《机械零件测量》

绪论2互换性在同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选、调整或修配（如钳工修理等）就能装在机器上，达到规定的性能要求。互换性的分类几何参数互换性功能互换性完全互换不完全互换互换性的作用给产品的设计、制造、使用和维修都带来了很大的方便。几何参数误差和公差几何参数误差包括尺寸误差、几何误差和表面粗糙度等；几何参数公差包括尺寸公差和几何公差等。检测检测包括检验和测量，不仅可以用来评定产品质量，而且可以用来分析不合格品的产生原因。标准化标准化是指以制定标准和贯彻标准为主要内容的全部活动过程项目一零件测量技术基础•任务一测量误差计算•任务二游标卡尺测量线性尺寸•任务三千分尺测量线性尺寸•任务四角度的测量4项目概述在机械制造中，为保证机械零件的互换性，需在加工过程中和加工之后对其进行测量和检验，以确定它是否符合技术要求。测量和检验共同组成了测量技术。测量技术在机械制造中具有非常重要的作用，测量技术水平的高低将会反映出一个国家科技发展水平的高低。本项目将主要介绍测量技术基础知识。【知识目标】了解技术测量的基本概念、计量器具的分类及其性能指标理解测量长度尺寸的常用计量器具的测量原理理解测量角度的常用计量器具的测量原理【能力目标】掌握常用长度尺寸的测量方法掌握常用角度尺寸的测量方法能检测轴类零件等尺寸【素质目标】培养学生踏实严谨、精益求精的治学态度培养学生敬业爱岗、团结协作的工作作风培养学生自我学习、创新的能力项目目标任务一测量误差计算过渡页TRANSITIONPAGE6任务一测量误差计算1．了解测量技术的基本概念；2．理解计量器具的分类、基本度量指标和测量方法；3．理解测量误差的概念和产生原因；4．理解测量精度的概念及测量误差的评定。任务要求任务导入甲同学和乙同学分别用两种量具测量一长方体的长和宽，甲同学测得长方体的长，乙同学得长方体的宽。设该长方体长和宽的真值分别为，，那么甲同学和乙同学谁的测量值精度较高呢？249.98mmb20.002mma020mma0250mmb7任务一测量误差计算一、测量技术基础【2．计量器具的分类】（1）量具量具是指以固定形式复现量值的计量器具，包括单值量具和多值量具两种。（2）量规量规是指没有刻度的专用计量器具，主要用于检验零件实际尺寸和几何误差的综合结果。（3）量仪量仪是指能将被测量值转换成可直接观察的指示值或等效信息的计量器具。（4）计量装置计量装置是指为确定被测几何量值所必需的计量器具和辅助设备的总体。【1．技术测量的基本概念】测量对象：包括长度、角度、表面质量、几何形状和相互位置等；心理资本是贮藏在我们心灵深处一股永不衰竭的力量；计量单位：包括长度单位、角度单位，如米（m）、毫米（mm）、度（°）、分（′）、秒（″）等；高心理资本带来个人和组织绩效的良性循环；测量方法：指测量时所采用的测量原理、计量器具和测量条件的总和；测量精度：指测量结果与真值的符合程度。一个完整的测量过程应包括：8任务一测量误差计算【3．计量器具的基本计量参数】刻度间距：又称刻线间距，是指计量器具的刻度尺或刻度盘上相邻两刻线中心之间的距离。示值误差：是指计量器具的指示值与被测尺寸的真值之差。它由仪器设计原理误差、分度误差和传动机构的失真等因素产生。分度值：是指在测量器具的标尺或刻度盘上每一刻度间距所代表的量值。校正值：是为了消除示值误差所引起的测量误差，在测量结果中所加的与示值误差大小相等、符号相反的一个修正值。示值稳定性：是指在工作条件一定的情况下，对同一参数进行多次测量，所得示值的最大变化范围。测量力：是指测量过程中测量头与被测表面的接触力。不确定度：是指由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度。计量器具的计量参数主要用于说明计量器具的性能和功用，是选择和使用计量器具、研究和判别测量方法的主要依据。