機械零件的檢測與誤差原因解析講解

1、合肥通用職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文題 目： 機 械 零 件 的 檢 測 與 誤 差 原 因 解 析系 別： 機 械 工 程 系專 業(yè)： 機 械 制 造 與 自 動 化學(xué) 制：三 年姓 名：王 鑫學(xué) 號：29110137指導(dǎo)教師：張 文 群二零一四年六月八日指導(dǎo)教師評語及成績：指導(dǎo)教師： 2014 年 月 日合肥通用職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文摘要本論文通過機械零件檢測的基本步驟和檢測方法等解析。 機械零件的檢測主 要是對機械零件中包括長度、 角度、粗糙度、幾何形狀和相互位置等尺寸的測量。 機械零件的檢測極為重要， 它是把握產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)， 檢測人員必須在充分 準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上按照程序進行，并要分析誤差的

2、產(chǎn)生原因。機械零件的技術(shù)要求很多 , 它有幾何形狀、 尺寸公差、 形位公差（形狀公差 和位置公差）、表面粗糙度、 材質(zhì)的化學(xué)成份及硬度等。 檢測時先從何處著手 , 用 哪些量具 , 采用什么樣的先進方法 , 是檢測中技術(shù)性很強的一個問題。 機械零件 的檢驗對于基準(zhǔn)的選擇直接影響到機械零件是否合格的重要關(guān)鍵。 為了使產(chǎn)品質(zhì) 量信得過 , 避免出現(xiàn)錯檢、誤檢和漏檢 , 對此檢測人員應(yīng)遵守程序， 做好各方面 工作。關(guān)鍵詞： 檢測 量具 基準(zhǔn)合肥通用職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文目錄摘要 I目錄 1第 1 章 緒論 2第 2 章 測前準(zhǔn)備 32.1 閱讀圖紙 32.1.1 分析工藝文件 32.1.2 合理選用量

3、具 32.1.3 測量方法的選擇 4第 3 章 機械零件的檢測 53.1 合理選用測量量具 53.1.1 表面檢測 53.1.2 檢測尺寸公差 53.1.3 檢測形位公差 6第 4 章 測量誤差與原因分析 64.1. 誤差的基本知識 6系統(tǒng)誤差 64.1.2 偶然誤差 74.1.3 系統(tǒng)誤差與偶然誤差的關(guān)系 74.1.4 對誤差大小的評價 74.2 測量誤差的分類 84.2 隨機誤差 8粗大誤差 84.2.2 系統(tǒng)誤差 84.3 測量誤差產(chǎn)生原因分析 9第 5 章 檢驗工具的要求 10結(jié)束語 11謝詞 12參考文獻 13合肥通用職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文第 1 章 緒論在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中常采用專業(yè)化大

4、協(xié)作生產(chǎn)， 即用分散制造、 集中裝配的辦 法來提高勞動生產(chǎn)率， 保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本。 要實行專業(yè)化生產(chǎn)必須采用互 換性原則。 這對機械零件的精度要求很高， 機械零件在加工的工藝要求高。 機械 零件的檢測極為重要， 它是把握產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 機械零件測量誤差直接關(guān) 系到機械零件是否合格。在經(jīng)過仿真調(diào)試和參考大量國內(nèi)外文獻資料后， 我結(jié)合自己的實際工作經(jīng)驗 和心得體會編寫了此文。 本文共分四章： 第一章簡述機械零件的； 第二章概述了 機械零件測量準(zhǔn)備條件； 第三章主要講述機械零件的測量過程注意事項； 第四章 主要機械零件的測量與原因分析。由于水平有限， 論文中的錯誤和疏漏之處在所避免， 敬

