尺寸、形位公差及表面粗糙度的測量

1、基礎(chǔ)知識單元：尺寸、形位公差及表面粗糙度的測量教學(xué)目標(biāo)（以能力描述的目標(biāo)）通過本單元的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握常用的形狀公差、位置公差以及表面粗糙度的測量方法。重點與難點1. 尺寸公差測量的常用器具2. 形位公差測量的常用方法3. 表面粗糙度的測量方法教學(xué)方法設(shè)計：講授法、引導(dǎo)文法、現(xiàn)場（示范）教學(xué)法、實例教學(xué)法等教學(xué)資源：多媒體、課件、投影儀、黑板、動畫學(xué)習(xí)任務(wù)與學(xué)習(xí)成果：標(biāo)注齒輪泵中軸的表面粗糙度。課時分配：課堂教學(xué)環(huán)節(jié)課堂組織課前復(fù)習(xí)講解新課鞏固新課布置作業(yè)時間分配（分）課程執(zhí)行情況：項目任務(wù)：測量齒輪泵中齒輪軸的尺寸、形位誤差及表面粗糙度；要求：（1） 寫出尺寸測量的器具；（2） 寫出形位誤差

2、的測量步驟，并畫出測量示意圖；（3） 寫出表面粗糙度的測量器具。學(xué)習(xí)成果：（1） 尺寸用游標(biāo)卡尺或螺旋千分尺測量；（2） 同軸度測量示意圖： 垂直度測量示意圖：（3） 用表面粗糙度樣板或電動輪廓儀測量表面粗糙度值Ra。 教學(xué)過程：項目學(xué)生工作內(nèi)容教學(xué)組織資訊明確學(xué)習(xí)任務(wù)，分析任務(wù)要求，查詢相關(guān)測量的案例和資料，學(xué)習(xí)相關(guān)知識。1講授法引導(dǎo)行動的知識指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)測量的相關(guān)知識。布置任務(wù)，提出任務(wù)要求，進行資料準(zhǔn)備，為學(xué)生講解相關(guān)知識，為學(xué)生提供咨詢服務(wù)。決策計劃分析圖紙中需要測量的尺寸、形位公差及表面粗糙度，討論確定測量方案、誤差評估等。2學(xué)中做指導(dǎo)性的方法，教授解釋行動的知識，指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程

3、，幫助學(xué)生分析圖紙，引導(dǎo)學(xué)生制定測量方案，選擇測量器具。實施首先對圖紙中需要測量的尺寸進行換算，計算出最大和最小極限尺寸，然后選擇測量器具，制定測量方案，誤差評估方案。3任務(wù)設(shè)計教學(xué)法，教師指導(dǎo)，學(xué)生自主，在做中學(xué)中反思行動的知識。對學(xué)生的任務(wù)執(zhí)行過程進行指導(dǎo)，審查學(xué)生的測量方案。對容易出錯的問題進行總結(jié)。檢查評價對完成的任務(wù)進行小組評價和老師評價。對學(xué)生的完成的任務(wù)進行評價，組織學(xué)生進行小組相互評價，形成評價意見及最終評價結(jié)果，并對整個設(shè)計過程進行總結(jié)。教學(xué)資源：知識點教育屬性專業(yè)技術(shù)屬性媒體屬性名稱格式名稱格式名稱格式測量的基礎(chǔ)知識1.教學(xué)課件、教案2.教學(xué)設(shè)計3.任務(wù)單、工作單4.考核評

4、價單5.案例6.習(xí)題wordppt尺寸測量形位公差測量形狀和位置公差檢測規(guī)定）GB/T1958-2004pdf表面粗糙度測量表面結(jié)構(gòu)的術(shù)語定義及參數(shù)GB/T3505-2000接觸式儀器的標(biāo)稱特性GB/T6062-2002pdf板書設(shè)計：一、 測量的基礎(chǔ)知識二、 尺寸測量三、 形位公差測量四、 表面粗糙度測量判斷合格性制定測量數(shù)據(jù)評估方案制定測量步驟選擇測量器具確定被測要素和基準(zhǔn)要素教學(xué)內(nèi)容教學(xué)組織與教學(xué)方法以案例為載體綜合應(yīng)用測量知識任務(wù)：導(dǎo)軌直線度的測量要求（1） 寫出測量器具；（2） 寫出測量步驟；（3） 寫出數(shù)據(jù)處理的方法及步驟；（4） 合格性判斷。引導(dǎo)性教學(xué)一、 測量基礎(chǔ)知識1測量的基

