互換性(第2版) PPT 第4章

1、互換性與測量技術(shù)第第4 4章章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 第第4章章 章節(jié)內(nèi)容章節(jié)內(nèi)容4.1 測量基礎(chǔ)4.2 量塊及其應(yīng)用4.3 光滑極限量規(guī)及其使用4.4 坐標(biāo)測量機(jī)簡介 第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 4.1 測量基礎(chǔ)測量基礎(chǔ)4.1.1 測量基礎(chǔ)知識測量基礎(chǔ)知識 測量就是將被測量與具有計(jì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量在數(shù)量上進(jìn)行比較，確定二者比值的實(shí)驗(yàn)認(rèn)知過程，其實(shí)質(zhì)是將被測幾何量x與作為計(jì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量E進(jìn)行比較，獲得兩者比值q的過程。即x/E=q，或x=Eq。 機(jī)械制造業(yè)中所說的技術(shù)測量主

2、要是指幾何參數(shù)的測量，包括長度、角度、表面粗糙度和形位誤差等的測量。第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 1.1.測量過程四要素測量過程四要素 被測對象在技術(shù)測量中的幾何量，包括長度、角度、形狀、相對位置、表面粗糙度及螺紋、齒輪等零件的幾何參數(shù)等。 計(jì)量單位采用我國的法定計(jì)量單位。長度計(jì)量單位為米(m)，角度單位為弧度(rad)和度()、分()、秒()。 測量方法指測量時(shí)所采用的測量原理、計(jì)量器具和測量條件的綜合，亦即獲得測量結(jié)果的方式。 測量精度測量結(jié)果與被測量真值的一致程度。 第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具周文玲 互換性與測

3、量技術(shù)（第2版） 配套課件 第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具基本測量原則基本測量原則 阿貝原則阿貝原則要求在測量過程中被測長度與基準(zhǔn)長度應(yīng)安置在同一直線上的原則。若被測長度與基準(zhǔn)長度并排放置，在測量比較過程中由于制造誤差的存在，移動方向的偏移，兩長度之間出現(xiàn)夾角而產(chǎn)生較大的誤差。誤差的大小除與兩長度之間夾角大小有關(guān)外，還與其之間的距離有關(guān)，距離越大，誤差也越大。 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則基準(zhǔn)統(tǒng)一原則測量基準(zhǔn)與加工基準(zhǔn)和使用基準(zhǔn)統(tǒng)一。即工序測量應(yīng)以工藝基準(zhǔn)作為測量基準(zhǔn)，終檢測量應(yīng)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為測量基準(zhǔn)。周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具 最

4、短鏈原則最短鏈原則間接測量中，與被測量具有函數(shù)關(guān)系的其它量與被測量形成測量鏈。形成測量鏈的環(huán)節(jié)越多，被測量的不確定度越大。應(yīng)盡可能減少測量鏈的環(huán)節(jié)數(shù)，以保證測量精度，稱之為最短鏈原則。 最小變形原則最小變形原則測量器具與被測零件都會因?qū)嶋H溫度偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度和受力（重力和測量力）而產(chǎn)生變形，形成測量誤差。 在測量過程中，控制測量溫度及其變動、保證測量器具與被測零件有足夠的等溫時(shí)間、選用與被測零件線脹系數(shù)相近的測量器具、選用適當(dāng)?shù)臏y量力并保持其穩(wěn)定、選擇適當(dāng)?shù)闹С悬c(diǎn)等，都是實(shí)現(xiàn)最小變形原則的有效措施。 周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具3.測量

5、方法分類（1）直接測量和間接測量。（2）絕對測量和相對測量。（3）接觸測量和非接觸測量。 （4）單項(xiàng)測量和綜合測量。 （5）在線測量和離線測量。（6）靜態(tài)測量和和動態(tài)測量。 （7）等精度測量和不等精度測量。 周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 4.1.2 計(jì)量器具和驗(yàn)收極限計(jì)量器具和驗(yàn)收極限1.1.計(jì)量器具的分類計(jì)量器具的分類 測量儀器和測量工具統(tǒng)稱為計(jì)量器具。按計(jì)量器具的原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及用途可分為標(biāo)準(zhǔn)量具、極限量規(guī)、量儀和檢驗(yàn)夾具。 標(biāo)準(zhǔn)量具標(biāo)準(zhǔn)量具用來校對或調(diào)整計(jì)量器具，或作為標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行相對測量的量具稱為基準(zhǔn)量具。 極限量規(guī)極限量規(guī)指沒有刻度的專用計(jì)量器具，用來檢驗(yàn)工件實(shí)際尺寸