5、請各位老師批評指正合肥通用職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文第 2 章 測前準(zhǔn)備2.1. 閱讀圖紙檢驗人員要通過對視圖的分析 , 掌握零件的形體結(jié)構(gòu)。 首先分析主視圖 , 然后按順序分析其它視圖。 同時要把各視圖由哪些表面組成 , 如平面、圓柱面、 圓弧面、螺旋面等 , 組成表面的特征 , 如孔、槽等 , 它們之間的位置都要看懂、 記清楚。檢驗人員要認真看圖紙中的尺寸 , 通過看尺寸 , 可以了解零件的大小 , 看尺寸要從長、 寬、高三個方向的設(shè)計基準(zhǔn)進行分析 , 要分清定形尺寸、 定位尺 寸、關(guān)鍵尺寸 , 要分清精加工面、 粗加工面和非加工面。 在關(guān)鍵尺寸中 , 根據(jù)公差 精度 , 表面粗糙度等級分析零件

6、在整機中的作用， 對于特殊零件 , 如齒輪、蝸 輪蝸桿、絲杠、 凸輪等有專業(yè)功能的零件 , 要會運用專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 掌握各類機 械零件的國家標(biāo)準(zhǔn) , 是檢驗人員的基本功。 有表面需熱處理的工序零件 , 應(yīng)注意 處理前后尺寸公差變化的情況。檢驗人員還應(yīng)分析圖紙中的標(biāo)題欄， 標(biāo)題欄內(nèi) 標(biāo)有所用材料零件名稱 , 通過看標(biāo)題欄 , 掌握零件所用材料規(guī)格、牌號和標(biāo)準(zhǔn) , 從中分析材料的工藝性能 , 以及對加工質(zhì)量的影響。 工作中 , 我曾遇到這樣一個 問題， 在銑床上加工一批不銹鋼支架 , 因所選銑刀材料不對 , 造成加工表面粗 糙度不好 , 并且效率較低 , 嚴(yán)重影響了產(chǎn)品精度與產(chǎn)品質(zhì)量。 我發(fā)現(xiàn)了問

7、題嚴(yán)重 性后, 選擇了合適材料的銑刀 , 試用后, 速度又快 , 表面粗糙度又好。2.1.1 分析工藝文件工藝文件是加工、檢驗零件的指導(dǎo)書 , 一定要認真仔細查看。 按照加工順序 , 對每個工序加工的部位、 尺寸、工序余量、 工藝尺寸換算都要認真審閱 , 同時應(yīng) 了解關(guān)鍵工序的裝夾方法 , 定位基準(zhǔn)和所使用的設(shè)備、工裝夾具刀具等技術(shù)要 求。往往有個別操作者不按工藝中所制訂的工序加工 , 從而對整個機械零件的加 工后造成不合格的后果 , 這一問題常常又被檢驗人員所忽視。 待安裝時 , 不能使 用 , 造成了成批產(chǎn)品報廢。2.1.2 合理選用量具當(dāng)看清圖紙和工藝文件后 , 下一步就是選取恰當(dāng)?shù)牧烤?/p>

8、進行機械零件檢測。 根據(jù)被測工件的幾何形狀、 尺寸大小、生產(chǎn)批量等選用。如測量圓柱臺階軸時 , 帶合肥通用職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文公差裝軸承部位 , 應(yīng)選用卡尺、千分尺、鋼板尺等； 如測量帶公差的內(nèi)孔尺寸 時, 應(yīng)選用卡尺、鋼板尺、內(nèi)徑百分表或內(nèi)徑千分尺等。有些被測零件 , 用現(xiàn)有 的量具不能直接檢測 , 這就要求檢測人員 , 根據(jù)一定的實踐經(jīng)驗、 書本理論知識 , 用現(xiàn)有的量具進行整改 , 或進行一系列檢測工具的制作。測量器具是測量儀器和測量工具的總稱。 通常把沒有傳動放大系統(tǒng)的測量工 具稱為量具，如游標(biāo)卡尺、直角尺和量規(guī)等； 把具有傳動放大系統(tǒng)的測量器具稱 為量儀，如機械比較儀、測長儀等。也可

