机械检测与精密测量技术培训课二

机械检测与精密测量技术培训〔课程二〕测量技术根底11概述1.1机械加工精度与加工精度机械加工精度机械加工精度是指零件经过加工后的几何参数〔尺寸、几何要素的形状和相互位置〕的实际值与设计理想值的符合程度，而它们之间的偏离程度称为加工误差。加工误差越小、加工精度越高。加工精度和加工误差是零件加工后几何参数的两种表示方法。2加工精度零件的加工精度包括三个方面：尺寸精度：限制加工外表与其基准面间尺寸误差不超过一定的范围。尺寸精度用标准公差等级表示，分为20级。形状精度：限制加工外表宏观几何形状误差，如圆度、圆柱度、平面度、直线度等。形状精度用形状公差表示。位置精度：限制加工外表与基准间的相互位置误差，如平行度、垂直度、同轴度等。位置精度用位置公差等级表示。31.2基准基准：基准是进行检验的根底，只有找准基准才能得出准确可靠的检验结果。按照基准的作用，可分为设计基准和工艺基准。工艺基准又可分为定位基准.检测基准和装配基准。4工艺基准：在制造工艺过程中采用的基准称为工艺基准。装配基准：是产品装配时用来确定零件或部件在机器中的相对位置所用的基准。测量基准：是测量时所采用的基准。定位基准：加工中的定位基准。工序基准：在工序图上用来确定本工序所加工外表加工后的尺寸、形状、位置的基准。52.技术测量根底2.1测量的定义及常用术语测量是指以确定被测量对象量值为目的的全部操作。一个完整的测量过程应包括被测对象、计量定位、测量方法和测量精度4个方面要素。测量对象：主要指几何量、包括长度、角度、外表粗糙度、几何形状和相互位置等。计量单位：机械制造中常用的长度单位为毫米〔mm〕在精密测量中长度单位采用微米、在超精密测量中长度单位采用纳米。测量方法：根据被测量对象确定最正确的测量方法。测量精度：是指测量结果与真值的一致程度。任何测量过程总不可防止出现测量误差，误差小那么证明精度高。6量：现象、物体或物质可定性区别和定量确定的一种属性。量值：由数值和计量单位的乘积所表示的量的大小。数值：量值中的数字局部。真值：当某量能被完善地确定并能排除所有测量上的缺陷时，通过测量所得到的量值。约定真值：对于给定的目的而言，被认为充分接近与真值，可以用以替代真值的量值。算术平均值：一个被测量的n个测得值的代数和除以n而得到的商。修正值：为消除或减少系统误差，用代数法加到未修正测量结果上的值。7测试：具有试验性的测量。直接测量法：不必测量与被测量有函数关系的其它量，而能直接得到被测量值的方法。间接测量法：通过测量与被测量有函数关系的其它量，才能得到被测量值的方法。替代测量法：将选定的且其值的同种量替代被测量，使在指示装置上得到相同效应以确定被测量值的方法。计量器具：可单独地或与辅助设备一起，用以直接或间接确定被测对象量值的器具或装置。可靠性：计量仪器在规定条件下和规定时间内，完成功能的能力。8测误差量：测量结果与被测量真值之差。测量结果：由测量所得到的被测量值。未修正结果：有系统误差而未作修正的测量结果。已修正结果：考虑到有系统误差存在，而对未修正后所得到的测量结果。器具误差：计量器具本身所具有的误差。方法误差：测量方法不完善所具有的误差。人员误差：测量人员主观因素和操作技术所引起的误差。环境误差：由于实际环境与规定环境条件不一至所引起的误差。调整误差：由于测量前未能将计量器具或被测对象调整到正确位置或状态所引起的误差。观测误差：在测量过程中由于观测者主观判断所引起的误差。视差:当指示器与标尺外表不在同一平面时，观测者偏离正确观察方向进行读数或瞄准时所引起的误差。92.2测量的根本原那么

保证测量精度、效率要高、本钱要低、防止废品产生。计量测量不仅要获取量值信息，而且要实现量值信息的传递或溯源，只有计量部门从事的测量才被称计量就是为获取量值信息的活动，测量活动存在于全部科学技术领域

