第7章機(jī)械零件精度測量基礎(chǔ)知識

第7章機(jī)械零件精度丈量根底知識軸類零件箱體類零件加工的零件合格嗎？如何檢測呢？第1節(jié)公差、配合與粗糙度第2節(jié)丈量工具和丈量儀器第7章機(jī)械零件精度丈量根底知識第1節(jié)極限、配合與粗糙度工件加工時不能夠做的絕對準(zhǔn)確，總有誤差存在，工件的誤差可分為：尺寸誤差和幾何外形誤差。1、尺寸誤差工件加工后的實(shí)踐尺寸與理想尺寸之差。2、幾何外形誤差〔1〕宏觀幾何誤差〔2〕微觀幾何誤差〔3〕相對位置誤差3、公差公差是允許工件尺寸、幾何外形和相互位置變動的范圍，用以限制誤差。誤差是在加工過程中產(chǎn)生的，而公差是由設(shè)計人員給定的。1.1極限與配合1.1.1極限的根本術(shù)語及定義1、尺寸：用特定單位表示長度值的數(shù)字。在機(jī)械制造中普通以毫米(mm)作為單位。2、公稱尺寸：設(shè)計給定的尺寸，它的數(shù)值普通應(yīng)按規(guī)范長度、規(guī)范直徑的數(shù)值進(jìn)展圓整。d表示軸徑、D表示孔徑。3、極限尺寸：允許尺寸變化的最大值或最小值。它們是以公稱尺寸為基數(shù)來確定的。尺寸的最大值為上極限尺寸用dmax或Dmax表示，尺寸的最小值為下極限尺寸用dmin或Dmin表示。4、偏向：極限尺寸減其公稱尺寸所得的代數(shù)差。尺寸偏向分為上極限偏向和下極限偏向兩種，即：孔的尺寸偏向為ES〔上偏向〕=Dmax-DEI〔下偏向〕=Dmin-D軸的尺寸偏向為es〔上偏向〕=dmax-dei(下偏向)=dmin-d5、公差T：允許尺寸的變動量。公差等于最大極限尺寸減去最小極限尺寸之差的絕對值或者是上偏向減去下偏向之差的絕對值，公差不能夠是負(fù)值，同時也不允許為零。即孔的公差TD=|ES-EI|軸的公差Td=|es-ei|6、零線、公差帶和公差帶圖零線是在公差帶圖中，確定偏向時的一條基準(zhǔn)線。公差帶是代表上、下偏向的兩條直線所限定的一個區(qū)域。公差帶圖可以直觀地表示出公差的大小及公差帶相對于零線的位置。7、根本偏向在極限與配合制中，確定公差帶相對零線位置的極限偏向稱為根本偏向。它可以是上偏向或下偏向，普通為接近零線的那個偏向。國家規(guī)范中分別對孔和軸各規(guī)定了28個不同的根本偏向，均用不同的拉丁字母表示，如圖7-3所示。8、孔軸的公差帶代號由根本偏向代號和規(guī)范公差等級代號組成。如H8、f7等。1.1.2有關(guān)配合的術(shù)語及定義

1、配合：根本尺寸一樣的相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系。2、配合類型1)間隙配合:孔的公差帶總位于軸的公差帶之上,一直堅持有間隙的孔軸配合。2〕、過盈配合：孔的公差帶總位于軸的公差帶之下的孔軸配合。3)、過渡配合孔的公差帶和軸的公差帶相互交迭的孔軸配合。隨著孔、軸實(shí)踐尺寸變化可以得到間隙或者過盈的配合。3、配合制在制造相互配合的零件時，使其中一種零件作為基準(zhǔn)件，它的根本偏向固定，經(jīng)過改動另一種非基準(zhǔn)件的根本偏差來獲得各種不同性質(zhì)的配合制度稱為配合制。國家規(guī)范規(guī)定了基孔制和基軸制兩種配合制度。4、配合制的選用國家規(guī)范規(guī)定的基孔制常用配合共59中，其中優(yōu)先配合13種；基軸制常用配合共47中，其中優(yōu)先配合13種。配合的選擇通常是先選擇配合的類型，然后是配合的松緊，優(yōu)先選擇優(yōu)先配合，后選擇常用配合。用于相對運(yùn)動、確定相對位置、用于傳送載荷的配合運(yùn)用基孔制。1.1.3極限與配合的標(biāo)注1.2幾何公差