9、按其測量原理、結(jié)構(gòu)特點及用途等，分 為以下四類：1基準(zhǔn)量具 測量中作用標(biāo)準(zhǔn)量的量具，如基準(zhǔn)米尺、量塊、角度量塊、直 角尺和線紋尺等。2極限量規(guī) 是一種沒有刻度的， 用以檢驗零件尺寸或形狀、 互相位置的專 用檢驗工具。它只能判斷零件是否合格，而不能得出具體尺寸。 、3，檢驗夾具 也是一種專用的檢驗工具， 當(dāng)配合各種比較儀時， 用來檢驗更 多和更復(fù)雜的參數(shù)。4. 通用測量器具 有刻度，能量出具體數(shù)值。2.1.3 測量方法的選擇1. 按是否直接量出所需要的量值，分為直接測量和間接測量。直接測量 直接量出被測參數(shù)的量值或其相對于基本尺寸的實際偏差數(shù)值。間接測量 先測量出與被測量值有關(guān)的幾何參數(shù)，然后通

10、過計算獲得被測量值。2. 按所測讀數(shù)是否代表被測量值的絕對數(shù)字，分為絕對測量和相對測量。絕對測量 測得的讀數(shù)值是被測量的絕對數(shù)字。例如用游標(biāo)卡尺直接量出零 件的實際尺寸。相對測量 測得的讀數(shù)值時相對于基本尺寸的實際偏差。例如用量塊調(diào)整比 較儀，測量零件的直徑。3按被測零件的表面與測量是否機械接觸，分為解除測量和非接觸測量。 接觸測量 被測零件表面也測量頭機械接觸，并有機械作用的測量力。 非接觸測量 被測零件與測量頭沒有機械接觸。如光學(xué)投影儀測齒形等。4. 按零件被測參數(shù)的多少，可分為綜合測量和單項測量。單項測量 當(dāng)零件形狀復(fù)雜，包括多個幾何參數(shù)，而測量時卻時逐個參數(shù)進 行側(cè)量。如測量螺紋，分別

11、測量螺紋的中徑、半角、螺距。綜合測量 同時側(cè)量零件幾個相關(guān)慘相互的綜合效應(yīng)或綜合參數(shù)。如用螺紋 環(huán)規(guī)綜合測量螺紋各參數(shù)綜合效應(yīng)，判斷螺紋是否合格。合肥通用職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文5. 按技術(shù)測量對機械制造工藝過程所起的作用，可分為主動測量和被動測 量。主動測量 零件在加工過程中進行的測量，測量結(jié)果可以直接用來控制零件 的加工過程，控制廢品的發(fā)生。被動測量 零件加工完畢后所進行的被測，這種測量僅能發(fā)現(xiàn)和剔出廢品。第 3 章 機械零件的檢測3.1 合理選用測量基準(zhǔn)測量基準(zhǔn)應(yīng)盡量與設(shè)計基準(zhǔn)、 工藝基準(zhǔn)重合。在任選基準(zhǔn)時 , 要選用精度高 , 能保證測量時穩(wěn)定可靠的部位作為檢驗的基準(zhǔn)。 如測量同軸度、圓跳

12、動、套類 零件以內(nèi)孔 , 軸類零件以中心孔為基準(zhǔn)； 測量垂直度應(yīng)以大面為基準(zhǔn)； 測量輥類 零件的圓跳動以兩端軸頭下軸承的臺階 （將兩端軸承臺階放在 “V”型鐵上 ） 為基 準(zhǔn)。3.1.1 表面檢測機械零件的破壞 , 一般總是從表面層開始的。 產(chǎn)品的性能 , 尤其是它的可 靠性和耐久性 , 在很大程度上取決于零件表面層的質(zhì)量。 研究機械加工表面質(zhì) 量的目的就是為了掌握機械加工中各種工藝因素對加工表面質(zhì)量影響的規(guī)律 , 以便運用這些規(guī)律來控制加工過程 , 最終達到改善表面質(zhì)量、 提高產(chǎn)品使用性能 的目的，如磕碰、劃傷、變形、裂紋等。細長軸、薄壁件注意變形、冷沖件要注 意裂紋、螺紋類零件、銅材質(zhì)件要