5、本概念測量就是把被測量與具有計量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進行比較，從而確定被量測量值的過程。2計量器具的分類（1）標(biāo)注量具 （2）量規(guī) （3）量儀 （4）計量裝置3.測量方法的分類（1）根據(jù)所測的幾何量是否為要求被測的幾何量，測量方法可分為:絕對測量和相對測量。（2）根據(jù)被量測值是直接由計量器具的讀數(shù)裝置獲得，還是通過對某個標(biāo)準(zhǔn)值的偏差值計算得到，量測方法可分為：直接測量和間接測量。（3）根據(jù)量測時工件是否運動，量測方法可分為：靜態(tài)測量和動態(tài)測量。4. 測量誤差及來源測量誤差可以表示為絕對誤差和相對誤差。誤差來源：計量器具誤差、標(biāo)準(zhǔn)件的誤差、測量方法誤差、測量環(huán)境的誤差和人員誤差。討論：按測量方法的分類，

6、游標(biāo)卡尺測量圓柱的直徑屬于哪一種？二、 尺寸公差的測量三、形位公差的測量1.直線度測量（1）測微法應(yīng)用：測微法用于量測圓柱體素線或軸線的直線度簡介：測量示意圖如圖所示，沿圓柱體在鉛垂軸截面上的兩條素線；記錄兩指示表在各自測點的讀數(shù)M1、M2，取各截面上的(M1-M2)/2中最大值的差值作為該軸截面軸線的直線度誤差.（2）節(jié)距法應(yīng)用：節(jié)距法適用于長零件的量測簡介：將被量測長度分成若干小段.用儀器(如水平儀，自準(zhǔn)直儀等)測出每一段的相對讀數(shù)，最后通過數(shù)據(jù)處理求出直線度誤差。相對高度ai是由原始讀數(shù)經(jīng)換算而得出的.假設(shè)儀器的分度值為c (如0.005/1000)，量測時的節(jié)距為l，從儀器讀取的相對刻

7、度數(shù)為ni(以格為單位)則ai=c*l*ni 根據(jù)表作出誤差曲線，按最小包容區(qū)域法求得直線度誤差f=5m2.平面度測量（打表法）簡介：調(diào)整被測表面最遠的3點，使它們與平板5等高，然后移動表架，用指示表6按一定的布點在整個被測表面上測量，最后按最小條件對測量數(shù)據(jù)進行處理。3圓度誤差測量（1）最理想的量測方法是用圓度儀量測.可通過記錄裝置將被測表面的實際輪廓形象地描繪在坐標(biāo)紙上，然后按最小包容區(qū)域法求出圓度誤差.（2）近似量測方法，如兩點法，三點法兩點法：兩點法量測是用游標(biāo)卡尺，千分尺等通用量具測出同一徑向截面中的最大直徑差，此差之半(dmax-dmin)/2就是該截面的圓度誤差三點法：對于奇數(shù)棱

8、形截面的圓度誤差可用三點法量測，其量測裝置如圖所示。4圓度誤差測量（用圓度儀測量）簡介：首先將被測件放在圓度儀的轉(zhuǎn)盤上，調(diào)整被測件的軸線與轉(zhuǎn)盤同軸，在測頭沒有徑向偏移的情況下重復(fù)測量若干個截面，圓度儀根據(jù)選定的誤差評定方法確定被測件的圓柱度誤差。5.平行度測量（1）面對面平行度的測量簡介:量測時以平板體現(xiàn)基準(zhǔn)，指示表在整個被測表面上的最大最小讀數(shù)之差即是平行度誤差。（2）線對面平行度簡介：量測時以心軸模擬被測孔軸線，在長度L1兩端用指示表量測.設(shè)測得的最大、最小讀數(shù)之差為a，則在給定長度L1內(nèi)的平行度誤差f為f=L*a/L1。（3）.線對線平行度測量簡介：量測時以心軸模擬被測軸線與基準(zhǔn)軸線，量

