《公差配合與技術(shù)測(cè)量》教學(xué)課件-項(xiàng)目二

工程二測(cè)量技術(shù)根底工程二測(cè)量技術(shù)根底1在機(jī)械制造中，為保證機(jī)械零件的互換性，需在加工過(guò)程中和加工之后對(duì)其進(jìn)行測(cè)量和檢驗(yàn)，以確定它是否符合技術(shù)要求。測(cè)量和檢驗(yàn)共同組成了測(cè)量技術(shù)。測(cè)量技術(shù)在機(jī)械制造中具有非常重要的作用，測(cè)量技術(shù)水平的上下將會(huì)反映出一個(gè)國(guó)家科技開(kāi)展水平的上下。項(xiàng)目導(dǎo)讀在機(jī)械制造中，為保證機(jī)械零件的互換性，需在加21234掌握測(cè)量的含義及其四個(gè)要素掌握量塊的相關(guān)知識(shí)熟悉計(jì)量器具的分類及幾種常用計(jì)量器具掌握測(cè)量誤差的概念、分類及其數(shù)據(jù)處理項(xiàng)目目標(biāo)5理解計(jì)量器具的根本度量指標(biāo)和測(cè)量方法的分類了解光滑工件尺寸的檢驗(yàn)及光滑極限量規(guī)61234掌握測(cè)量的含義及其四個(gè)要素掌握量塊的相關(guān)知識(shí)熟悉計(jì)量312會(huì)用游標(biāo)卡尺、千分尺、百分表等進(jìn)行測(cè)量技能目標(biāo)能夠根據(jù)實(shí)際測(cè)得值計(jì)算測(cè)量結(jié)果12會(huì)用游標(biāo)卡尺、千分尺、百分表等進(jìn)行測(cè)量技能夠根據(jù)實(shí)際測(cè)得4測(cè)量技術(shù)概述任務(wù)一測(cè)量技術(shù)概述任務(wù)一5實(shí)際生產(chǎn)中，無(wú)論是對(duì)機(jī)械零件尺寸的測(cè)量，還是對(duì)機(jī)床、夾具在加工中定位尺寸的調(diào)整，都是在統(tǒng)一長(zhǎng)度量值的根底上進(jìn)行的。這就需要引入尺寸傳遞這一概念，即將量度基準(zhǔn)和量值準(zhǔn)確地傳遞到生產(chǎn)中應(yīng)用的工件上。在此過(guò)程中又會(huì)涉及各種測(cè)量方法，應(yīng)用到各種計(jì)量器具。下面我們來(lái)學(xué)習(xí)有關(guān)測(cè)量根底和尺寸傳遞的相關(guān)知識(shí)。任務(wù)引入實(shí)際生產(chǎn)中，無(wú)論是對(duì)機(jī)械零件尺寸的測(cè)量，還是對(duì)61．測(cè)量的定義一、測(cè)量概述相關(guān)知識(shí)1．測(cè)量的定義一、測(cè)量概述相關(guān)知識(shí)72．測(cè)量要素一個(gè)完整的測(cè)量過(guò)程應(yīng)包括測(cè)量對(duì)象、計(jì)量單位、測(cè)量方法和測(cè)量精度四個(gè)要素。一、測(cè)量概述相關(guān)知識(shí)2．測(cè)量要素一個(gè)完整的測(cè)量過(guò)程應(yīng)包括測(cè)量對(duì)象、計(jì)量單位、測(cè)量8一、測(cè)量概述測(cè)量對(duì)象計(jì)量單位測(cè)量精度測(cè)量方法本課程研究的測(cè)量對(duì)象是幾何量，包括長(zhǎng)度、角度、外表粗糙度、幾何誤差、螺紋及齒輪等零件的幾何參數(shù)等。

我國(guó)的法定計(jì)量單位采用國(guó)際單位制。

指測(cè)量時(shí)所采用的測(cè)量原理、計(jì)量器具和測(cè)量條件的總和。

指測(cè)量結(jié)果與測(cè)量對(duì)象真實(shí)值的一致程度。

測(cè)量結(jié)果越接近真實(shí)值，測(cè)量精度越高；反之，測(cè)量精度越低。一、測(cè)量概述測(cè)量對(duì)象計(jì)量單位測(cè)量精度測(cè)量方法9為了保證長(zhǎng)度測(cè)量的精度，必須建立一個(gè)國(guó)際統(tǒng)一的、穩(wěn)定可靠的長(zhǎng)度基準(zhǔn)。1983年，在第17屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上通過(guò)了作為長(zhǎng)度基準(zhǔn)的米的定義，規(guī)定：“米〞是光在真空中于1/299792458s的時(shí)間間隔內(nèi)所行經(jīng)路程的長(zhǎng)度。我國(guó)采用碘吸收穩(wěn)定的0.633μm氦氖激光輻射作為波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)復(fù)現(xiàn)“米〞的定義。我國(guó)的長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)如圖2-1所示，從國(guó)家基準(zhǔn)波長(zhǎng)開(kāi)始，通過(guò)兩個(gè)平行系統(tǒng)向下傳遞：一個(gè)是刻線量具〔線紋尺〕系統(tǒng)，另一個(gè)是端面量具〔量塊〕系統(tǒng)。其中，以量塊為媒介的量值傳遞系統(tǒng)應(yīng)用較廣。二、長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)為了保證長(zhǎng)度測(cè)量的精度，必須建立一個(gè)國(guó)際統(tǒng)一10

我國(guó)的長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)如圖2-1所示。二、長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)圖2-1長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)我國(guó)的長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)如圖2-1所示。二、長(zhǎng)度11量塊又稱為塊規(guī)，是一種沒(méi)有刻度的端面量具。它用特殊合金鋼〔一般為CrWMn鋼〕制成，具有線膨脹系數(shù)小、不易變形、硬度高、耐磨性好、工作面粗糙度值小及研合性好等特點(diǎn)。量塊除可作為長(zhǎng)度基準(zhǔn)外，生產(chǎn)中還可用來(lái)檢定和校準(zhǔn)計(jì)量器具、調(diào)整精密機(jī)床、進(jìn)行精密劃線和精密測(cè)量等。三、量塊量塊又稱為塊規(guī)，是一種沒(méi)有刻度的端面量具。三、121．量塊的形狀和尺寸

量塊的形狀有長(zhǎng)方體和圓柱體兩種，常用的是長(zhǎng)方體量塊。如圖2-2所示。

量塊有兩個(gè)平行的測(cè)量面和四個(gè)非測(cè)量面。其測(cè)量面極為光滑、平整，且兩測(cè)量面之間具有精確的尺寸。

量塊的尺寸主要包括量塊長(zhǎng)度、量塊中心長(zhǎng)度

、量塊標(biāo)稱長(zhǎng)度

等。三、量塊圖2-2量塊1．量塊的形狀和尺寸量塊的形狀有長(zhǎng)方體和圓柱體13指一個(gè)測(cè)量面上的任意點(diǎn)到與另一測(cè)量面相研合的輔助體外表的垂直距離量塊長(zhǎng)度量塊長(zhǎng)度量塊長(zhǎng)度指一個(gè)測(cè)量面上的任意點(diǎn)到與另一測(cè)量面相研合的輔助體外表的垂直距離指一個(gè)測(cè)量面上的任意點(diǎn)到與另一測(cè)量面相研合的輔助體外表的垂直距離1．量塊的形狀和尺寸指一個(gè)測(cè)量面上的任意點(diǎn)到與另一測(cè)量面相研合的輔助體外142．量塊的精度量塊的級(jí)量塊的等

按制造精度不同，量塊可分為五級(jí)，即0、1、2、3、K級(jí)。其中，0級(jí)精度最高，3級(jí)精度最低，K級(jí)為校準(zhǔn)級(jí)。

按檢定精度不同，量塊可分為1～5等。其中，1等精度最高，5等精度最低。三、量塊2．量塊的精度量塊的級(jí)量塊的等按制造精度不同，153．量塊的研合性與應(yīng)用三、量塊量塊的研合性是指量塊的一個(gè)測(cè)量面與另一量塊的測(cè)量面或另一經(jīng)精加工的類似量塊測(cè)量面的外表，通過(guò)分子力的作用相互黏合的性能。量塊是定尺寸量具，一個(gè)量塊只有一個(gè)尺寸。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T

6093—2001規(guī)定，我國(guó)成套生產(chǎn)的量塊有91塊、83塊、46塊、38塊等17種規(guī)格。如表2-1所示為91塊和83塊一套的量塊尺寸系列。3．量塊的研合性與應(yīng)用三、量塊量塊的研合性是16表2-1成套量塊的尺寸〔摘自GB/T6093—2001〕表2-1成套量塊的尺寸〔摘自GB/T6093—2001171．計(jì)量器具的分類計(jì)量器具是指能直接或間接測(cè)出被測(cè)對(duì)象量值的技術(shù)裝置。

按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同，計(jì)量器具可分為量具、量規(guī)、量?jī)x和計(jì)量裝置。

四、計(jì)量器具的分類和根本度量指標(biāo)

量具是指以固定形式復(fù)現(xiàn)量值的計(jì)量器具，包括單值量具和多值量具兩種。

量規(guī)是指沒(méi)有刻度的專用計(jì)量器具，主要用于檢驗(yàn)零件實(shí)際尺寸和幾何誤差的綜合結(jié)果。

量?jī)x是指能將被測(cè)量值轉(zhuǎn)換成可直接觀察的指示值或等效信息的計(jì)量器具。

計(jì)量裝置是指為確定被測(cè)幾何量值所必需的計(jì)量器具和輔助設(shè)備的總體。1．計(jì)量器具的分類計(jì)量器具是指能直接或間接測(cè)出被測(cè)對(duì)象量值的18示值范圍度量指標(biāo)是用于表征計(jì)量器具性能和功用的指標(biāo)，也是選擇和使用計(jì)量器具、研究和判斷測(cè)量方法正確性的依據(jù)。計(jì)量器具的根本度量指標(biāo)主要有以下幾項(xiàng)：

2．計(jì)量器具的根本度量指標(biāo)測(cè)量范圍分度值i刻線間距c示值誤差測(cè)量的重復(fù)性誤差測(cè)量力靈敏度S不確定度四、計(jì)量器具的分類和根本度量指標(biāo)示值范圍度量指標(biāo)是用于表征計(jì)量器具性能和功用的19