13、注意磕碰、 劃傷等。對以上檢測的機械零件 , 檢 測完后 , 都要認真作記錄 , 特別是半成品 , 對合格品、返修品、報廢產(chǎn)品要分清 , 并作上標(biāo)記 , 以免混淆不清。3.1.2 檢測尺寸公差測量時應(yīng)盡量采用直接測量法 , 因為直接測量法比較簡便 , 很直觀 , 無需 繁瑣的計算，如測量軸的直徑等。 有些尺寸無法直接測量 , 就需用間接測量 , 間 接測量方法比較麻煩 , 有時需用繁瑣的函數(shù)計算 , 計算時要細心 , 不能少一個 因素，如測量角度、錐度、孔心距等。當(dāng)檢查形狀復(fù)雜 , 尺寸較多的零件時 , 測 量前應(yīng)先列一個清單 , 對要求的尺寸寫在一邊 , 實際測量的尺寸在另一邊 , 按 照清

14、單一個尺寸一個尺寸的測量 , 并將測量結(jié)果直接填入實際尺寸一邊。 待測量合肥通用職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文完后 , 根據(jù)清單匯總的尺寸判斷零件合格與否， 這樣既不會漏掉一個尺寸 , 又能 保證檢測質(zhì)量。3.1.3 檢測形位公差形位公差的研究對象是機械零件上的幾何要素， 主要包括形狀公差和位置公 差。按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定有 14 種形位公差項目。對于測量形位公差時 , 要注意應(yīng)按 國家標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行， 如軸、長方件要測量直線度， 鍵槽要測量其對稱度。第 4 章 測量誤差與原因分析4.1 誤差的基本知識由于受到測量儀器、 測量方法、 測量條件和觀察者生理反應(yīng)能力、 操作水平 等因素的限制， 測得的結(jié)果只可

15、能是一個近似值。 測量值與真值之差稱為絕對誤 差，簡稱誤差。即誤差 =測量值 - 真值。4.1.1 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差的特點是：在相同條件下，對同一物理量進行多次測量時，誤差的 大小和正負總保持不變，或按一定的規(guī)律變化，或是有規(guī)律地重復(fù)。系統(tǒng)誤差主要來自以下三個方面：1. 儀器誤差 這是由于測量儀器不完善或有缺陷，以及沒有按規(guī)定條件使用而造成的誤 差。儀器誤差常表現(xiàn)在下面三種情況：(1) 示值誤差。如米尺由于變形造成刻度不標(biāo)準(zhǔn)；電表的軸承磨損引起示值 不準(zhǔn)等。(2) 零值誤差。如千分尺由于磨損致使在零位時，讀數(shù)不為零；電表在使用 之前未調(diào)整零位等。(3) 儀器機構(gòu)和附件誤差。如天平兩臂不等長；砝

16、碼不準(zhǔn)；電橋的標(biāo)準(zhǔn)電阻 不準(zhǔn)等。2. 方法誤差這是由于實驗理論、 實驗方法或?qū)嶒灄l件不合要求而引起的誤差。 如用伏安 法測電阻，采用不同的連接方法， 電表的內(nèi)阻會給測量帶來誤差； 在熱學(xué)實驗中， 絕熱條件的好壞對測量結(jié)果的影響等。3. 人員誤差 這是由于觀測者個人生理和心理上的特點所造成的誤差。 如在使用停表計時合肥通用職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文中，有的人失之過長，有的人失之過短；在電表讀數(shù)時，有人偏左而有人偏右； 在估計讀數(shù)時，有人習(xí)慣偏大而有人習(xí)慣偏小等。系統(tǒng)誤差常分為兩類， 即已定系統(tǒng)誤差和未定系統(tǒng)誤差。 前者指其誤差的符號和絕對值均已確定，而后者是指其誤差的符號或絕對值尚未確定。4.1.2