6、和形位誤差的綜合結(jié)果。 量規(guī)只能判斷工件是否合格，而不能獲得被測幾何量的具體數(shù)值，如光滑極限量規(guī)、螺紋量規(guī)、位置量規(guī)等。第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具（3 3） 量儀量儀指能將被測量轉(zhuǎn)換成可直接觀測的指示值或等效信息的計(jì)量器具。其特點(diǎn)是一般都有指示、放大系統(tǒng)。（4 4）檢驗(yàn)夾具）檢驗(yàn)夾具一種專用的檢驗(yàn)工具，和相應(yīng)的計(jì)量器具配套使用。2.計(jì)量器具的度量指標(biāo)（1）刻線間距 （2）分度值（3）示值范圍 （4）測量范圍（5）示值誤差 （6）示值變動值（7）靈敏度 （8）靈敏限（9）回程誤差 （10）

7、測量力（11）修正值 （12）不確定度周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具3.測量器具的選擇原則 器具的選擇主要取決于被測工件的精度要求，在保證精度要求的前提下，也要考慮尺寸大小、結(jié)構(gòu)形狀、材料與被測表面的位置，同時(shí)也要考慮工件批量、生產(chǎn)方式和生產(chǎn)成本等因素。對批量大的工件，選用專用計(jì)量器具，對單件小批則選通用計(jì)量器具。 選擇計(jì)量器具檢測工件時(shí)，為了防止對工件的“誤收”和“誤廢”，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種驗(yàn)收極限。 “誤收”，就是把不合格的產(chǎn)品，誤判為合格予以接收； “誤廢”，就是把本來合格的產(chǎn)品，誤判為不合格予以拒收。周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2

8、版） 配套課件 第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具4.驗(yàn)收極限 驗(yàn)收極限指檢驗(yàn)工件時(shí)判斷其尺寸合格與否的界限。GB/T31772009規(guī)定的驗(yàn)收原則是：所有驗(yàn)收方法應(yīng)只接收位于規(guī)定的尺寸極限之內(nèi)的工件，即允許有誤廢而不允許誤收。圖4-3 驗(yàn)收極限周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具（1 1）內(nèi)縮式驗(yàn)收極限）內(nèi)縮式驗(yàn)收極限 指從規(guī)定的最大實(shí)體尺寸(MMS)和最小實(shí)體尺寸(LMS)分別向工件公差帶內(nèi)移動一個(gè)安全裕度A，如圖43a所示。 國標(biāo)規(guī)定國標(biāo)規(guī)定：A值按照工件公差值的1/10確定，其數(shù)值見表4-1。根據(jù)安全裕度A和計(jì)量器具不確定

9、度允許值u1，然后選定計(jì)量器具，使計(jì)量器具的不確定值U1u1，（計(jì)量器具的不確定值U1在其說明書中會查找得到）最后計(jì)算驗(yàn)收極限。周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具孔的驗(yàn)收極限：上驗(yàn)收極限=最小實(shí)體尺寸(LMS)A 下驗(yàn)收極限=最大實(shí)體尺寸(MMS)A 軸的驗(yàn)收極限：上驗(yàn)收極限=最大實(shí)體尺寸(MMS)A 下驗(yàn)收極限=最小實(shí)體尺寸(LMS)A 驗(yàn)收極限向工件的公差帶內(nèi)移，為了保證驗(yàn)收合格，在生產(chǎn)時(shí)不能按原來的尺寸極限加工，應(yīng)由驗(yàn)收極限所確定的范圍生產(chǎn)，這個(gè)范圍稱為“生產(chǎn)公差”。 生產(chǎn)公差生產(chǎn)公差= =上驗(yàn)收極限下驗(yàn)收極限上驗(yàn)收極限下驗(yàn)收極限（

10、2 2）不內(nèi)縮式驗(yàn)收極限）不內(nèi)縮式驗(yàn)收極限 采用不內(nèi)縮的驗(yàn)收極限方式生產(chǎn)，即安全裕度A值等于零。驗(yàn)收極限如圖44b所示。周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具 驗(yàn)收極限方式的選擇要結(jié)合尺寸功能要求及其重要程度、尺寸公差等級、測量不確定度和工藝能力等因素綜合考慮。具體考慮如下： 對遵守包容要求(見第3章)的尺寸、公差等級小的尺寸，其驗(yàn)收極限按內(nèi)縮式確定。 當(dāng)工藝能力指數(shù)CP1時(shí)，其驗(yàn)收極限按不內(nèi)縮式確定。但對遵循包容要求的尺寸，其最大實(shí)體極限一邊的驗(yàn)收極限仍按內(nèi)縮式確定。 工藝能力指數(shù)CP是工件公差值T 與加工設(shè)備工藝能力 c之比。c是常數(shù)，工

