機械檢測與精密測量技術(shù)培訓(xùn)課二

1、1機械檢測與精密測量技術(shù)培訓(xùn)（課程二）機械檢測與精密測量技術(shù)培訓(xùn)（課程二）測量技術(shù)基礎(chǔ)21概述概述1.11.1機械加工精度與機械加工精度與加工精度加工精度 機械加工精度機械加工精度 機械加工精度是指零件經(jīng)過加工后的幾何參數(shù)（尺寸、幾何要素的形狀和相互位置）的實際值與設(shè)計理想值的符合程度，而它們之間的偏離程度稱為加工誤差。加工誤差越小、加工精度越高。 加工精度和加工誤差是零件加工后幾何參數(shù)的兩種表示方法。3加工精度加工精度 零件的加工精度包括三個方面： 尺寸精度：限制加工表面與其基準(zhǔn)面間尺寸誤差不超過一定的范圍。尺寸精度用標(biāo)準(zhǔn)公差等級表示，分為20級。 形狀精度：限制加工表面宏觀幾何形狀誤差，如

2、圓度、圓柱度、平面度、直線度等。形狀精度用形狀公差表示。 位置精度：限制加工表面與基準(zhǔn)間的相互位置誤差，如平行度、垂直度、同軸度等。位置精度用位置公差等級表示。41.2基準(zhǔn)基準(zhǔn) 基準(zhǔn)：基準(zhǔn)是進(jìn)行檢驗的基礎(chǔ)，只有找準(zhǔn)基準(zhǔn)才能得出準(zhǔn)確可靠的檢驗結(jié)果。 按照基準(zhǔn)的作用，可分為設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)又可分為定位基準(zhǔn).檢測基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。5 工藝基準(zhǔn)：工藝基準(zhǔn)：在制造工藝過程中采用的基準(zhǔn)稱為工藝基準(zhǔn)。 裝配基準(zhǔn)：是產(chǎn)品裝配時用來確定零件或部件在機器中的相對位置所用的基準(zhǔn)。 測量基準(zhǔn)：是測量時所采用的基準(zhǔn)。 定位基準(zhǔn)：加工中的定位基準(zhǔn)。 工序基準(zhǔn)：在工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀

3、、位置的基準(zhǔn)。62.技術(shù)測量基礎(chǔ)2.1測量的定義及常用術(shù)語 測量是指以確定被測量對象量值為目的的全部操作。一個完整的測量過程應(yīng)包括被測對象、計量定位、測量方法和測量精度4個方面要素。 測量對象測量對象：主要指幾何量、包括長度、角度、表面粗糙度、幾何形狀和相互位置等。 計量單位計量單位：機械制造中常用的長度單位為毫米（mm）在精密測量中長度單位采用微米、在超精密測量中長度單位采用納米。 測量方法測量方法：根據(jù)被測量對象確定最佳的測量方法。 測量精度測量精度：是指測量結(jié)果與真值的一致程度。任何測量過程總不可避免出現(xiàn)測量誤差，誤差小則證明精度高。7量量：現(xiàn)象、物體或物質(zhì)可定性區(qū)別和定量確定的一種屬性

4、。量值量值：由數(shù)值和計量單位的乘積所表示的量的大小。數(shù)值數(shù)值：量值中的數(shù)字部分。真值真值：當(dāng)某量能被完善地確定并能排除所有測量上的缺陷時，通過測量所得到的量值。約定真值：對于給定的目的而言，被認(rèn)為充分接近與真值，可以用以替代真值的量值。算術(shù)平均值算術(shù)平均值：一個被測量的n個測得值的代數(shù)和除以n而得到的商。修正值修正值：為消除或減少系統(tǒng)誤差，用代數(shù)法加到未修正測量結(jié)果上的值。8測試測試：具有試驗性的測量。直接測量法直接測量法：不必測量與被測量有函數(shù)關(guān)系的其它量，而能直接得到被測量值的方法。間接測量法間接測量法：通過測量與被測量有函數(shù)關(guān)系的其它量，才能得到被測量值的方法。替代測量法替代測量法：將選