基本计量参数包括：9任务一测量误差计算【4．测量方法的分类】计量器具的计量参数主要用于说明计量器具的性能和功用，是选择和使用计量器具、研究和判别测量方法的主要依据。基本计量参数包括：①根据被测量值是直接由计量器具的计数装置获得的，还是通过对某个标准值的偏差值计算得到的，测量方法可分为绝对测量和相对测量。②根据所测的几何量是否为要求被测的几何量，测量方法可分为直接测量和间接测量。③根据零件上同时被测的几何量的多少，测量方法可分为单项测量和综合测量。10任务一测量误差计算二、测量误差在任何测量过程中，由于计量器具本身的误差以及测量方法和测量条件的限制，使得测量结果与真实值不能完全一致，这种测量值与真值之间的差值称为测量误差。【1．测量误差的概念】【2．测量误差的产生原因】计量器具误差：指计量器具本身在设计、制造、装配和使用过程中造成的各项误差。这些误差综合表现为示值误差和示值的不稳定性。方法误差：指测量方法不完善所引起的误差，包括计算公式不准确、测量方法选择不当、测量基准不统一、工件安装不合理等引起的误差。环境误差：指测量时的环境条件不符合标准条件所引起的误差。环境条件主要包括温度、湿度、气压、振动和灰尘等，其中，温度对测量结果的影响最大。人员误差：指由测量人员的主观因素所引起的误差。例如，测量人员技术不熟练、测量瞄准不准确、估读判断错误和测量习惯等引起的误差。11任务一测量误差计算【4．测量误差的评定指标】精度和误差是两个相对的概念，误差大，精度低；误差小，精度高。由于测量总是存在测量误差，因此，任何测量结果都只能是测量对象真值的近似值。【3．精度与误差的关系】（1）绝对误差00xxxx绝对误差是指被测量的测得值与其真值之差，其表达式为（2）相对误差000100%100%xxxxx≈相对误差是指绝对误差的绝对值与被测量真值之比。由于被测量的真值不可能准确得到，故在实际应用中常以被测量的测得值代替真值进行估算，即12任务一测量误差计算任务实施000020.002mm249.98mm20mm250mm(20.00220)mm0.002mm(249.98250)mm0.02mmabababaabb根据任务导入的内容可以知道，有两个测得值，，，其真值分别为，。计算它们的绝对误差可得由绝对误差很难看出它们的精0.020.002100%0.01%100%0.008%20250ab度差别，此时可计算它们的相对误差，即，可以看出，乙同学测得的结果精度更高。任务二游标卡尺测量线性尺寸过渡页TRANSITIONPAGE14任务二游标卡尺测量线性尺寸任务导入1．熟悉量块、游标卡尺的结构、种类、工作原理及使用方法；2．掌握各种测量仪器的读数方法，能正确测量尺寸。任务要求某天，小赵去参观金工实训场地，在量具摆放处发现了各种各样的量具。小赵拿起了一个名为游标卡尺的量具，想用它测量如图1-1所示的工件，可是他不知道怎么使用。请帮小赵用游标卡尺测量图1-1所示工件的各尺寸。图1-1被测工件15任务二游标卡尺测量线性尺寸一、钢直尺钢直尺是最简单的长度量具，它的长度有150mm，300mm，500mm和1000mm四种规格。如图1-2所示为常用的150mm钢直尺。图1-2钢直尺钢直尺用于测量零件的长度尺寸，如图1-3所示，但其测量结果不太准确，读数误差比较大，只能读出毫米数，即它的最小读数值为1mm，而比1mm小的数值，只能估计得出。（a）测长度（b）测螺距（c）测宽度（d）测孔直径（e）测深度（f）划线图1-3钢直尺的使用方法16任务二游标卡尺测量线性尺寸【2．量块的精度】为了满足不同的使用场合，国家标准对量块的精度规定了若干级和若干等。量块的制造精度分0，1，2，3，K级。其中，0级精度最高，3级精度最低，K级为校准级。量块的检定精度分1～5等。其中，1等精度最高，5等精度最低。量块按“级”使用时，以量块标称长度ln作为工作尺寸。该尺寸包含量块的制造误差。量块按“等”使用时，以检定后得到的实测中心长度作为工作尺寸。