如何根据工件公差等级选择计量器具-互换性与技术测量

1第2章长度测量基础第一节测量的基本概念第二节尺寸传递第三节测量仪器与测量方法的分类第四节测量技术的部分常用术语第五节常用长度测量仪器第六节坐标测量机中的光栅与激光测量原理第七节探针扫描显微镜简介第八节测量误差和数据处理第九节计量器具的选择第一节测量的基本概念1.测量技术在机械制造业中，对加工完成的零件是否符合设计要求进行判断与确定的一种手段。主要是研究对零件的几何量进行测量和检验的一门技术。长度、角度、几何形状、相互位置以及表面粗糙度等国家标准是实现互换性的基础测量技术是实现互换性的保证2.测量确定被测对象的量值而进行的实验过程。即就是将一个被测的量与一个作为测量单位的标准量进行比较的过程。L=q．E(基本测量方程式)式中：L—被测量值E—测量单位q—比值测量单位的选择取决于被测几何量所要求的测量精度第一节测量的基本概念测量包括以下四个方面的内容：1）测量对象2)测量单位3)测量方法4)测量精度:零件的几何量:国家的法定计量单位:测量器具、测量原理以及检测条件的综合:测量结果与真值的一致第一节测量的基本概念任何测量都避免不了会产生测量误差。因此，精度和误差是两个相互对应的概念。精度高，说明测量结果更接近真值，测量误差更小；反之，精度低，说明测量结果远离真值，测量误差大。由此可知，任何测量结果都是一个表示真值的近似值。第一节测量的基本概念3.检验“检验”是一个比“测量”含义更广泛的概念。对于金属内部质量的检验、表面裂纹的检验等，就不能用“测量”这一概念。对于零件几何量的检验，通常只是判断被测零件是否在规定的验收极限范围内，确定其是否合格，而不一定要确定其具体的量值。第二节长度基准与尺寸传递概述1.基准的建立为了保证工业生产中长度测量的准确度，首先要建立统一、可靠的长度基准。常见的长度基准：米（m）、毫米（mm）、微米(μm)、纳米（nm）国际单位制机械制造精密测量超精密测量换算关系为：1m=1000mm1mm=1000μm1μm=1000nm第二节长度基准与尺寸传递国际单位基准“米”经历了三个不同的阶段1）以地球子午线通过巴黎的四千万之一作为基本的长度单位米，国际米原器。2）采用光波波长作为长度单位基准3）米等于光在真空中，在1/299792458秒的时间间隔内的行程长度第二节长度基准与尺寸传递概述2.长度量值传递系统为了保证长度基准的量值能准确地传递到工业生产中去，就必须建立从光波基准到生产中使用的各种测量器具和工件的尺寸传递系统第二节长度基准与尺寸传递一、量块及其传递系统量块量块是机械制造中精密长度计量应用最广泛的一种实体标准，用以体现测量单位，并作为尺寸传递的媒介。它是没有刻度的平面平行端面量具，是以两相互平行的测量面之间的距离来决定其长度的一种高精度的单值量具。形状：矩形截面的长方体、圆形截面的圆柱体第二节长度基准与尺寸传递一、量块及其传递系统1.量块的中心长度量块长度：指量块上测量面的任意一点到与下测量面相研合的辅助体（如平晶）平面间的垂直距离。量块的尺寸：指量块测量面上中心点的量块长度，用符号L来表示，即用量块的中心长度尺寸代表工作尺寸。第二节长度基准与尺寸传递一、量块及其传递系统3.量块的研合性(粘合性）利用量块的研合性，就可以把各种尺寸不同的量块组合成量块组，得到所需要的各种尺寸。量块的研合性第二节长度基准与尺寸传递一、量块及其传递系统4.量块的组合为了组成各种尺寸，量块是按一定的尺寸系列成套生产的。第二节长度基准与尺寸传递一、量块及其传递系统2）量块的分等量块按其检定精度，可分为1、2、3、4、5五等。按“级”测量：使用量块上的名义尺寸。按“等”测量：使用量块检定后的实际尺寸进行测量。一套量块有两种使用方法。按“级”使用：根据刻在量块上的名义尺寸，忽略其制造误差按“等”使用：根据量块的实际尺寸，忽略检定时的测量误差按“等”测量比按“级”测量的精度高。5.量块的精度1）量块的分级量块按制造精度分为5级，即0、1、2、3和K级。