●a～h的基本偏差为上偏差es●j～zc的基本偏差为下偏差偏差eijs为对称分布其中h的基本偏差为es0称为基准轴2轴基本偏差的应用●a～h用于间隙配合●j～n用于过渡配合●p～zc用于过盈配合3基本尺寸le500mm时轴的基本偏差计算公式见表2-44轴的基本偏差数值见教材表2-5第1章极限与配合及检测教案2第1章极限与配合及检测教案2有了基本偏差和标准公差就可求出轴的另一个偏差上偏差或下偏差计算公式如下eies-ITeseiIT5孔的基本偏差1根据基本尺寸le500mm时孔的基本偏差是从轴的基本偏差换算而来的2前提在孔轴为同一公差等级或孔比轴低一级配合的条件下当基轴制中孔的基本偏差代号与基孔制中轴的基本偏差代号相当Ф30F8h8中F对应于Ф30H8f8中f时其基本偏差的对应关系应保证按基轴制形成的配合Ф30F7h6

与按基孔制形成的配合Ф30H7f6相同3孔的基本偏差换算规则第1章极限与配合及检测教案21通用规则用同一字母表示的孔轴基本偏差的绝对值相等而符号相反也就是孔的基本编差是轴的基本偏差相对于零线的倒影通用规则的适用范围对所有公差等级的A～HEI-es对标准公差大于IT8的KMN和大于IT7的P～ZCES-ei第1章极限与配合及检测教案22特殊规则对标准公差leIT8的JKMN和leIT7的P～ZC孔轴的基本偏差代号字母相同时孔的基本偏差ES和轴的基本偏差ei符号相反而绝对值相差一个Delta值这是由于在较高公差等级中孔比同级的轴加工困难采用孔比轴低一级相配并要求在两种基准制中所形成的配合相同基孔制时最小过盈基轴制时最小过盈因为由此得出孔的基本偏差孔的另一个偏差可根据孔的基本偏差和标准公差进行计算EIES-ITESEIIT第1章极限与配合及检测教案2例3确定Ф25H8p8Ф25P8h8孔与轴的极限偏差解IT8ai25times131asymp33microm轴p的基本偏差为下偏差查表1mdash10得ei22microm轴p8的上偏差为eseiIT8223355microm孔H8的下偏差为0上偏差为33microm孔P8的基本偏差为上偏差查表1mdash11得ES-22microm孔P8的下偏差EIES-IT8-22-33-55microm轴h8的上偏差为0下偏差为-33microm由此可得第1章极限与配合及检测教案2例4确定Ф25H7p6Ф25P7h6孔与轴的极限偏差解轴p的基本偏差为下偏差ei22micromp6的上偏差为eseiIT6221335microm孔P7的基本偏差为上偏差ES应按特殊规则计算DeltaIT7-IT621-138microm所以ES-eiDelta-228-14microm孔P7的下偏差EIES-IT7-14-21-35microm轴h6的上偏差为0下偏差为-13microm由此可得第1章极限与配合及检测教案2sect2-4一般常用和优先的公差带与配合基本尺寸le500mm时规定有20个公差等级和28个基本偏差可得到的公差带孔有543个轴有544个数量如此之多可满足广泛的需要不过同时应用所有可能的公差带显然是不经济的因为这会导致定值刀具量具规格的繁杂所以对公差带的选用应加以限制国家标准制订了GB1801～1803-79及GB1804-92四个以供选用的标准分别推荐了孔轴公差带在常用尺寸标准中还推荐了优先常用配合第1章极限与配合及检测教案21轴公差带基本尺寸le500mm国家标准规定了一般常用和优先的轴公差带119种其中方框内的59种为常用公差带带圆圈的13种为优先的公差带第1章极限与配合及检测教案22孔公差带国家标准规定了一般常用和优先的孔公差带105种其中方框内的44种为常用公差带带圆圈的13种为优先的公差带第1章极限与配合及检测教案23基孔制配合国家标准在上述孔轴公差的基础上规定了基孔制常用配合59种其中优先配合13种如下表当轴的标准公差小于或等于IT7级时是与低一级的孔相配合大于或等于IT8级时是与同级基准孔相配合第1章极限与配合及检测教案24基轴制配合国家标准规定了基轴制常用配合47种其中优先配合13种如下表当孔的标准公差小于或少数等于IT8级时是与高一级的基准轴相配合其余