5、定的且已知其值的同種量替代被測量，使在指示裝置上得到相同效應(yīng)以確定被測量值的方法。計量器具計量器具：可單獨地或與輔助設(shè)備一起，用以直接或間接確定被測對象量值的器具或裝置?？煽啃钥煽啃裕河嬃績x器在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成功能的能力。9測誤差量測誤差量：測量結(jié)果與被測量真值之差。測量結(jié)果測量結(jié)果：由測量所得到的被測量值。未修正結(jié)果未修正結(jié)果：有系統(tǒng)誤差而未作修正的測量結(jié)果。已修正結(jié)果已修正結(jié)果：考慮到有系統(tǒng)誤差存在，而對未修正后所得到的測量結(jié)果。器具誤差器具誤差：計量器具本身所具有的誤差。方法誤差方法誤差：測量方法不完善所具有的誤差。人員誤差人員誤差：測量人員主觀因素和操作技術(shù)所引起的誤差。環(huán)

6、境誤差環(huán)境誤差：由于實際環(huán)境與規(guī)定環(huán)境條件不一至所引起的誤差。調(diào)整誤差調(diào)整誤差：由于測量前未能將計量器具或被測對象調(diào)整到正確位置或狀態(tài)所引起的誤差。觀測誤差觀測誤差：在測量過程中由于觀測者主觀判斷所引起的誤差。視視 差差:當(dāng)指示器與標(biāo)尺表面不在同一平面時，觀測者偏離正確觀察方向進(jìn)行讀數(shù)或瞄準(zhǔn)時所引起的誤差。1011122.3測量的基本原則 為了獲得正確可靠的測量結(jié)果，在測量過程中，要注意應(yīng)用并遵守有關(guān)測量原則。 阿貝原則是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。 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則是要求測量基準(zhǔn)要與加工基準(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)，終結(jié)測量應(yīng)以設(shè)計基準(zhǔn)作

7、為測量基準(zhǔn)。 13最短測量鏈原則是由測量信號從輸入到輸出量值通道的各個環(huán)節(jié)所構(gòu)成的測量鏈，其環(huán)節(jié)越多測量誤差越大。 最小變形原則是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）而發(fā)生變形，形成測量誤差。 封閉原則是在閉合的圓周分度中，全部角度分量的偏差的總和為零。在檢測封閉圓周中各分量的角度（或弧長）時，根據(jù)封閉原則可不需高精度標(biāo)準(zhǔn)，用相對法進(jìn)行檢測。142.4計量器具的分類計量器具的分類是一種具有固定形態(tài)、用以復(fù)現(xiàn)或提供一個或多個已知量值的器具。按用途的不同量具可分為以下幾類：只能體現(xiàn)一個單一量值的量具?？尚驼{(diào)整其它測量器具或作為標(biāo)準(zhǔn)量與被測量直接進(jìn)行比較。如量塊、角

8、度量塊等。可體現(xiàn)一組同類量值的量具。同樣能校對和調(diào)整其它測量器具或作為標(biāo)準(zhǔn)量與被測量直接進(jìn)行比較。如線紋尺、90角尺等。15有刻度，可測量一定范圍內(nèi)各種尺寸的零件并得出具體數(shù)值。 我國習(xí)慣上將結(jié)構(gòu)比較簡單的測量儀器稱為通用量具。如游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、百分表等。 量儀：是指能將被測量值轉(zhuǎn)換成可直接觀測的指示值或等效信息的測量器具，由測頭(敏感元件)、變換、放大、傳遞及指示等部分組成。 按結(jié)構(gòu)可分為：固定刻線量具、卡尺類量儀、螺旋副類量儀、機械類量儀、光學(xué)類量儀、氣動類量儀、電動式量儀、光電式量儀、綜合類量儀。16專門用來檢驗?zāi)撤N特定參數(shù)的量具。常見的有：檢驗光滑圓柱孔或軸的光滑極限量規(guī)(沒有刻