10长度测量和计量长度计量的主要是研究和建立长度计量基准、实现长度计量的量值传递、研究孔径测量、角度测量、直线度测量、平面度测量、外表粗糙度测量、圆度测量、圆柱度测量、螺纹测量、齿轮测量、自动测量等方法和测量误差，以及测量结果的数据处理等。长度测量是将被测长度与长度比较，以确定被测长度量值的过程。量值以数字和单位表示，例如用游标卡尺测量圆柱体直径，测得的数值20.24毫米就是量值。主尺上的刻度就是长度。机械制造中进行长度测量是为了保证工件的互换性和产品质量，一般以毫米和微米作为测量单位。112.3测量的根本原那么为了获得正确可靠的测量结果，在测量过程中，要注意应用并遵守有关测量原那么。阿贝原那么是要求在测量过程中被测长度与基准长度应安置在同一直线上的原那么。基准统一原那么是要求测量基准要与加工基准和使用基准统一，即工序测量应以工艺基准作为测量基准，终结测量应以设计基准作为测量基准。

12最短测量链原那么是由测量信号从输入到输出量值通道的各个环节所构成的测量链，其环节越多测量误差越大。最小变形原那么是测量器具与被测零件都会因实际温度偏离标准温度和受力〔重力和测量力〕而发生变形，形成测量误差。封闭原那么是在闭合的圆周分度中，全部角度分量的偏差的总和为零。在检测封闭圆周中各分量的角度〔或弧长〕时，根据封闭原那么可不需高精度标准，用相对法进行检测。132.4计量器具的分类1)标准量具是一种具有固定形态、用以复现或提供一个或多个量值的器具。按用途的不同量具可分为以下几类：⑴单值量具只能表达一个单一量值的量具。可校对和调整其它测量器具或作为标准量与被测量直接进行比较。如量块、角度量块等。⑵多值量具可表达一组同类量值的量具。同样能校对和调整其它测量器具或作为标准量与被测量直接进行比较。如线纹尺、90°角尺等。142)通用计量器具有刻度，可测量一定范围内各种尺寸的零件并得出具体数值。我国习惯上将结构比较简单的测量仪器称为通用量具。如游标卡尺、外径千分尺、百分表等。量仪：是指能将被测量值转换成可直接观测的指示值或等效信息的测量器具，由测头(敏感元件)、变换、放大、传递及指示等局部组成。按结构可分为：固定刻线量具、卡尺类量仪、螺旋副类量仪、机械类量仪、光学类量仪、气动类量仪、电动式量仪、光电式量仪、综合类量仪。153)专用计量器具专门用来检验某种特定参数的量具。常见的有：检验光滑圆柱孔或轴的光滑极限量规(没有刻度的，用以检验零件尺寸或形状、相互位置的专用检验工具。它只能判断零件是否合格，而不能得到具体数值的测量结果)，判断内螺纹或外螺纹合格性的螺纹量规，判断复杂形状的外表轮廓合格性的检验样板，用模拟装配通过性来检验装配精度的功能量规等等。4)检验夹具也是一种量具、量仪和定位元件等组合的专用检验工具，可迅速方便地检查更多或更复杂的参数。16常用轴径测量仪器卡尺、千分尺、指示表千分尺、杠杆千分尺、杠杆齿轮传动测微仪、扭簧测微仪、电感测微仪、电容测微仪、立式光学计、卧式光学计、立式测长仪、万能测长仪、工具显微镜：分大型、小型、万能17常用孔径测量仪器内径百分表内径测微仪万能测长仪一米测长机万能工具显微镜孔径测量仪自准直孔径测量仪内孔比长仪小孔显微镜182.5测量方法的分类1)按所测得的量〔参数〕是否为欲测之量分类⑴直接测量从测量器具的读数装置上得到欲测之量的数值或对标准值的偏差。例如用游标卡尺、外径千分尺测量外圆直径，用比较仪测量长度尺寸等。⑵间接测量先测出与欲测之量有一定函数关系的相关量，然后按相应的函数关系式，求得欲测之量的测量结果。一般来说，直接测量比间接测量〔受计算公式和计算精度影响〕的精度高，无法进行直接测量的场合采用间接测量。192)按测量结果的读数值不同分类⑴绝对测量从测量器具上直接得到被测参数的整个量值的测量。例如用游标卡尺测量零件轴径值。⑵相对测量将被测量和与其量值只有微小差异的同一种量〔一般为测量标准量〕相比较，得到被测量与量的相对偏差。例如比较仪用量块调零后，测量轴的直径，比较仪的示值就是量块与轴径的量值之差。一般来说，相对测量的精度比绝对测量的精度高。203)按被测件外表与测量器具测头是否有机械接触分类⑴接触测量测量器具的测头与零件被测外表接触后有机械作用力的测量。如用外径千分尺、游标卡尺测量零件等。为了保证接触的可靠性，测量力是必要的，但它可能使测量器具及被测件发生变形而产生测量误差，还可能造成对零件被测外表质量的损坏。⑵非接触测量测量器具的感应元件与被测零件外表不直接接触，因而不存在机械作用的测量力。属于非接触测量的仪器主要是利用光、气、电、磁等作为感应元件与被测件外表联系。如干预显微镜、磁力测厚仪、气动量仪等。用于软质外表或薄壁工件。红外线测温仪214)按测量在工艺过程中所起作用分类