是孔轴同级相合第1章极限与配合及检测教案2●公差与配合的选用主要包括确定基准制公差等级与配合种类sect2-5公差与配合的选用1基准制的选用1优先选用基孔制原因孔的加工比轴要困难孔的刀量具尺寸规格多些2与标准件配合时基准制的选择通常依标准件而定3为满足配合的特殊要求允许采用任一孔轴公差带组成配合第1章极限与配合及检测教案22公差等级的选用1基本尺才le500mm标准公差leIT8时由于孔比同级的轴加工困难孔比轴低一级配合当标准公差gtIT8级或基本尺寸gt500mm时由于孔的测量精度比轴容易保证推荐采用同级孔轴配合2选择公差等级既要满足设计要求又要考虑工艺的可能性和经济性IT01IT0IT1用于高精度量块和其他精密尺寸标准块的公差IT2～IT5用于特别精密零件的配合IT5～IT12用于配合尺寸公差IT6孔到IT7用于要求精密配合的情况IT7～IT8用于一般精度要求的配合IT9～IT10用于一般要求的地方或精度要求较高的槽宽的配合IT11～IT12用于不重要的配合IT12～IT18用于末注尺寸公差的尺寸精度第1章极限与配合及检测教案23配合的选用1原则●根据使用要求mdashmdash配合公差间隙或过盈的大小确定与基准件相配的孔轴的基本偏差代号同时确定基准件及配合件的公差等级●尽可能选用国标推荐的优先配合2方法选用配合的方法一般有三种●计算法根据一定的理论和公式计算出所需的间隙或过盈●试验法对产品性能影响很大的一些配合往往需用试验法来确定机器工作性能的最佳间隙或过盈●类比法按同类机器或机构中经过生产实践验证的已用配合的实用情况再考虑所设计机器的使用条件确定需要的配合常用第1章极限与配合及检测教案21一般公差的概念指在车间一般加工条件下可以保证的公差●一般在尺寸后不标注极限偏差或其它代号也称未注公差一般不检验2线性尺寸的一般公差●线性尺寸的一般公差规定了四个公差等级f级精密级m级中等级c级粗糙级和v级最粗级基本尺寸05～4000mm范围内分为8个尺寸段各极限偏差数值呈对称分布见教材表3线性尺寸一般公差的标注●在图样上技术文件或相应标准中用本标准号和公差等级符号表示如GBT1804-m倒圆半径和倒角高度尺寸的未注公差也规定了四个公差等级fmc和v基本尺寸05～30mm范围内分为4个尺寸段各极限偏差数值呈对称分布见教材表1mdash26sect2-6一般公差线性尺寸的未注公差第三章长度测量基础教案1sect3-1测量的基本概念1测量为确定量值而进行的实验过程2测量公式式中L测量对象E测量单位3测量四要素●一个完整的测量过程应包含测量对象计量单位测量方法含测量器具和测量精确度等四个要素1测量对象指几何量包括长度角度表面粗糙度及形位误差等2计量单位我国采用ldquo法定计量单位制rdquo基本计量单位为m●常用计量单位为mmmicrom●角度计量单位有弧度rad度deg分ˊ秒Prime●米指平面电磁波在真空中1299792458s的时间间隔内行进路程的长度第三章长度测量基础教案1sect3-1测量的基本概念3测量方法指测量时所采用的测量原理计量器具和测量条件的综合4测量精确度测量结果与真值的一致程度注测量精确度与工件的制造精度是不同的概念第三章长度测量基础教案1sect3-2尺寸传递1尺寸传递使用波长作为长度基准虽然可以达到足够的精确度但无法直接用于生产因此就需要有一个统一的量值传递系统将米的定义长度一级一级地准确地传递到生产中所使用的计量器具上再用其测量工件尺寸2实体基准就是把光波波长作为实物反映出来的基准物体●常见的实物计量标准器有量块块规端面量具线纹尺刻线量具●本节只讨论量块及其传递系统第三章长度测量基础教案1sect3-2

