機械精度設計與檢測基礎第04章1形狀和位置精度設計與檢測

機械精度設計與檢測基礎第04章1形狀和位置精度設計與檢測匯報人：AA2024-01-12形狀精度設計與檢測位置精度設計與檢測形狀和位置精度關系探討先進測量技術在形狀和位置精度檢測中應用案例分析：提高某機械零件形狀和位置精度設計水平總結與展望01形狀精度設計與檢測指零件上實際被測要素對其理想要素的變動量。形狀精度根據(jù)形狀特征的不同，可分為平面度、圓度、圓柱度、線輪廓度和面輪廓度等。分類形狀精度概念及分類指在滿足零件功能要求的前提下，對被測要素的形狀誤差所允許的最大變動范圍。根據(jù)零件的功能要求、結構特點和加工經(jīng)濟性等因素綜合考慮，選擇適當?shù)男螤罟铐椖?、公差值及其相應的檢測方法。形狀公差原則與選用選用方法形狀公差原則03最大實體要求實際要素在最大實體狀態(tài)下的形狀公差，即實際要素的體外作用尺寸不得超出其最大實體實效邊界。01最小條件法評定形狀誤差的基本原則，即被測實際要素對其理想要素的最大變動量。02包容要求實際要素位于具有理想形狀的包容面內，該包容面的形狀公差即為被測要素的形狀公差。形狀誤差評定方法采用平晶或平面測微儀等測量工具，通過比較法或測微法進行測量和評定。平面度檢測圓度檢測圓柱度檢測線輪廓度和面輪廓度檢測采用圓度儀或三坐標測量機等測量工具，通過回轉軸法或三點定位法進行測量和評定。采用圓柱度儀或三坐標測量機等測量工具，通過兩點定位法或三點定位法進行測量和評定。采用輪廓儀或三坐標測量機等測量工具，通過仿形法或坐標法進行測量和評定。形狀精度檢測實例分析02位置精度設計與檢測位置精度是指機械零件或部件在裝配或加工過程中，其相關要素（如點、線、面）之間的相對位置所達到的準確程度。位置精度概念根據(jù)位置精度的不同要求，可分為定向精度、定位精度和跳動精度。位置精度分類位置精度概念及分類位置公差原則位置公差是限制實際要素對理想要素變動量的一項指標，其大小反映了位置精度的要求。位置公差原則包括獨立原則、包容原則和最大實體原則。位置公差選用在選擇位置公差時，應根據(jù)零件的功能要求、加工工藝性、經(jīng)濟性等因素綜合考慮。一般情況下，應優(yōu)先選用定向公差和定位公差，其次選用跳動公差。位置公差原則與選用最小區(qū)域法以包容被測實際要素且具有最小寬度或直徑的包容區(qū)域的寬度或直徑作為評定結果。最大實體法在最大實體尺寸條件下，以被測實際要素對理想要素的最大變動量作為評定結果。最小二乘法以最小二乘中線或最小二乘球心等作為評定基準，以被測實際要素對評定基準的變動量作為評定結果。位置誤差評定方法實例一01某機床主軸箱孔系位置精度的檢測。通過測量主軸箱各孔之間的距離和角度，判斷其是否滿足設計要求，并分析誤差產(chǎn)生的原因。實例二02某汽車發(fā)動機缸體位置精度的檢測。通過測量缸體上各孔的位置度、平行度等參數(shù)，評估缸體的加工質量，并對不合格品進行原因分析。實例三03某航空航天零件位置精度的檢測。針對航空航天零件高精度、高可靠性的要求，采用先進的測量技術和設備，對零件的位置精度進行嚴格把控，確保產(chǎn)品質量和安全性能。位置精度檢測實例分析03形狀和位置精度關系探討形狀誤差導致位置誤差當零件的實際形狀與理想形狀存在偏差時，會導致位置誤差的產(chǎn)生。例如，軸的圓度誤差會導致軸承安裝位置的偏差。形狀誤差對位置精度的影響程度形狀誤差對位置精度的影響程度取決于誤差的大小、方向和分布情況。較大的形狀誤差或特定的誤差分布可能會對位置精度產(chǎn)生顯著影響。形狀誤差對位置誤差影響當零件的實際位置與理想位置存在偏差時，可能會導致形狀的變化。例如，機床導軌的直線度誤差會導致加工零件的形狀誤差。位置誤差引起形狀變化位置誤差對形狀精度的影響程度取決于誤差的大小、方向和分布情況。較大的位置誤差或特定的誤差分布可能會對形狀精度產(chǎn)生顯著影響。位置誤差對形狀精度的影響程度位置誤差對形狀誤差影響綜合考慮形狀和位置精度設計策略形狀精度和位置精度是相互關聯(lián)的，設計時需要綜合考慮兩者的影響。提高形狀精度可以降低位置誤差，同時提高位置精度也可以改善形狀精度。形狀和位置精度的相互關系在制定設計策略時，應根據(jù)實際需求權衡形狀精度和位置精度的關系。對于關鍵零部件或高精度要求的場合，應優(yōu)先保證形狀精度；對于一般零部件或較低精度要求的場合，可以適當放寬形狀精度的要求，以降低成本和提高生產(chǎn)效率。同時，應采用先進的加工技術和測量手段，確保零件的形狀和位置精度滿足設計要求。設計策略04先進測量技術在形狀和位置精度檢測中應用

