公差学习ppt第1章(4)[54P][1.50MB]

1.4尺寸的检测为了实现互换性要求，除了需要合理的规定公差之外，还应当用正确的检测方法检测完工后零件的实际尺寸，只有经过检验合格的零件才具有互换性功能。1.4.1普通计量器具的选择1.误收与误废在进行检测时，把超出公差界限的废品误判为合格品而接收称为误收；将接近公差界限的合格品误判为废品而给予报废称为误废。为了保证产品质量，GB/T3177-1997《光滑工件尺寸的检验》对验收原则、验收极限和计量器具的选择等做了规定。2.验收极限与安全裕度A国家标准规定的验收原则：所用验收方法应只接收位于规定的极限尺寸之内的工件。即允许有误废而不允许有误收，为了实现验收原则，保证零件达到互换性要求，将误收减至最小，规定了验收极限。验收极限：检验工件尺寸时判断合格与否的尺寸界限。方法1上验收极限＝最大极限尺寸－A下验收极限＝最小极限尺寸+A安全裕度A由工件公差确定，A的数值取工件公差的1/10，其数值见表1-17。为了保证验收时合格，在生产时工件不能按原有的极限尺寸加工，应按由验收极限所确定的范围生产，这个范围称为“生产公差”。方法2验收极限等于图样上标定的最大极限尺寸和最小极限尺寸，即A值为零。选择原则：符合包容要求的尺寸、公差等级高的尺寸，验收极限按方法1确定。工艺能力指数Cp≥1，验收极限按方法2确定，Cp=T/6σ。偏态分布的尺寸，验收极限可以仅对尺寸偏向的一边按方法1确定，另一边按方法2确定。非配合和一般尺寸，验收极限按方法2确定。3.计量器具的选择原则应与被测工件的外形、位置、尺寸的大小及被测参数特性相适应，测量范围满足工件的要求。应考虑工件的尺寸公差，使所选计量器具的不确定度既能保证测量精度要求，又符合经济性要求。国家标准规定：按照计量器具的测量不确定度允许值u1选择计量器具。一般情况下优先选用Ⅰ档，其次为Ⅱ、Ⅲ档。所选用计量器具的不确定度≤u1。指示表的不确定度〖例〗被检验工件，请确定验收极限并选择适当的计量器具。〖解〗该尺寸是外尺寸应选测外尺寸的量具，是包容尺寸应用内缩方式确定验收极限。上下偏差：es=0，ei=－0.062mm最大极限尺寸=35－0=35mm最小极限尺寸=35－0.062=34.938mm查表1-17优先选Ⅰ档，得A=0.0062mm验收极限：上验收极限=35－0.0062=34.994mm下验收极限=34.938+0.0062=34.944mm选择量具：查表u1=5.6μm=0.0056mm查表1-18，得分度值为0.01mm的外径千分尺不确定度为0.004mm比较：uu1，所以该量具可用。1.4.2尺寸的测量方法1.游标类量具利用游标读数原理制成的一种常用量具，主要用于机械加工中量测工件内外尺寸、宽度、厚度和孔距等，具有结构简单、使用方便、量测范围大等特点。常用的游标量具有游标卡尺（图a）、游标齿厚尺（图b）、游标深度尺（图c）、游标高度尺（图d）、游标角度规等。前4种用于长度量测，后1种用于角度量测。游标齿厚尺，由两把互相垂直的游标卡尺组成，用于量测直齿、斜齿圆柱齿轮的固定弦齿厚；游标深度尺，主要用于量测孔、槽的深度和阶台的高度；游标高度尺，主要用于量测工件的高度尺寸或进行画线。最常用的3种游标卡尺的结构和量测指标，见表。从结构图中可以看出，游标量具在结构上的共同特征是都有主尺、游标尺以及量测基准面。主尺上有mm刻度，游标尺上的分度值有0.1、0.05、0.02mm等3种。游标卡尺的主尺是一个刻有刻度的尺身，其上有固定量爪。有刻度的部分称为尺身，沿着尺身可移动的部分称为尺框。尺框上有活动量爪，并装有游标和紧固螺钉。有的游标卡尺上为调节方便还装有微动装置。在尺身上的滑动尺框，可使两量爪的距离改变，以完成不同尺寸的量测工作。游标卡尺通常用来量测内外径尺寸、孔距、壁厚、沟槽及深度等。测量外径测量内径游标卡尺的读数部分由尺身与游标组成。游标读数（或称为游标细分）原理是利用主尺刻线间距与游标刻线间距的间距差实现的。