17、偶然誤差在同一條件下， 對某一物理量進行多次測量時， 每次測量的結(jié)果有差異， 其 差異的大小和符號以不可預(yù)定的方式變化著。這種誤差稱為偶然誤差或隨機誤 差。遇然誤差是由于一些偶然的、 不確定的因素引起的。 例如，各次觀察時儀器 對得不準(zhǔn)；調(diào)節(jié)平衡時，平衡點確定不準(zhǔn)；讀數(shù)不準(zhǔn)確； 。這些因素的影響一般 是微小的、 混雜的，并且是隨機出現(xiàn)的， 這就難以確定某個因素產(chǎn)生的具體影響 的大小。每項測量的偶然誤差是無規(guī)則的， 但若測量次數(shù)充分多時， 就會發(fā)現(xiàn)在一定 條件下，它具有一定的規(guī)律性。 這種規(guī)律性表現(xiàn)在偶然誤差服從一定的統(tǒng)計規(guī)律， 具體表現(xiàn)為：(1) 絕對值小的誤差出現(xiàn)的概率比絕對值大的誤差出現(xiàn)的

18、概率要大得多。(2) 比真值大的測量值與比真值小的測量值出現(xiàn)的概率相等。(3) 絕對值相等的正誤差與負誤差出現(xiàn)的概率相等。4.1.3 系統(tǒng)誤差與偶然誤差的關(guān)系系統(tǒng)誤差的特征是它的確定性， 而偶然誤差的特征是它的隨機性， 兩者經(jīng)常同 時存在于實驗之中， 有時難以嚴(yán)格區(qū)分。 通常把一些不確定的系統(tǒng)誤差看作偶然 誤差，也常把一些確定的但規(guī)律過于復(fù)雜的系統(tǒng)誤差當(dāng)作偶然誤差來處理。 有時， 兩者的區(qū)別與空間和時間的因素有關(guān)。 例如， 環(huán)境溫度對標(biāo)準(zhǔn)儀器的影響， 在短 時間內(nèi)可以看成是系統(tǒng)誤差， 而在長時間內(nèi)則認為是偶然誤差。 另外，隨著科學(xué) 技術(shù)的發(fā)展， 人們對誤差來源及其變化規(guī)律的認識加深， 有可能把

19、過去認識不到 而歸于偶然誤差的某些誤差，確定為系統(tǒng)誤差。還必須指出， 在測量中，由于讀數(shù)或計算時發(fā)生錯誤， 致使測量結(jié)果與真值 之間產(chǎn)生較大的偏差 ( 過矢誤差或粗大誤差 )，這種偏差是錯誤而不是誤差， 它是 不應(yīng)該出現(xiàn)的，也是完全可以避免的。4.1.4 對誤差大小的評價測量中常用精密度、 準(zhǔn)確度和精確度來評價實驗結(jié)果中誤差的大小。 這三個合肥通用職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文概念的涵義不同，應(yīng)加以區(qū)別。1. 精密度，表示測量結(jié)果中偶然誤差大小的程度。 精密度高是指在多次測量 中，數(shù)據(jù)的離散性小，偶然誤差小。2. 準(zhǔn)確度，表示測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差大小的程度。 準(zhǔn)確度高表示多次測量數(shù) 據(jù)的平均值偏離真值的程

20、度小，系統(tǒng)誤差小。3. 精確度，是對測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差和偶然誤差大小的綜合評價。 精確度高 是表示在多次測量中， 數(shù)據(jù)比較集中， 且逼近真值， 即測量結(jié)果中的系統(tǒng)誤差和 偶然誤差都比較小。4.2 測量誤差分類測量過程中 , 影響所得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的因素非常多。 測量誤差可以分為三大 類：隨機誤差、粗大誤差、系統(tǒng)誤差。4.2.1 、隨機誤差在相同條件下 , 測量同一量時誤差的大小和方向都是變化的 , 而且沒有變 化的規(guī)律 , 這種誤差就是隨機誤差。 引起隨機誤差的原因有量具或者量儀各部分 的間隙和變形 , 測量力的變化 , 目測或者估計的判斷誤差。 消除的方法主要是從 誤差根源予以消除 （減小溫度