經(jīng)過加工的零件，除了會產(chǎn)生尺寸誤差外，也會產(chǎn)生表面外形和位置誤差，如不加以控制，將會影響機(jī)器的質(zhì)量。必需根據(jù)實(shí)踐需求對零件加工提出相應(yīng)的外形誤差和位置誤差的允許范圍，即要在圖紙上標(biāo)出形位公差。1.2.1幾何公差的工程類型和符號1.2.2、幾何公差的公差等級和公差值國家規(guī)范GB/T1184—1996中對幾何公差各工程規(guī)定了1～12共12個公差等級，等級數(shù)越大，公差值也越大，精度越低，詳細(xì)公差值可查閱相關(guān)資料。1.2.3、零件圖上幾何公差標(biāo)注例如1.3外表粗糙度1.3.1外表粗糙度的術(shù)語和定義評定外表粗糙度的常用參數(shù)為輪廓算術(shù)平均偏向Ra。輪廓算術(shù)平均偏向Ra是指在取樣長度內(nèi)，被測輪廓上各點(diǎn)至輪廓中線偏距絕對值的算術(shù)平均值。Ra參數(shù)能充分反映外表微觀幾何外形高度方面的特性，圖樣上標(biāo)注的參數(shù)多為Ra。一般來說，凡是零件上有配合要求或有相對運(yùn)動的外表，Ra值要小，Ra值越小，外表質(zhì)量要求越高，加工本錢也越高。1.3.2外表粗糙度的符號及其標(biāo)注1.3.3外表粗糙度的選用外表粗糙度參數(shù)值的選用，應(yīng)該既要滿足零件外表的功能要求，又要思索經(jīng)濟(jì)合理性。詳細(xì)選用時，可參照已有的類似零件圖，用類比法確定。在滿足零件功能要求前提下，應(yīng)盡量選用較大的外表粗糙度參數(shù)值，以降低加工本錢。普通地說，零件的任務(wù)表面、配合外表、密封外表、運(yùn)動速度高和單位壓力大的摩擦非任務(wù)外表、非配合外表、尺寸精度低的外表參數(shù)值應(yīng)考參數(shù)Ra值與加工方法的關(guān)系及其運(yùn)用實(shí)例，可供選用時參考。第2節(jié)丈量工具和丈量儀器2.1丈量技術(shù)根底2.1.1技術(shù)丈量的根底知識技術(shù)丈量主要研討對零件幾何參數(shù)進(jìn)展丈量和檢驗的問題。所謂丈量，就是把被測的量與具有計量單位的規(guī)范量進(jìn)行比較，從而確定被丈量的量值。將丈量結(jié)果與圖紙上的技術(shù)要求進(jìn)展對比，從而判別零件能否合格或者超差多少的過程叫做檢驗。顯然，檢驗是具有丈量(或計量)和驗收的雙重意義。

2.1.2丈量器具的分類2.2鋼直尺和卡鉗2.2.1鋼直尺2.2.2卡鉗卡鉗是一種簡單的間接丈量工具,卡鉗分為內(nèi)卡鉗和外卡鉗兩種，內(nèi)卡鉗用來丈量內(nèi)徑和凹槽，外卡鉗用來丈量外徑和平面的。它們本身都不能讀出丈量結(jié)果，而是把丈量到的尺寸在鋼直尺讀數(shù)；或者在鋼直尺上量出尺寸，再去檢驗零件的尺寸能否合格。2.3游標(biāo)卡尺與千分尺