通常尺身刻线间距a为1mm，刻线（n-1）格的长度等于游标刻线n格的长度。常用的有n=10、n=20和n=50等3种，相应的游标刻线间距分别为0.90mm、0.95mm、0.98mm等3种。nanb)1(尺身刻线间距与游标刻线间距之差，即i=a－b为游标读数值（游标卡尺的分度值），此时i分别为0.10mm、0.05mm和0.02mm。根据这一原理，在量测时，尺框沿着尺身移动，根据被测尺寸的大小尺框停留在某一确定的位置，此时游标上的零线落在尺身的某一刻度间，游标上的某一刻线与尺身上的某一刻线对齐，由以上两点，得出被测尺寸的整数部分和小数部分，两者相加，即得量测结果。为了方便读数，有的游标卡尺装有测微表头，图示为带表游标卡尺，它是通过机械传动装置，将两量爪的相对移动转变为指示表的回转运动，并借助尺身刻度和指示表，对两量爪相对位移所分隔的距离进行读数。图示为电子数显游标卡尺，它具有非接触性电容式量测系统，由液晶显示器显示，其外形结构各部分名称如图所示，电子数显卡尺量测方便、可靠。电子数显卡尺1——内量测爪；2——紧固螺钉；3——液晶显示器；4——数据输出端口；5——深度尺；6——尺身；7,11一防尘板；8——置零按钮；9——米制、英制转换按钮；10——外量爪；12——台阶量测面使用游标卡尺的注意事项使用前先把量爪和被测工件表面的灰尘和油污等擦干净，以免碰伤量爪面和影响量测精度，检查各部件的相互作用，如尺框和基尺装置移动是否灵活，紧固螺钉是否能起作用等。检查游标卡尺零位，使卡尺两量爪紧密贴合，眼睛观察时应无明显的光隙，同时观察游标零刻线与尺身零刻线是否对准，游标的尾刻线与尺身的相应刻线是否对准。最好把量爪闭合3次，观察各次读数是否一致。如果3次读数不是0，但相等，可把数值记下来，在量测时加以修正。使用时掌握好量爪面同工件表面接触时的压力，既不太大也不太小，刚好使量测面与工件接触，同时量爪还能沿着工件表面自由滑动。有微动装置的游标卡尺，应使用微动装置。读数时把游标卡尺水平拿着朝光亮的方向，使视线尽可能地和尺上所读的刻线垂直，以免由于视线的歪斜而引起读数误差（即视差）。必要时，可用3倍至5倍的放大镜帮助读数。最好在工件的同一位置上多量测几次，取其平均读数，以减小读数误差。量测外尺寸读数后，切不可从被测工件上用猛力抽下游标卡尺，否则会使量爪的量测面加快磨损。量测内尺寸读数后，要使量爪沿着孔的中心线滑出，防止歪斜，否则将使量爪扭伤、变形或使尺框走动，影响量测精度。不准用游标卡尺量测运动中的工件，否则容易使游标卡尺受到严重磨损，也容易发生事故。不准以游标卡尺代替卡钳在工件上来回拖拉，使用游标卡尺时不可用力同工件撞击，防止损坏游标卡尺。游标卡尺不要放在强磁场附近（如磨床的工作台上），以免使游标卡尺感应磁性，影响使用。使用后，应当注意把游标卡尺平放，尤其是大尺寸的游标卡尺，否则会使主尺弯曲变形。使用完毕之后，应安放在专用盒内，注意不要使它弄脏或生锈。游标卡尺受损后，不能用锤子、锉刀等工具自行修理，应交专门修理部门修理，并经检定合格后才能使用。2.螺旋测微类量具利用螺旋副的运动原理进行量测和读数的一种测微量具。可分为外径千分尺、内径千分尺、深度千分尺、杠杆千分尺以及专用的量测螺纹中径尺寸的螺纹千分尺和量测齿轮公法线长度的公法线千分尺。通过螺旋传动，将被测尺寸转换成丝杆的轴向位移和微分筒的圆周位移，并以微分筒上的刻度对圆周位移进行计量，从而实现对螺距的放大细分。当量测丝杆连同微分筒转过φ角时，丝杆沿轴向位移量为L，千分尺的传动方程式为L=p×φ/2π式中：p——丝杆螺距；φ——微分筒转角。一般p=0.5mm，而微分套筒的圆周刻度数为50等分，故每一等分所对应的分度值为0.0lmm。读数的整数部分由固定套筒上的刻度给出，其分度值为1mm，读数的小数部分由微分套筒上的刻度给出。读数方法：在千分尺的固定套筒上刻有轴向中线，作为微分筒读数的基准线。在中线的两侧，刻有两排刻线，每排刻线间距为1mm，上下两排相互错开0.5mm。