11、件尺寸遵循正態(tài)分布時(shí)c=6；是加工設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)偏差，CP=T/6。 對偏態(tài)分布的尺寸，其驗(yàn)收極限可以僅對尺寸偏向的一邊按內(nèi)縮式確定。 對非配合和一般公差的尺寸，其驗(yàn)收極限按不內(nèi)縮式確定周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 4.1.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理測量誤差和數(shù)據(jù)處理1.1.測量誤差及其表示方法測量誤差及其表示方法絕對誤差絕對誤差即測量結(jié)果與被測量真值之差。相對誤差相對誤差絕對誤差的絕對值與被測量真值之比。2.2.測量誤差的來源測量誤差的來源 測量誤差產(chǎn)生的原因主要有以下幾個(gè)方面：（1）計(jì)量器具誤差 （2）測量方法誤差（3）測量環(huán)境誤差 （4）被測件的安裝定位誤差（5）人員誤差。第4章

12、 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具3.測量誤差的分類 測量誤差按其性質(zhì)可分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差。 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 在相同條件下多次重復(fù)測量同一量時(shí)，誤差的大小和符號保持不變或按一定規(guī)律變化的誤差。 隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差 在相同條件下，多次測量同一量值時(shí)，其誤差的大小和符號以不可預(yù)見的方式變化的誤差。 粗大誤差粗大誤差 即過失誤差。超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差，由于某種不正常的原因造成的。第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具4.測量精度 測量精度和測量誤差從兩個(gè)不同的角度說明了同個(gè)概念。用測量誤差的大小來表示精度的高低。測量精度越高，則測量誤差就越小，反之，測量誤差就越大。（1）

13、正確度 指在規(guī)定的條件下，被測量中所有系統(tǒng)誤差的綜合，它表示測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差影響的程度。系統(tǒng)誤差小，則正確度高。（2）精密度 指在規(guī)定的測量條件下連續(xù)多次測量時(shí)，所得測量結(jié)果彼此之間符合的程度，它表示測量結(jié)果中隨機(jī)誤差的大小。隨機(jī)誤差小，則精密度高。第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具（3）精確度 指連續(xù)多次測量所得的測得值與真值的接近程度，它表示測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差綜合影響的程度。系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都小，則精確度高。第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具圖4-5 正確度 精密度 精確度示意圖周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 4.2 量塊及其應(yīng)用量塊及其應(yīng)用

14、4.2.1 量塊特征與尺寸量塊特征與尺寸 量塊是沒有刻度的截面為矩形的平面平行端面量具。用特殊合金鋼制成，具有線膨脹系數(shù)小，不易變形，硬度高，耐磨性好，工作面粗糙度值小以及研合性好等特點(diǎn)。 量塊用于計(jì)量器具的校準(zhǔn)和鑒定、精密設(shè)備的調(diào)整、精密劃線和精密工件的測量等。 量塊通常制成六面體，有2個(gè)相互平行的測量面，4個(gè)非測量面，如圖4-7所示。第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具 從量塊一個(gè)測量面上任意點(diǎn)(距邊緣0.5mm區(qū)域除外)到與此量塊另一個(gè)測量面相研合的面的垂直距離稱為量塊長度Li；從量塊一個(gè)測

15、量面上的中心點(diǎn)到與此量塊另一個(gè)測量面相研合的面的垂直距離稱為量塊的中心長度L；量塊上標(biāo)出的尺寸稱為量塊的標(biāo)稱長度。周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 4.2.2 量塊的精度量塊的精度1.1.量塊的精度按量塊的精度按“級級”劃分劃分 GB60932001規(guī)定量塊的制造精度分為K，0，l，2，3五級，其中0級最高，精度依此降低，3級最低。K級為校準(zhǔn)級。 量塊的“級”是根據(jù)量塊長度極限偏差和量塊長度變動量的允許值來劃分的。表4-5為各級量塊的精度指標(biāo)。2.量塊的精度按量塊的精度按“等等”劃分劃分 按照鑒定方法不同，量塊又分為1 5等，其中1等最高，精度依次降低。表4-6為各等量塊的精度指標(biāo)

16、。第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具 4.2.3 量塊的使用 量塊有很好的研合性，將量塊順其測量面加壓推合，就能研合在起。利用此特性在一定范圍內(nèi)，根據(jù)需要將多個(gè)尺寸不同的量塊研合成量塊組，擴(kuò)大量塊的應(yīng)用。 量塊成套制成，每套包括一定數(shù)量不同尺寸的量塊。 表4-4列出了83塊、46塊套別量塊的標(biāo)稱尺寸。 量塊的使用方法可分為按“級”使用和按“等”使用。 按“級”使用時(shí)，以量塊的標(biāo)稱長度為工作尺寸，即不計(jì)量塊的制造誤差和磨損誤差，它將被引入測量結(jié)果中去，測量精度不高，但使用方便。周文玲 互換性與測量