21、波動、控制測量力等 ） , 還可以按照正態(tài)分布概率 估算隨機誤差的大小。4.2.2 粗大誤差粗大誤差是明顯歪曲測量結(jié)果的誤差。 造成這種誤差的原因是測量時精力不 集中、疏忽大意 , 比如測量人員疏忽造成的讀數(shù)誤差、記錄誤差、計算誤差 , 以 及其他外界的不正常的干擾因素。 含有粗大誤差的測量值叫做壞值 , 應(yīng)該剔除不 用。4.2.3 系統(tǒng)誤差在相同條件下 , 重復(fù)測量同一量時誤差的大小和方向保持不變 , 或者測量 時條件改變 , 誤差按照一定的規(guī)律變化 , 這種誤差為系統(tǒng)誤差。 引起系統(tǒng)誤差的 原因有量具或者量儀的刻度不準(zhǔn)確 , 校正量具或者量儀的校正工具有誤差 , 精 密測量時環(huán)境的溫度沒有

22、在 20 度（攝氏溫度） 。消除系統(tǒng)誤差方法有 , 測量前必合肥通用職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文須對所有計量器具進行檢定 , 應(yīng)當(dāng)對照規(guī)程進行修正消除誤差。 另外 , 保證刻度 對準(zhǔn)零位 , 必須測量前 , 仔細檢查計量器具 , 保證足夠的準(zhǔn)確性。4.3 測量誤差產(chǎn)生原因分析不管使用多么精準(zhǔn)的測量器具， 采用多么可靠的測量方法， 都不可避免地產(chǎn) 生一些誤差。 產(chǎn)生測量誤差的原因是多種多樣的，歸納起來有以下幾個方面： 1.測量器具誤差 指測量器具內(nèi)在誤差， 包括設(shè)計原理、 制造、裝配調(diào)整存在的 誤差。2. 基準(zhǔn)件誤差 常用基準(zhǔn)件如量塊或標(biāo)準(zhǔn)件，都存在這制造誤差和檢定誤 差，一般來說，基準(zhǔn)件的誤差不應(yīng)超過

23、總測量誤差的 1/5-1/3 。3. 溫度誤差 在實際測量時， 由于測力環(huán)境、 測量器具和被測零件的溫度偏 離了計算的標(biāo)準(zhǔn)溫度， 而各物體的線脹系數(shù)又不相同， 產(chǎn)生了的誤差， 叫溫度誤 差。標(biāo)準(zhǔn)計量溫度為 20。測量工作最好在標(biāo)準(zhǔn)計量溫度情況下進行，或者力 求被測零件的溫度與計量器溫度相等，以減小溫度對測量的影響。4. 測量力誤差 測量頭和被測零件表面機械接觸， 測量力使測量器具、 零件 表面受力變形而產(chǎn)生的誤差。 恒定的測量力， 可以減少接觸比較測量的誤差， 這 是因為調(diào)零時的測量力和測量時的測量力大小能保持一致。高精度儀器測量力應(yīng)在 1N 以內(nèi)，一般儀器在 2N。5. 讀數(shù)誤差 測量者對指示器讀取數(shù)據(jù)時，視覺引起的偏差。合肥通用職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文第 5 章 檢驗工具的要求在對于各種設(shè)備、 機床的零件和部件以及整機的尺寸精度、 形狀精度、 位置 精度、表面粗糙度、接觸精度等進行檢測時 , 為了能夠準(zhǔn)確、合理、快捷測量可 用適當(dāng)?shù)耐ㄓ脵z驗工具和專用的檢驗工具量具配