請(qǐng)同學(xué)們觀察自己隨身攜帶的尺子或老師提供的量具，說(shuō)一下每種量具的分度值、示值范圍、測(cè)量范圍，指出哪種量具的示值范圍和測(cè)量范圍不同，并解釋為什么不同？頭腦風(fēng)暴請(qǐng)同學(xué)們觀察自己隨身攜帶的尺子或老師提供的量201．按所獲得被測(cè)結(jié)果的方法劃分

廣義的測(cè)量方法是指采用的測(cè)量原理、測(cè)量器具和測(cè)量條件的總和。五、測(cè)量方法的分類按所獲得被測(cè)結(jié)果的方法不同，測(cè)量方法可分為直接測(cè)量和間接測(cè)量。經(jīng)驗(yàn)傳承

直接測(cè)量的測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單，其測(cè)量精度只與測(cè)量過(guò)程有關(guān)；而間接測(cè)量的測(cè)量精度不僅與有關(guān)量的測(cè)量精度有關(guān)，還與計(jì)算的精度有關(guān)。

因此，為減少測(cè)量誤差，應(yīng)盡量采用直接測(cè)量，必要時(shí)也可采用間接測(cè)量。1．按所獲得被測(cè)結(jié)果的方法劃分廣義的測(cè)量方法212．按被測(cè)外表與計(jì)量器具的測(cè)頭是否接觸劃分五、測(cè)量方法的分類按被測(cè)外表與計(jì)量器具的測(cè)頭是否接觸，測(cè)量方法可分為接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量。經(jīng)驗(yàn)傳承在接觸測(cè)量中，由于測(cè)量力的存在，會(huì)使計(jì)量器具或工件產(chǎn)生變形，從而造成測(cè)量誤差，影響測(cè)量精度；而非接觸測(cè)量那么無(wú)此影響。2．按被測(cè)外表與計(jì)量器具的測(cè)頭是否接觸劃分五、測(cè)量方法的分類223．按零件上同時(shí)被測(cè)參數(shù)的多少劃分五、測(cè)量方法的分類按零件上同時(shí)被測(cè)參數(shù)的多少，測(cè)量方法可分為單項(xiàng)測(cè)量和綜合測(cè)量。經(jīng)驗(yàn)傳承一般來(lái)說(shuō)，單項(xiàng)測(cè)量的結(jié)果便于工藝分析；而綜合測(cè)量一般用于終結(jié)檢驗(yàn)〔驗(yàn)收檢驗(yàn)〕，即主要是為了判斷零件合格與否，而不需要得到具體數(shù)值。此外，綜合測(cè)量的效率比單項(xiàng)測(cè)量高。3．按零件上同時(shí)被測(cè)參數(shù)的多少劃分五、測(cè)量方法的分類按零件上234．按測(cè)量在加工中所起的作用劃分五、測(cè)量方法的分類按測(cè)量在加工中所起的作用不同，測(cè)量方法可分為主動(dòng)測(cè)量和被動(dòng)測(cè)量。5．按被測(cè)零件在測(cè)量時(shí)所處的狀態(tài)劃分6．按測(cè)量中測(cè)量因素是否變化劃分按被測(cè)零件在測(cè)量時(shí)所處的狀態(tài)不同，測(cè)量方法可分為靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量。按測(cè)量中測(cè)量因素是否變化，測(cè)量方法可分為等精度測(cè)量和不等精度測(cè)量。4．按測(cè)量在加工中所起的作用劃分五、測(cè)量方法的分類按測(cè)量在加24〔1〕將學(xué)生分為10組，每組選擇一個(gè)表2-2中的尺寸，分別利用83塊成套量塊組和91塊成套量塊組組成所需尺寸。表2-2選取量塊組成所需尺寸任務(wù)實(shí)施組

別第1組第2組第3組第4組第5組尺寸/mm87.54538.93565.36548.98510.565組

別第6組第7組第8組第9組第10組尺寸/mm70.84537.54528.87539.88516.585〔2〕各小組將結(jié)論以大字報(bào)的形式展示出來(lái)，并在課堂上由選派的代表闡述量塊的選取過(guò)程?！?〕將學(xué)生分為10組，每組選擇一個(gè)表2-2中的尺寸，分別利25常用計(jì)量器具任務(wù)二常用計(jì)量器具任務(wù)二26

某天，小趙去參觀金工實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地，在量具擺放處發(fā)現(xiàn)了各種各樣的量具。小趙拿起了一個(gè)名為游標(biāo)卡尺的量具，想用它測(cè)量某工件，可是不知道怎么使用。所以他向旁邊的張師傅請(qǐng)教。學(xué)會(huì)了游標(biāo)卡尺的使用后，小趙在測(cè)量精度為0.01mm的工件時(shí)，發(fā)現(xiàn)測(cè)出的結(jié)果并不準(zhǔn)確。這時(shí)，張師傅推薦小趙使用千分尺。

請(qǐng)大家思考為什么游標(biāo)卡尺不能測(cè)量精度為0.01mm的工件？在測(cè)量工件時(shí)又該如何選擇量具呢？任務(wù)引入某天，小趙去參觀金工實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地，在量具擺放處發(fā)現(xiàn)了27

實(shí)際生產(chǎn)中，使用的計(jì)量器具種類很多，下面我們簡(jiǎn)要介紹游標(biāo)量具、螺旋測(cè)微量具、機(jī)械式量?jī)x和三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等常用的計(jì)量器具。相關(guān)知識(shí)實(shí)際生產(chǎn)中，使用的計(jì)量器具種類很多，下面我們28一、游標(biāo)量具

游標(biāo)量具是利用游標(biāo)和尺身相互配合進(jìn)行測(cè)量和讀數(shù)的量具。

它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、測(cè)量范圍大等特點(diǎn)，在機(jī)械加工中應(yīng)用極為廣泛。

常用的游標(biāo)量具有游標(biāo)卡尺、深度游標(biāo)尺和高度游標(biāo)尺等，如圖2-3所示，它們的測(cè)量面位置不同，但讀數(shù)原理相同。一、游標(biāo)量具游標(biāo)量具是利用游標(biāo)和尺身相互配合進(jìn)29〔a〕游標(biāo)卡尺〔b〕深度游標(biāo)尺〔c〕高度游標(biāo)尺

圖2-3

游標(biāo)量具〔a〕游標(biāo)卡尺〔b〕深度游標(biāo)尺〔c〕高度游標(biāo)尺圖2-301．游標(biāo)卡尺的刻線原理

一、游標(biāo)量具1．游標(biāo)卡尺的刻線原理一、游標(biāo)量具312．游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法

一、游標(biāo)量具具體讀數(shù)步驟如下。讀整數(shù)：讀出尺身上靠近游標(biāo)“0〞線左邊最近的刻線數(shù)值，該數(shù)值即為被測(cè)量的整數(shù)值。讀小數(shù)：找出與尺身刻線相對(duì)準(zhǔn)的游標(biāo)刻線，讀出該刻線的數(shù)值，即為被測(cè)量的小數(shù)值。求和：將整數(shù)值和小數(shù)值相加，所得的數(shù)值即為測(cè)量結(jié)果。2．游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法一、游標(biāo)量具具體讀數(shù)步驟如32經(jīng)驗(yàn)傳承

判斷游標(biāo)上哪條刻線與尺身刻線相對(duì)準(zhǔn)時(shí)，可用下述方法：

選定相鄰的三條線，如果左側(cè)的線在尺身對(duì)應(yīng)線右側(cè)，右側(cè)的線在尺身對(duì)應(yīng)線左側(cè)，那么中間那條線便可認(rèn)為是對(duì)準(zhǔn)了。經(jīng)驗(yàn)傳承判斷游標(biāo)上哪條刻線與尺身刻線相對(duì)準(zhǔn)時(shí)，33〔a〕測(cè)量精度為0.1mm〔b〕測(cè)量精度為0.05mm〔c〕測(cè)量精度為0.02mm圖2-4游標(biāo)卡尺讀數(shù)例如〔a〕測(cè)量精度為0.1mm〔b〕測(cè)量精度為0.05mm34為了方便讀數(shù)，可在游標(biāo)卡尺上安裝測(cè)微表頭或數(shù)字顯示裝置。圖2-5帶測(cè)微表頭的游標(biāo)卡尺3．帶表卡尺和數(shù)顯卡尺一、游標(biāo)量具

如圖2-5所示為帶測(cè)微表頭的游標(biāo)卡尺。

它通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)裝置，將兩測(cè)量爪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹甘颈肀磲樀幕剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并借助尺身刻度和指示表，對(duì)兩測(cè)量爪工作面之間的距離進(jìn)行讀數(shù)。為了方便讀數(shù)，可在游標(biāo)卡尺上安裝測(cè)微表頭或數(shù)字顯示裝置。圖35

圖2-6電子數(shù)顯卡尺3．帶表卡尺和數(shù)顯卡尺一、游標(biāo)量具

如圖2-6所示為電子數(shù)顯卡尺。

它具有非接觸性電容式測(cè)量系統(tǒng)，由液晶顯示器直接顯示被測(cè)量的讀數(shù)，使用時(shí)十分方便。圖2-6電子數(shù)顯卡尺3．帶表卡尺和數(shù)顯卡尺一、游標(biāo)量具36

二、螺旋測(cè)微量具

螺旋測(cè)微量具又稱為千分尺，是利用螺旋副運(yùn)動(dòng)原理進(jìn)行測(cè)量和讀數(shù)的一種量具。

它比游標(biāo)量具的測(cè)量精度高，主要用于測(cè)量中等精度的零件。

按用途不同，千分尺可分為外徑千分尺、內(nèi)徑千分尺和深度千分尺等多種。1．千分尺的讀數(shù)原理外徑千分尺的結(jié)構(gòu)如圖2-7所示。圖2-7外徑千分尺的結(jié)構(gòu)二、螺旋測(cè)微量具螺旋測(cè)微量具又稱為千分尺372．千分尺的讀數(shù)方法二、螺旋測(cè)微量具讀數(shù)步驟如下。讀整數(shù)：以微分筒圓錐面的端面為基準(zhǔn)線，從左邊固定套筒露出來(lái)的刻線上，讀出被測(cè)量的毫米整數(shù)或半毫米數(shù)。讀小數(shù)：以固定套筒上的中線為基準(zhǔn)線，讀出微分筒上與基準(zhǔn)線對(duì)齊的刻線數(shù)，將此刻線數(shù)乘以0.01mm就是被測(cè)量缺乏半毫米的小數(shù)局部。求和：將讀出的整數(shù)〔毫米整數(shù)或半毫米數(shù)〕與小數(shù)局部相加即為測(cè)量結(jié)果。2．千分尺的讀數(shù)方法二、螺旋測(cè)微量具讀數(shù)步驟如下。38如圖2-8所示千分尺的讀數(shù)數(shù)值分別為9.85mm、14.68mm、14.765mm?！瞐〕〔b〕〔c〕圖2-8千分尺讀數(shù)例如如圖2-8所示千分尺的讀數(shù)數(shù)值分別為9.85mm、14.6391．百分表三、機(jī)械式量?jī)x