第二节长度基准与尺寸传递一、量块及其传递系统2）组合量块成一定尺寸时，应从所给尺寸的最后一位小数开始考虑，每选一块应使尺寸至少去掉一位小数。6.量块的组合方法及原则•组合方法1）选择量块时，按照量块的名义尺寸进行选取。若为按“级”测量，则测量结果即为按“级”测量的测得值；若是按“等”测量，可将测出的结果加上量块检定表中所列各量块的实际偏差，即为按“等”测量的测得值。第二节长度基准与尺寸传递一、量块及其传递系统6.量块的组合方法及原则•组合原则1）量块块数尽可能少，一般不超过3-5块。2）必须从同一套量块中选取，决不能在两套或两套以上的量块中混选。3）组合时，不能将测量面与非测量面相研合。4）组合时，下测量面一律朝下。第二节长度基准与尺寸传递一、量块及其传递系统28.935-1.00527.93-1.4326.5-6.520-200例如：要组成28.935mm的尺寸，采用83块一套的量块第二节长度基准与尺寸传递一、量块及其传递系统28.935-1.005……………第一块量块尺寸为1.005mm27.93-1.43………………第二块量块尺寸为1.43mm26.5-6.5…………………第三块量块尺寸为6.5mm20-20…………………第四块量块尺寸为20mm0以上四块量块研合后的整体尺寸为28.935mm2.3测量仪器与测量方法的分类测量仪器—单独或连同辅助设备一起用以进行测量的工具，目前市场上测量仪器众多，但按用途和使用特点可大致将他们分为如下几种：1.实物量具（基准量具）在使用时以固定形式复现或提供给定量的一个或多个已知值的器具。基准量具是用来调整和校对一些计量器具或作为标准尺寸进行比较测量的器具。它又分为：(1)定值基准量具，如量块、角度块等。(2)变值基准量具，如线纹尺等。角度块规精度：±3″、±10″、±30″2.极限量规极限量规是一种没有刻度的用于检验零件的尺寸和形位误差的专用计量器具。它只能用来判断被测几何量是否合格，而不能得到被测几何量的具体数值。如光滑极限量规、位置和螺纹量规等。3.显示式测量仪器能将测量的数值以实际数值进行显示的测量仪器。显示的方式包括数字或指针式。如电压表、千分尺、频率计等。显示式测量仪器在测量仪器设备中占大多数。4.测量系统将若干个测量设备组合起来完成某一复杂量或复合量值的测量的测量装置。常见的如万用表、示波器等。2.3测量仪器与测量方法的分类机械工程中，常用的几何尺寸测量仪器，根据其构造形式，可分为：1.游标式测量仪器如游标卡纸、游标高度尺、游标量角器等。2.微动螺旋副式测量仪器外径千分尺、内径千分尺、公法线千分尺3.机械式测量仪器百分表、千分表、杠杆比较仪、扭簧比较仪4.光学机械式测量仪器光学计、接触干涉仪、干涉显微镜、工具显微镜等。2.3测量仪器与测量方法的分类机械工程中，常用的几何尺寸测量仪器，根据其构造形式，可分为：5.气动式测量仪器流量计、气压计。6.电学式测量仪器电接触式、电感式、电容式、电涡流式测量仪器等。7.光电式测量仪器激光干涉仪、激光测距仪等。2.3测量仪器与测量方法的分类二、测量方法的分类1.直接测量与间接测量2.绝对测量与相对测量3.接触测量与非接触测量4.在线测量与离线测量5.单项测量与综合测量6.动态测量与静态测量测量方法的分类是从不同的角度考虑的。一个具体的测量过程，可能兼有上述几种测量方法的特征2.3测量仪器与测量方法的分类1.直接测量与间接测量1)直接测量：所测值就是被测量2.3测量仪器与测量方法的分类用游标卡尺测量直径2)间接测量：测量有关量，并通过一定的函数关系，求得被测量的量值。LHRR=+L28HH22.3测量仪器与测量方法的分类2.绝对测量与相对测量1)绝对测量：从计量器具标尺上直接读出被测量的整个数值。2)相对测量：计量器具标尺上指示的值是被测量相对于标准量的偏差值。2.3测量仪器与测量方法的分类被测件量块指示表d0L00LLLLd03.接触测量与非接触测量1)接触测量：仪器的测量头与测量零件表面接触，并有机械作用力存在。被测表面杠杆测头轴线测量线2)非接触测量：仪器的测量头与被测量零件表面不接触，没有机械作用力存在。