9、測兩個互相垂直方向上的平行度誤差f1、f2。6.垂直度測量（線對面的垂直度）簡介：將被測零件放置在轉(zhuǎn)臺上，并使被測輪廓要素的軸線與轉(zhuǎn)臺對中（通常在被測輪廓要素的較低位置對中）；按需要，測量若干個軸向界面輪廓要素上的最大讀數(shù)Mmax與最小讀數(shù)Mmin，按公式計算出垂直度誤差： f=1/2 （Mmax-Mmin ）7.同軸度測量簡介：同軸度誤差為各徑向截面測得的最大讀數(shù)差中的最大值。8.對稱度測量簡介：量測時基準(zhǔn)線由V形塊模擬，被測中心平面由定位塊模擬，量測分如下兩步：截面量測.調(diào)整定位塊，使其沿徑向與平板平行，測出定位塊到平板的距離再將被測軸旋轉(zhuǎn)180重復(fù)量測，得到該截面上、下兩對應(yīng)點的讀數(shù)差a

10、，則該截面的對稱度誤差f截； 長度量測.沿鍵槽長度方向量測，取長度方向兩點的最大讀數(shù)差作為鍵槽的對稱度誤差。7.跳動誤差測量（1）徑向圓跳動和徑向全跳動測量徑向圓跳動：被測件繞基準(zhǔn)軸線作無軸向移動的旋轉(zhuǎn)，在回轉(zhuǎn)一周過程中，指示表的最大和最小讀數(shù)之差，即為該量測截面上的徑向圓跳動。在各截面上測出的跳動量中的最大值作為徑向圓跳動誤差。徑向全跳動：被測零件在繞基準(zhǔn)軸線作無軸向移動的連續(xù)回轉(zhuǎn)過程中，指示表緩慢地沿基準(zhǔn)軸線方向平移，量測整個圓柱面，其最大讀數(shù)差為徑向全跳動。 （2）端面圓跳動和端面全跳動端面圓跳動：被測件繞基準(zhǔn)軸線作旋轉(zhuǎn)，在回轉(zhuǎn)一周過程中，指示表的最大和最小讀數(shù)之差，即為該量測截面上的端

11、面圓跳動。端面各直徑上測出的跳動量中的最大值作為端面圓跳動誤差。端面全跳動：被測零件在繞基準(zhǔn)軸線作無軸向移動的連續(xù)回轉(zhuǎn)過程中，若指示表沿著與基準(zhǔn)軸線的垂直方向緩慢移動時，量測整個端面，則最大讀數(shù)差為端面全跳動誤差。四、表面粗糙度的測量（1）比較法比較法就是將被測零件表面與表面粗糙度樣板通過視覺，觸感或其他方法進行比較后，對被檢表面的粗糙度作出評定的方法。(2)光切法光切法就是利用”光切原理”量測零件表面的粗糙度，工廠計量部門用的光切顯微鏡(又稱雙管顯微鏡，圖(b)就是應(yīng)用這一原理設(shè)計而成的。（3）干涉法干涉法就是利用光波干涉原理量測表面粗糙度，使用的儀器叫做干涉顯微鏡。（4）針描法 針描法又稱

12、感觸法，它是利用金剛石針尖與被測表面相接觸，當(dāng)針尖以一定速度沿著被測表面移動時，被測表面的微觀不平將使觸針在垂直于表面輪廓方向上產(chǎn)生上下移動，將這種上下移動轉(zhuǎn)換為電量并加以處理。采用針描法量測表面粗糙度的儀器叫做電動輪廓儀，它可以直接指示Ra 值，也可以經(jīng)放大器記錄出圖形，作為Ra，Rz與Ry等多種參數(shù)的評定依據(jù)。知識綜合應(yīng)用：用合像水平儀測量導(dǎo)軌的直線度。通過導(dǎo)軌直線度的測量，更進一步掌握形位誤差的測量。1合像水平儀原理：使用時將合像水平儀放于橋板上相對不動，再將橋板放于被測表面上。如果被測表面無直線度誤差，并與自然水平面基準(zhǔn)平行，此時水準(zhǔn)器的氣泡則位于兩棱鏡的中間位置，氣泡邊緣通過合像棱鏡

