第5章機(jī)械制造

1、章節(jié)課題第5章 測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)51 測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 52 測(cè)量誤差 時(shí)數(shù)日期2課時(shí) 2007年9月18日 數(shù)控0601班目的要求通過(guò)學(xué)習(xí)對(duì)測(cè)量技術(shù)有初步的了解，學(xué)會(huì)使用量塊，并掌握測(cè)量誤差重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：量塊的使用難點(diǎn)：測(cè)量誤差的分類教學(xué)方法講授法 互動(dòng)法 提問(wèn)法教具教學(xué)過(guò)程時(shí)間分配教學(xué)內(nèi)容及師生活動(dòng)過(guò)程組織教學(xué)5分鐘檢查出勤情況引入新課5分鐘方法手段：講授法在機(jī)械制造過(guò)程中對(duì)零件的幾何參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的度量與控制，并將這種度量與控制納入一個(gè)完整且嚴(yán)密的研究、管理體系，將它稱之為幾何量計(jì)量。它包括長(zhǎng)度基準(zhǔn)的建立、尺寸量值的傳遞、檢驗(yàn)與精度分析、各級(jí)計(jì)量器具的檢定與管理、新的計(jì)量器具及檢測(cè)方法的研制、

2、開(kāi)發(fā)和發(fā)展等內(nèi)容。新課教學(xué)75分鐘方法手段：講授法一、測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 在機(jī)械制造中，測(cè)量技術(shù)主要是研究對(duì)零件幾何參數(shù)進(jìn)行測(cè)量和檢驗(yàn)的問(wèn)題。所謂測(cè)量就是將被測(cè)量（如長(zhǎng)度、角度等）和作為計(jì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，以確定其量值的過(guò)程。為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確度，首先需要建立統(tǒng)一、可靠的測(cè)量單位基準(zhǔn)。我國(guó)是以米（m）作為法定的基本長(zhǎng)度單位。米的定義是：光在真空中,在（1/299792458）秒時(shí)間間隔內(nèi)所經(jīng)過(guò)的距離。尺寸量值傳遞的媒介是各級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器，上一級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器用來(lái)檢定下一級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)器，以實(shí)現(xiàn)量值的準(zhǔn)確傳遞 。尺寸量值通過(guò)兩個(gè)平行的系統(tǒng)向下傳遞。一個(gè)是線紋量具系統(tǒng)，一個(gè)是端面量具系統(tǒng)。 1、量塊 量

3、塊又稱塊規(guī)，是無(wú)刻度的端面量具，在計(jì)量部門(mén)和機(jī)械制造中應(yīng)用較廣。它除了作為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行尺寸量值傳遞以外，還可用于計(jì)量器具、機(jī)床、夾具的調(diào)整以及工件的測(cè)量和檢驗(yàn)。量塊的形狀有長(zhǎng)方體和圓柱體兩種，常用的是長(zhǎng)方體。長(zhǎng)方體量塊具有上、下測(cè)量面和四個(gè)非測(cè)量面。上、下測(cè)量面是經(jīng)過(guò)精密加工的很平、很光的平行平面。標(biāo)稱尺寸0.510的量塊，其截面尺寸為309；標(biāo)稱尺寸大于101000的，其截面尺寸為359。【例51】 從83塊一套的量塊中組合尺寸 38.935。解：量塊組合如下： 38.935 -）1.005 37.93 -）1.43 36.5 -）6.5 30則可選用1.005 、1.43 、6.5 、3

