公差配合與測量技術 課件 項目一之任務3傳動軸尺寸的檢測

任務3傳動軸尺寸

的檢測學習目標

1、能解釋有關測量的要素及分類；2、能說明測量誤差的來源及處理原則；3、會正確使用卡尺、外徑千分尺、量塊等通用精密量具；4、會利用有關資料選擇計量器具；5、會確定光滑工件尺寸的驗收極限；6、能完成傳動軸尺寸公差的檢測。任務描述按照圖樣要求，完成傳動軸尺寸公差的檢測。任務分析要檢測傳動軸的尺寸公差，主要是根據(jù)工件尺寸公差要求、結(jié)構(gòu)特點及量具條件，確定合適的驗收極限和測量方法。這就需要學習幾何測量基礎知識、測量誤差知識、常用量具及使用知識、計量器具的選擇，驗收極限的確定等相關知識。知識準備1.幾何量測量基礎知識幾何量測量就是以確定被測對象幾何量量值為目的的全部操作。其實質(zhì)是將被測量與具有計量單位的標準量進行比較，從而確定比值的過程。因此，在被測量一定的情況下，比值的大小完全決定于所采用的計量單位的標準量，而且是成反比關系。同時也說明計量單位的選擇決定于被測量值所要求的精確程度。這樣經(jīng)比較而得被測量值。1.1幾何量測量要素一個完整的幾何量測量過程應包括以下四個要素：①測量對象:主要是指被測幾何量。②計量單位:指用于計量的約定的標準量。我國法定計量單位中長度單位為米（m）。2019年5月20日起，米的中文定義更新為：“當真空中光速c以m/s為單位表達時選取固定數(shù)值299792458來定義米。其中秒是由銫的頻率Δν(Cs)來定義”。在測量用量具過程中，務必定期校準量具，實施量值溯源，建立量值傳遞，保證基準統(tǒng)一。③測量方法:是指在進行測量時所采用的測量器具、測量原理和測量條件的綜合。④測量精度:是指測量結(jié)果與真值的一致程度。由于在測量過程中總是不可避免的出現(xiàn)測量誤差，因此，測量結(jié)果只是在一定范圍內(nèi)近似于真值，測量誤差的大小反映測量精度的高低。測量誤差大則測量精度低，測量誤差小則測量精度高，不知測量精度的測量是毫無意義的測量。知識準備1.2測量方法的分類1.2.1直接測量和間接測量1.2.2絕對測量和相對測量1.2.3接觸測量和非接觸測量1.2.4單項測量和綜合測量1.2.5靜態(tài)測量和動態(tài)測量知識準備1.3測量誤差1.3.1測量誤差的概念由于計量器具本身的誤差以及測量方法和條件的限制，任何測量過程都不可避免存在誤差.測量所得的值不可能是被測量的真值，測得值與被測量的真值之間的差異在數(shù)值上表現(xiàn)為測量誤差。測量誤差可以表示為絕對誤差和相對誤差。①絕對誤差δ絕對誤差是指被測量的測得值X與其真值X0之差。即δ=X-X0②相對誤差ε相對誤差是指測量絕對誤差的絕對值與其真值之比。即ε=δ/X0。對大小不同的同類量進行測量時，要比較其測量精度的高低，就用相對誤差比較，相對誤差大的測量精度低，相對誤差小的測量精度高。知識準備1.3.2測量誤差的來源①測量器具誤差測量器具誤差，是指測量器具本身在設計、制造和使用過程中存在的各項誤差。這些誤差可用測量器具的示值精度或不確定度來表示。②測量方法誤差。測量方法誤差是指由于測量方法不完善所引起的誤差。③測量環(huán)境誤差測量環(huán)境誤差是指由于測量時的環(huán)境條件不符合標準條件所引起的誤差。測量的環(huán)境條件包括溫度、濕度、氣壓、振動及灰塵等。其中，溫度對測量結(jié)果的影響最大。④人員誤差人員誤差是指由于測量人員的主觀因素所引起的誤差。例如，測量人員技術不熟練、視覺偏差、估讀判斷錯誤等引起的誤差。