(如：光学、气动测量)2.3测量仪器与测量方法的分类4.在线测量与离线测量1）在线测量：零件在加工过程中进行的测量2）离线测量：零件加工后进行的测量反馈2.3测量仪器与测量方法的分类5.单项测量与综合测量1）单项测量：分别测量零件的各个参数。min公差工件轴通端止端用光滑极限量规检验工件时,通端能通过工件,止端不能通过工件时,则该工件是合格的.2）综合测量：同时测量零件上的几个有关参数，从而综合评定零件是否合格。max2.3测量仪器与测量方法的分类6.动态测量与静态测量2）静态测量：测量时，被测表面与测量头是相对静止的。测量头测量表面1）动态测量：测量时，被测表面与测量头有相对运动，它能反映被测参数的变化过程。2.3测量仪器与测量方法的分类1标尺间距：标尺间距是指刻度尺或刻度盘上相邻两刻线中心线间的距离（两条刻线之间的距离）。为便于目力估读一个分度值的小数部分。一般将刻度间距取为1～2.5mm。标尺间距一般为1～2.5mm。标尺间距仪器标尺+2.4测量技术的部分常用术语2分度值：计量器具标尺上每刻线间距所代表的量值。一般长度计量器具的分度值有0.1、0.01、0.001、0.0005mm。仪器标尺刻度间距分度值mm2.4测量技术的部分常用术语3示值范围：测量器具标尺上能显示的最低值到最高值的范围。仪器标尺mm+示值范围2.4测量技术的部分常用术语4测量范围：在允许的误差极限内，计量器具所能测量的工件大小。测量范围工件尺寸仪器测量范围（0～180）mm仪器标尺+2.4测量技术的部分常用术语2.4测量技术的部分常用术语5.灵敏度:测量仪器的响应变化除以对应的激励变化。当激励和响应为同一类量时，也称为放大比或放大倍数。计量器具指针对被测量变化的反映能力。S=ΔL/ΔX放大比K=a/i6.稳定性:测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力。一般用仪器的计量精度经过规定的时间所发生的改变量来衡量。7.鉴别力阈（灵敏阈）:引起测量器具示值可觉察变化的被测量值的最小变化量。反映量仪对被测量值微小变动的不敏感程度。8.分辨力：测量仪器能有效辨别的最小示值差。通常模拟式指示装置其分辨力为标尺间隔一半，数字式则为数值变化一个末位有效数字是其示值的变化。9.测量结果重复性:在规定的条件下，重复用相同的激励，测量仪器给予出非常相似响应的能力。反映的是测量仪器的工作稳定性。2.4测量技术的部分常用术语10.示值：由测量器具所指示的被测量值11.测量仪器的示值误差(δi)：计量器具示值减去被测量的真值所得的差值。即δi=Li-Lg12.测量仪器的最大允许误差：规程或规范允许的误差极限值。用以衡量仪器的准确性。13.修正值(△)：为消除系统误差，用代数法加到测量结果上的值。△=-δi，修正后得Lg=Li+△14.测量不确定度：表示合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。它是由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度，是定量说明测量结果的质量的一个参数。2.4测量技术的部分常用术语课堂练习判断题1.量块是一种精密量具,因此可以单独利用它直接测量精度要求较高的工件尺寸。×√2.使用相同精度的计量器具，采用间接法比采用直接法测量精度高。×3.分度值也称刻度值，一般来说，计量器具的分度值越小，则该计量器具的精度就越高。2.8测量误差和数据处理1.测量误差被测量的实际测得值与被测量的真值之间的差异δ=l–L测量误差绝对误差：δ=l–L相对误差：f=δ/L（≈δ/l）用来判定相同被测几何量的测量精确度用来判定不同大小的同类几何量的测量精确度一、测量误差的基本概念例如：有两个被测量的实际测得值l1=100mm，l2=10mm，δ1=δ2=0.01mm，则其相对误差为：f1=δ1/l1×100%=0.01/100×100%=0.01%f2=δ2/l2×100%=0.01/10×100%=0.1%由上