公差測量技術(shù)基礎(chǔ)演示文稿

公差測量技術(shù)基礎(chǔ)演示文稿當(dāng)前第1頁\共有56頁\編于星期日\19點公差測量技術(shù)基礎(chǔ)當(dāng)前第2頁\共有56頁\編于星期日\19點學(xué)習(xí)指導(dǎo)基本要求：

1、明確測量的基本概念及測量四要素；

2、懂得量塊的疊加計算；

3、熟悉計量器具的分類及主要度量指標(biāo)；

4、了解各種測量方法的特征；

5、理解測量誤差的概念、來源及其分類；

6、掌握各種測量誤差的數(shù)據(jù)處理基本方法，能正確地表達(dá)測量結(jié)果。（選學(xué)）重點內(nèi)容：度量指標(biāo)與測量誤差。難點內(nèi)容：測量結(jié)果的處理。當(dāng)前第3頁\共有56頁\編于星期日\19點第一節(jié)概述

在機(jī)械制造中，加工后的零件，其幾何參數(shù)可以通過測量以確定它們是否符合技術(shù)要求和實現(xiàn)其互換性。國家標(biāo)準(zhǔn)是實現(xiàn)互換性的基礎(chǔ)測量技術(shù)是實現(xiàn)互換性的保證當(dāng)前第4頁\共有56頁\編于星期日\19點L=q．E(基本測量方程式

)式中：L—被測量值

E—測量單位

q—比值測量定義：是指將被測量L與一個作為測量單位E的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，從而確定比值q

的過程。當(dāng)前第5頁\共有56頁\編于星期日\19點一個完整的測量過程應(yīng)該包括以下四個要素：1.測量對象2.測量單位3.測量方法4.測量精度

當(dāng)前第6頁\共有56頁\編于星期日\19點測量對象：在幾何量測量中，被測對象是指長度、角度、表面粗糙度、幾何誤差等。測量單位：也稱計量單位。用來量度同類量值的標(biāo)準(zhǔn)量。在機(jī)械制造中，常用的長度計量單位是mm（毫米）；在精密測量中，常用的長度計量單位是μm（微米）；在超精密測量中，常用的長度計量單位是nm（納米）。常用的角度計量單位是rad（弧度）、μrad（微弧度）、°（度）、′（分）、″（秒）。測量方法：測量時所采用的測量原理、測量器具和測量條件的總和。測量精度：測量結(jié)果與被測量真值的一致程度。當(dāng)前第7頁\共有56頁\編于星期日\19點第二節(jié)長度和角度計量單位與量值傳遞

（自學(xué)）

1.長度單位與量值傳遞系統(tǒng)

為了保證工業(yè)生產(chǎn)中長度測量的準(zhǔn)確度，首先要建立統(tǒng)一、可靠的長度基準(zhǔn)。常見的長度基準(zhǔn)：米（m）、毫米（mm）、微米(μm)、納米（nm）當(dāng)前第8頁\共有56頁\編于星期日\19點國際單位基準(zhǔn)“米”的歷史

1）以地球子午線通過巴黎的四千萬分之一作為基本的長度單位米，國際米原器。2）采用光波波長作為長度單位基準(zhǔn)。

3）米等于光在真空中，在1/299792458秒的時間間隔內(nèi)的行程長度。當(dāng)前第9頁\共有56頁\編于星期日\19點在《戰(zhàn)國策·齊策》的“鄒忌諷齊王納諫”一文中有這樣一句話：“鄒忌修8尺有余”3000多年前的度量單位你看它多像“尺”當(dāng)前第10頁\共有56頁\編于星期日\19點

為了保證長度基準(zhǔn)的量值能準(zhǔn)確地傳遞到工業(yè)生產(chǎn)中去，就必須建立從光波基準(zhǔn)到生產(chǎn)中使用的各種測量器具和工件的尺寸傳遞系統(tǒng)。