百分表是應(yīng)用最廣的機(jī)械式量?jī)x，主要用于測(cè)量零件的幾何誤差，也可用于機(jī)床上安裝工件時(shí)的精密找正，其分度值為0.01

mm，測(cè)量范圍有0～3

mm、0～5

mm、0～10

mm三種。百分表的結(jié)構(gòu)如圖2-9所示。1－側(cè)頭；2－測(cè)量桿；3－小齒輪；4、9－大齒輪；5－表盤；6－表圈；7－大指針；8－小指針；10－中間齒輪。圖2-9百分表的結(jié)構(gòu)1．百分表三、機(jī)械式量?jī)x百分表是應(yīng)用最廣的機(jī)402．內(nèi)徑百分表三、機(jī)械式量?jī)x

內(nèi)徑百分表是測(cè)量孔徑及其形狀誤差的常用量?jī)x，它特別適合于深孔孔徑的測(cè)量。內(nèi)徑百分表主要由百分表和表架組成，其結(jié)構(gòu)如圖2-10所示。圖2-10內(nèi)徑百分表的結(jié)構(gòu)2．內(nèi)徑百分表三、機(jī)械式量?jī)x內(nèi)徑百分表是測(cè)量孔413．杠桿百分表三、機(jī)械式量?jī)x

杠桿百分表由殼體、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和讀數(shù)機(jī)構(gòu)等構(gòu)成。按表盤位置與測(cè)量桿運(yùn)動(dòng)方向的不同，杠桿百分表可分為正面式杠桿百分表、側(cè)面式杠桿百分表和端面式杠桿百分表三種，如圖2-11所示?！瞐〕正面式杠桿百分表1－夾持柄；2－指針；3－表圈；4－表盤；5－表體；6－測(cè)桿；7－測(cè)頭；8－換向器〔b〕側(cè)面式杠桿百分表〔c〕端面式杠桿百分表圖2-11杠桿百分表3．杠桿百分表三、機(jī)械式量?jī)x杠桿百分表由殼體424．杠桿齒輪比較儀杠桿齒輪比較儀是將測(cè)量桿的直線位移，通過(guò)杠桿齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹羔樤诒肀P上的角位移的量?jī)x。如圖2-12所示為杠桿齒輪比較儀的外形圖和傳動(dòng)示意圖。三、機(jī)械式量?jī)x4．杠桿齒輪比較儀杠桿齒輪比較儀是將測(cè)量桿的43〔a〕外形圖〔b〕傳動(dòng)示意圖 圖2-12杠桿齒輪比較儀 1－指針；2－小齒輪；3－扇形齒輪；4－杠桿；5－測(cè)量桿?！瞐〕外形圖〔b〕傳動(dòng)示意圖1－指針；445．扭簧比較儀三、機(jī)械式量?jī)x扭簧比較儀是利用扭簧作為傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)，將測(cè)量桿的直線位移轉(zhuǎn)變?yōu)橹羔樀慕俏灰频木芰績(jī)x。如圖2-13所示為扭簧比較儀的外形圖與傳動(dòng)示意圖?！瞐〕外形圖〔b〕傳動(dòng)示意圖圖2-13扭簧比較儀1－指針；2－靈敏彈簧片；3－彈性杠桿；4－測(cè)量桿。5．扭簧比較儀三、機(jī)械式量?jī)x扭簧比較儀是利用扭45

四、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是綜合利用精密機(jī)械、微電子、光柵和激光干預(yù)儀等先進(jìn)技術(shù)的測(cè)量?jī)x器，目前廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、電子、汽車和航空航天等工業(yè)領(lǐng)域。按檢測(cè)精度和測(cè)量功能不同，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可分為精密萬(wàn)能測(cè)量機(jī)和生產(chǎn)型測(cè)量機(jī)。圖2-14三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的主體結(jié)構(gòu)四、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是綜合利用精46任務(wù)實(shí)施〔1〕老師給出一些零件，確定需要測(cè)量的線性尺寸。將學(xué)生分為假設(shè)干小組，各小組根據(jù)老師分配的任務(wù)，練習(xí)用游標(biāo)卡尺和千分尺測(cè)量零件的線性尺寸。游標(biāo)卡尺和千分尺測(cè)量尺寸的方法如表2-3所示。計(jì)量器具測(cè)量方法游標(biāo)卡尺

①測(cè)量前，應(yīng)將游標(biāo)卡尺擦拭干凈，并校對(duì)“0”位，即使測(cè)量爪貼合后尺身與游標(biāo)的零刻線對(duì)齊

②測(cè)量外尺寸時(shí)，將外測(cè)量爪張開(kāi)到略大于被測(cè)尺寸，把固定量爪的檢測(cè)面貼靠著零件，移動(dòng)游標(biāo)，讓活動(dòng)量爪的檢測(cè)面也緊靠零件，然后讀數(shù)

③測(cè)量?jī)?nèi)尺寸時(shí)，將內(nèi)測(cè)量爪張開(kāi)到略小于被測(cè)尺寸，把固定量爪的檢測(cè)面貼靠著零件，移動(dòng)游標(biāo)，讓活動(dòng)量爪的檢測(cè)面也緊靠零件，然后讀數(shù)

④測(cè)量深度尺寸時(shí)，將兩測(cè)量爪張開(kāi)，使深度尺伸出卡尺的距離略小于被測(cè)尺寸，把游標(biāo)卡尺后端貼靠零件表面，移動(dòng)游標(biāo)，使深度尺的檢測(cè)面與被測(cè)面接觸，然后讀數(shù)千分尺

①檢查千分尺的外觀和各部位的作用。用棉絲擦凈千分尺各部位表面；旋轉(zhuǎn)測(cè)力裝置，要求其能輕快而靈活地帶動(dòng)微分筒旋轉(zhuǎn)，測(cè)微螺桿移動(dòng)要平穩(wěn)，無(wú)卡住現(xiàn)象；微分筒與固定套管之間無(wú)摩擦，旋緊測(cè)微螺桿后，測(cè)力裝置能發(fā)出“咔咔”聲

②校對(duì)“0”位。測(cè)量范圍為0～25mm的千分尺可直接校對(duì)；測(cè)量范圍大于25mm的千分尺用校對(duì)棒或量塊校對(duì)。擦凈兩個(gè)測(cè)砧，旋轉(zhuǎn)微分筒，在兩個(gè)測(cè)砧即將接觸時(shí)輕轉(zhuǎn)測(cè)力裝置，發(fā)出“咔咔”聲，微分筒“0”線與固定套管基線重合，此時(shí)“0”位正確

③測(cè)量時(shí)，在千分尺兩測(cè)砧將要接觸被測(cè)件時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)力裝置的滾花外輪。當(dāng)測(cè)力裝置發(fā)出“咔咔”聲后，即可讀數(shù)表2-3游標(biāo)卡尺和千分尺測(cè)量尺寸的方法任務(wù)實(shí)施〔1〕老師給出一些零件，確定需要測(cè)量的線性尺寸。將學(xué)47任務(wù)實(shí)施〔〔2〕將各個(gè)尺寸數(shù)值詳細(xì)記錄在表2-4中，分析零件的合格性。表2-4線性尺寸的測(cè)量結(jié)果

單位：mm測(cè)量項(xiàng)目公稱尺寸

及極限偏差實(shí)測(cè)數(shù)值平均值結(jié)論123游標(biāo)卡尺

測(cè)量尺寸外尺寸內(nèi)尺寸深度尺寸千分尺

測(cè)量尺寸外徑任務(wù)實(shí)施〔〔2〕將各個(gè)尺寸數(shù)值詳細(xì)記錄在表2-4中，分析零48測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理任務(wù)三測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理任務(wù)三49任務(wù)引入任務(wù)引入501．絕對(duì)誤差一、測(cè)量誤差的概念相關(guān)知識(shí)1．絕對(duì)誤差一、測(cè)量誤差的概念相關(guān)知識(shí)512．相對(duì)誤差一、測(cè)量誤差的概念2．相對(duì)誤差一、測(cè)量誤差的概念52課上練習(xí)課上練習(xí)53計(jì)量器具誤差測(cè)量方法誤差測(cè)量環(huán)境誤差二、測(cè)量誤差的來(lái)源是指計(jì)量器具本身在設(shè)計(jì)、制造和使用過(guò)程中造成的各項(xiàng)誤差。是指測(cè)量方法不完善所引起的誤差是指測(cè)量時(shí)的環(huán)境條件不符合標(biāo)準(zhǔn)條件所引起的誤差。測(cè)量人員誤差是指由測(cè)量人員的主觀因素所引起的誤差。計(jì)量器具誤差測(cè)量方法誤差測(cè)量環(huán)境誤差二、測(cè)量誤差的來(lái)源是指計(jì)541．系統(tǒng)誤差2．隨機(jī)誤差三、測(cè)量誤差的分類系統(tǒng)誤差是指在相同測(cè)量條件下，屢次測(cè)量同一量值時(shí)，誤差大小和符號(hào)均保持不變的測(cè)量誤差，或當(dāng)條件改變時(shí)，誤差大小和符號(hào)按一定規(guī)律變化的測(cè)量誤差。隨機(jī)誤差是指在相同測(cè)量條件下，屢次測(cè)量同一量值時(shí)，誤差大小和符號(hào)以不可預(yù)見(jiàn)的方式變化的誤差。1．系統(tǒng)誤差2．隨機(jī)誤差三、測(cè)量誤差的分類系統(tǒng)誤差是指552．隨機(jī)誤差1〕隨機(jī)誤差的分布規(guī)律及其特性三、測(cè)量誤差的分類隨機(jī)誤差的分布規(guī)律可用實(shí)驗(yàn)方法確定。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，大多數(shù)情況下，隨機(jī)誤差符合正態(tài)分布規(guī)律。