2.3.1游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺是一種丈量精度較高、運(yùn)用方便、運(yùn)用廣泛的量具，可直接丈量工件的外徑，內(nèi)徑、寬度、長度、深度尺寸等，其讀數(shù)準(zhǔn)確度有0.05mm和0.02mm二種。圖7-10所示為游標(biāo)卡尺簡圖。1、游標(biāo)卡尺的刻線原理下面以0.02mm〔即1/50〕游標(biāo)卡尺為例，闡明其刻線原理。如圖7-11所示，主尺尺身每一小格為1mm，當(dāng)主尺和副尺的卡腳合并時，主尺上的零線對準(zhǔn)副尺上的零線時，每一小格為1mm，取主尺49mm長度在刻尺上等分為50個格，即：副尺每格長度＝49/50mm=0.98mm.。主、副尺每格之差＝1mm－0.98mm=0.02mm，因此它的丈量精度為0.02mm。2、游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法游標(biāo)卡尺的讀數(shù)可分為三步：

第一步：根據(jù)副尺零線以左的主尺上的最近刻度讀出整數(shù)；第二步：根據(jù)副尺零線以右與主尺某一刻線對準(zhǔn)刻線數(shù)乘以0.02讀出小數(shù)；第三步：將上面的整數(shù)和小數(shù)兩部份相加，即得總尺寸。3、游標(biāo)卡尺的本卷須知1〕、運(yùn)用前先擦盡卡腳，然后合攏兩卡腳使之貼合，檢查主、副尺零線能否對齊。假設(shè)未對齊，應(yīng)在丈量后根據(jù)原始誤差修正讀數(shù)。2〕、丈量時，方法要正確，讀數(shù)時要垂直于尺面，否那么丈量不正確。3〕、當(dāng)卡腳與被測工件接觸后，用力不能過大，以免卡腳變形或磨損，降低丈量的準(zhǔn)確度。4〕、不得用卡尺丈量毛坯外表。運(yùn)用終了后須擦拭干凈，放入盒內(nèi)。2.3.2千分尺千分尺是一種精細(xì)量具。消費(fèi)中常用的千分尺的丈量精度為0.01mm。它的精度比游標(biāo)卡尺高，并且比較靈敏，因此對于加工精度要求較高的零件尺寸，要用千分尺來丈量。1、千分尺的刻線原理千分尺的讀數(shù)機(jī)構(gòu)由固定套筒和活動套筒組成〔相當(dāng)于游標(biāo)卡尺的主尺和副尺〕，如圖7-13所示為丈量范圍0-25mm的外徑千分尺。弓架左端有固定砧座，右端的固定套筒在軸線方向上刻有一條中線(基準(zhǔn)線)，上、下兩排刻線相互錯開0.5mm，即主尺?；顒犹淄沧蠖藞A周上刻有50等分的刻線，即副尺。因丈量螺桿的螺距為0.5mm，活動套筒轉(zhuǎn)動一圈帶動螺桿一同沿軸向挪動0.5mm。因此，活動套筒每轉(zhuǎn)過1格，螺桿沿軸向挪動的間隔為：0.5/50mm=0.01mm。當(dāng)百分尺的螺桿左端面與砧座外表接觸時，活動套筒左端的邊緣與軸向刻度的零線重合；同時圓周上的零線應(yīng)與中線對準(zhǔn)。2、千分尺的讀數(shù)方法第一步：讀出固定套筒上顯露刻線的毫米數(shù)和半毫米數(shù)；第二步：讀出活動套筒上小于0.5mm的小數(shù)部份；