任何計量器具，由于加工、裝配等原因，都存在不同程度的誤差。新制造的計量器具，由于設(shè)計、加工、裝配等各種原因引起的誤差是否在允許范圍內(nèi)，必須用一定等級的計量標(biāo)準(zhǔn)來檢定，判斷其是否合格；使用過程中的計量標(biāo)準(zhǔn)器和工作計量器具，由于使用中的磨損、環(huán)境影響或使用不當(dāng)?shù)仍?，也會引起其計量參?shù)的變化，也需要定期地采用一定等級的計量標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行檢定，根據(jù)檢定結(jié)果作出繼續(xù)使用、進(jìn)行修理或報廢的判斷；經(jīng)過修理的計量標(biāo)準(zhǔn)器或工作計量器具是否達(dá)到計量參數(shù)指標(biāo)的要求，也須用相應(yīng)的計量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢定。否則，由于各級計量標(biāo)準(zhǔn)器不標(biāo)準(zhǔn)(不合格)、工作計量器具合格與否便無從談起，就不能保證對被測對象所測得的量值的準(zhǔn)確和一致，就必然造成量值傳遞的混亂。

由此可見，建立量值傳遞體系是統(tǒng)一計量器具量值的重要手段，是保證計量結(jié)果準(zhǔn)確可靠的基礎(chǔ)，是保證全國量值的準(zhǔn)確可靠而采取的具體措施和技術(shù)保證。當(dāng)前第11頁\共有56頁\編于星期日\19點當(dāng)前第12頁\共有56頁\編于星期日\19點量塊

量塊是機(jī)械制造中精密長度計量應(yīng)用最廣泛的一種實體標(biāo)準(zhǔn)，它是沒有刻度的平面平行端面量具，是以兩相互平行的測量面之間的距離來決定其長度的一種高精度的單值量具。形狀：矩形截面的長方體、圓形截面的圓柱體。當(dāng)前第13頁\共有56頁\編于星期日\19點量塊長度：指量塊上測量面的任意一點到與下測量面相研合的輔助體（如平晶）表面間的垂直距離。量塊的中心長度：指量塊測量面上中心點的量塊長度，用符號L來表示，即用量塊的中心長度尺寸代表工作尺寸。

標(biāo)稱長度≤6mm，有數(shù)字的平面是上測量面。標(biāo)稱長度＞6mm，有數(shù)字的平面的右側(cè)面是上測量面。當(dāng)前第14頁\共有56頁\編于星期日\19點標(biāo)稱長度：量塊上標(biāo)出的尺寸稱為量塊的標(biāo)稱長度。330下測量面量塊結(jié)構(gòu)標(biāo)稱尺寸上測量面上測量面下測量面標(biāo)稱尺寸當(dāng)前第15頁\共有56頁\編于星期日\19點量塊的研合性(粘合性）利用量塊的研合性，就可以把各種尺寸不同的量塊組合成量塊組，得到所需要的各種尺寸。量塊的組合為了組成各種尺寸，量塊是按一定的尺寸系列成套生產(chǎn)的。當(dāng)前第16頁\共有56頁\編于星期日\19點當(dāng)前第17頁\共有56頁\編于星期日\19點按“級”測量：使用量塊上的標(biāo)稱長度（名義尺寸）。量塊的精度1）量塊的分級量塊按制造精度分為6級，即00、0、1、2、3和K級。當(dāng)前第18頁\共有56頁\編于星期日\19點按“等”測量：使用量塊檢定后的實際尺寸進(jìn)行測量。量塊的精度2）量塊的分等量塊按其檢定精度，可分為1、2、3、4、5、6六等。當(dāng)前第19頁\共有56頁\編于星期日\19點一套量塊有兩種使用方法。按“級”使用：根據(jù)刻在量塊上的名義尺寸，該尺寸包含了量塊的制造誤差，制造誤差將被引入到測量結(jié)果中去，但因不需要加修正值，故使用較方便。按“等”使用：根據(jù)量塊檢定書列出的實測中心長度作為工作尺寸，該尺寸排除了量塊的制造誤差，只包含檢定時較小的測量誤差。因此量塊按“等”使用比按“級”使用的測量精度高。量塊生產(chǎn)企業(yè)大都按“級”向市場銷售量塊，用戶要想按“等”使用，必須進(jìn)行檢定，但由于檢定的成本高，且按“等”使用比較麻煩，故在生產(chǎn)現(xiàn)場仍按“級”使用。當(dāng)前第20頁\共有56頁\編于星期日\19點2）組合量塊成一定尺寸時，應(yīng)從所給尺寸的最后一位小數(shù)開始考慮，每選一塊至少應(yīng)減去所需尺寸的一位尾數(shù)。量塊的組合方法及原則組合方法