尺寸传递3量块及其传递系统1量块量块是没有刻度的形状为长方形六面体的端面量具在长度测量中用来体现测量单位作为尺寸传递媒介的一种实物标准量块也称块规2量块的用途●用于尺寸传递●体现测量单位●检定和校准计量器具●比较测量中用于调整仪器零位●也可直接用于精密测量精密划线和精密机床的调整3量块的形状它是一个长方形六面体其端面尺寸为●公称尺寸小于10mm30times9●公称尺寸大于10mm35times9第三章长度测量基础教案14标称长度公称尺寸两测量面之间的距离5量块的材料●要求线膨胀系数小性质稳定耐磨不易变形●材料铬锰钢等6量块的精度级●量块按制造精度分6级即000123和K级其中00级精度最高3级最低K级为校准级●分级根据○量块长度极限偏差○量块长度允许变动值○测量面的平面度○测量面的粗糙度○量块的研合性7量块的精度等●量块使用一段时间后精度会降低计量部门按照标准对其各项精度指标进行检定并在检定证书中给出标称尺寸的修正值并按标准规定对量块按其检定精度分为六等即123456等其中1等精度最高6等精度最低●分等依据量块中心长度测量的极限偏差和平面平行性允许偏差第三章长度测量基础教案18量块的套根据标准GBT6093－2001规定我国成套生产的量块共有17中套别每套的块数分别为9183461210865等表3-4所列为83块组和91块组一套的量块的尺寸系列9量块的粘合性测量层表面有一层极薄的油膜在切向推合力的作用下由于分子间吸引力使两量块研合在一起的特性10量块的组合为了减少量块的组合误差应尽量减少量块的组合块数一般不超过4块选用量块时应从所需组合尺寸的最后一位数开始每选一块至少应减去所需尺寸的一位尾数例如从83块一套的量块中选取尺寸为36745mm的量块组选取方法为36745nbsphelliphelliphelliphellip所需尺寸nbsp－1005nbspnbsphelliphelliphelliphellip第一块量块尺寸－nbsp124nbspnbsphelliphelliphelliphellip第二块量块尺寸－nbsp45nbspnbspnbsphelliphelliphelliphellip第三块量块尺寸nbspnbspnbspnbsp300nbspnbspnbsphelliphelliphelliphellip第四块量块尺寸第三章长度测量基础教案14长度的量值传递bull量值传递是ldquo将国家计量基准所复现的计量值通过检定或其它方法传递给下一等级的计量标准器并依次逐级传递到工作计量器具上以保证被测对象的量值准确一致的方式rdquobull我国长度量值传递系统如图所示5角度传递系统由于一个圆周角定义为360deg具有封闭自检性因此角度不需像长度那样建立一个自然基准为检定和测量需要仍然要建立角度度量的基准过去常用角度量块作为基准现在出现了多面棱体作为角度基准目前生产的多面棱体有4681224．3672面等以多面棱体作为角度基准的角度传递系统如图所示第三章长度测量基础教案1sect3-3测量方法与计量器具的分类1计量器具分类1标准量具只有某一个固定尺寸通常用来校对和调整其它计量器具或作为标准用来与被测工件进行比较2极限量规没有刻度的专用检验工具不能得出被检工件的具体尺寸但能确定被检工件是否合格3检验夹具一种专用检验工具配合各种比较仪能检查更多更复杂参数4计量仪器将被测量值转换成可直接观察的指示值或等效信息的计量仪器计量仪器还可分为游标式量仪微动螺旋副式量仪机械式量仪光学机械式量仪气动式量仪电动式量仪光电式量仪2测量方法分类1按所测得的量参数是否为欲测之量分类⑴直接测量从测量器具的读数装置上得到欲测之量的数值或对标准值的偏差⑵间接测量先测出与欲测之量有一定函数关系的相关量然后按相应的函数关系式求得欲测之量的测量结果第三章长度测量基础教案12按被测件表面与测量器具测头是否有机械接触分类⑴接触测量测量器具的测头与零件被测表面接触后有机械作用力的测量如用外径千分尺游标卡尺测量零件等⑵非接触测量测量器具的感应元件与被测零件表面不直接接触因而不存在机械作用的测量力3按测量在工艺过程中所起作用分类⑴主动测量在加工过程中进行的测量⑵被动测量加工完成后进行的测量4按零件上同时被测参数的多少分类⑴单项测量单独地彼此没有联系地测量零件的单项参数⑵综合测量检测零件几个相关参数的综合效应或综合参数从而综合判断零件的合格性5按被测工件在测量时所处状态分类⑴静态测量测量时被测件表面与测量器具测头处于静止状态⑵动态测量测量时被测零件表面与测量器具测头处于相对运动状态或测量过程是模拟零件在工作或加工时的运动状态它能反映生产过程中被测参数的变化