對(duì)同一物理量進(jìn)行足夠?qū)掖沃貜?fù)測(cè)量并計(jì)算出誤差后，假設(shè)以橫坐標(biāo)表示隨機(jī)誤差，縱坐標(biāo)表示各隨機(jī)誤差出現(xiàn)的概率〔即概率密度〕y，那么可得圖2-15所示的正態(tài)分布曲線。2．隨機(jī)誤差1〕隨機(jī)誤差的分布規(guī)律及其特性三、測(cè)量誤差的分類56圖2-15正態(tài)分布曲線圖2-15正態(tài)分布曲線57

2．隨機(jī)誤差2〕隨機(jī)誤差的評(píng)定指標(biāo)三、測(cè)量誤差的分類2．隨機(jī)誤差2〕隨機(jī)誤差的評(píng)定指標(biāo)三、測(cè)量誤差的58

2．隨機(jī)誤差3〕隨機(jī)誤差的極限值三、測(cè)量誤差的分類2．隨機(jī)誤差3〕隨機(jī)誤差的極限值三、測(cè)量誤差的分59

粗大誤差是指超出在一定測(cè)量條件下預(yù)計(jì)的測(cè)量誤差。

粗大誤差的特點(diǎn)是：其絕對(duì)值較大，會(huì)明顯歪曲測(cè)量結(jié)果。

在正常情況下，一般不會(huì)產(chǎn)生粗大誤差。粗大誤差主要是由于測(cè)量者的疏忽大意，在測(cè)量過(guò)程中看錯(cuò)、讀錯(cuò)、記錯(cuò)數(shù)值，或突然的沖擊振動(dòng)等引起的。3．粗大誤差三、測(cè)量誤差的分類粗大誤差是指超出在一定測(cè)量條件下預(yù)計(jì)的測(cè)量603．標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)

四、測(cè)量精度

測(cè)量精度和測(cè)量誤差是描述同一個(gè)概念，但表達(dá)方式相反的兩個(gè)術(shù)語(yǔ)。

測(cè)量誤差越小，測(cè)量精度就越高；測(cè)量誤差越大，測(cè)量精度就越低。

根據(jù)不同性質(zhì)的測(cè)量誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響不同，測(cè)量精度可分為正確度、精密度和準(zhǔn)確度。1．正確度

正確度是指在規(guī)定測(cè)量條件下，測(cè)量結(jié)果與真值的接近程度。

正確度反映測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差的大小，是評(píng)定系統(tǒng)誤差的精度指標(biāo)。系統(tǒng)誤差越小，正確度越高。3．標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)四、測(cè)量精度測(cè)量精613．標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)

四、測(cè)量精度3．準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度是指連續(xù)屢次測(cè)量所得測(cè)量結(jié)果與真值的接近程度。準(zhǔn)確度反映測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差綜合影響的程度。系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差均小時(shí)，準(zhǔn)確度高。2．精密度精密度是指在規(guī)定測(cè)量條件下進(jìn)行屢次測(cè)量時(shí)，所得測(cè)量結(jié)果彼此之間的符合程度。精密度反映測(cè)量結(jié)果的分散程度，表示測(cè)量結(jié)果中隨機(jī)誤差的大小，是評(píng)定隨機(jī)誤差的精度指標(biāo)。隨機(jī)誤差越小，精密度越高。3．標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)四、測(cè)量精度3．準(zhǔn)確度62一般來(lái)說(shuō)，正確度高，精密度不一定高，反之亦然；但準(zhǔn)確度高，那么正確度和精密度都高。以打靶為例，圖2-16〔a〕表示系統(tǒng)誤差小而隨機(jī)誤差大，即打靶的正確度高但精密度低；圖2-16〔b〕表示隨機(jī)誤差小而系統(tǒng)誤差大，即打靶的精密度高但正確度低；圖2-16〔c〕表示系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都小，即打靶的準(zhǔn)確度高?！瞐〕〔b〕〔c〕圖2-16正確度、精密度和準(zhǔn)確度之間的關(guān)系經(jīng)驗(yàn)傳承一般來(lái)說(shuō)，正確度高，精密度不一定高，反之亦然；631．系統(tǒng)誤差的處理五、測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理由于常值系統(tǒng)誤差的大小和方向均不變，因此，它不能從一系列測(cè)得值的數(shù)據(jù)處理中揭示，只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)比照的方法去發(fā)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)比照法就是改變測(cè)量條件，對(duì)被測(cè)幾何量進(jìn)行屢次重復(fù)測(cè)量，比較各次的測(cè)得值，如果沒(méi)有差異，那么不存在常值系統(tǒng)誤差；如果有差異，那么可以判定存在常值系統(tǒng)誤差。1〕系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)〔1〕常值系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)1．系統(tǒng)誤差的處理五、測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理由于常641．系統(tǒng)誤差的處理五、測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理變值系統(tǒng)誤差可以從一系列測(cè)得值的數(shù)據(jù)處理和分析觀察中發(fā)現(xiàn)，常用的方法為剩余誤差觀察法。剩余誤差是指各測(cè)得值與測(cè)得值的算術(shù)平均值之差。這種方法是將測(cè)得值按測(cè)量順序排列〔或作圖〕，以觀察各剩余誤差的變化規(guī)律，判斷是否存在變值系統(tǒng)誤差。1〕系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)〔2〕變值系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)。1．系統(tǒng)誤差的處理五、測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理變值系65假設(shè)剩余誤差大體上正負(fù)相同，且無(wú)顯著變化，那么可認(rèn)為不存在變值系統(tǒng)誤差，如圖2-17〔a〕所示；假設(shè)剩余誤差有規(guī)律地遞增或遞減，且其趨勢(shì)始終不變，那么可認(rèn)為存在線性變化的變值系統(tǒng)誤差，如圖2-17〔b〕所示；假設(shè)剩余誤差有規(guī)律地增減交替，形成循環(huán)重復(fù)，那么可認(rèn)為存在周期性變化的變值系統(tǒng)誤差，如圖2-17〔c〕所示。〔a〕〔b〕〔c〕圖2-17剩余誤差的變化規(guī)律假設(shè)剩余誤差大體上正負(fù)相同，且無(wú)顯著變化，那么66消除系統(tǒng)誤差的方法主要有鏟除法、修正法和抵消法等。1．系統(tǒng)誤差的處理五、測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理2〕系統(tǒng)誤差的消除點(diǎn)撥

理論上，系統(tǒng)誤差是可以消除的。但實(shí)際上，由于其復(fù)雜性，系統(tǒng)誤差不可能完全消除，只能將其減小到一定程度。

一般來(lái)說(shuō)，如果能將系統(tǒng)誤差的影響減小到相當(dāng)于隨機(jī)誤差的程度，就可認(rèn)為系統(tǒng)誤差已被消除。消除系統(tǒng)誤差的方法主要有鏟除法、修正法和抵消法等。1．系統(tǒng)誤672．隨機(jī)誤差的處理五、測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理處理步驟如下2．隨機(jī)誤差的處理五、測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理處理步驟如下682．隨機(jī)誤差的處理五、測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理2．隨機(jī)誤差的處理五、測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理692．隨機(jī)誤差的處理五、測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理2．隨機(jī)誤差的處理五、測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理70課上練習(xí)課上練習(xí)71課上練習(xí)課上練習(xí)72課上練習(xí)課上練習(xí)73

表2-5測(cè)得值及剩余誤差計(jì)算表表2-5測(cè)得值及剩余誤差計(jì)算表74任務(wù)實(shí)施〔1〕將學(xué)生分為假設(shè)干小組，老師為各小組指定零件進(jìn)行測(cè)量，要求各小組對(duì)指定零件的某一部位進(jìn)行等精度測(cè)量12次，將測(cè)得值填入表2-6中。小組成員組內(nèi)自行分工，可以一人負(fù)責(zé)測(cè)量，一人負(fù)責(zé)記錄，其他成員負(fù)責(zé)計(jì)算?！?〕小組成員組內(nèi)計(jì)算并驗(yàn)算正確后，將最終結(jié)果以報(bào)告形式提交給老師，并在課堂上由選派的代表上臺(tái)闡述。任務(wù)實(shí)施〔1〕將學(xué)生分為假設(shè)干小組，老師為各小組指75任務(wù)實(shí)施表2-6測(cè)得值記錄及計(jì)算表任務(wù)實(shí)施表2-6測(cè)得值記錄及計(jì)算表76光滑工件尺寸的檢驗(yàn)及光滑極限量規(guī)任務(wù)四光滑工件尺寸的檢驗(yàn)及光滑極限量規(guī)任務(wù)四77

在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)大批量加工零件進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，如果仍然使用游標(biāo)卡尺、千分尺一個(gè)一個(gè)地測(cè)量，將會(huì)嚴(yán)重影響檢測(cè)速度。

那么，有沒(méi)有一種器具能夠不需要讀出被測(cè)數(shù)據(jù)就能知道被測(cè)加工零件是否合格呢？

任務(wù)引入在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)大批量加工零件進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，如果仍78一、光滑工件尺寸的檢驗(yàn)相關(guān)知識(shí)

由于測(cè)量誤差的存在，在驗(yàn)收工件時(shí)會(huì)產(chǎn)生兩種誤判現(xiàn)象，即誤收和誤廢。

誤收是指把尺寸超出規(guī)定尺寸極限的工件判為合格；

誤廢是指把處在規(guī)定尺寸極限之內(nèi)的工件判為廢品。誤收會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量；誤廢會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失。圖2-18誤收與誤廢一、光滑工件尺寸的檢驗(yàn)相關(guān)知識(shí)由于測(cè)量誤差的79一、光滑工件尺寸的檢驗(yàn)相關(guān)知識(shí)驗(yàn)收極限是判斷所檢驗(yàn)工件合格與否的尺寸界限。GB/T3177—2021對(duì)如何確定驗(yàn)收極限規(guī)定了兩種方式，即內(nèi)縮方式和不內(nèi)縮方式。本任務(wù)僅介紹內(nèi)縮方式。內(nèi)縮方式的驗(yàn)收極限是從上、下極限尺寸分別向公差帶內(nèi)移動(dòng)一個(gè)平安裕度A，如圖2-19所示。A值應(yīng)按工件尺寸公差〔T〕的1/10確定，其數(shù)值如表2-7所示。一、光滑工件尺寸的檢驗(yàn)相關(guān)知識(shí)驗(yàn)收極限是判斷80一、光滑工件尺寸的檢驗(yàn)圖2-19內(nèi)縮方式的驗(yàn)收極限一、光滑工件尺寸的檢驗(yàn)圖2-19內(nèi)縮方式的驗(yàn)收極限81一、光滑工件尺寸的檢驗(yàn)表2-7平安裕度A與計(jì)量器具的測(cè)量不確定度允許值〔摘自GB/T3177—2021〕單位：μm一、光滑工件尺寸的檢驗(yàn)表2-7平安裕度A與計(jì)量器具的測(cè)量82一、光滑工件尺寸的檢驗(yàn)表2-7平安裕度A與計(jì)量器具的測(cè)量不確定度允許值〔摘自GB/T3177—2021〕單位：μm一、光滑工件尺寸的檢驗(yàn)表2-7平安裕度A與計(jì)量器具的測(cè)量83一、光滑工件尺寸的檢驗(yàn)一、光滑工件尺寸的檢驗(yàn)84一、光滑工件尺寸的檢驗(yàn)表2-8千分尺和游標(biāo)卡尺的測(cè)量不確定度