4、0 等四塊量塊進(jìn)行組合。 二、測(cè)量誤差 測(cè)量誤差=測(cè)得值真值 1、測(cè)量誤差的來(lái)源計(jì)量器具誤差、環(huán)境誤差、方法誤差、人員誤差。2 、測(cè)量誤差的分類 系統(tǒng)誤差:在相同條件下，多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，其絕對(duì)值和符號(hào)保持不變或按一定規(guī)律變化的誤差，稱為系統(tǒng)誤差。 隨機(jī)誤差:在相同條件下，多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，其絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)定的方式變化的誤差。粗大誤差:超出在規(guī)定條件下預(yù)期的誤差。3、測(cè)量不確定度測(cè)量的根本目的是要獲得具有一定可靠程度的測(cè)量結(jié)果。但在任何一次測(cè)量中，由于受到環(huán)境條件的影響，各種誤差因素不可避免，再加上測(cè)量器具本身的誤差等，肯定會(huì)造成測(cè)量結(jié)果對(duì)被測(cè)尺寸真值的偏離，偏離程度的大小可用測(cè)量不確定度來(lái)

5、表征。測(cè)量不確定度是用來(lái)表征測(cè)量過(guò)程中各項(xiàng)誤差綜合影響測(cè)量結(jié)果分散程度的一個(gè)誤差限，一般用代號(hào)表示。 本節(jié)小結(jié)5分鐘1、 量塊的使用；2、 測(cè)量誤差的分類；3、 測(cè)量不確定度板書(shū)設(shè)計(jì)一、測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 1、量塊二、測(cè)量誤差 1、來(lái)源2、分類3、不確定度課后評(píng)注章節(jié)課題53 孔、軸尺寸公差檢測(cè) 時(shí)數(shù)日期2課時(shí) 2007年9月20日 數(shù)控0601班目的要求1、 掌握普通量具的選擇方法；2、 掌握光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)孔、軸尺寸。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：普通計(jì)量器具測(cè)量孔、軸尺寸難點(diǎn)：光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)孔、軸尺寸教學(xué)方法講授法 互動(dòng)法 提問(wèn)法教具教學(xué)過(guò)程時(shí)間分配教學(xué)內(nèi)容及師生活動(dòng)過(guò)程組織教學(xué)5分鐘檢查出勤情況檢查復(fù)

6、習(xí)5分鐘方法手段：提問(wèn)法1、 舉例量塊的使用2、 測(cè)量誤差分類引入新課5分鐘方法手段：講授法 對(duì)孔軸尺寸公差的檢測(cè)方法很多，最常見(jiàn)的就是用普通測(cè)量器具測(cè)量。新課教學(xué)60分鐘方法手段：講授法一、普通計(jì)量器具測(cè)量孔、軸尺寸1. 工件的誤收與誤廢2. 驗(yàn)收極限和安全裕度:驗(yàn)收極限分別由被測(cè)工件的最大、最小極限尺寸向其公差帶內(nèi)內(nèi)縮一個(gè)安全裕度A 值，這就形成了新的上、下驗(yàn)收極限。安全裕度A，實(shí)際上就是測(cè)量不確定度的允許值。3. 計(jì)量器具的選擇:使用普通計(jì)量器具進(jìn)行測(cè)量驗(yàn)收工件時(shí)，在查表確定安全裕度A值和計(jì)算出驗(yàn)收極限之后，重要的一步就是根據(jù)與安全裕度相對(duì)應(yīng)的計(jì)量器具不確定度允許值1來(lái)選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)量器具

7、。 【例52】 工件為50f8(),試確定驗(yàn)收極限和選擇計(jì)量器具。解：（1）確定安全裕度A根據(jù)工件公差I(lǐng)T=0.039，查表51得：A=0.003，1=0.0027（2）選擇計(jì)量器具根據(jù)工件尺寸50，查表53，分度值為0.002的比較儀可滿足要求，其不確定度為0.0018（3）確定驗(yàn)收極限上驗(yàn)收極限=最大極限尺寸-A =50-0.025-0.003=49.972 下驗(yàn)收極限=最小極限尺寸+A =50-0.064+0.003=49.939 二、光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)孔、軸尺寸 1.量規(guī)的作用與分類:在車間條件下，當(dāng)孔、軸單一要素遵守包容原則時(shí)，常使用光滑極限量規(guī)來(lái)檢驗(yàn)孔、軸是否合格。量規(guī)是一種沒(méi)有刻度