知識準備1.3.3測量誤差的處理引起測量誤差的因素很多，有些誤差是不可避免的，但有些是可以避免的。因此，測量者應對一些可能產(chǎn)生測量誤差的原因進行分析，掌握其影響規(guī)律，設法消除或減小其對測量結(jié)果的影響；對于不可避免的誤差，要根據(jù)誤差的類型及特點，采用科學的方法進行處理，以保證測量精度。誤差分析及測量數(shù)據(jù)處理是測量技術的重要課題之一，但本課程不作深入學習。知識準備2.常用軸頸零件尺寸檢測通用量具2.1卡尺卡尺是一種常用的測量長度的通用量具，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、精度中等和測量尺寸范圍大等特點，在生產(chǎn)中得到廣泛應用。用它可以測量零件的外徑、內(nèi)徑、長度、深度等。讀數(shù)：知識準備2.2外徑千分尺外徑千分尺是利用螺旋副原理，對尺架上兩測量面間分隔的距離進行讀數(shù)的外尺寸測量器具，常用以測量或檢驗零件的外徑、厚度等。讀數(shù)：知識準備2.3量塊量塊是用耐磨材料制造，橫截面為矩形，具有一對相互平行測量面的實物量具。量塊的測量面，可以和另一量塊的測量面相結(jié)合而組合使用，也可以和具有類似表面質(zhì)量的輔助體表面相研合而用于量塊長度的測量。2.3.1量塊的用途和級別量塊是控制尺寸的最基本的量具，是從標準長度到零件之間尺寸傳遞的媒介，是技術測量上長度計量的基準。量塊一般制成矩形截面的長方塊，如圖所示。它有上、下兩個測量面和四個非測量面。兩個測量面是經(jīng)過精密研磨和拋光加工的很平、很光的平行平面。量塊的矩形截面尺寸是：基本尺寸0.5～10mm的量塊，其截面尺寸為30mm×9mm；基本尺寸大于10至1000mm，其截面尺寸為35mm×9mm。知識準備知識準備量塊標稱長度，是標記在量塊上，用以表明與主單位（㎜）之間關系的量值，也稱為量塊長度的示值。在每塊量塊上，都標記著它的標稱長度：當量塊尺寸等于或大于6mm時，標記在非工作面上；當量塊在6mm以下時，工作尺寸直接標記在測量面特定位置，如圖所示。量塊的級別，根據(jù)量塊長度的精度、和兩個測量面的平面平行度等的準確程度，分為K級（校準級）和0級、1級、2級、3級。K級量塊的精度最高,3級量塊的精度最低，一般作為工廠或車間計量站使用的量塊，用來檢定或校準車間常用的精密量具。知識準備量塊是成套供應的，每套裝成一盒，如圖所示。每盒中有各種不同尺寸的量塊，其尺寸編組有一定的規(guī)定。由于量塊的兩個測量面做得十分準確而光滑，具有可粘合的特性。即將兩塊量塊的測量面輕輕地推合后，這兩塊量塊就能粘合在一起，不會自己分開，好像一塊量塊一樣。由于量塊具有可粘合性，就可組成各種不同尺寸的量塊組，大大擴大了量塊的應用。但為了減少誤差，希望組成量塊組的塊數(shù)不超過4～5塊。為了使量塊組的塊數(shù)為最小值，在組合時就要根據(jù)一定的原則來選取量塊尺寸，即首先選擇能去除最小位數(shù)的尺寸的量塊。