⑴主动测量

在加工过程中进行的测量。其测量结果直接用来控制零件的加工过程，决定是否继续加工或判断工艺过程是否正常、是否需要进行调整，故能及时防止废品的发生，所以又称为积极测量。

⑵被动测量

加工完成后进行的测量。其结果仅用于发现并剔除废品，所以被动测量又称消极测量。225)按零件上同时被测参数的多少分类

⑴单项测量

单独地、彼此没有联系地测量零件的单项参数。如分别测量齿轮的齿厚、齿形、齿距等。这种方法一般用于量规的检定、工序间的测量，或为了工艺分析、调整机床等目的。

⑵综合测量

检测零件几个相关参数的综合效应或综合参数，从而综合判断零件的合格性。例如齿轮运动误差的综合测量、用螺纹量规检验螺纹的作用中径等。综合测量一般用于终结检验，其测量效率高，能有效保证互换性，在大批量生产中应用广泛。236)按被测工件在测量时所处状态分类⑴静态测量测量时被测件外表与测量器具测头处于静止状态。例如用外径千分尺测量轴径、用齿距仪测量齿轮齿距等。⑵动态测量测量时被测零件外表与测量器具测头处于相对运动状态，或测量过程是模拟零件在工作或加工时的运动状态，它能反映生产过程中被测参数的变化过程，测量效率高。例如用激光比长仪测量精密线纹尺，用电动轮廓仪测量外表粗糙度等。247)按测量中测量因素是否变化分类⑴等精度测量在测量过程中，决定测量精度的全部因素或条件不变。例如，由同一个人，用同一台仪器，在同样的环境中，以同样方法，同样仔细地测量同一个量。在一般情况下，为了简化测量结果的处理，大都采用等精度测量。实际上，绝对的等精度测量是做不到的。⑵不等精度测量在测量过程中，决定测量精度的全部因素或条件可能完全改变或局部改变。由于不等精度测量的数据处理比较麻烦，因此一般用于重要的科研实验中的高精度测量。252.6测量误差及数据处理

测量误差的根本概念1)绝对误差即测得值减去被测量的真值所得的代数差.假设真值为L，测得值为x，测量误差为δ，那么δ＝x一L2)相对误差绝对误差与被测之量的真值之比，称为相对误差，常用百分数表示。即相对误差为ε＝δ／L×100％当被测之量值相等(或很接近)时，｜δ｜的大小可反映测量准确度；当被测之量值不相等(尤其是它们相差悬殊)时，ε可反映测量准确度。26测量误差的来源及防止

测量误差产生的原因：

1)测量器具的误差；

2)基准件误差；

3)调整误差；

4)测量方法误差；

5)测量力误差；测量力引起弹性变形而产生的误差。

6)环境误差；

影响测量误差的主要因素是工件和量仪的温度差。为了减小这种影响，在测量前应使工件和量仪进行等温，即将工件和量仪放在同一温度条件下，经过一定时间使二者的温度与周围环境的温度保持一致。