9、度的，用以檢驗零件尺寸或形狀、相互位置的專用檢驗工具。它只能判斷零件是否合格，而不能得到具體數(shù)值的測量結(jié)果)，判斷內(nèi)螺紋或外螺紋合格性的螺紋量規(guī)，判斷復(fù)雜形狀的表面輪廓合格性的檢驗樣板，用模擬裝配通過性來檢驗裝配精度的功能量規(guī)等等。也是一種量具、量儀和定位元件等組合的專用檢驗工具，可迅速方便地檢查更多或更復(fù)雜的參數(shù)。17常用軸徑測量儀器 卡尺、千分尺、指示表千分尺、杠桿千分尺、杠桿齒輪傳動測微儀、扭簧測微儀、電感測微儀、電容測微儀、立式光學(xué)計、臥式光學(xué)計、立式測長儀、萬能測長儀、 工具顯微鏡：分大型、小型、萬能18常用孔徑測量儀器 內(nèi)徑百分表 內(nèi)徑測微儀 萬能測長儀 一米測長機 萬能工具顯微鏡

10、 孔徑測量儀 自準(zhǔn)直孔徑測量儀 內(nèi)孔比長儀 小孔顯微鏡19從測量器具的讀數(shù)裝置上得到欲測之量的數(shù)值或?qū)?biāo)準(zhǔn)值的偏差。例如用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺測量外圓直徑，用比較儀測量長度尺寸等。先測出與欲測之量有一定函數(shù)關(guān)系的相關(guān)量，然后按相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式，求得欲測之量的測量結(jié)果。一般來說，直接測量比間接測量（受計算公式和計算精度影響）的精度高，無法進(jìn)行直接測量的場合采用間接測量。20從測量器具上直接得到被測參數(shù)的整個量值的測量。例如用游標(biāo)卡尺測量零件軸徑值。將被測量和與其量值只有微小差別的同一種已知量（一般為測量標(biāo)準(zhǔn)量）相比較，得到被測量與已知量的相對偏差。例如比較儀用量塊調(diào)零后，測量軸的直徑，比較儀的示

11、值就是量塊與軸徑的量值之差。 一般來說，相對測量的精度比絕對測量的精度高。21測量器具的測頭與零件被測表面接觸后有機械作用力的測量。如用外徑千分尺、游標(biāo)卡尺測量零件等。為了保證接觸的可靠性，測量力是必要的，但它可能使測量器具及被測件發(fā)生變形而產(chǎn)生測量誤差，還可能造成對零件被測表面質(zhì)量的損壞。測量器具的感應(yīng)元件與被測零件表面不直接接觸，因而不存在機械作用的測量力。屬于非接觸測量的儀器主要是利用光、氣、電、磁等作為感應(yīng)元件與被測件表面聯(lián)系。如干涉顯微鏡、磁力測厚儀、氣動量儀等。用于軟質(zhì)表面或薄壁工件。紅外線測溫儀紅外線測溫儀22在加工過程中進(jìn)行的測量。其測量結(jié)果直接用來控制零件的加工過程，決定是否

12、繼續(xù)加工或判斷工藝過程是否正常、是否需要進(jìn)行調(diào)整，故能及時防止廢品的發(fā)生，所以又稱為積極測量。加工完成后進(jìn)行的測量。其結(jié)果僅用于發(fā)現(xiàn)并剔除廢品，所以被動測量又稱消極測量。23單獨地、彼此沒有聯(lián)系地測量零件的單項參數(shù)。如分別測量齒輪的齒厚、齒形、齒距等。這種方法一般用于量規(guī)的檢定、工序間的測量，或為了工藝分析、調(diào)整機床等目的。檢測零件幾個相關(guān)參數(shù)的綜合效應(yīng)或綜合參數(shù)，從而綜合判斷零件的合格性。例如齒輪運動誤差的綜合測量、用螺紋量規(guī)檢驗螺紋的作用中徑等。綜合測量一般用于終結(jié)檢驗，其測量效率高，能有效保證互換性，在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。24測量時被測件表面與測量器具測頭處于靜止?fàn)顟B(tài)。例如用外徑千分尺