2.3.2成套量塊知識準備套別總塊數(shù)級別尺寸系列（mm）間隔（mm）塊數(shù)28300,0,12,(3)0.5,1,1.0051.01,1.02,…,1.491.5,1.6,…,1.92.0,2.5,…,9.510,20,…,100―0.010.10.510349516102.3.2成套量塊例如，若要用83塊一套的2級量塊組成87.545mm的量塊組（見表1-8），其量塊尺寸的選擇方法如下：知識準備套別總塊數(shù)級別尺寸系列（mm）間隔（mm）塊數(shù)28300,0,12,(3)0.5,1,1.0051.01,1.02,…,1.491.5,1.6,…,1.92.0,2.5,…,9.510,20,…,100―0.010.10.510349516102.3.2成套量塊量塊組的尺寸87.545mm選用的第一塊量塊尺寸1.005mm剩下的尺寸86.54mm選用的第二塊量塊尺寸1.04mm剩下的尺寸85.5mm選用的第三塊量塊尺寸5.5mm剩下的即為第四塊尺寸80mm知識準備3.計量器具的選擇3.1選擇計量器具要考慮的因素①根據(jù)工件加工批量考慮計量器具的選擇。批量小時選用通用的計量器具；批量大則選用專用量具、檢驗夾具以提高測量效率。②根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)和重量選擇計量器具的測量形式。輕小簡單的工件可放到計量儀器上測量；重大復雜的工件則要將計量器具放到工件上測量。③根據(jù)工件尺寸的大小和要求確定計量器具的規(guī)格。使所選擇的計量器具的測量范圍、示值范圍、分度值等能夠滿足測量要求。④根據(jù)工件的尺寸公差來選擇計量器具。工件公差小，計量器具精度要高；工件公差大，計量器具精度應低。一般地說，應使所選用計量器具的最大允許誤差占被測工件公差的1/10～1/3。其中對低精度的工件采用1/10，對高精度的工件采用1/3。⑤根據(jù)計量器具所導致的測量不確定度（簡稱計量器具的測量不確定度）的允許值（u1）選擇計量器具。知識準備3.2按照計量器具所導致的測量不確定度(簡稱計量器具的測量不確定度)的允許值(u1)選擇計量器具的方法。GB／T3177—2009《產(chǎn)品幾何技術規(guī)范(GPS)光滑工件尺寸的檢驗》規(guī)定的按照計量器具所導致的測量不確定度(簡稱計量器具的測量不確定度)的允許值(u1)選擇計量器具的原則和方法。3.2.1原則選擇時，應使所選用的計量器具的不確定度數(shù)值等于或小于選定的計量器具的測量不確定度允許值(u1)。3.2.2計量器具的測量不確定度允許值(u1)按測量不確定度(u)與工件公差的比值分檔；對IT6～IT11的分為I、Ⅱ、Ⅲ三檔；對ITl2～ITl8的分為I、Ⅱ兩檔。測量不確定度(u)的I、Ⅱ、Ⅲ三檔值分別為工件件公差的1／10、1／8、1／4。計量器具的測量不確定度允許值(u1)約為測量不確定度(u)的0．9倍，其三檔數(shù)值列于表1-9中。知識準備選用表1-9中計量器具的測量不確定度允許值(u1)，一般情況下，優(yōu)先選用I檔，其次選用Ⅱ檔、Ⅲ檔。3.2.3計量器具的不確定度計量器具的不確定度是計量器具的一個重要的技術性能指標。不確定度意為對測量結(jié)果正確性的可疑程度。此處的不確定度是指按B類評定的不確定度，一般是計量器具技術資料文件或校準證書、檢定證書上提供的技術數(shù)據(jù)。所以使用的計量器具要按規(guī)范定期校準，以保證量值統(tǒng)一，實時掌握計量器具的示值誤差和測量不確定度，保證測量準確可靠。表1-10、1-11、1-12收集了常用量具的不確定度參考值以供學習使用。知識準備