單位：mm一、光滑工件尺寸的檢驗(yàn)表2-8千分尺和游標(biāo)卡尺的測(cè)量不確85一、光滑工件尺寸的檢驗(yàn)表2-9比較儀的測(cè)量不確定度單位：mm一、光滑工件尺寸的檢驗(yàn)表2-9比較儀的測(cè)量不確定度86一、光滑工件尺寸的檢驗(yàn)表2-10指示表的測(cè)量不確定度

單位：mm一、光滑工件尺寸的檢驗(yàn)表2-10指示表的測(cè)量不確定度87課上練習(xí)課上練習(xí)88二、光滑極限量規(guī)光滑極限量規(guī)是一種無(wú)刻度的、用以檢驗(yàn)零件尺寸和形狀的專用量具，一般可分為孔用量規(guī)和軸用量規(guī)，如圖2-20所示。孔用量規(guī)稱為塞規(guī)，軸用量規(guī)分為環(huán)規(guī)和卡規(guī)?？子昧恳?guī)和軸用量規(guī)均由通規(guī)和止規(guī)〔或通端和止端〕組成，分別用代號(hào)T和Z表示。此外，螺紋的檢驗(yàn)也可采用孔用螺紋量規(guī)和軸用螺紋量規(guī)進(jìn)行。二、光滑極限量規(guī)光滑極限量規(guī)是一種無(wú)刻度的、用89〔a〕塞規(guī)〔b〕卡規(guī)〔c〕孔用螺紋量規(guī)〔d〕軸用螺紋環(huán)規(guī)圖2-20常見(jiàn)光滑極限量規(guī)二、光滑極限量規(guī)〔a〕塞規(guī)90二、光滑極限量規(guī)

按用途不同，光滑極限量規(guī)還可分為工作量規(guī)、驗(yàn)收量規(guī)和校對(duì)量規(guī)。工作量規(guī)工作量規(guī)工作量規(guī)是指工件制造過(guò)程中，操作工人檢驗(yàn)工件時(shí)所用的量規(guī)。是指檢驗(yàn)部門或用戶代表在驗(yàn)收產(chǎn)品時(shí)所用的量規(guī)。是指用來(lái)檢驗(yàn)軸用量規(guī)在制造時(shí)是否符合尺寸公差，在使用中是否已經(jīng)到達(dá)磨損極限時(shí)所用的量規(guī)。二、光滑極限量規(guī)按用途不同，光滑極限量規(guī)還可91任務(wù)實(shí)施〔1〕老師給出一些孔、軸零件，以及它們的公稱尺寸和極限偏差。將學(xué)生分為假設(shè)干小組，老師給各小組分配任務(wù)，讓各小組練習(xí)用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)孔、軸尺寸的合格性?！?〕將檢驗(yàn)結(jié)果記錄在表2-11中，分析零件的合格性。測(cè)量項(xiàng)目公稱尺寸及極限偏差量具結(jié)論孔□合格□不合格軸□合格□不合格螺紋孔□合格□不合格螺紋軸□合格□不合格表2-11用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)孔、軸尺寸的合格性任務(wù)實(shí)施〔1〕老師給出一些孔、軸零件，以及它們的公稱尺寸和極92感謝觀看感謝觀看93工程二測(cè)量技術(shù)根底工程二測(cè)量技術(shù)根底94在機(jī)械制造中，為保證機(jī)械零件的互換性，需在加工過(guò)程中和加工之后對(duì)其進(jìn)行測(cè)量和檢驗(yàn)，以確定它是否符合技術(shù)要求。測(cè)量和檢驗(yàn)共同組成了測(cè)量技術(shù)。測(cè)量技術(shù)在機(jī)械制造中具有非常重要的作用，測(cè)量技術(shù)水平的上下將會(huì)反映出一個(gè)國(guó)家科技開(kāi)展水平的上下。項(xiàng)目導(dǎo)讀在機(jī)械制造中，為保證機(jī)械零件的互換性，需在加951234掌握測(cè)量的含義及其四個(gè)要素掌握量塊的相關(guān)知識(shí)熟悉計(jì)量器具的分類及幾種常用計(jì)量器具掌握測(cè)量誤差的概念、分類及其數(shù)據(jù)處理項(xiàng)目目標(biāo)5理解計(jì)量器具的根本度量指標(biāo)和測(cè)量方法的分類了解光滑工件尺寸的檢驗(yàn)及光滑極限量規(guī)61234掌握測(cè)量的含義及其四個(gè)要素掌握量塊的相關(guān)知識(shí)熟悉計(jì)量9612會(huì)用游標(biāo)卡尺、千分尺、百分表等進(jìn)行測(cè)量技能目標(biāo)能夠根據(jù)實(shí)際測(cè)得值計(jì)算測(cè)量結(jié)果12會(huì)用游標(biāo)卡尺、千分尺、百分表等進(jìn)行測(cè)量技能夠根據(jù)實(shí)際測(cè)得97測(cè)量技術(shù)概述任務(wù)一測(cè)量技術(shù)概述任務(wù)一98實(shí)際生產(chǎn)中，無(wú)論是對(duì)機(jī)械零件尺寸的測(cè)量，還是對(duì)機(jī)床、夾具在加工中定位尺寸的調(diào)整，都是在統(tǒng)一長(zhǎng)度量值的根底上進(jìn)行的。這就需要引入尺寸傳遞這一概念，即將量度基準(zhǔn)和量值準(zhǔn)確地傳遞到生產(chǎn)中應(yīng)用的工件上。在此過(guò)程中又會(huì)涉及各種測(cè)量方法，應(yīng)用到各種計(jì)量器具。下面我們來(lái)學(xué)習(xí)有關(guān)測(cè)量根底和尺寸傳遞的相關(guān)知識(shí)。任務(wù)引入實(shí)際生產(chǎn)中，無(wú)論是對(duì)機(jī)械零件尺寸的測(cè)量，還是對(duì)991．測(cè)量的定義一、測(cè)量概述相關(guān)知識(shí)1．測(cè)量的定義一、測(cè)量概述相關(guān)知識(shí)1002．測(cè)量要素一個(gè)完整的測(cè)量過(guò)程應(yīng)包括測(cè)量對(duì)象、計(jì)量單位、測(cè)量方法和測(cè)量精度四個(gè)要素。一、測(cè)量概述相關(guān)知識(shí)2．測(cè)量要素一個(gè)完整的測(cè)量過(guò)程應(yīng)包括測(cè)量對(duì)象、計(jì)量單位、測(cè)量101一、測(cè)量概述測(cè)量對(duì)象計(jì)量單位測(cè)量精度測(cè)量方法本課程研究的測(cè)量對(duì)象是幾何量，包括長(zhǎng)度、角度、外表粗糙度、幾何誤差、螺紋及齒輪等零件的幾何參數(shù)等。

我國(guó)的法定計(jì)量單位采用國(guó)際單位制。

指測(cè)量時(shí)所采用的測(cè)量原理、計(jì)量器具和測(cè)量條件的總和。

指測(cè)量結(jié)果與測(cè)量對(duì)象真實(shí)值的一致程度。

測(cè)量結(jié)果越接近真實(shí)值，測(cè)量精度越高；反之，測(cè)量精度越低。一、測(cè)量概述測(cè)量對(duì)象計(jì)量單位測(cè)量精度測(cè)量方法102為了保證長(zhǎng)度測(cè)量的精度，必須建立一個(gè)國(guó)際統(tǒng)一的、穩(wěn)定可靠的長(zhǎng)度基準(zhǔn)。1983年，在第17屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上通過(guò)了作為長(zhǎng)度基準(zhǔn)的米的定義，規(guī)定：“米〞是光在真空中于1/299792458s的時(shí)間間隔內(nèi)所行經(jīng)路程的長(zhǎng)度。我國(guó)采用碘吸收穩(wěn)定的0.633μm氦氖激光輻射作為波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)復(fù)現(xiàn)“米〞的定義。我國(guó)的長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)如圖2-1所示，從國(guó)家基準(zhǔn)波長(zhǎng)開(kāi)始，通過(guò)兩個(gè)平行系統(tǒng)向下傳遞：一個(gè)是刻線量具〔線紋尺〕系統(tǒng)，另一個(gè)是端面量具〔量塊〕系統(tǒng)。其中，以量塊為媒介的量值傳遞系統(tǒng)應(yīng)用較廣。二、長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)為了保證長(zhǎng)度測(cè)量的精度，必須建立一個(gè)國(guó)際統(tǒng)一103

我國(guó)的長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)如圖2-1所示。二、長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)圖2-1長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)我國(guó)的長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)如圖2-1所示。二、長(zhǎng)度104量塊又稱為塊規(guī)，是一種沒(méi)有刻度的端面量具。它用特殊合金鋼〔一般為CrWMn鋼〕制成，具有線膨脹系數(shù)小、不易變形、硬度高、耐磨性好、工作面粗糙度值小及研合性好等特點(diǎn)。量塊除可作為長(zhǎng)度基準(zhǔn)外，生產(chǎn)中還可用來(lái)檢定和校準(zhǔn)計(jì)量器具、調(diào)整精密機(jī)床、進(jìn)行精密劃線和精密測(cè)量等。三、量塊量塊又稱為塊規(guī)，是一種沒(méi)有刻度的端面量具。三、1051．量塊的形狀和尺寸