过程第三章长度测量基础教案1sect3-4计量器具与测量方法的常用术语1标尺间距刻度尺上两相邻刻线中心的距离2标尺分度值相邻两刻线所代表的量值之差分度值是一种测量器具所能直接读出的最小单位量值它反映了读数精度的高低3标尺范围两端标尺标记之间标尺值的范围4测量范围在允许误差限内计量器具的被测量值的范围5灵敏度计量器具对被测量变化的反应能力是计量仪器的响应变化除以相应的激励变化6稳定度在一定工作条件下计量器具保持其计量特性恒定不变的程度7鉴别力阈引起计量仪器示值可察觉变化的被测值的最小变化8分辨力计量器具指示装置可以有效辨别所指示的紧密相邻量值的能力的定量表示9可靠性计量器具在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力第三章长度测量基础教案110测量力在接触测量过程中测头与被测物体表面之间接触的压力11量具的标称值在量具上标注的量值12计量器具的示值由计量器具所指示的量值13量具的示值误差量具的标称值和真值之间的误差14计量仪器的示值误差计量仪器的示值与被测量的真值之间的差值15不确定度由于测量误差的存在而对被测量值的不肯定程度直接反映测量结果的置信度16允许误差技术规范规程等对给定计量器具所允许的误差极限第三章长度测量基础教案1sect3-5测量误差与数据处理351测量误差的基本概念测量误差测量结果与被测量的真值之差测量误差绝对值的大小决定了测量的精确度相对误差测量的绝对误差与被测量的真值之比相对误差可用来比较大小不同的同类量的测量精确度误差来源测量误差主要由测量器具测量方法测量环境和测量人员等方面因素产生第三章长度测量基础教案1352误差的分类①误差误差可以分为系统误差随机误差和粗大误差系统误差在规定条件下绝对值和符号保持不变或按某一确定规律变化的误差其中绝对值和符号不变的系统误差为定值系统误差按一定规律变化的系统误差为变值系统误差系统误差大部分能通过修正值或找出其变化规律后加以消除随机误差在规定条件下绝对值和符号以不可预知的方式变化的误差就某一次测量而言随机误差的出现无规律可循因而无法消除但若进行多次等精度重复测量则与其它随机事件一样具有统计规律的基本特性可以通过分析估算出随机误差值的范围随机误差主要由温度波动测量力变化测量器具传动机构不稳视差等各种随机因素造成粗大误差明显超出规定条件下预期的误差粗大误

差是由某种非正常的原因造成的如读数错误温度的突然大幅度变动记录错误等该误差可根据误差理论按一定规则予以剔除第三章长度测量基础教案1②精度是和误差相对的概念指测量结果与真值符合的程度精密度测量结果中的随机分散的特性指在多次测量中所得到的数值重复一致的程度正确度测量结果中系统误差大小的程度理论上可用修正值来消除精确度测量的精密和正确程度的综合反映说明测量结果与真值的一致程度图a表示系统误差小而随机误差大即正确度高而精密度低图b表示系统误差大而随机误差小正确度低而精密度高图c表示系统误差和随机误差均小即精确度高第三章长度测量基础教案1353随机误差1随机误差的分布及其特征测量数据表第三章长度测量基础教案1频率直方图随机误差正态分布曲线随机误差的特性1单峰性绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的次数多2对称性绝对值相等的正负误差出现的次数接近相等3有界性在一定测量条件下随机误差的绝对值不会超过一定的界限4抵偿性当测量次数无穷次时正负误差的总和趋于零正态分布曲线的数学公式第三章长度测量基础教案12标准偏差评定随机误差的尺度由式可知1delta0时正态分布的概率密度最大2若说明sigma越小正态分布曲线越陡随机误差分布越集中精密度越高因此不存在系统误差时精密度高低可用sigma来表示正态分布曲线所包含的面积等于其相应区间-deltadelta确定的概率令得第三章长度测量基础教案1利用正态分布曲线可求出随机误差的概率任何tdeltasigma值所对应的积分值均可由概率函数积分表[Фt]查出p2Фt由表中查出delta出现在plusmn3sigma范围内的概率为9973﹪故通常以plusmn3sigma为单次测量的极限误差第三章长度测量基础教案13算术平均值算术平均值最接近真值作为最后的测量结果但它不能表示测得值的精度4由残余误差求标准偏差随机误差是指在没有系统误差的条件下测得值与真值的差即＊对＊式求和＊＊对＊式求平方和＊＊＊由＊＊和＊＊＊得第三章长度测量基础教案1354系统误差1定值系统误差在全部测量过程中它的数值和符号均不变特点使随机误差曲线产生平移2变值系统误差①累积的系统误差误差逐渐增大或减小②周期的系统误差误差的大小和符号周期性的变化特点使随机误差曲线改变形状不具备抵偿性2消除系统误差的一些方法1修正法2抵消法3对称法4半周期法第三章长度测量基础教案1355粗大误差定义超出规定条件下plusmn3sigma预期的误差特点数值大对测量结果有明显的歪曲应予以剔除剔除方法算出标准偏差sigma用3sigma作为准则拉依达准则来检查所有的残余误差vi若vigt3sigma则该残余误差判为粗大误差予以剔除然后重新计算sigma进行判断直到剔除完为止356等精度测量结果的数据处理等精度测量是指采用相同的测量基准测量工具与测量方法在相同的测量环境下由同一个测量者进行的测量在这种条件下获得的一组数据每个测量值都具有相同的精度等精度测量的数据通常按以下步骤处理1检查测量列中有无显著的系统误差存在2计算测量列的算术平均值残余误差和标准偏差3判断粗大误差4计算测量列算术平均值的标准偏差值5写出测量结果的表达式第三章长度测量基础教案1例5以一个30mm的5等量块为标准用立式光学比较仪对一圆柱轴进行十次等精度测量测得值如表第二列已知量块长度的修正值为-1mum试对其进行数据处理后写出测量结果 序号I liˊmm li upsilonimm upsiloni2mm 1 30050 30049 0001 0000001 2 30048 30047 -0001 0000001 3 30049 30048 0 0 4 30047 30046 -0002 0000004 5 30051 30050 0002 0000004 6 30052 30051 0003 0000009 7 30044 30043 -0005 0000025 8 30053 30052 0004 0000016 9 30046 30045 -0003 0000009 10 30050 30049 0001 0000001第三章长度测量基础教案1解1对量块的系统误差进行修正全部测得值分别加上量块的修正值-0001mm如表第三列2求算术平均值残余误差upsiloni标准偏差sigmaupsiloni计算结果见表第四列经判断测量列中不存在系统误差3判断粗大误差3sigma3times0002800084mm表第四列upsiloni最大绝对值upsiloni0005lt00084mm因此测量列中不存在粗大误差4计算测量列算术平均值的标准偏差5测量结果即该轴的直径为30048mm其不确定度在plusmn00026mm范围内的可能性达9973第三章长度测量基础教案1sect3-6计量器具的选择361计量器具的选择原则计量器具的选择决定于计量器具的技术指标和经济指标选择原则1按被测工件的部位外形及尺寸来选择计量器具2按被测工件的公差来选择计量器具通常计量器具的选择可根据标准进行对没有标准的其它工件检测用的计量器具应使所选用的计量器具的极限误差约占被测工件公差110～13其中对低精度的工件采用110对高精度的工件采用13或12362光滑工件尺寸的检验普通计量器具检验光滑工件尺寸适用于车间用的计量器具包括两个内容如何根据工件的基本尺寸和公差等级确定工件的验收极限如何根据工件公差等级选择计量器具第三章长度测量基础教案1标准中规定了两种验收极限1内缩方式验收极限由工件最大实体尺寸和最小实体尺寸分别向工件公差带内缩一个安全裕度A用于单一要素包容原则和公差等级较高的场合安全裕度A是为了避免在测量工件时由于测量误差的存在而将尺寸已超出公差带的零件误判为合格误收2不内缩方式验收极限等于工件的最大实体尺寸和最小实体尺寸即安全裕度A0用于非配合和一般公差的尺寸第三章长度测量基础教案1说明1当Cpge1