三坐標測量機（CMM）應用高精度測量三坐標測量機（CMM）能夠實現(xiàn)微米甚至納米級別的精度測量，滿足復雜形狀和位置的高精度檢測需求。多功能測量CMM不僅可測量線性尺寸，還可測量角度、弧度、距離等，實現(xiàn)形狀和位置精度的全面評價。自動化與智能化現(xiàn)代CMM具備自動化和智能化功能，可實現(xiàn)批量、高效的測量，提高檢測效率。光學測量技術采用非接觸式測量方式，避免了對被測對象的損傷，同時提高了測量精度。非接觸式測量高分辨率測量多樣化應用場景光學測量技術具有高分辨率的特點，能夠捕捉到微小的形狀和位置變化，實現(xiàn)高精度的檢測。光學測量技術可應用于表面形貌、三維形狀、光學元件等多種形狀和位置精度的檢測場景。030201光學測量技術應用微觀形狀和位置精度檢測STM等微觀測量技術可應用于微觀領域的形狀和位置精度檢測，如納米結構、生物分子等。拓展應用領域隨著微觀測量技術的不斷發(fā)展，其在材料科學、生物醫(yī)學、納米科技等領域的應用將不斷拓展。原子級分辨率掃描隧道顯微鏡（STM）具有原子級分辨率，能夠實現(xiàn)對微觀表面形貌的精確測量。掃描隧道顯微鏡（STM）等微觀測量技術應用05案例分析：提高某機械零件形狀和位置精度設計水平某型號高精度機床主軸案例對象主軸形狀和位置精度需達到微米級別，以確保機床加工精度和穩(wěn)定性設計要求主軸在加工和使用過程中存在形狀誤差和位置偏移，導致機床加工精度下降現(xiàn)有問題案例背景介紹設計方案概述加工設備精度不足測量手段落后缺乏有效補償措施現(xiàn)有設計方案分析及問題診斷01020304現(xiàn)有設計方案采用傳統(tǒng)加工工藝和測量手段，對主軸形狀和位置精度進行控制現(xiàn)有加工設備精度無法滿足微米級別加工要求，導致主軸形狀誤差較大采用傳統(tǒng)測量手段如卡尺、千分尺等，測量精度低、效率低，無法滿足高精度測量需求對加工過程中產(chǎn)生的誤差缺乏有效的補償措施，導致主軸位置精度不穩(wěn)定改進后設計方案提出及實施效果評估升級加工設備采用高精度數(shù)控機床進行主軸加工，提高加工精度和效率引入先進測量技術采用激光干涉儀等高精度測量設備對主軸形狀和位置精度進行測量，提高測量精度和效率實施誤差補償：通過建立誤差模型和實施誤差補償算法，對加工過程中產(chǎn)生的誤差進行實時補償，提高主軸位置精度穩(wěn)定性改進后設計方案提出及實施效果評估測量效率提高采用先進測量技術后，測量時間縮短至原來的1/3，提高了生產(chǎn)效率位置精度穩(wěn)定性增強通過實施誤差補償措施，主軸位置精度在長時間使用過程中保持穩(wěn)定，有效提高了機床加工精度和穩(wěn)定性加工精度提升改進后設計方案使得主軸形狀誤差降低至微米級別以內，滿足設計要求改進后設計方案提出及實施效果評估06總結與展望介紹了形狀精度的基本概念、評定方法和設計原則，詳細闡述了直線度、平面度、圓度、圓柱度等形狀精度的設計方法和應用實例。形狀精度設計闡述了位置精度的定義、分類和設計方法，重點講解了平行度、垂直度、傾斜度、同軸度、對稱度等位置精度的設計要點和實際應用。位置精度設計介紹了形狀和位置精度的常用檢測方法，如坐標測量法、光學測量法、氣動測量法等，以及各種檢測方法的優(yōu)缺點和適用范圍。形狀和位置精度的檢測本章內容回顧與總結綠色制造與可持續(xù)發(fā)展未來形狀和位置精度設計與檢測將更加注重綠色制造和可持續(xù)發(fā)展，推動環(huán)保材料和清潔能源的應用，降低對環(huán)境的影響。智能化檢測隨著人工智能和機器學習技術的發(fā)展，未