測量范圍：±0.05，分度值0.001，示值誤差±0.001,夾持套Φ8的扭簧比較儀（哈量）百分表：分度值0.01，示值誤差0.010，（哈量）4.1誤收與誤廢對于真實尺寸位于極限尺寸范圍內(nèi)但接近極限尺寸的一部分合格件，可能因測得值超出極限尺寸而被認為尺寸不合格，判定為廢品，即為誤廢。對于真實尺寸位于極限尺寸范圍之外但接近極限尺寸的一部分不合格件，可能因測得值在極限尺寸范圍之內(nèi)而被認為尺寸合格，判定為合格品，即為誤收。4.光滑工件尺寸的檢驗知識準備4.2驗收極限在光滑工件尺寸檢驗驗收時，誤收會影響產(chǎn)品質(zhì)量，誤廢會造成經(jīng)濟損失，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，驗收時把判斷所檢驗工件尺寸合格與否的尺寸界限從要求的極限尺寸分別向其公差帶內(nèi)移動一段距離（相當于縮小了公差），這就能減小誤收率或達到誤收率為零，當然同時也增大了誤廢率。因此，正確地確定驗收時判斷所檢驗工件尺寸合格與否的尺寸界限（即驗收極限），具有重大意義。GB/T3177-2009對如何確定驗收極限規(guī)定了兩種方式：內(nèi)縮方式和不內(nèi)縮方式。4.光滑工件尺寸的檢驗知識準備4.2.1內(nèi)縮方式知識準備4.2.1內(nèi)縮方式孔尺寸的驗收極限：上驗收極限=最小實體尺寸(LMS)-安全裕度(A)下驗收極限=最大實體尺寸(MMS)+安全裕度(A)其中：孔的最小實體尺寸(LMS)即為上極限尺寸，最大實體尺寸(MMS)即為下極限尺寸。軸尺寸的驗收極限：上驗收極限=最大實體尺寸(MMS)-安全裕度(A)下驗收極限=最小實體尺寸(LMS)+安全裕度(A)其中：軸的最小實體尺寸(LMS)即為下極限尺寸，最大實體尺寸(MMS)即為上極限尺寸。知識準備4.2.2不內(nèi)縮方式不內(nèi)縮方式驗收極限等于規(guī)定的最大實體尺寸(MMS)和最小實體尺寸(LMS)，即安全裕度A值等于零。驗收極限方式的選擇要結(jié)合尺寸功能要求及其重要程度、尺寸公差等級、測量不確定度和過程能力等因素綜合考慮。一般的公差等級較高或配合的尺寸按內(nèi)縮方式確定驗收極限，一般公差或非配合尺寸按不內(nèi)縮方式確定驗收極限。具體應用時查閱GB/T3177-2009的相關規(guī)定。4.3驗收極限方式的選擇知識準備5.光滑工件尺寸檢驗舉例解：①按Ⅰ檔不確定度允許值選擇待檢尺寸精度內(nèi)縮方式驗收極限不內(nèi)縮方式驗收極限優(yōu)先選Ⅰ檔不確定度允許值可選量具所選量具的不確定度0.012分度值為0.01的外徑千分尺0.0040.0047分度值為0.01的外徑千分尺0.0040.0019分度值為0.0025的比較儀0.0017知識準備任務3實施--知識準備--尺寸的檢測5.光滑工件尺寸檢驗舉例解：②按Ⅲ檔不確定度允許值選擇待檢尺寸精度內(nèi)縮方式驗收極限不內(nèi)縮方式驗收極限選Ⅲ檔不確定度允許值可選量具所選量具的不確定度0.029分度值為0.02的游標卡尺0.0200.012分度值為0.01的外徑千分尺0.0040.0047分度值為0.01的外徑千分尺0.0045.光滑工件尺寸檢驗舉例解：驗收極限方式驗收極限分度值為0.01的外徑千分尺分度值為0.02的游標卡尺測得合格值是否會誤收測得合格值是否會誤收內(nèi)縮方式Ф24.98±0.004否Ф24.98±0.020否不內(nèi)縮方式Ф25±0.004是Ф25±0.020是知識準備任務實施待檢尺寸驗收極限（取其一）不確定度允許值（取其一）量具所選量具的不確定度測得值驗收結(jié)論內(nèi)縮方式不內(nèi)縮方式Ⅰ檔Ⅲ檔

145±0.5

根據(jù)傳動軸零件圖的軸頸尺寸要求合理選擇驗收極限，根據(jù)計量器具校準證書出具的測量不確定度查表選定計量器具，按要求填寫