1）選擇量塊時，按照量塊的名義尺寸進(jìn)行選取。若為按“級”測量，則測量結(jié)果即為按“級”測量的測得值；若是按“等”測量，可將測出的結(jié)果加上量塊檢定表中所列各量塊的實際偏差，即為按“等”測量的測得值。

當(dāng)前第21頁\共有56頁\編于星期日\19點量塊的組合方法及原則

組合原則

1）量塊塊數(shù)盡可能少，一般不超過4塊。2）必須從同一套量塊中選取，決不能在兩套或兩套以上的量塊中混選。3）組合時，不能將測量面與非測量面相研合。4）組合時，下測量面一律朝下。

當(dāng)前第22頁\共有56頁\編于星期日\19點例如，為組成89.765mm的尺寸，可從83塊一套的量塊組中選出1.005、1.26、7.5、80mm四塊量塊組成，即

89.765………所需尺寸－1.005………第一塊

88.76

－1.26………第二塊

87.5

－7.5………第三塊

80………第四塊量塊的應(yīng)用（舉例）

當(dāng)前第23頁\共有56頁\編于星期日\19點第三節(jié)計量器具與測量方法

一、計量器具的分類

按用途分類標(biāo)準(zhǔn)計量器具：測量時體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)量的測量器具。通用計量器具：指通用性大專用計量器具：指用于專門測量某種或某個特定幾何量的計量器具。當(dāng)前第24頁\共有56頁\編于星期日\19點標(biāo)準(zhǔn)計量器具當(dāng)前第25頁\共有56頁\編于星期日\19點通用計量器具當(dāng)前第26頁\共有56頁\編于星期日\19點專用計量器具當(dāng)前第27頁\共有56頁\編于星期日\19點一、計量器具的分類

按結(jié)構(gòu)和工作原理分類機(jī)械式計量器具光學(xué)式計量器具氣動式計量器具電動式計量器具光電式計量器具當(dāng)前第28頁\共有56頁\編于星期日\19點二、計量器具的基本度量指標(biāo)度量指標(biāo)是用來說明計量器具的性能和功用的基本度量指標(biāo)主要有以下幾項：分度值（刻度值）刻度間距示值范圍測量范圍靈敏度測量力示值誤差示值變動回程誤差（滯后誤差）不確定度當(dāng)前第29頁\共有56頁\編于星期日\19點分度值（刻度值、精度值）i：簡稱精度，是指在計量器具的標(biāo)尺或量盤上，相鄰兩刻線間所代表的測量數(shù)值。千分尺為0.01mm刻度間距C：簡稱刻度，標(biāo)尺上相鄰兩刻線中心線之間的實際距離（或圓周弧長）。（1～2.5mm）游標(biāo)卡尺，主尺為1mm，游標(biāo)為0.98mm。當(dāng)前第30頁\共有56頁\編于星期日\19點示值范圍：測量器具標(biāo)尺上所指示的最小值到最大值的范圍。當(dāng)前第31頁\共有56頁\編于星期日\19點測量范圍：計量器具所能測出的最小值到最大值的范圍。某些計量器具的測量范圍和示值范圍是相同的，如游標(biāo)卡尺。某些計量器具的測量范圍和示值范圍是有區(qū)別的，如外徑千分尺的測量范圍有0～25mm、25～50mm、50～75mm等，其示值范圍則均為25mm。比較儀的測量范圍為0～180mm，其示值范圍則為±0.1mm(如右圖所示)。比較儀當(dāng)前第32頁\共有56頁\編于星期日\19點靈敏度：是指計量器具對被測量變化的反應(yīng)能力。測量力：在測量過程中量具或量儀的測量頭與被測表面之間的接觸力。示值誤差：量具或量儀上的讀數(shù)與被測尺寸真值的代數(shù)差。當(dāng)前第33頁\共有56頁\編于星期日\19點示值變動：是指在測量條件不變的情況下，對同一被測量進(jìn)行多次測量（一般5～10次），其示值變化的最大差異?；爻陶`差：在相同的測量條件下，計量器具按正反行程對同一測量值進(jìn)行測量時，計量器具示值之差。不確定度：是指由于計量器具的誤差而對被測量的真值不能肯定的程度。它反映了計量器具精度的高低。當(dāng)前第34頁\共有56頁\編于星期日\19點三、測量方法的分類1.直接測量和間接測量2.絕對測量和相對測量3.單項測量和綜合測量4.接觸測量和非接觸測量5.在線測量和離線測量6.等精度測量和不等精度測量當(dāng)前第35頁\共有56頁\編于星期日\19點