7)人为误差

测量人员的主观因素引起的误差。27影响测量精度的因素测量精度测量设备测量方法测量环境测量人员28

测量误差的分类根据测量误差的性质、出现的规律和特点，可分为三大类，即系统误差、随机误差和粗大误差。1)系统误差在相同条件下屡次测量同一量值时，误差值保持恒定；或者当条件改变时，其值按某一确定的规律变化的误差，统称为系统误差。系统误差按其出现的规律又可分为定值系统误差和变值系统误差。定值系统误差：在测量时，对每次测的值的影响都相同。变值系统误差：在测量时，对每次测的值的影响按一定规律变化。292)随机误差在相同条件下，以不可预知的方式变化的测量误差，称为随机误差。在一定测量条件下对同一值进行大量重复测量时，总体随机误差的产生满足统计规律，即具有有界性、对称性、抵偿性、单峰性。因此，可以分析和估算误差值的变动范围，并通过取平均值的方法来减小其对测量结果的影响。在相同条件下，屡次测量同一量值时，误差的绝对值与符号均不确定。〔偶然误差〕3)粗大误差某种反常原因造成的、歪曲测得值的测量误差，称为粗大误差。超出规定条件下预计的误差〔过失误差〕。粗大误差的出现具有突然性，它是由某些偶尔发生的反常因素造成的。这种显著歪曲测得值的粗大误差应尽量防止，且在一系列测得值中按一定的判别准那么予以剔除。30测量误差的处理定值系统误差变值系统误差随机误差粗大误差理论上可以消除理论上不能消除但可减小应该而且可以消除测量摩擦力变化振动或操作失误温度均匀变化零位调整误差31测量精度1)精密度指在屡次重复测量中所得到的数值重复一致的程度，是用于评定随机误差的精度指标。2)正确度表示测量结果中系统误差大小的程度，是用于评定系统误差的精度指标。3)精确度表示测量结果中随机误差和系统误差综合影响的程度，说明测量结果与真值的一致程度。精确度高正确度高精密度高32机械制图中常用标注及新旧标准代换33一.图线的型式与应用1.新增了粗虚线——相应的有细虚线、细双点画线、粗虚线用于允许外表处理的表示线。2.过渡线由粗实线改为细实线表示343.改变了剖切的线宽原有:为1-1.5b新为粗实线4.明确规定了模样分型线用粗实线355.粗点画线的应用范围1〕限定局部热处理的范围3〕限定不涂镀〔涂〕范围2〕限定形位公差的被测要素和基准要求范围366.断裂处边界线的线型选用

波浪线双折线细双点划线细双点划线必须成对地使用,不得单线使用.即只能用作中断处的边界线.377.细双点划线的应用.1)相邻辅助零件的轮廓线.2)可动零件的极限位置轮廓线.3)成行前的轮廓线.4)剖切面前的轮廓线.5)轨迹线.6)毛坯图中制成品的轮廓线.7)特定区域线.8)工艺用机构的轮廓线.9)中断线.38二.假设干符合孔的画法.假设干直径相同且成律分布的孔,可以仅画出一个或几个,其余只需用细点划线或〞+〞(+字线加黑色)表示中心位置.注意:1)当不便用细点画线表示孔的中心位置时,可用实线.2)当孔距较疏时可用不加点的"+"字线表示孔位,且省略直线+字线的细点画线.3)当孔位交叉分布时,可仅在孔位的交点处加黑点,以便与无孔的交点区别.4)当等径孔德数量较多时,只要能够确切地说明孔德位置数量和分布规律,表示孔位的细点画线和〞+〞字线不必一一画出.5)上述画法同样适用于假设干等径沉孔的结构.

396)模糊画法:

在不致引起误解时,图形中的过渡西线,相贯线可以简化:

40三、尺寸的简化注法1〕图样中的尺寸、公差相同时，可在同样空白处作总的说明。如“全部倒角C2〞“其余圆角R4等。2〕尺寸相同的重复要求，可仅在一个元素上注出其尺寸和数量如“环槽标记7×1×ф7；〔过去为7－1×ф7〕4×R5〞3〕启用了单边箭头414〕在指引线上标注尺寸425〕在公用的一条尺寸线上，可以只画一个箭头，也可画多个箭头，依次指向同一个方向，且可以用于圆弧或圆，依次注写的尺寸数字务必与箭头指向一致。6〕在倾斜结构需在其投影上标注真实尺寸时，应在尺寸下加画粗实线的短画。437).两个形状相同零件的尺寸不同的零件可用一张图纸表示，此时应将另一件的名称和不同尺寸列入括号中。在不引起误解时，零件图中的倒角可省略不画，其尺寸标注如：C2.C3;孔的旁注法:8)倒角的注法44四未标注公差的标注1)未注公差又称一般公差，过去叫“自由公差〞因不妥切，废止GB/T1804—2000规定的一般公差主要适用于金属切削加工后线性和角度尺寸，也用于一般的冲压加工的尺寸。非金属材料和其它工艺方法的加工的尺寸可参照采用〔注意：用括号的参考尺寸和矩形框格内的理论正确尺寸不能用一般公差套用〔〕是不影响使用性能作为参考理论值452一般公差等级分为四级精密级f