17、技術(shù)（第2版） 配套課件 第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具 按“等”使用時(shí)，用量塊經(jīng)檢定后所給出的實(shí)際中心長度尺寸作為工作尺寸。 例如，某一標(biāo)稱長度為10mm的量塊，經(jīng)檢定其實(shí)際中心長度與標(biāo)稱長度之差為-0.005m，則其中心長度為9.995mm。這樣就消除了量塊的制造誤差的影響，提高了測量精度。但在檢定量塊時(shí)，不可避免地存在一定的測量方法誤差，它將作為測量誤差而引入測量結(jié)果中。周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 4.3 光滑極限量規(guī)及其使用光滑極限量規(guī)及其使用4.3.1 光滑極限量規(guī)光滑極限量規(guī) 光滑極限量規(guī)(簡稱量規(guī))，指被檢驗(yàn)工件為光滑孔或光滑軸所用的極限量規(guī)的總稱

18、，它是一種沒有刻度的定值專用檢驗(yàn)工具。 當(dāng)圖樣上被測要素的尺寸公差和形位公差按獨(dú)立原則給出時(shí)，一般使用通用計(jì)量器具分別測量。當(dāng)單一要素的孔和軸采用包容要求給出時(shí)，則應(yīng)使用量規(guī)來檢驗(yàn)。 檢驗(yàn)孔所使用的量規(guī)稱為塞規(guī)，圖4-9a所示；檢驗(yàn)軸所使用的量規(guī)稱卡規(guī)(環(huán)規(guī))，圖4-9b所示。 塞規(guī)和卡規(guī)(或環(huán)規(guī))統(tǒng)稱量規(guī)。量規(guī)有通規(guī)和止規(guī)之分，通常成對使用。 第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具圖4-9a)塞規(guī) b）卡規(guī)周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具

19、塞規(guī)的通規(guī)按被測孔的下極限尺寸Dmin制造，止規(guī)按被測孔的上極限尺寸Dmax制造。檢驗(yàn)孔時(shí)，塞規(guī)的通規(guī)應(yīng)通過被檢驗(yàn)的孔，表示被測孔徑大于最小極限尺寸。塞規(guī)的止規(guī)應(yīng)不能通過被檢驗(yàn)的孔，表示被測孔徑小于最大極限尺寸，即說明孔的實(shí)際尺寸在規(guī)定的極限尺寸范圍內(nèi)，被檢驗(yàn)的孔是合格的。 卡規(guī)的通規(guī)按被測軸的上極限尺寸dmax制造，卡規(guī)的止規(guī)按被測軸的下極限尺寸dmin制造。檢驗(yàn)軸時(shí),卡規(guī)的通規(guī)應(yīng)通過被檢驗(yàn)的軸，表示被測軸徑小于最大極限尺寸,卡規(guī)的止規(guī)應(yīng)不能通過被檢驗(yàn)的軸，表示被測軸徑大于最小極限尺寸，即說明軸的實(shí)際尺寸在規(guī)定的極限尺寸范圍內(nèi)，被檢驗(yàn)的軸是合格的。 用量規(guī)檢驗(yàn)工件時(shí)，通規(guī)能通過，止規(guī)不能通過

20、，則工件合格。反之，即用量規(guī)檢驗(yàn)工件時(shí)，通規(guī)能通過，止規(guī)不能通過，則工件合格。反之，即為不合格品。為不合格品。 周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具4.3.2 量規(guī)的分類與形狀要求圖4-11 常見塞規(guī)的外形圖a)全形塞規(guī) b)不全形塞規(guī) c)片狀塞規(guī) d)球端桿規(guī)周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具圖4-12 常見環(huán)規(guī)與卡規(guī)的外形圖a)環(huán)規(guī) b)片形卡規(guī) c)鍛造卡規(guī) d)鑄造卡規(guī)周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具4.3.3 量規(guī)的正確使用圖4-13 全形塞規(guī)的使用示例周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 第4章 測量基礎(chǔ)與常用量具測量基礎(chǔ)與常用量具圖4-14 卡規(guī)的使用示例周文玲 互換性與測量技術(shù)（第2版） 配套課件 4.4 坐標(biāo)測量機(jī)簡介 4.4.1 三坐標(biāo)測量機(jī)三坐標(biāo)測量機(jī) 三坐標(biāo)測量機(jī)是一種能夠在X、Y和Z軸三個(gè)坐標(biāo)方向上進(jìn)行測量的通用長度測量儀器。 一般由主機(jī)（包括光柵尺）、控制系統(tǒng)、軟件系