时CpT6sigma验收极限可按不内缩方式确定但当采用包容原则时在最大实体尺寸一侧仍应按内缩方式确定验收极限2当工件实际尺寸服从偏态分布时可只对尺寸偏向的一侧采用确定验收极限安全裕度A的大小由工件公差值确定如下表第三章长度测量基础教案1计量器具的选择应按测量不确定度的允许值U来进行U由计量器具的不确定度u1和测量时的温度工件形状误差以及测力引起的误差u2等所组成U109UU2045U测量不确定度的允许值选择计量器具时应保证所选择的计量器具的不确定度不大于允许值u1课本表2-82-92-10列出了有关计量器具不确定度的允许值例6检测工件为轴试确定验收极限并选择测量器具解基本尺寸Ф35mm工件公差IT9＝00062mm1确定安全裕度A由工件的基本尺寸和公差值查表2-7得A00062mm2确定验收极限上验收极限＝35-0050一00062mm＝349438mm下验收极限＝35-0112十00062mm＝348942mm第三章长度测量基础教案13选择测量器具查表2-7得Ⅰ档u100056mmⅡ档u100093mmⅢ档u10014mm按

I档选用测量器具查表2-8尺寸范围为0～50mm分度值为001mm的外径千分尺的不确定度为0004mm小于00056mm故选用外径千分尺可满足使用要求查表2-8尺寸范围为0～50mm分度值为002mm的游标卡尺的不确定度为0020mm均大于ⅠⅡ档的u1故不能用分度值为001mm的千分尺是车间常用的测量器具没有必要按ⅠⅡ档选用精度更低的测量器具使验收质量降低第2章形状和位置公差及检测教案121概述几何误差包括尺寸偏差形状误差包括宏观几何形状误差波度和表面粗糙度和位置误差形状和位置误差简称形位误差对零件的使用功能有很大的影响第2章形状和位置公差及检测教案1零件的形位公差项目要素构成零件几何特征的点线面分类一按存在状态分理想要素实际要素理想要素指具有几何学意义的要素实际要素指零件上实际存在的要素即加工后得到的要素二按功能关系分单一要素关联要素单一要素指对其本身给出形状公差的要素关联要素指对其它要素有功能关系的要素即规定位置公差的要素第2章形状和位置公差及检测教案122形状公差形状公差单一实际要素的形状所允许的变动全量形状公差用形状公差带表达包括公差带形状方向位置和大小等四因素形状公差值用公差带的宽度或直径来表示而公差带的形状方向位置和大小则随要素的几何特征及功能要求而定421各项形状公差及其公差带1直线度直线度可分为给定平面内给定方向上任意方向上a给定平面内其公差带是距离为公差值t的两平行直线之间的区域第2章形状和位置公差及检测教案1b给定方向上分为两种情况Ⅰ给定一个方向公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域如图是一个方向的示例棱线必须位于箭头所指方向距离为公差值002mm的两平行平面内Ⅱ给定两个方向公差带是正截面为t1timest2的四棱柱内的区域第2章形状和位置公差及检测教案1c任意方向上公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域用于实际线任意方向上的形状误差均需控制的情况2平面度平面度公差带是距离为公差值t的两平行平面间的区域第2章形状和位置公差及检测教案13圆度公差带是垂直于轴线的任意正截面上半径差为公差值t的两同心圆间的区域4圆柱度公差带是半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域第2章形状和位置公差及检测教案15线轮廓度线轮廓度公差带是包络一系列直径为公差值t的圆的两包络线之间的区域诸圆的圆心应位于理想轮廓线上如图所示该轮廓的理想形状由图中标注的理论正确尺寸确定ldquo理论正确尺寸rdquo是用来确定被测要素的理想形状方向位置的尺寸无基准的理想轮廓线用尺寸并加注公差来控制其位置是不定的有基准的理想轮廓线用理论正确尺寸加注基准来控制其位置是唯一的第2章形状和位置公差及检测教案16面轮廓度面轮廓度公差带是包络一系列直径为公差值t的球的两包络面之间的区域诸球的球心应位于理想轮廓面上如图所示面