8、的專用檢驗(yàn)工具。光滑極限量規(guī)的外形與被檢驗(yàn)對(duì)象相反。如圖54所示.光滑極限量規(guī)一般是通規(guī)和止規(guī)成對(duì)使用。通規(guī)是檢驗(yàn)工件最大實(shí)體尺寸的量規(guī)，止規(guī)是檢驗(yàn)工件最小實(shí)體尺寸的量規(guī)。因此，通規(guī)應(yīng)按工件最大實(shí)體尺寸制造，止規(guī)應(yīng)按工件最小實(shí)體尺寸制造。 2. 極限尺寸判斷原則（泰勒原則）：孔或軸的作用尺寸（D作用、d作用）不允許超過(guò)最大實(shí)體尺寸，在任何位置上的實(shí)際尺寸（D實(shí)際、d實(shí)際）不允許超過(guò)最小實(shí)體尺寸，如圖55所示。如果通規(guī)做成點(diǎn)狀量規(guī)，止規(guī)做成全形量規(guī)，就可能將廢品誤判為合格品。如圖56所示，孔的實(shí)際輪廓已超出尺寸公差帶，應(yīng)為廢品。若用點(diǎn)狀通規(guī)檢驗(yàn)，則可能沿著y方向通過(guò)；用全形止規(guī)檢驗(yàn)，則不能通過(guò)。

9、這樣，由于量規(guī)形狀不正確，就把該孔誤判為合格品。 3. 光滑極限量規(guī)的公差: （1）工作量規(guī)的公差帶。 （2）校對(duì)量規(guī)的公差帶。4量規(guī)爭(zhēng)議的解決:用戶代表在用量規(guī)驗(yàn)收工件時(shí)，通規(guī)應(yīng)接近工件的最大實(shí)體尺寸；止規(guī)應(yīng)接近工件的最小實(shí)體尺寸。量規(guī)仲裁：通規(guī)應(yīng)等于或接近工件最大實(shí)體尺寸；止規(guī)應(yīng)等于或接近工件最小實(shí)體尺寸。 本節(jié)小結(jié)5分鐘1、 普通量具的選擇方法；2、 光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)孔、軸尺寸（泰勒原則）。板書(shū)設(shè)計(jì)一、普通計(jì)量器具測(cè)量孔、軸尺寸1、2、【例52】二、光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)孔、軸尺寸1、2、3、4、課后評(píng)注章節(jié)課題54 形狀和位置誤差的檢測(cè) 時(shí)數(shù)日期2課時(shí) 2007年9月22日 數(shù)控0601班目

10、的要求1、 掌握最小條件和最小區(qū)域法；2、 掌握形狀、位置誤差的檢測(cè)方法。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：最小條件和最小區(qū)域法難點(diǎn)：形狀、位置誤差的檢測(cè)方法教學(xué)方法講授法 互動(dòng)法 提問(wèn)法教具教學(xué)過(guò)程時(shí)間分配教學(xué)內(nèi)容及師生活動(dòng)過(guò)程組織教學(xué)5分鐘檢查出勤情況檢查復(fù)習(xí)5分鐘方法手段：提問(wèn)法1、 普通量具的選擇方法；2、光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)孔、軸尺寸。引入新課5分鐘方法手段：講授法本節(jié)課學(xué)習(xí)形狀和位置誤差的檢測(cè)原則和方法。新課教學(xué)70分鐘方法手段：講授法一、形狀和位置誤差的檢測(cè)原則 1.第一檢測(cè)原則與理想要素比較原則 2. 第二檢測(cè)原則測(cè)量坐標(biāo)值原則 3. 第三檢測(cè)原則測(cè)量特征參數(shù)原則 4. 第四檢測(cè)原則測(cè)量跳動(dòng)原則 5.