第三步：將上面兩部份讀數(shù)相加即為總尺寸。

3、千分尺的本卷須知1〕、千分尺應(yīng)堅持清潔。運(yùn)用前應(yīng)先校準(zhǔn)尺寸，檢查活動套筒上零線能否與固定套筒上基準(zhǔn)線對齊。假設(shè)沒有對準(zhǔn)，必需進(jìn)展調(diào)整。2〕、丈量時，最好雙手操作千分尺，左手握住弓架，用右手旋轉(zhuǎn)活動套筒，當(dāng)螺桿即將接觸工件時，改為旋轉(zhuǎn)棘輪盤，直到棘輪發(fā)出"咔咔、咔咔"聲為止。3〕、從千分尺上讀取尺寸，可在工件未取下時進(jìn)展，讀完后，松開千分尺，再取下工件；也可將千分尺用鎖緊鈕鎖緊后，把工件取下后讀數(shù)。4〕、千分尺只適用于丈量準(zhǔn)確度較高的尺寸，不能丈量毛坯面，不能在工件轉(zhuǎn)動時丈量。2.4百分表百分表是一種精度較高的比競賽具，它只能測出相對數(shù)值，不能測出絕對值，主要用于檢測工件的外形和位置誤差〔如圓度、平面度、垂直度、跳動等〕，也可在機(jī)床上于工件的安裝找正。百分表的丈量準(zhǔn)確度為0.01mm。2.4.1百分表的丈量原理百分表度盤上刻有100個等分格，大指針每轉(zhuǎn)動一格，相當(dāng)于測桿挪動0.01mm。當(dāng)大指針轉(zhuǎn)一圈時，小指針轉(zhuǎn)動一格，相當(dāng)于測桿挪動1mm。用手轉(zhuǎn)動表殼時，度盤也跟著轉(zhuǎn)動，可使大指針對準(zhǔn)度盤上的任一刻度。小指針處的刻度范圍為百分表的丈量范圍。2.4.2百分表的讀數(shù)方法百分表的讀數(shù)方法，可分為三步：

第一步：讀出小指針轉(zhuǎn)過的刻度數(shù)〔即毫米整數(shù)〕。第二步：讀出大指針轉(zhuǎn)過的刻度數(shù)，并乘以0.01〔即毫米小數(shù)〕。

第三步：將上面兩部份讀數(shù)相加即為所丈量的數(shù)值。

2.4.3百分表的運(yùn)用本卷須知：１、百分表應(yīng)固定在可靠的表架上，根據(jù)丈量需求，可選擇帶平臺的表架或萬能表架。２、百分表應(yīng)結(jié)實(shí)地裝夾在表架夾具上，如與裝套筒緊固時，夾緊力不宜過大，以免使裝夾套筒變形，卡住測桿，應(yīng)檢查測桿挪動能否靈敏。夾緊后，不可再轉(zhuǎn)動百分表。３、百分表測桿被測工件外表必需垂直，否那么將產(chǎn)生較大的丈量誤差。４、丈量圓柱形工件時，測桿軸線應(yīng)與圓柱形工件直徑方向一致。5、在丈量時，應(yīng)悄然提起測桿，把工件移至測頭下面，緩慢下降測頭，使之與工件接觸，不準(zhǔn)把工件強(qiáng)迫推入至測頭，也不準(zhǔn)急驟下降測頭，以免產(chǎn)生瞬時沖擊測力，給丈量帶來誤差。對工件進(jìn)展調(diào)整時，也應(yīng)按上述操作方法。在測頭與工件外表接觸時，測桿應(yīng)有0.3－1mm的緊縮量，以堅持一定的起始丈量力。6、丈量桿上不要加油，免得油污進(jìn)入表內(nèi)，影響表的傳動機(jī)和測桿挪動的靈敏性。2.5塞尺塞尺又稱厚薄尺，如圖7－16所示，用于檢查兩貼合面之間的縫隙大小。它由一組厚度不等薄鋼片組成，每塊鋼片上印有厚度標(biāo)志，其厚度為0.01～0.3mm。丈量時用厚薄尺直接塞進(jìn)間隙，當(dāng)一片或數(shù)片〔疊合〕能進(jìn)兩貼合面之間時，一片或數(shù)片的厚度〔可由每片上和標(biāo)志讀出〕，即為兩貼合面之間隙值。1、極限與配合的概念：在制造過程中，要求零件尺寸限制在一個合理的范圍之內(nèi)，允許尺寸變化的最大值或最小值成為極限；這個允許尺寸變動的范圍稱為尺寸公差。根本尺寸一樣的相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系即配合。2、外形與位置公差：國家規(guī)范將外形公差分為六個工程：直線