量塊的形狀有長(zhǎng)方體和圓柱體兩種，常用的是長(zhǎng)方體量塊。如圖2-2所示。

量塊有兩個(gè)平行的測(cè)量面和四個(gè)非測(cè)量面。其測(cè)量面極為光滑、平整，且兩測(cè)量面之間具有精確的尺寸。

量塊的尺寸主要包括量塊長(zhǎng)度、量塊中心長(zhǎng)度

、量塊標(biāo)稱長(zhǎng)度

等。三、量塊圖2-2量塊1．量塊的形狀和尺寸量塊的形狀有長(zhǎng)方體和圓柱體106指一個(gè)測(cè)量面上的任意點(diǎn)到與另一測(cè)量面相研合的輔助體外表的垂直距離量塊長(zhǎng)度量塊長(zhǎng)度量塊長(zhǎng)度指一個(gè)測(cè)量面上的任意點(diǎn)到與另一測(cè)量面相研合的輔助體外表的垂直距離指一個(gè)測(cè)量面上的任意點(diǎn)到與另一測(cè)量面相研合的輔助體外表的垂直距離1．量塊的形狀和尺寸指一個(gè)測(cè)量面上的任意點(diǎn)到與另一測(cè)量面相研合的輔助體外1072．量塊的精度量塊的級(jí)量塊的等

按制造精度不同，量塊可分為五級(jí)，即0、1、2、3、K級(jí)。其中，0級(jí)精度最高，3級(jí)精度最低，K級(jí)為校準(zhǔn)級(jí)。

按檢定精度不同，量塊可分為1～5等。其中，1等精度最高，5等精度最低。三、量塊2．量塊的精度量塊的級(jí)量塊的等按制造精度不同，1083．量塊的研合性與應(yīng)用三、量塊量塊的研合性是指量塊的一個(gè)測(cè)量面與另一量塊的測(cè)量面或另一經(jīng)精加工的類似量塊測(cè)量面的外表，通過(guò)分子力的作用相互黏合的性能。量塊是定尺寸量具，一個(gè)量塊只有一個(gè)尺寸。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T

6093—2001規(guī)定，我國(guó)成套生產(chǎn)的量塊有91塊、83塊、46塊、38塊等17種規(guī)格。如表2-1所示為91塊和83塊一套的量塊尺寸系列。3．量塊的研合性與應(yīng)用三、量塊量塊的研合性是109表2-1成套量塊的尺寸〔摘自GB/T6093—2001〕表2-1成套量塊的尺寸〔摘自GB/T6093—20011101．計(jì)量器具的分類計(jì)量器具是指能直接或間接測(cè)出被測(cè)對(duì)象量值的技術(shù)裝置。

按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同，計(jì)量器具可分為量具、量規(guī)、量?jī)x和計(jì)量裝置。

四、計(jì)量器具的分類和根本度量指標(biāo)

量具是指以固定形式復(fù)現(xiàn)量值的計(jì)量器具，包括單值量具和多值量具兩種。

量規(guī)是指沒(méi)有刻度的專用計(jì)量器具，主要用于檢驗(yàn)零件實(shí)際尺寸和幾何誤差的綜合結(jié)果。

量?jī)x是指能將被測(cè)量值轉(zhuǎn)換成可直接觀察的指示值或等效信息的計(jì)量器具。

計(jì)量裝置是指為確定被測(cè)幾何量值所必需的計(jì)量器具和輔助設(shè)備的總體。1．計(jì)量器具的分類計(jì)量器具是指能直接或間接測(cè)出被測(cè)對(duì)象量值的111示值范圍度量指標(biāo)是用于表征計(jì)量器具性能和功用的指標(biāo)，也是選擇和使用計(jì)量器具、研究和判斷測(cè)量方法正確性的依據(jù)。計(jì)量器具的根本度量指標(biāo)主要有以下幾項(xiàng)：

2．計(jì)量器具的根本度量指標(biāo)測(cè)量范圍分度值i刻線間距c示值誤差測(cè)量的重復(fù)性誤差測(cè)量力靈敏度S不確定度四、計(jì)量器具的分類和根本度量指標(biāo)示值范圍度量指標(biāo)是用于表征計(jì)量器具性能和功用的112

請(qǐng)同學(xué)們觀察自己隨身攜帶的尺子或老師提供的量具，說(shuō)一下每種量具的分度值、示值范圍、測(cè)量范圍，指出哪種量具的示值范圍和測(cè)量范圍不同，并解釋為什么不同？頭腦風(fēng)暴請(qǐng)同學(xué)們觀察自己隨身攜帶的尺子或老師提供的量1131．按所獲得被測(cè)結(jié)果的方法劃分

廣義的測(cè)量方法是指采用的測(cè)量原理、測(cè)量器具和測(cè)量條件的總和。五、測(cè)量方法的分類按所獲得被測(cè)結(jié)果的方法不同，測(cè)量方法可分為直接測(cè)量和間接測(cè)量。經(jīng)驗(yàn)傳承

直接測(cè)量的測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單，其測(cè)量精度只與測(cè)量過(guò)程有關(guān)；而間接測(cè)量的測(cè)量精度不僅與有關(guān)量的測(cè)量精度有關(guān)，還與計(jì)算的精度有關(guān)。

因此，為減少測(cè)量誤差，應(yīng)盡量采用直接測(cè)量，必要時(shí)也可采用間接測(cè)量。1．按所獲得被測(cè)結(jié)果的方法劃分廣義的測(cè)量方法1142．按被測(cè)外表與計(jì)量器具的測(cè)頭是否接觸劃分五、測(cè)量方法的分類按被測(cè)外表與計(jì)量器具的測(cè)頭是否接觸，測(cè)量方法可分為接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量。經(jīng)驗(yàn)傳承在接觸測(cè)量中，由于測(cè)量力的存在，會(huì)使計(jì)量器具或工件產(chǎn)生變形，從而造成測(cè)量誤差，影響測(cè)量精度；而非接觸測(cè)量那么無(wú)此影響。2．按被測(cè)外表與計(jì)量器具的測(cè)頭是否接觸劃分五、測(cè)量方法的分類1153．按零件上同時(shí)被測(cè)參數(shù)的多少劃分五、測(cè)量方法的分類按零件上同時(shí)被測(cè)參數(shù)的多少，測(cè)量方法可分為單項(xiàng)測(cè)量和綜合測(cè)量。經(jīng)驗(yàn)傳承一般來(lái)說(shuō)，單項(xiàng)測(cè)量的結(jié)果便于工藝分析；而綜合測(cè)量一般用于終結(jié)檢驗(yàn)〔驗(yàn)收檢驗(yàn)〕，即主要是為了判斷零件合格與否，而不需要得到具體數(shù)值。此外，綜合測(cè)量的效率比單項(xiàng)測(cè)量高。3．按零件上同時(shí)被測(cè)參數(shù)的多少劃分五、測(cè)量方法的分類按零件上1164．按測(cè)量在加工中所起的作用劃分五、測(cè)量方法的分類按測(cè)量在加工中所起的作用不同，測(cè)量方法可分為主動(dòng)測(cè)量和被動(dòng)測(cè)量。5．按被測(cè)零件在測(cè)量時(shí)所處的狀態(tài)劃分6．按測(cè)量中測(cè)量因素是否變化劃分按被測(cè)零件在測(cè)量時(shí)所處的狀態(tài)不同，測(cè)量方法可分為靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量。按測(cè)量中測(cè)量因素是否變化，測(cè)量方法可分為等精度測(cè)量和不等精度測(cè)量。4．按測(cè)量在加工中所起的作用劃分五、測(cè)量方法的分類按測(cè)量在加117〔1〕將學(xué)生分為10組，每組選擇一個(gè)表2-2中的尺寸，分別利用83塊成套量塊組和91塊成套量塊組組成所需尺寸。表2-2選取量塊組成所需尺寸任務(wù)實(shí)施組

別第1組第2組第3組第4組第5組尺寸/mm87.54538.93565.36548.98510.565組

別第6組第7組第8組第9組第10組尺寸/mm70.84537.54528.87539.88516.585〔2〕各小組將結(jié)論以大字報(bào)的形式展示出來(lái)，并在課堂上由選派的代表闡述量塊的選取過(guò)程。〔1〕將學(xué)生分為10組，每組選擇一個(gè)表2-2中的尺寸，分別利118常用計(jì)量器具任務(wù)二常用計(jì)量器具任務(wù)二119

某天，小趙去參觀金工實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地，在量具擺放處發(fā)現(xiàn)了各種各樣的量具。小趙拿起了一個(gè)名為游標(biāo)卡尺的量具，想用它測(cè)量某工件，可是不知道怎么使用。所以他向旁邊的張師傅請(qǐng)教。學(xué)會(huì)了游標(biāo)卡尺的使用后，小趙在測(cè)量精度為0.01mm的工件時(shí)，發(fā)現(xiàn)測(cè)出的結(jié)果并不準(zhǔn)確。這時(shí)，張師傅推薦小趙使用千分尺。

請(qǐng)大家思考為什么游標(biāo)卡尺不能測(cè)量精度為0.01mm的工件？在測(cè)量工件時(shí)又該如何選擇量具呢？任務(wù)引入某天，小趙去參觀金工實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地，在量具擺放處發(fā)現(xiàn)了120

實(shí)際生產(chǎn)中，使用的計(jì)量器具種類很多，下面我們簡(jiǎn)要介紹游標(biāo)量具、螺旋測(cè)微量具、機(jī)械式量?jī)x和三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等常用的計(jì)量器具。相關(guān)知識(shí)實(shí)際生產(chǎn)中，使用的計(jì)量器具種類很多，下面我們121一、游標(biāo)量具

游標(biāo)量具是利用游標(biāo)和尺身相互配合進(jìn)行測(cè)量和讀數(shù)的量具。

它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、測(cè)量范圍大等特點(diǎn)，在機(jī)械加工中應(yīng)用極為廣泛。

常用的游標(biāo)量具有游標(biāo)卡尺、深度游標(biāo)尺和高度游標(biāo)尺等，如圖2-3所示，它們的測(cè)量面位置不同，但讀數(shù)原理相同。一、游標(biāo)量具游標(biāo)量具是利用游標(biāo)和尺身相互配合進(jìn)122〔a〕游標(biāo)卡尺〔b〕深度游標(biāo)尺〔c〕高度游標(biāo)尺