13、所產(chǎn)生的影像，在放大鏡中觀察將出現(xiàn)如圖(a)所示的情況。但在實際測量中，由于被測表面安放位置不理想和被測表面本身不直，導(dǎo)致氣泡移動，其視場情況將如圖（b）所示。此時可轉(zhuǎn)動測微螺旋，使水準(zhǔn)器轉(zhuǎn)動一個角度，從而使氣泡返回棱鏡組的中間位置。 (a) (b)2. 測量步驟（1）測量被測表面長度為1800mm，確定相鄰亮點之間的距離（節(jié)距）為200mm。（2）以節(jié)距為單位把導(dǎo)軌進行劃線編號，如圖所示；（3）將合象水平（合像水平儀的分度值0.01mmm）儀放于橋板上，然后將橋板依次放在各節(jié)距的位置每放一個節(jié)距后，要旋轉(zhuǎn)微分筒合像，然后進行讀數(shù)。先在放大鏡11處讀數(shù)，再在微分筒處讀數(shù)（此處是螺桿旋轉(zhuǎn)一圈（1

14、00格）的細分讀數(shù)）；如此順測（從首點至終點）、回測（由終點至首點）各一次。回測時橋板不能調(diào)頭，各測點兩次讀數(shù)的平均值作為該點的測量數(shù)據(jù)。3. 數(shù)據(jù)處理測 點 序 號 012345678儀器讀數(shù)（格）順 測298300290301302306299296回 測296298288299300306297296平 均297299289300301306298296相 對 差 （格）0028349 11注：表中讀數(shù)，百分數(shù)是從放大鏡處讀得，十和個位數(shù)是從微分旋鈕處讀得。（1）作圖。在坐標(biāo)紙上用橫坐標(biāo)x代表測量點序（分段長度），縱坐標(biāo)y代表相對于測量基準(zhǔn)的量值，即按表中的累積值取點，作出誤差曲線圖。（

15、2）根據(jù)最小包容區(qū)域判別法，最高點和最低點應(yīng)彼此相間，過這些點作兩條平行線。兩平行直線沿y坐標(biāo)方向的距離f即直線度誤差。 誤差0.01×200×1122m故 直線度誤差超差。討論：用上述方法求解直線度誤差值時，直線度誤差按平行于縱坐標(biāo)計量，而不是垂直于兩條平行包容直線之間距離，為什么？正面教學(xué)，學(xué)中做LL講授法 學(xué)中用通過討論加深對基礎(chǔ)知識的理解。 正面教學(xué)，學(xué)中做LL講授法 形成性內(nèi)容檢測：專業(yè)能力：根據(jù)圖紙標(biāo)注的公差和表面粗糙度，選擇合適的測量方法。自我能力：能做出決策，合理選擇測量器具。社會能力: 通過查閱資料，了解目前常用的測量方法、器具。方法能力: 確定被測要素、基準(zhǔn)要素，選擇測量器具；制定測量方案，制定測量數(shù)據(jù)評估方案，判斷合格性。學(xué)習(xí)能力: 與其他同學(xué)進行溝通比較，討論最佳的測量方案。小組工作法中培養(yǎng)學(xué)生的團結(jié)協(xié)作、與人溝通等能力。檢測的內(nèi)容：檢測學(xué)生是否掌握測量的知識，是否能在理解各公差及表面粗糙度的基礎(chǔ)上制定合理的測量方案及數(shù)據(jù)評估方案。檢測的方式： 在批改每個學(xué)生的項目任務(wù)基礎(chǔ)上，開展小組討論，相互交流。教學(xué)反思、總結(jié)項 目內(nèi) 容學(xué)