1、按獲得被測結(jié)果的方法分類直接測量：測量時，直接從測量器具上讀出被測幾何量的大小值。

（游標(biāo)卡尺、千分尺）間接測量：被測幾何量無法直接測量時，首先測出與被測幾何量有關(guān)的其他幾何量，然后，通過一定的數(shù)學(xué)關(guān)系式進(jìn)行計算來求得被測幾何量的尺寸值。當(dāng)前第36頁\共有56頁\編于星期日\19點

例如：在測量一個截面為圓的劣弧的幾何量所在圓的直徑D時，由于無法直接測量，可以間接測量圓的直徑。方法：1.測出該劣弧的弦長b以及相應(yīng)的弦高h(yuǎn)2.通過公式D=h+b2/4h計算出其直徑D當(dāng)前第37頁\共有56頁\編于星期日\19點2、按讀數(shù)值是否直接表示被測尺寸分類絕對測量（全值測量）：測量器具的讀數(shù)值直接表示被測尺寸。

（游標(biāo)卡尺、千分尺）相對測量（比較測量）：測量器具的讀數(shù)值表示被測尺寸相對于標(biāo)準(zhǔn)量的偏差。

(特點：對零、精度高）（百分表、比較儀）當(dāng)前第38頁\共有56頁\編于星期日\19點百分表比較儀當(dāng)前第39頁\共有56頁\編于星期日\19點

3、根據(jù)同時測量參數(shù)的多少分類單項測量：單獨測量零件的每一個參數(shù)。綜合測量：測量零件兩個或兩個以上相關(guān)參數(shù)的綜合效應(yīng)或綜合指標(biāo)。螺紋千分尺螺紋量規(guī)測中徑測作用中徑單項測量綜合測量當(dāng)前第40頁\共有56頁\編于星期日\19點

4、根據(jù)零件的被測表面是否與測量器具的測量頭有機(jī)械接觸分類接觸測量：測量器具的測量頭與零件被測表面以機(jī)械測量力接觸。

（游標(biāo)卡尺、千分尺）不接觸測量：測量器具的測量頭與被測表面不接觸，不存在機(jī)械測量力。

（光切顯微鏡測表面粗糙度）當(dāng)前第41頁\共有56頁\編于星期日\19點5、根據(jù)測量對機(jī)械制造工藝過程所起的作用不同在線測量：在加工過程中對工件的測量。離線測量：在加工后對工件進(jìn)行的測量。當(dāng)前第42頁\共有56頁\編于星期日\19點