圖2-3

游標(biāo)量具〔a〕游標(biāo)卡尺〔b〕深度游標(biāo)尺〔c〕高度游標(biāo)尺圖2-1231．游標(biāo)卡尺的刻線原理

一、游標(biāo)量具1．游標(biāo)卡尺的刻線原理一、游標(biāo)量具1242．游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法

一、游標(biāo)量具具體讀數(shù)步驟如下。讀整數(shù)：讀出尺身上靠近游標(biāo)“0〞線左邊最近的刻線數(shù)值，該數(shù)值即為被測(cè)量的整數(shù)值。讀小數(shù)：找出與尺身刻線相對(duì)準(zhǔn)的游標(biāo)刻線，讀出該刻線的數(shù)值，即為被測(cè)量的小數(shù)值。求和：將整數(shù)值和小數(shù)值相加，所得的數(shù)值即為測(cè)量結(jié)果。2．游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法一、游標(biāo)量具具體讀數(shù)步驟如125經(jīng)驗(yàn)傳承

判斷游標(biāo)上哪條刻線與尺身刻線相對(duì)準(zhǔn)時(shí)，可用下述方法：

選定相鄰的三條線，如果左側(cè)的線在尺身對(duì)應(yīng)線右側(cè)，右側(cè)的線在尺身對(duì)應(yīng)線左側(cè)，那么中間那條線便可認(rèn)為是對(duì)準(zhǔn)了。經(jīng)驗(yàn)傳承判斷游標(biāo)上哪條刻線與尺身刻線相對(duì)準(zhǔn)時(shí)，126〔a〕測(cè)量精度為0.1mm〔b〕測(cè)量精度為0.05mm〔c〕測(cè)量精度為0.02mm圖2-4游標(biāo)卡尺讀數(shù)例如〔a〕測(cè)量精度為0.1mm〔b〕測(cè)量精度為0.05mm127為了方便讀數(shù)，可在游標(biāo)卡尺上安裝測(cè)微表頭或數(shù)字顯示裝置。圖2-5帶測(cè)微表頭的游標(biāo)卡尺3．帶表卡尺和數(shù)顯卡尺一、游標(biāo)量具

如圖2-5所示為帶測(cè)微表頭的游標(biāo)卡尺。

它通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)裝置，將兩測(cè)量爪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹甘颈肀磲樀幕剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并借助尺身刻度和指示表，對(duì)兩測(cè)量爪工作面之間的距離進(jìn)行讀數(shù)。為了方便讀數(shù)，可在游標(biāo)卡尺上安裝測(cè)微表頭或數(shù)字顯示裝置。圖128

圖2-6電子數(shù)顯卡尺3．帶表卡尺和數(shù)顯卡尺一、游標(biāo)量具

如圖2-6所示為電子數(shù)顯卡尺。

它具有非接觸性電容式測(cè)量系統(tǒng)，由液晶顯示器直接顯示被測(cè)量的讀數(shù)，使用時(shí)十分方便。圖2-6電子數(shù)顯卡尺3．帶表卡尺和數(shù)顯卡尺一、游標(biāo)量具129

二、螺旋測(cè)微量具

螺旋測(cè)微量具又稱為千分尺，是利用螺旋副運(yùn)動(dòng)原理進(jìn)行測(cè)量和讀數(shù)的一種量具。

它比游標(biāo)量具的測(cè)量精度高，主要用于測(cè)量中等精度的零件。

按用途不同，千分尺可分為外徑千分尺、內(nèi)徑千分尺和深度千分尺等多種。1．千分尺的讀數(shù)原理外徑千分尺的結(jié)構(gòu)如圖2-7所示。圖2-7外徑千分尺的結(jié)構(gòu)二、螺旋測(cè)微量具螺旋測(cè)微量具又稱為千分尺1302．千分尺的讀數(shù)方法二、螺旋測(cè)微量具讀數(shù)步驟如下。讀整數(shù)：以微分筒圓錐面的端面為基準(zhǔn)線，從左邊固定套筒露出來(lái)的刻線上，讀出被測(cè)量的毫米整數(shù)或半毫米數(shù)。讀小數(shù)：以固定套筒上的中線為基準(zhǔn)線，讀出微分筒上與基準(zhǔn)線對(duì)齊的刻線數(shù)，將此刻線數(shù)乘以0.01mm就是被測(cè)量缺乏半毫米的小數(shù)局部。求和：將讀出的整數(shù)〔毫米整數(shù)或半毫米數(shù)〕與小數(shù)局部相加即為測(cè)量結(jié)果。2．千分尺的讀數(shù)方法二、螺旋測(cè)微量具讀數(shù)步驟如下。131如圖2-8所示千分尺的讀數(shù)數(shù)值分別為9.85mm、14.68mm、14.765mm?！瞐〕〔b〕〔c〕圖2-8千分尺讀數(shù)例如如圖2-8所示千分尺的讀數(shù)數(shù)值分別為9.85mm、14.61321．百分表三、機(jī)械式量?jī)x

百分表是應(yīng)用最廣的機(jī)械式量?jī)x，主要用于測(cè)量零件的幾何誤差，也可用于機(jī)床上安裝工件時(shí)的精密找正，其分度值為0.01

mm，測(cè)量范圍有0～3

mm、0～5

mm、0～10

mm三種。百分表的結(jié)構(gòu)如圖2-9所示。1－側(cè)頭；2－測(cè)量桿；3－小齒輪；4、9－大齒輪；5－表盤；6－表圈；7－大指針；8－小指針；10－中間齒輪。圖2-9百分表的結(jié)構(gòu)1．百分表三、機(jī)械式量?jī)x百分表是應(yīng)用最廣的機(jī)1332．內(nèi)徑百分表三、機(jī)械式量?jī)x

內(nèi)徑百分表是測(cè)量孔徑及其形狀誤差的常用量?jī)x，它特別適合于深孔孔徑的測(cè)量。內(nèi)徑百分表主要由百分表和表架組成，其結(jié)構(gòu)如圖2-10所示。圖2-10內(nèi)徑百分表的結(jié)構(gòu)2．內(nèi)徑百分表三、機(jī)械式量?jī)x內(nèi)徑百分表是測(cè)量孔1343．杠桿百分表三、機(jī)械式量?jī)x

杠桿百分表由殼體、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和讀數(shù)機(jī)構(gòu)等構(gòu)成。按表盤位置與測(cè)量桿運(yùn)動(dòng)方向的不同，杠桿百分表可分為正面式杠桿百分表、側(cè)面式杠桿百分表和端面式杠桿百分表三種，如圖2-11所示?！瞐〕正面式杠桿百分表1－夾持柄；2－指針；3－表圈；4－表盤；5－表體；6－測(cè)桿；7－測(cè)頭；8－換向器〔b〕側(cè)面式杠桿百分表〔c〕端面式杠桿百分表圖2-11杠桿百分表3．杠桿百分表三、機(jī)械式量?jī)x杠桿百分表由殼體1354．杠桿齒輪比較儀杠桿齒輪比較儀是將測(cè)量桿的直線位移，通過(guò)杠桿齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹羔樤诒肀P上的角位移的量?jī)x。如圖2-12所示為杠桿齒輪比較儀的外形圖和傳動(dòng)示意圖。三、機(jī)械式量?jī)x4．杠桿齒輪比較儀杠桿齒輪比較儀是將測(cè)量桿的136〔a〕外形圖〔b〕傳動(dòng)示意圖 圖2-12杠桿齒輪比較儀 1－指針；2－小齒輪；3－扇形齒輪；4－杠桿；5－測(cè)量桿?！瞐〕外形圖〔b〕傳動(dòng)示意圖1－指針；1375．扭簧比較儀三、機(jī)械式量?jī)x扭簧比較儀是利用扭簧作為傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)，將測(cè)量桿的直線位移轉(zhuǎn)變?yōu)橹羔樀慕俏灰频木芰績(jī)x。如圖2-13所示為扭簧比較儀的外形圖與傳動(dòng)示意圖?！瞐〕外形圖〔b〕傳動(dòng)示意圖圖2-13扭簧比較儀1－指針；2－靈敏彈簧片；3－彈性杠桿；4－測(cè)量桿。5．扭簧比較儀三、機(jī)械式量?jī)x扭簧比較儀是利用扭138

四、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是綜合利用精密機(jī)械、微電子、光柵和激光干預(yù)儀等先進(jìn)技術(shù)的測(cè)量?jī)x器，目前廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、電子、汽車和航空航天等工業(yè)領(lǐng)域。按檢測(cè)精度和測(cè)量功能不同，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可分為精密萬(wàn)能測(cè)量機(jī)和生產(chǎn)型測(cè)量機(jī)。圖2-14三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的主體結(jié)構(gòu)四、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是綜合利用精139任務(wù)實(shí)施〔1〕老師給出一些零件，確定需要測(cè)量的線性尺寸。將學(xué)生分為假設(shè)干小組，各小組根據(jù)老師分配的任務(wù)，練習(xí)用游標(biāo)卡尺和千分尺測(cè)量零件的線性尺寸。游標(biāo)卡尺和千分尺測(cè)量尺寸的方法如表2-3所示。計(jì)量器具測(cè)量方法游標(biāo)卡尺

①測(cè)量前，應(yīng)將游標(biāo)卡尺擦拭干凈，并校對(duì)“0”位，即使測(cè)量爪貼合后尺身與游標(biāo)的零刻線對(duì)齊

②測(cè)量外尺寸時(shí)，將外測(cè)量爪張開(kāi)到略大于被測(cè)尺寸，把固定量爪的檢測(cè)面貼靠著零件，移動(dòng)游標(biāo)，讓活動(dòng)量爪的檢測(cè)面也緊靠零件，然后讀數(shù)

③測(cè)量?jī)?nèi)尺寸時(shí)，將內(nèi)測(cè)量爪張開(kāi)到略小于被測(cè)尺寸，把固定量爪的檢測(cè)面貼靠著零件，移動(dòng)游標(biāo)，讓活動(dòng)量爪的檢測(cè)面也緊靠零件，然后讀數(shù)

④測(cè)量深度尺寸時(shí)，將兩測(cè)量爪張開(kāi)，使深度尺伸出卡尺的距離略小于被測(cè)尺寸，把游標(biāo)卡尺后端貼靠零件表面，移動(dòng)游標(biāo)，使深度尺的檢測(cè)面與被測(cè)面接觸，然后讀數(shù)千分尺

①檢查千分尺的外觀和各部位的作用。用棉絲擦凈千分尺各部位表面；旋轉(zhuǎn)測(cè)力裝置，要求其能輕快而靈活地帶動(dòng)微分筒旋轉(zhuǎn)，測(cè)微螺桿移動(dòng)要平穩(wěn)，無(wú)卡住現(xiàn)象；微分筒與固定套管之間無(wú)摩擦，旋緊測(cè)微螺桿后，測(cè)力裝置能發(fā)出“咔咔”聲

②校對(duì)“0”位。測(cè)量范圍為0～25mm的千分尺可直接校對(duì)；測(cè)量范圍大于25mm的千分尺用校對(duì)棒或量塊校對(duì)。擦凈兩個(gè)測(cè)砧，旋轉(zhuǎn)微分筒，在兩個(gè)測(cè)砧即將接觸時(shí)輕轉(zhuǎn)測(cè)力裝置，發(fā)出“咔咔”聲，微分筒“0”線與固定套管基線重合，此時(shí)“0”位正確

③測(cè)量時(shí)，在千分尺兩測(cè)砧將要接觸被測(cè)件時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)力裝置的滾花外輪。當(dāng)測(cè)力裝置發(fā)出“咔咔”聲后，即可讀數(shù)表2-3游標(biāo)卡尺和千分尺測(cè)量尺寸的方法任務(wù)實(shí)施〔1〕老師給出一些零件，確定需要測(cè)量的線性尺寸。將學(xué)140任務(wù)實(shí)施〔〔2〕將各個(gè)尺寸數(shù)值詳細(xì)記錄在表2-4中，分析零件的合格性。表2-4線性尺寸的測(cè)量結(jié)果

單位：mm測(cè)量項(xiàng)目公稱尺寸

及極限偏差實(shí)測(cè)數(shù)值平均值結(jié)論123游標(biāo)卡尺

測(cè)量尺寸外尺寸內(nèi)尺寸深度尺寸千分尺

測(cè)量尺寸外徑任務(wù)實(shí)施〔〔2〕將各個(gè)尺寸數(shù)值詳細(xì)記錄在表2-4中，分析零141測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理任務(wù)三測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理任務(wù)三142任務(wù)引入任務(wù)引入1431．絕對(duì)誤差一、測(cè)量誤差的概念相關(guān)知識(shí)1．絕對(duì)誤差一、測(cè)量誤差的概念相關(guān)知識(shí)1442．相對(duì)誤差一、測(cè)量誤差的概念2．相對(duì)誤差一、測(cè)量誤差的概念145課上練習(xí)課上練習(xí)146計(jì)量器具誤差測(cè)量方法誤差測(cè)量環(huán)境誤差二、測(cè)量誤差的來(lái)源是指計(jì)量器具本身在設(shè)計(jì)、制造和使用過(guò)程中造成的各項(xiàng)誤差。是指測(cè)量方法不完善所引起的誤差是指測(cè)量時(shí)的環(huán)境條件不符合標(biāo)準(zhǔn)條件所引起的誤差。測(cè)量人員誤差是指由測(cè)量人員的主觀因素所引起的誤差。計(jì)量器具誤差測(cè)量方法誤差測(cè)量環(huán)境誤差二、測(cè)量誤差的來(lái)源是指計(jì)1471．系統(tǒng)誤差2．隨機(jī)誤差三、測(cè)量誤差的分類系統(tǒng)誤差是指在相同測(cè)量條件下，屢次測(cè)量同一量值時(shí)，誤差大小和符號(hào)均保持不變的測(cè)量誤差，或當(dāng)條件改變時(shí)，誤差大小和符號(hào)按一定規(guī)律變化的測(cè)量誤差。隨機(jī)誤差是指在相同測(cè)量條件下，屢次測(cè)量同一量值時(shí)，誤差大小和符號(hào)以不可預(yù)見(jiàn)的方式變化的誤差。1．系統(tǒng)誤差2．隨機(jī)誤差三、測(cè)量誤差的分類系統(tǒng)誤差是指1482．隨機(jī)誤差1〕隨機(jī)誤差的分布規(guī)律及其特性三、測(cè)量誤差的分類隨機(jī)誤差的分布規(guī)律可用實(shí)驗(yàn)方法確定。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，大多數(shù)情況下，隨機(jī)誤差符合正態(tài)分布規(guī)律。

對(duì)同一物理量進(jìn)行足夠?qū)掖沃貜?fù)測(cè)量并計(jì)算出誤差后，假設(shè)以橫坐標(biāo)表示隨機(jī)誤差，縱坐標(biāo)表示各隨機(jī)誤差出現(xiàn)的概率〔即概率密度〕y，那么可得圖2-15所示的正態(tài)分布曲線。2．隨機(jī)誤差1〕隨機(jī)誤差的分布規(guī)律及其特性三、測(cè)量誤差的分類149圖2-15正態(tài)分布曲線圖2-15正態(tài)分布曲線150

2．隨機(jī)誤差2〕隨機(jī)誤差的評(píng)定指標(biāo)三、測(cè)量誤差的分類2．隨機(jī)誤差2〕隨機(jī)誤差的評(píng)定指標(biāo)三、測(cè)量誤差的151

2．隨機(jī)誤差3〕隨機(jī)誤差的極限值三、測(cè)量誤差的分類2．隨機(jī)誤差3〕隨機(jī)誤差的極限值三、測(cè)量誤差的分152

粗大誤差是指超出在一定測(cè)量條件下預(yù)計(jì)的測(cè)量誤差。

粗大誤差的特點(diǎn)是：其絕對(duì)值較大，會(huì)明顯歪曲測(cè)量結(jié)果。

在正常情況下，一般不會(huì)產(chǎn)生粗大誤差。粗大誤差主要是由于測(cè)量者的疏忽大意，在測(cè)量過(guò)程中看錯(cuò)、讀錯(cuò)、記錯(cuò)數(shù)值，或突然的沖擊振動(dòng)等引起的。3．粗大誤差三、測(cè)量誤差的分類粗大誤差是指超出在一定測(cè)量條件下預(yù)計(jì)的測(cè)量1533．標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)

四、測(cè)量精度

測(cè)量精度和測(cè)量誤差是描述同一個(gè)概念，但表達(dá)方式相反的兩個(gè)術(shù)語(yǔ)。

測(cè)量誤差越小，測(cè)量精度就越高；測(cè)量誤差越大，測(cè)量精度就越低。

根據(jù)不同性質(zhì)的測(cè)量誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響不同，測(cè)量精度可分為正確度、精密度和準(zhǔn)確度。1．正確度

正確度是指在規(guī)定測(cè)量條件下，測(cè)量結(jié)果與真值的接近程度。

正確度反映測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差的大小，是評(píng)定系統(tǒng)誤差的精度指標(biāo)。系統(tǒng)誤差越小，正確度越高。3．標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)四、測(cè)量精度測(cè)量精1543．標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)

四、測(cè)量精度3．準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度是指連續(xù)屢次測(cè)量所得測(cè)量結(jié)果與真值的接近程度。準(zhǔn)確度反映測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差綜合影響的程度。系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差均小時(shí)，準(zhǔn)確度高。2．精密度精密度是指在規(guī)定測(cè)量條件下進(jìn)行屢次測(cè)量時(shí)，所得測(cè)量結(jié)果彼此之間的符合程度。精密度反映測(cè)量結(jié)果的分散程度，表示測(cè)量結(jié)果中隨機(jī)誤差的大小，是評(píng)定隨機(jī)誤差的精度指標(biāo)。隨機(jī)誤差越小，精密度越高。3．標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)四、測(cè)量精度3．準(zhǔn)確度155一般來(lái)說(shuō)，正確度高，精密度不一定高，反之亦然；但準(zhǔn)確度高，那么正確度和精密度都高。以打靶為例，圖2-16〔a〕表示系統(tǒng)誤差小而隨機(jī)誤差大，即打靶的正確度高但精密度低；圖2-16〔b〕表示隨機(jī)誤差小而系統(tǒng)誤差大，即打靶的精密度高但正確度低；圖2-16〔c〕表示系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都小，即打靶的準(zhǔn)確度高?！瞐〕〔b〕〔c〕圖2-16正確度、精密度和準(zhǔn)確度之間的關(guān)系經(jīng)驗(yàn)傳承一般來(lái)說(shuō)，正確度高，精密度不一定高，反之亦然；1561．系統(tǒng)誤差的處理五、測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理由于常值系統(tǒng)誤差的大小和方向均不變，因此，它不能從一系列測(cè)得值的數(shù)據(jù)處理中揭示，只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)比照的方法去發(fā)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)比照法就是改變測(cè)量條件，對(duì)被測(cè)幾何量進(jìn)行屢次重復(fù)測(cè)量，比較各次的測(cè)得值，如果沒(méi)有差異，那么不存在常值系統(tǒng)誤差；如果有差異，那么可以判定存在常值系統(tǒng)誤差。1〕系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)〔1〕常值系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)1．系統(tǒng)誤差的處理五、測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理由于常1571．系統(tǒng)誤差的處理五、測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理變值系統(tǒng)誤差可以從一系列測(cè)得值的數(shù)據(jù)處理和分析觀察中發(fā)現(xiàn)，常用的方法為剩余誤差觀察法。剩余誤差是指各測(cè)得值與測(cè)得值的算術(shù)平均值之差。這種方法是將測(cè)得值按測(cè)量順序排列〔或作圖〕，以觀察各剩余誤差的變化規(guī)律，判斷是否存在變值系統(tǒng)誤差。1〕系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)〔2〕變值系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)。1．系統(tǒng)誤差的處理五、測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理變值系158假設(shè)剩余誤差大體上正負(fù)相同，且無(wú)顯著變化，那么可認(rèn)為不存在變值系統(tǒng)誤差，如圖2-17〔a〕所示；假設(shè)剩余誤差有規(guī)律地遞增或遞減，且其趨勢(shì)始終不變，那么可認(rèn)為存在線性變化的變值系統(tǒng)誤差，如圖2-17〔b〕所示；假設(shè)剩余誤差有規(guī)律地增減交替，形成循環(huán)重復(fù)，那么可認(rèn)為存在周期性變化的變值系統(tǒng)誤差，如圖2-17〔c〕所示?！瞐〕〔b〕〔c〕