测微螺杆的螺距为0.5mm，微分筒的外圆周上刻有50等分的刻度。当微分筒转一周时，螺杆轴向移动0.5mm。如微分筒只转动一格时，则螺杆的轴向移动为0.5/50～0.01mm，因而0.0lmm就是千分尺分度值。读数时，从微分套筒的边缘向左看固定套筒上距微分筒边缘最近的刻线，从固定套筒中线上侧的刻度读出整数，从中线下侧的刻度读出0.5mm小数，再从微分套筒上找到与固定套筒中刻度对齐的刻线，将此刻线数乘以0.01mm就是小于0.5mm的小数部分的读数，最后把以上几部分相加即为量测值。〖例〗如图所示，读出图中千分尺所示读数。〖解〗在图a中，距微分套筒最近的刻线为中线下侧的刻线，表示0.5mm的小数，中线上侧距微分筒最近的为7mm的刻线，表示整数，微分筒上的35刻线对准中线，所以外径千分尺的读数为7+0.5+0.01×35=7.85mm。图b中，距微分套筒最近的刻线为5mm的刻线，而微分套筒上数值为27的刻线对准中线，所以外径千分尺的读数为5+0.01×27=5.27mm。外径千分尺由尺架、微分套筒、固定套筒、测力装置、量测面、锁紧机构等组成，如图。图8-19外径千分尺1——尺架；2——砧座；3——测微螺杆；4——锁紧装置；5——螺纹轴套；6——固定套筒；7——微分套筒；8——螺母；9——接头；10——测力装置图中，测力装置10由固定套筒6用螺钉固定在螺纹轴套5上，并与尺架1紧密结合成一体。测微螺杆3的一端为量测杆，它的中部外螺纹与螺纹轴套5上的内螺纹精密配合，并可通过螺母调节配合间隙；另一端的外圆锥与接头的内圆锥相配，并通过顶端的内螺纹与测力装置连接。当此螺纹旋紧时，测力装置10通过垫片紧压接头，而接头上开有轴向槽，能沿着测微螺杆3上的外圆锥胀大，使微分筒7与测微螺杆3和测力装置10结合在一起。当旋转测力装置10时，就带动测微螺杆3和微分筒7一起旋转，并沿精密螺纹的轴线方向移动，使两个量测面之间的距离发生变化。千分尺测微螺杆3的移动量一般为25mm，有少数大型千分尺制成50mm的。外径千分尺使用方便，读数准确，其量测精度比游标卡尺高，在生产中使用广泛；但千分尺的螺纹传动间隙和传动副的磨损会影响量测精度，因此主要用于量测中等精度的零件。常用的外径千分尺量测范围有0～25mm、25～50mm、50～75mm等多种，最大可达2500～3000mm。千分尺的制造精度主要由它的示值误差（主要取决于螺纹精度和刻线精度）和量测面的平行度误差决定。制造精度可分为0级和1级两种，0级精度最高。使用前，必须校对外径千分尺的零位。对量测范围为0～25mm的外径千分尺，校对零位时应使两量测面接触；对量测范围大于25mm的外径千分尺，应在两量测面间安放尺寸为其量测下限的校对用的量测杆后，进行对零。如零位不准，按下述步骤调整：①使用测力装置转动测微螺杆，使两量测面接触。②锁紧测微螺杆。③用外径千分尺的专用扳手，插入固定套管的小孔内，扳转固定套管，使固定套管纵刻线与微分筒上的零刻线对准。④若偏离零刻线较大时，需用螺钉旋具将固定套管上的紧固螺钉松脱，并使测微螺杆与微分筒松动，转动微分筒，进行粗调，然后锁紧紧固螺钉，再按上述步骤③进行微调并对准。⑤调整零位，必须使微分筒的棱边与固定套管上的“0”刻线重合，同时要使微分筒上的“0”线对准固定套管上的纵刻线。使用时，应手握隔热装量。如果手直接握住尺架，会使外径千分尺和工件温度不一致，而增加量测误差。量测时，要使用测力装置，不要直接转动微分筒使量测面与工件接触。应先用手转动千分尺的微分筒，待测微螺杆的量测面接近工件被测表面时，再转动测力装置上的棘轮，使测微螺杆的量测面接触工件表面，听到2～3声“咔咔”声后即停止转动，此时已得到合适的量测力，可读取数值。不可用手猛力转动微分筒，以免使量测力过大而影响量测精度，严重时还会损坏螺纹传动副。量测时，外径千分尺量测轴线应与工件被测长度方向一致，不要斜着量测。外径千分尺量测面与被测工件相接触时，要考虑工件表面几何形状，以减少量测误差。在加工过程中量测工件