11、 第五檢測(cè)原則控制理想邊界原則 二、形狀和位置誤差的評(píng)定 1.最小條件 :評(píng)定形狀誤差時(shí)，理想要素的位置應(yīng)符合最小條件，以便得到唯一的最小的誤差值。最小條件是指被測(cè)實(shí)際要素對(duì)其理想要素的最大變動(dòng)量為最小。最小條件是評(píng)定形狀誤差的基本原則。2. 最小區(qū)域法:最小區(qū)域法實(shí)質(zhì)上是最小條件的具體體現(xiàn)，它是評(píng)定被測(cè)要素形狀誤差的基本方法。 三、形狀誤差的檢測(cè) 1直線度誤差的檢測(cè):直線度誤差是指被測(cè)實(shí)際直線對(duì)理想直線的變動(dòng)量。檢測(cè)直線度誤差，一般均采用“與理想要素比較原則”。體現(xiàn)該原則的測(cè)量與評(píng)定方法很多，最常用的有光隙法、節(jié)距法等。【例54】 用分度值為0.02/1000的框式水平儀按節(jié)距法測(cè)量導(dǎo)軌在1

12、000長(zhǎng)度上的直線度誤差。橋板長(zhǎng)200，分五段進(jìn)行，水平儀氣泡相對(duì)于其零線的格數(shù)分別為-1、-1、+1、+3、0。試分別用最小區(qū)域法和兩端點(diǎn)連線法求出導(dǎo)軌的直線度誤差值。 解：水平儀分度值為0.02/1000，表示氣泡移動(dòng)一格，在1000長(zhǎng)度上相對(duì)高度差為0.02。今水平儀放在200長(zhǎng)度的橋板上，則氣泡移動(dòng)一格，在200長(zhǎng)度上相對(duì)高度差為2000.02/1000=0.004。1）用最小區(qū)域法評(píng)定其直線度誤差值。 根據(jù)直線度誤差最小區(qū)域法判別準(zhǔn)則，用兩平行線包容被測(cè)廓線，經(jīng)過(guò)的最高點(diǎn)為0與4點(diǎn)，最低點(diǎn)為2點(diǎn)，且最低點(diǎn)落在兩最高點(diǎn)之間。此時(shí)兩平行線沿縱坐標(biāo)方向的距離f=12，即為直線度誤差。2平面

13、度誤差的檢測(cè)：見(jiàn)右圖3圓度誤差的檢測(cè)：圓度誤差可用圓度儀、光學(xué)分度頭、坐標(biāo)測(cè)量裝置或帶電子計(jì)算機(jī)的測(cè)量顯微鏡、投影儀等測(cè)量。 四、位置誤差的檢測(cè) 1基準(zhǔn)及其體現(xiàn) ：基準(zhǔn)即理想基準(zhǔn)要素，基準(zhǔn)在位置公差中對(duì)被測(cè)要素的位置起著定向或定位的作用，也是確定位置公差帶方位的依據(jù)。按幾何特征，基準(zhǔn)可分為基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)直線（軸線、中心線）和基準(zhǔn)平面。（1）基準(zhǔn)的建立?；鶞?zhǔn)應(yīng)由基準(zhǔn)實(shí)際要素根據(jù)最小條件（或最小區(qū)域法）建立。如圖5-175-19。（2）基準(zhǔn)的體現(xiàn)。實(shí)際上測(cè)量位置誤差時(shí)常常采用模擬法來(lái)體現(xiàn)基準(zhǔn)。2位置誤差的檢測(cè) （1）平行度誤差的檢測(cè)1）面對(duì)面的平行度測(cè)量。2）線對(duì)線的平行度測(cè)量。3）面對(duì)線的平行度測(cè)