13、測量軸徑、用齒距儀測量齒輪齒距等。測量時被測零件表面與測量器具測頭處于相對運動狀態(tài)，或測量過程是模擬零件在工作或加工時的運動狀態(tài)，它能反映生產(chǎn)過程中被測參數(shù)的變化過程，測量效率高。例如用激光比長儀測量精密線紋尺，用電動輪廓儀測量表面粗糙度等。25在測量過程中，決定測量精度的全部因素或條件不變。例如，由同一個人，用同一臺儀器，在同樣的環(huán)境中，以同樣方法，同樣仔細(xì)地測量同一個量。在一般情況下，為了簡化測量結(jié)果的處理，大都采用等精度測量。實際上，絕對的等精度測量是做不到的。在測量過程中，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。由于不等精度測量的數(shù)據(jù)處理比較麻煩，因此一般用于重要的科研實驗

14、中的高精度測量。26測量誤差及數(shù)據(jù)處理2.6.1測量誤差的基本概念即測得值減去被測量的真值所得的代數(shù)差.若真值為L，測得值為x，測量誤差為 ，則 x一L絕對誤差與被測之量的真值之比，稱為相對誤差，常用百分?jǐn)?shù)表示。即相對誤差為 L100 當(dāng)被測之量值相等(或很接近)時，的大小可反映測量準(zhǔn)確度；當(dāng)被測之量值不相等(尤其是它們相差懸殊)時， 可反映測量準(zhǔn)確度。 272.6.2測量誤差的來源及防止測量誤差產(chǎn)生的原因：測量誤差產(chǎn)生的原因： 1)測量器具的誤差；測量器具的誤差； 2)基準(zhǔn)件誤差；基準(zhǔn)件誤差； 3)調(diào)整誤差；調(diào)整誤差； 4)測量方法誤差；測量方法誤差； 5)測量力誤差測量力誤差；測量力引起彈

15、性變形而產(chǎn)生的誤差。 6)環(huán)境誤差；環(huán)境誤差； 影響測量誤差的主要因素是工件和量儀的溫度差。為了減小這種影響，在測量前應(yīng)使工件和量儀進(jìn)行等溫，即將工件和量儀放在同一溫度條件下，經(jīng)過一定時間使二者的溫度與周圍環(huán)境的溫度保持一致。 7)人為誤差人為誤差 測量人員的主觀因素引起的誤差。28測量人員測量人員292.6.3測量誤差的分類根據(jù)測量誤差的性質(zhì)、出現(xiàn)的規(guī)律和特點，可分為三大類，即系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差。在相同條件下多次測量同一量值時，誤差值保持恒定；或者當(dāng)條件改變時，其值按某一確定的規(guī)律變化的誤差，統(tǒng)稱為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差按其出現(xiàn)的規(guī)律又可分為定值系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差。在測量時，對每次

16、測的值的影響都相同。在測量時，對每次測的值的影響按一定規(guī)律變化。30在相同條件下，以不可預(yù)知的方式變化的測量誤差，稱為隨機誤差。在一定測量條件下對同一值進(jìn)行大量重復(fù)測量時，總體隨機誤差的產(chǎn)生滿足統(tǒng)計規(guī)律，即具有有界性、對稱性、抵償性、單峰性。因此，可以分析和估算誤差值的變動范圍，并通過取平均值的辦法來減小其對測量結(jié)果的影響。在相同條件下，多次測量同一量值時，誤差的絕對值與符號均不確定。（偶然誤差）3 3某種反常原因造成的、歪曲測得值的測量誤差，稱為粗大誤差。超出規(guī)定條件下預(yù)計的誤差（過失誤差） 。粗大誤差的出現(xiàn)具有突然性，它是由某些偶爾發(fā)生的反常因素造成的。這種顯著歪曲測得值的粗大誤差應(yīng)盡量避

17、免，且在一系列測得值中按一定的判別準(zhǔn)則予以剔除。313233機械制圖中常用標(biāo)注及新舊標(biāo)準(zhǔn)代換34一.圖線的型式與應(yīng)用1.新增了粗虛線相應(yīng)的有細(xì)虛線、細(xì)雙點畫線、粗虛線用于允許表面處理的表示線。2.過渡線由粗實線改為細(xì)實線表示353.改變了剖切的線寬原有:為1-1.5b 新為粗實線4.明確規(guī)定了模樣分型線用粗實線 365.粗點畫線的應(yīng)用范圍1）限定局部熱處理的范圍 3）限定不涂鍍（涂）范圍2）限定形位公差的被測要素和基準(zhǔn)要求范圍376.斷裂處邊界線的線型選用 波浪線 雙折線 細(xì)雙點劃線 細(xì)雙點劃線必須成對地使用,不得單線使用.即只能用作中斷處的邊界線.38 7.細(xì)雙點劃線的應(yīng)用. 1)相鄰輔助零