6、按決定測量結(jié)果的全部因素或條件是否改變分類等精度測量：決定測量精度的全部因素或條件都不變的測量。不等精度測量：決定測量精度的全部因素或條件可能完全改變或部分改變的測量。當(dāng)前第43頁\共有56頁\編于星期日\19點第四節(jié)測量誤差

一.測量誤差的概念

測得值與真值之間的差。

測量誤差絕對誤差：δ=x–

Q

相對誤差：ε=δ/Q≈δ/x

x100%

用來判定相同被測幾何量的測量精確度

用來判定不同大小的同類幾何量的測量精確度

當(dāng)前第44頁\共有56頁\編于星期日\19點例如：有兩個被測量的實際測得值x1=500mm，x2=50mm，δ1=δ2=0.005mm，則其相對誤差為：ε1=δ1/x1×100%=0.005/500×100%=0.001%ε2=δ2/x2×100%=0.005/50×100%=0.01%由上例可以看出，兩個不同大小的被測量，雖然具有相同大小的絕對誤差，其相對誤差是不同的，顯然，ε1＜ε2，表示前者的精確度比后者高。

當(dāng)前第45頁\共有56頁\編于星期日\19點二、測量誤差的來源1、計量器具誤差計量器具本身在設(shè)計、制造和使用過程中造成的各項誤差。其解決方法是定期檢定或用更精密的儀器給出修正值。2、測量方法誤差測量方法不完善所引起的誤差。間接測量中因采用近似的函數(shù)關(guān)系式計算；多個數(shù)據(jù)經(jīng)過計算后的誤差累積；工件安裝定位不合理。當(dāng)前第46頁\共有56頁\編于星期日\19點3、測量環(huán)境誤差測量時的環(huán)境條件不符合標(biāo)準(zhǔn)條件所引起的誤差。主要包括溫度、氣壓、濕度、振動、空氣質(zhì)量等因素。溫度對測量結(jié)果的影響最大。4、人員誤差人員的主觀因素引起的誤差。視差、估讀誤差、調(diào)整誤差等。當(dāng)前第47頁\共有56頁\編于星期日\19點三、測量誤差的種類和特性1、隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差是指在一定測量條件下，多次測量同一量值時，其數(shù)值大小和符號以不可預(yù)定的方式變化的誤差。它是由于測量中的不穩(wěn)定因素綜合形成的，是不可避免的，因此無法消除或修正。（1）隨機(jī)誤差的分布規(guī)律：符合正態(tài)分布。（2）隨機(jī)誤差的特性：對稱性、單峰性、有界性、抵償性?？赏ㄟ^取平均值的辦法來減小其對測量結(jié)果的影響。當(dāng)前第48頁\共有56頁\編于星期日\19點2、系統(tǒng)誤差在相同條件下多次重復(fù)測量同一量值時，誤差的大小和符號保持不變或按某一確定規(guī)律變化的誤差。（1）其中大小和符號不變的系統(tǒng)誤差為定值系統(tǒng)誤差（2）按一定規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差為變值系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差越小，則測量結(jié)果的準(zhǔn)確度越高。系統(tǒng)誤差大部分能通過修正值或找出其變化規(guī)律后加以消除。當(dāng)前第49頁\共有56頁\編于星期日\19點3、粗大誤差明顯超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差。誤差數(shù)值都比較大，是由某種非正常的原因造成。

（看錯、讀錯、記錯、溫度的突然大幅度變動、突然的沖擊振動）可根據(jù)誤差理論，按3σ準(zhǔn)則予以剔除

即當(dāng)殘差υi＞３σ時，測得值應(yīng)該剔除

σ——標(biāo)準(zhǔn)偏差當(dāng)前第50頁\共有56頁\編于星期日\19點四、測量精度測量精度是指被測量的測得值與其真值的接近程度。測量精度越高，則測量誤差就越??；反之，測量誤差就越大。分為：準(zhǔn)確度、精密度、精確度準(zhǔn)確度：是指在規(guī)定的條件下，幾何量每次測量結(jié)果與其真值的符合程度，它表示測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差影響的