14、量。（2）垂直度誤差的檢測(cè) （3）跳動(dòng)誤差的檢測(cè)1）端面全跳動(dòng)。 2）徑向全跳動(dòng)本節(jié)小結(jié)5分鐘1、 最小條件和最小區(qū)域法；2、 形狀誤差的檢測(cè)3、 位置誤差的檢測(cè)板書(shū)設(shè)計(jì)一、 形狀和位置誤差的檢測(cè)原則二、 形狀和位置誤差的評(píng)定三、 形狀誤差的檢測(cè)【例54】四、位置誤差的檢測(cè)課后評(píng)注章節(jié)課題55 圓柱齒輪誤差檢測(cè) 時(shí)數(shù)日期2課時(shí) 2007年9月27日 數(shù)控0601班目的要求掌握齒輪誤差的檢測(cè)方法。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：齒輪誤差（偏差）的單項(xiàng)測(cè)量難點(diǎn)：齒輪誤差的綜合測(cè)量教學(xué)方法講授法 互動(dòng)法 提問(wèn)法教具教學(xué)過(guò)程時(shí)間分配教學(xué)內(nèi)容及師生活動(dòng)過(guò)程組織教學(xué)5分鐘檢查出勤情況檢查復(fù)習(xí)5分鐘方法手段：提問(wèn)法1、最小條

15、件和最小區(qū)域法；2、形狀誤差的檢測(cè)3、位置誤差的檢測(cè)引入新課5分鐘方法手段：講授法新課教學(xué)70分鐘方法手段：講授法一、齒輪、齒輪副公差與極限偏差項(xiàng)目 根據(jù)GB1009588漸開(kāi)線圓柱齒輪精度的規(guī)定，法向模數(shù)mn1的漸開(kāi)線圓柱齒輪及齒輪副的主要公差與極限偏差項(xiàng)目按影響齒輪使用要求分成三個(gè)公差組及側(cè)隙公差。GB1009588對(duì)齒輪及齒輪副規(guī)定12個(gè)精度等級(jí)，第1級(jí)精度最高，第12級(jí)的精度最低。 二、圓柱齒輪誤差檢測(cè) 漸開(kāi)線圓柱齒輪誤差的檢測(cè)可分為單項(xiàng)檢測(cè)、綜合檢測(cè)以及齒輪副檢測(cè)等。1齒輪誤差（偏差）的單項(xiàng)測(cè)量 ：齒圈徑向跳動(dòng)誤差（Fr）的測(cè)量 ：齒圈徑向跳動(dòng)誤差是指在齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，測(cè)頭在齒槽內(nèi)或

16、輪齒上，位于齒高中部雙面接觸，測(cè)頭相對(duì)于齒輪軸線的最大變動(dòng)量。 (2) 齒厚偏差（Es）的測(cè)量：齒厚偏差是指分度圓柱面上，齒厚實(shí)際值與公稱值之差。測(cè)量齒厚的常用測(cè)量器具是齒厚游標(biāo)卡尺或光學(xué)齒厚卡尺。 (3) 公法線長(zhǎng)度變動(dòng)（Ew）的測(cè)量：在齒輪一周范圍內(nèi)，實(shí)際公法線長(zhǎng)度最大值與最小值之差。如圖545所示 。齒輪的公法線，即基圓上的切線，它的長(zhǎng)度W是指跨K個(gè)齒的異側(cè)齒形平行線間的距離或在基圓切線上所截取的長(zhǎng)度。常用公法線百分尺測(cè)量，見(jiàn)圖546所示。測(cè)量時(shí)一般要求測(cè)量點(diǎn)分布在分度圓附近。因此，所跨齒數(shù)k及公法線長(zhǎng)度W之間滿足一定的關(guān)系。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，跨齒數(shù)k及公法線長(zhǎng)度W可查閱有關(guān)手冊(cè)。 (4)公法線平均長(zhǎng)度偏差（Fwm ）的測(cè)量：公法線平均長(zhǎng)度偏差是指在齒輪一周內(nèi)，公法線長(zhǎng)度平均值與公稱值之差。 2.齒輪誤差的綜合測(cè)量 ：齒輪綜合測(cè)量是將被測(cè)齒輪與測(cè)量元件（指高精度的理想精確齒輪或齒條等）按單面或雙面嚙合作連續(xù)嚙合運(yùn)動(dòng)，沿嚙合線方向或徑向測(cè)出齒輪的綜合誤差。 （1）齒輪徑向綜合誤差