18、件的輪廓線. 2)可動零件的極限位置輪廓線. 3)成行前的輪廓線. 4)剖切面前的輪廓線. 5)軌跡線. 6)毛坯圖中制成品的輪廓線. 7)特定區(qū)域線. 8)工藝用機構(gòu)的輪廓線. 9)中斷線.39二.若干符合孔的畫法. 若干直徑相同且成律分布的孔,可以僅畫出一個或幾個,其余只需用細(xì)點劃線或”+”(+字線加黑色)表示中心位置. 注意:1)當(dāng)不便用細(xì)點畫線表示孔的中心位置時,可用實線. 2)當(dāng)孔距較疏時可用不加點的+字線表示孔位,且省略直線+字線的細(xì)點畫線. 3)當(dāng)孔位交叉分布時,可僅在孔位的交點處加黑點,以便與無孔的交點區(qū)別. 4)當(dāng)?shù)葟娇椎聰?shù)量較多時,只要能夠確切地說明孔德位置數(shù)量和分布規(guī)律,

19、表示孔位的細(xì)點畫線和”+”字線不必一一畫出. 5)上述畫法同樣適用于若干等徑沉孔的結(jié)構(gòu). 40 6)模糊畫法: 在不致引起誤解時,圖形中的過渡西線,相貫線可以簡化: 41 三、尺寸的簡化注法 1）圖樣中的尺寸、公差相同時，可在同樣空白處作總的說明。 如“全部倒角C2”“其余圓角R4等。 2）尺寸相同的重復(fù)要求，可僅在一個元素上注出其尺寸和數(shù)量 如“環(huán)槽標(biāo)記717；（過去為717）4R5” 3）啟用了單邊箭頭42 4）在指引線上標(biāo)注尺寸43 5）在公用的一條尺寸線上，可以只畫一個箭頭，也可畫多個箭頭，依次指向同一個方向，且可以用于圓弧或圓，依次注寫的尺寸數(shù)字務(wù)必與箭頭指向一致。6）在傾斜結(jié)構(gòu)需在

20、其投影上標(biāo)注真實尺寸時，應(yīng)在尺寸下加畫粗實線的短畫。44 7). 兩個形狀相同零件的尺寸不同的零件可用一張圖紙表示，此時應(yīng)將另一件的名稱和不同尺寸列入括號中。在不引起誤解時，零件圖中的倒角可省略不畫，其尺寸標(biāo)注如：C2 .C3;孔的旁注法:8 )倒角的注法45 四 未標(biāo)注公差的標(biāo)注 1) 未注公差又稱一般公差，過去叫“自由公差”因不妥切，廢止 GB/T18042000規(guī)定的一般公差主要適用于金屬切削加工后線性和角度尺寸，也用于一般的沖壓加工的尺寸。非金屬材料和其它工藝方法的加工的尺寸可參照采用 （注意：用括號的參考尺寸和矩形框格內(nèi)的理論正確尺寸不能用一般公差套用（）是不影響使用 性能作為參考理論值 46 2 一般公差等級分為四級 精密級f 中級m 粗糙級c 最粗糙級v （注意：極限偏差均采用相對于零線（基本尺寸）對稱分布的方式） 3 一般公差的技術(shù)要求中統(tǒng)一標(biāo)注（或企業(yè)文件中） 4 比一般公差小或者大的尺寸都應(yīng)在基本尺寸之后標(biāo)注公差：如：50+-0.02 50+-2 5 除另有規(guī)定外 當(dāng)完工的零件其實際尺寸超出一般公差但為到達(dá)損害其功能的程度的時候通常不判廢拒收；采用一般公差的尺寸在車間正常加工，精度能保證的條件下 ，一般可不檢驗（視情況把握）。47五形位公差的未注公差 1）形位公差只有標(biāo)注出或者未標(biāo)注出公差之分，無是否有公差要求之別 2)新標(biāo)準(zhǔn)將未標(biāo)注公