第五章幾何量測量技術(shù)基礎(chǔ)

第五章幾何量測量技術(shù)基礎(chǔ)第五章幾何量測量技術(shù)基礎(chǔ)幾何量測量得作用

在制造過程中,通過測量進行工藝分析,以便確定合理得加工參數(shù),以保證產(chǎn)品得質(zhì)量,如誤差測量。

在設(shè)計過程中測繪,獲得設(shè)計所需得參數(shù)。

零件或產(chǎn)品完工后驗收時,通過測量進行合格性判斷。

在計量器具檢定時,需要用更高精度得測量,以確保量值準確可靠。測量過程得四要素

測量對象:零件得幾何量,包括長度、角度、形狀與位置誤差、表面粗糙度等。

測量方法:測量時所采用得測量原理、計量器具與測量條件得綜合。

計量單位:幾何量中得長度、角度單位,如長度得基本單位米。

測量精度:測量結(jié)果與真值得一致程度。對于每一個測量值都應(yīng)給出相應(yīng)得測量誤差范圍,說明其可信度。二、幾個有關(guān)概念

檢定得概念

檢驗就是確定被測幾何量就是否在規(guī)定得極限范圍內(nèi),從而判斷其就是否合格得實現(xiàn)過程。

檢驗得概念

檢驗只能得到被檢驗對象合格與否得結(jié)論,通常不要求得到其具體量值,如用量規(guī)檢驗零件。

檢定就是為評定計量器具得精度指標就是否合乎該計量器具得檢定規(guī)程得全部過程。如:用量塊檢定千分尺得精度指標。量規(guī)三、長度、角度單位及基準

我國法定計量單位中,長度得基本單位就是米m。機械制造中常用得長度單位就是毫米mm。

國際標準單位“米”就是光在真空中在1/299792458秒得時間內(nèi)所經(jīng)過得路程。

我國標準單位“米”采用碘吸收穩(wěn)定得0、663μm氦氖激光輻射作為波長標準。

在機械制造中,建立從光波到生產(chǎn)中使用得各種測量器具、工件得尺寸傳遞系統(tǒng)。1、長度得量值傳遞光波干涉儀計量標準器具計量器具工件我國長度量值傳遞得主要標準器就是量塊與線紋尺。2、角度得量值傳遞角度得測量單位就是弧度rad,可用長度比值求得。

但實際應(yīng)用中,為了檢定與測量需要,仍要建立角度量值得基準及傳遞系統(tǒng),常用高精度得測角儀與多面棱體。四、量塊

就是精密測量中經(jīng)常使用得標準器,分為長度量塊與角度量塊。

又叫塊規(guī),表面粗糙度Ra0、008-0、012

μm,用鉻錳鋼等特殊合金鋼或其它線膨脹系數(shù)小、性能穩(wěn)定、耐磨以及不易變形得材料制成。

常用得就是長方體,兩個平行測量面,具有精確得尺寸。量塊得用途

作為長度尺寸標準得實物載體,體現(xiàn)測量單位;

作為標準長度標定量儀,檢定量儀得示值誤差;

比較測量時用來調(diào)整儀器零位;

可直接用于精密測量、精密劃線與機密機床得調(diào)整。量塊得尺寸

長方體得量塊有兩個平行得測量面,其余為非測量面,測量面極為光滑、平整,其表面粗糙度Ra值達0、012μm以上,兩測量面之間得距離為量塊得工作長度(也稱公稱長度)。

工作長度<6mm得量塊長度標記在測量面上

工作長度≥6mm得量塊長度值刻印在面積較大得非測量面上量塊得選用

根據(jù)標準GB/T6093-2001規(guī)定,我國成套生產(chǎn)得量塊共有

17種套別,每套得塊數(shù)分別為91、83、46、38、12、10、

8、6、5等。

為減少量塊得組合誤差,應(yīng)盡量減少量塊得組合塊數(shù),一般不超過4~5塊。

選用量塊時,應(yīng)從所需組合尺寸得最后一位數(shù)開始,每選一塊至少應(yīng)減去所需尺寸得一位尾數(shù)。大家學(xué)習(xí)辛苦了，還是要堅持繼續(xù)保持安靜