该尺寸不包含制造误差，只包含检定时的较小测量误差。【1．量块的尺寸与研合性】二、量块常用的量块为长方体，其上有两个平行的测量面和四个非测量面，如图1-4所示。l是指一个测量面上的任意点到与另一测量面相研合的辅助体表面的垂直距离。ln是指标记在量块上的量值，如图1-4中的“40”。量块又称为块规，是一种没有刻度的端面量具。量块除可作为长度基准外，还可用来检定和校准计量器具、调整精密机床、进行精密划线和精密测量等。图1-4量块17任务二游标卡尺测量线性尺寸【3．量块的尺寸组合及使用方法】实际中，量块是成套生产的。GB/T6093—2001规定，我国成套生产的量块有91块、83块、46块、38块等17种规格，如表1-2所示。套别总块数级别尺寸系列/mm间隔/mm块数1910，1，10.5―11―11.001，1.002，……，1.009，1.002，……，1.0090.00191.01，1.02，……，1.49，1.02，……，1.490.01491.5，1.6，……，1.9，1.6，……，1.90.152.0，2.5，……，9.5，2.5，……，9.50.51610，20，……，100，20，……，10010102830，1，2，1，20.5―11―11.005―11.01，1.02，……，1.49，1.02，……，1.490.01491.5，1.6，……，1.9，1.6，……，1.90.152.0，2.5，……，9.5，2.5，……，9.50.51610，20，……，100，20，……，10010103460，1，2，1，21―11.001，1.002，……，1.009，1.002，……，1.0090.00191.01，1.02，……，1.09，1.02，……，1.090.0191.1，1.2，……，1.9，1.2，……，1.90.19表1-2成套量块的尺寸（摘自GB/T6093—2001）18任务二游标卡尺测量线性尺寸套别总块数级别尺寸系列/mm间隔/mm块数3460，1，2，1，22，3，……，9，3，……，91810，20，……，100，20，……，10010104380，1，2，1，21―11.005―11.01，1.02，……，1.09，1.02，……，1.090.0191.1，1.2，……，1.9，1.2，……，1.90.192，3，……，9，3，……，91810，20，……，100，20，……，1001010续表1-2使用量块时，应合理选择若干量块组成所需的尺寸。为减少量块的累积误差，应尽量减少量块的使用块数，通常不超过4～5块。选取量块时，应从所需组合尺寸的最后一位数字开始，每选一块，至少应减去所需尺寸的一位尾数。例如，从83块一套的量块中选取尺寸为36.745mm的量块组，选取方法为：36.7451.00535.7401.24034.5004.50030.000所需尺寸第一块量块尺寸第二块量块尺寸第三块量块尺寸第四块量块尺寸即36.745=1.005+1.24+4.5+3019任务二游标卡尺测量线性尺寸【4．量块使用的注意事项】使用前，先在汽油中洗去防锈油，再用清洁的麂皮或软绸擦干净；不要用棉纱头擦拭量块的工作面，以免将其损伤。清洗后的量块，不应直接徒手触摸，应当以软绸垫在手中拿取量块。如果必须徒手拿量块时，应当把手洗干净，并且不要触碰量块的工作面。把量块放在工作台上时，应使量块的非工作面与台面接触。不要把量块放在蓝图上，因为蓝图表面有残留化学物，会使量块生锈。不要使量块的工作面与非工作面进行推合，以免擦伤工作面。量块使用后，应及时在汽油中清洗干净，用软绸擦干后，涂上防锈油，放在专用的盒子里。如果需要经常使用，可在洗净后不涂防锈油，放在干燥缸内保存。绝对不允许将量块长时间黏合在一起，以免由于金属黏结而引起不必要的损伤。20任务二游标卡尺测量线性尺寸【5．量块附件】为了扩大量块的应用范围，便于各种测量工作，可采用成套的量块附件。量块附件中，主要包括不同长度的夹持器和