轮廓度也分无基准要求的面轮廓度公差有基准要求的面轮廓度公差第2章形状和位置公差及检测教案1sect2-3位置公差位置公差关联实际要素的位置对基准所允许的变动量位置公差带是限制关联实际要素变动的区域被测实际要素必须位于此区域内方为合格位置公差的分类定向公差定位公差1平行度1同轴度2垂直度2对称度3倾斜度3位置度跳动公差1圆跳动公差2全跳动公差第2章形状和位置公差及检测教案1231定向公差定向公差关联实际关联要素对基准要素在规定方向上允许的变动量特点定向公差相对于基准有确定的方向公差带的位置可以浮动定向公差具有综合控制被测要素的方向和形状的职能分类平行度垂直度倾斜度一个方向两个方向任意方向1平行度当两要素要求互相平行时用平行度公差来控制被测要素对基准的方向误差a一个方向平行度公差带是距离为公差值t且平行于基准平面或直线或轴线的两平行平面或轴线之间的区域第2章形状和位置公差及检测教案1b两个方向平行度公差带是两对互相垂直的距离分别为t1和t2且平行于基准直线的两平行平面之间的区域如图所示Ф孔轴线必须位于公差值为01mm和02mm且平行于基准轴线的两对平行平面内C任意方向平行度公差带是直径为公差值t且平行于基准轴线的圆柱面内的区域如图所示Ф孔轴线必须位于直径公差值Ф01mm且平行于基准轴线的圆柱面内第2章形状和位置公差及检测教案12垂直度当两要素互相垂直时用垂直度公差来控制被测要素对基准的方向误差a一个方向垂直度公差带是距离为公差值t且垂直于基准平面或直径轴线的两平行平面或直线之间的区域b两个方向公差带是正截面为公差值t1timest2且垂直于基准要素的四棱柱内的区域第2章形状和位置公差及检测教案1c任意方向上垂直度公差带是直径为公差值t且垂直于基准平面的圆柱面内的区域如图所示Фd孔轴线必须位于直径公差值oslash005mm且垂直于基准平面的圆柱面内第2章形状和位置公差及检测教案13倾斜度当两要素在0deg90deg之间的某一角度有倾斜度要求时倾斜度公差带是距离为公差值t且与基准平面或直线轴线成理论正确角度的两平行平面或直线之间的区域a一个方向公差带是距离为公差值t且与基准要素成理论正确角度的两平行平面或直线之间的区域b任意方向上倾斜度公差带是直径为公差值t且与基准平面成理论正确角度的圆柱面内的区域如图所示oslashD孔轴线必须位于直径公差值005mm且与A基准平面成45deg角平行于B基准平面的圆柱面内第2章形状和位置公差及检测教案1232定位公差定位公差关联实际要素对基准在位置上所允许的变动量特点定位公差带具有确定的位置相对于基准的尺寸为理论正确尺寸定位公差带具有综合控制被测要素位置方向和形状的功能分类位置度同轴度和对称度1同轴度同轴度用于控制轴类零件的被测轴线对基准轴线的同轴度误差同轴度公差带是直径为公差值t且与基准轴线同轴的圆柱面内的区域如图所示oslashd孔轴线必须位于直径为公差值01mm且与基准轴线同轴的圆柱面内第2章形状和位置公差及检测教案11对称度对称度用于控制被测要素中心平面或轴线对基准中心平面或轴线的共面或共线性误差如图所示其公差带为距离为公差值01且相对基准的中心平面对称配置的两平行平面之间的区域2位置度位置度用于控制被测要素点线面对基准的位置误差a用于控制孔的轴线在任意方向的位置误差这时孔轴线的位置度公差带是直径为公差值t且轴线在理想位置的圆柱面内的区域第2章形状和位置公差及检测教案1b常用于控制孔组的位置误差对零件上的一组孔的位置的精度要求通常可以分为两个方面组内各孔间的位置精度和孔组相对于基准面的位置精度当两者要求不同时可采用复合位置度来明确对孔组的位置要求第2章形状和位置公差及检测教案1233跳动公差跳动公差用来控制跳动是以特定的检测方式为依据的公差项目是关联实际要素绕基准轴线回转一周或几周时所允许的最大跳动量跳动公差带相对于基准轴线有确定的位置可以综合控制被测要素的位置方向和形状1圆跳动a径向圆跳动公差带是在垂直于基准轴线的任一测量平面内半径差为公差值t且圆心在基准轴线上的两同心圆如图所示oslashd圆柱面绕基准轴线作无轴向移动回转时在任一测量平面内的径向跳动量不得大于公差值005mm第2