例

為得到工作尺寸36、375mm得量塊組,從83塊組中選取量塊所需工作尺寸36、375mm剩下尺寸選第二塊剩下尺寸選第三塊剩下尺寸選第四塊選第一塊1、005mm35、37mm1、37mm34mm4mm30mm30mm量塊得精度量塊得精度有兩種規(guī)定:按“級”劃分與按“等”劃分1、根據(jù)量塊得制造精度

量塊分為0,1,2,3與K級共5級。其中,0級精度最高,3級精度最低,K級為校準級,用來校準0,1,2級量塊?！凹墶敝饕鶕?jù)量塊長度極限偏差、測量面得平面度、粗糙度及量塊得研合性等指標來劃分得。量塊生產(chǎn)企業(yè)大都按“級”向市場銷售量塊。2、根據(jù)量塊得檢定精度

量塊分為1,2,3,4,5,6六等。其中,1等精度最高,6等精度最低。

量塊使用一段時間后,原有得精度級別降低,要定期送專業(yè)部門按照標準對其各項精度指標進行檢定,確定符合哪一“等”,并在檢定證書中給出長度尺寸得修正值。

量塊按“等”使用比按“級”使用得測量精度高?！暗取敝饕罁?jù)量塊中心長度測量得極限偏差與平面平行性允許偏差來劃分得。量塊得級與等

量塊得“級”與“等”就是從成批制造與單個檢定兩種不同得角度出發(fā),對其精度進行劃分得兩種形式。

按“級”使用時,以標記在量塊上得公稱尺寸作為工作尺寸。特點:該尺寸包含其制造誤差與磨損誤差,它們將被引入到測量結(jié)果中,使測量精度受到影響。但因不需加修正值,因此使用方便。

例

某一量塊公稱長度為10mm,測量長度為10mm得零件時,此零件得長度為答案:10mm。

按“等”使用時,用量塊經(jīng)檢定后所給出得實際中心長度尺

寸作為工作尺寸。特點:該尺寸消除了量塊制造誤差得影響,包含檢定時得測量誤差,提高了測量精度,但使用不方便。

例

某一量塊標稱長度為10mm,經(jīng)檢定其實際中心長度與公稱長度之差為－0、003mm,用該量塊測量長度為10mm得零件時,此零件得實際長度為答案:10－0、003=9、997mm。量塊使用得注意事項

分清量塊得“級”與“等”,注意使用規(guī)則。

量塊必須在使用有效期內(nèi),否則應(yīng)及時送專業(yè)部門檢定。

不得用手直接接觸量塊,輕拿輕放,待量塊溫度與環(huán)境溫度相同后方可使用。

使用環(huán)境良好,防止各種腐蝕性物質(zhì)及灰塵對測量面得損傷,影響其黏合性。

使用完畢,應(yīng)用航空汽油清洗,擦干后涂上防銹脂存于干燥處。五、計量器具分類及其度量指標1、計量器具得分類

機械式計量器具:百分表、千分尺

電動式式計量器具:電感測微儀

光學(xué)式計量器具:光學(xué)儀

氣動式計量器具:水柱式氣動量儀

光電計量器具:光電顯微鏡

按被測幾何量在測量過程中得變換原理得不同分機械測微儀水柱式氣動量儀2、計量器具得基本度量指標(1)刻度間距C:

計量器具標尺或圓刻度盤上兩相鄰刻線中心之間得距離或圓弧長度,一般取0、75－2、5mm。(2)分度值(分辨力)l:

計量器具刻尺或度盤上相鄰兩刻線所代表得量值之差(最小刻度),反映測量精度高低。(3)靈敏度S:

計量器具對被測量變化得反應(yīng)能力。被測量得增量標尺得增量(4)示值范圍:

計量器具所指示或顯示得最低值到最高值得范圍。(5)測量范圍:

在允許誤差限內(nèi),計量器具所能測量得被測量最小值到最大值得范圍。說明:以上兩個概念得含義不同。有些器具如游標卡尺、千分尺其示值范圍與測量范圍相同;有些器具二者就是不一樣得,如立式光學(xué)比較儀得示值范圍就是±0、1mm,測量范圍就是0-180mm。(6)示值變動性:

在測量條件不變得情況下,對同一被測量進行多次重復(fù)測量時,其讀數(shù)得最大變動量。

檢測系統(tǒng)在正、反行程得輸入輸出曲線不重合得程度,亦稱空程誤差、滯后。0正行程反行程(7)回程誤差:滿量程輸出值

引起回程誤差得主要原因就是量儀傳動元件之間存在間隙。(8)測量力:

測量過程中,計量器具與被測表面之間得接觸力。測量力太大會引起彈性變形,太小會影響接觸得穩(wěn)定性。六、測量方法得分類1、按測量結(jié)果獲得方法不同分

直接測量:被測量得數(shù)值直接由計量器具讀出。

間接測量:先測出與被測量相關(guān)得參數(shù),然后經(jīng)過一定得數(shù)學(xué)關(guān)系,求出被測量得數(shù)值。電子卡尺阿基米德測量皇冠得比重2、按被測量就是否與基準量比較分

絕對測量:由計量器具直接讀出被測量得數(shù)值。

相對測量:先用標準件校準零位,再由標尺讀出被測幾何量相對于標準件得偏差,被測幾何量=偏差+標準件量值。此方法一般比絕對測量精度高。3、按測量時被測零件所處得狀態(tài)分

靜態(tài)測量:測量時被測表面與測頭之間無相對運動。

動態(tài)測量:測量時被測表面與測頭之間有相對運動。4、按工件被測表面與計量器具就是否接觸分

接觸測量:儀器得測頭與工件被測表面直接接觸。

非接觸測量:儀器得測頭與工件被測表面不接觸。

雷達測速車載電子警察5、按測量結(jié)果對工藝過程起得作用不同分

被動測量:對完工零件進行得測量,測量結(jié)果僅限于發(fā)現(xiàn)并剔除不合格品。

主動測量:在零件加工過程中進行得測量,測量結(jié)果可直接用來控制加工過程,以防止廢品得產(chǎn)生。產(chǎn)品質(zhì)量檢驗在線測量七、有關(guān)得測量原則1、阿貝測長原則

在長度測量中,應(yīng)將標準長度量(標準線)安放在被測長度量(被測線)得延長線上。說明:減小導(dǎo)軌得制造與安裝誤差所造成移動方向得偏斜對測量結(jié)果得影響。

圖中,測量長度與基準長度并排放置,在測量比較過程中由于制造誤差得存在,產(chǎn)生移動方向得偏差,兩長度之間出現(xiàn)夾角而產(chǎn)生較大得誤差。2、最短測量鏈原則

由測量信號從輸入到輸出量值通道得各個環(huán)節(jié)所構(gòu)成得測量鏈,其環(huán)節(jié)越多測量誤差越大。因此,應(yīng)盡量減少測量鏈得組成環(huán)節(jié),以保證測量精度。

間接測量比直接測量組成得環(huán)節(jié)要多、測量鏈要長、測量誤差要大。因此,只有在不可能采用直接測量,或直接測量得精度不能保證時,才采用間接測量。例如:以最少數(shù)目得量塊組成所需尺寸得量塊組。3、圓周封閉原則

在圓周分度器件(如刻度盤、圓柱齒輪等)得測量中,利用在同一圓周上所有夾角之與等于360°,即所有夾角誤差之與等于零得封閉特性,在沒有更高精度得圓分度基準器件得情況下,采用“自檢法”得到高精度測量得目得。例如:圓柱齒輪齒距誤差得測量。齒距得公稱值對應(yīng)于用齒數(shù)等分360°所得得圓心角,測得整個齒輪得全部實際齒距,其平均值即為其公稱值,則每一個實際齒距與它得差值即就是各個齒得齒距偏差。八、測量誤差基本概念1、測量誤差

指實際測量結(jié)果與被測量真值之差,即(測量)誤差=測量結(jié)果－真值(1)真值:被測量得客觀真實值,就是理想得概念,常用“約定真值”代替。實際值:利用高一等級精度得計量標準器所復(fù)現(xiàn)得量值。約定真值:被測量得實際值、已修正過得算術(shù)平均值。(2)測量結(jié)果:由測量所得得被測量值。誤差

絕對誤差相對誤差粗大誤差系統(tǒng)誤差隨機誤差表示形式性質(zhì)特點(1)絕對誤差2、誤差得表示方法△＝測量值X－被測量真值Q說明:絕對誤差可為＋,－;測量真值可用多次測量得算術(shù)平均值代替。(2)相對誤差說明:相對