互换性与测量技术难点.docx

1.1机械制造中的互换性1.1.1互换性的含义所谓互换性，顾名思义即事物可以相互替换的特性。实际参数值允许的最大变动量称为公差。1.1.2互换性的分类1.按互换的参数或参数的功能分，互换性可分为几何参数互换性与功能互换性。2.按实现方法及互换程度的不同，互换性又可分为完全互换性和不完全互换性。不完全互换性通常包括概率互换性、分组互换性、调整互换性和修配互换性等几个种类。3.对独立的标准部件或机构来说，其互换性可分为外互换与内互换。1.1.3互换性的作用从加工看，由于按互换性原则组织生产，同一部机器上的各个零件可以同时分别按规定的参数极限制造。从装配看，互换性是提高生产力水平和进行文明生产的有力手段。从使用看，若产品具有互换性，则它们磨损或损坏后，可以方便、及时地用新的备件取代。1.1.5互换性原理1.互换性生产的目标是获取产品功能与经济效益的综合最佳效果。2.产品功能指标由有关互换性参数决定。3.产品质量由其功能指标的实际波动来评价，应合理规定功能指标的允许波动量。4.产品功能指标的允许波动量是决定互换性参数允许波动量的依据；通过控制互换性参数的实际波动可以达到控制产品质量的目的。5.控制互换性参数实际值时，必须采用检测方法。6.互换性生产的实质时按分工协作的原则组织生产。1.1.6互换性与精度理论1.误差公理在互换性生产的整个过程中（包括设计、制造、检测、装配、使用），自始至终都存在误差。2.精度评定机器及其标准化3.精度设计机械设计一般可分为三个阶段：一次设计（系统设计）、二次设计（结构设计）、三次设计（精度设计）。1.1.7互换性与质量工程保证产品质量是互换性的基本目的1. 全面质量管理的一些基本概念产品质量 使用质量 产品的实用性 产品的有效性 产品的经济性可靠度是指产品在规定条件下和规定的时间内完成规定功能的概率。维修度是指在规定条件和规定的时间内，可修复的产品完成维修的概率。有效度是指在规定的条件下和规定的时间内，可修复产品维持其功能处于正常状态的概率。2. 质量损失观的基本含义1.2标准化及优先数系1.2.1标准和标准化的意义1.标准标准是对重复性事物和概念所做的统一规定。它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。标准的内在特性：1. 标准涉及对象重复性。2. 对标准涉及对象的认知性。3. 制订标准的协商性和发布标准的权威性。4. 标准的法规性。2.标准分类技术标准：基础标准，产品标准，方法标准，安全、卫生、环保标准。管理标准：生产组织标准，经济管理标准，服务标准。3. 标准的级别国际标准区域标准国家标准行业标准地方标准企业标准4. 标准化标准化是指在经济、技术、科学及管理等社会实践中，对重复的事物和概念，通过制订、发布和实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益。标准化有如下特征：1. 标准化不是孤立的事物，而是一个社会实践的过程2. 标准是标准化活动的核心3. 标准化是以标准为载体的运动过程4. 标准化是一个相对的概念5.标准化的作用1.2.2标准化的基本原理标准化的七条原理：简化原理、一致同意原理、实施价值原理、选择固定原理、定期修改原理、检验测试原理、法律强制原理。标准化原理简述1.最佳协调原理在一定范围和条件下，按技术经济的全面要求，可以在标准化系统中的各个组成要素之间找到最佳的平衡状态。2.简化统一原理在标准化系统中，对由许多要素构成的集合体，可以通过定性或定量的组成参数，实现简化、统一。3.分解合成原理标准化系统中的集合体，都可以层层分解为基本标准化单元；反之，各个基本标准化单元也可以合成为标准化集合体。4.优选再现原理对标准化系统中由许多要素构成的集合体可以主动重复再现其组成要素间的最佳协调。5.稳定过渡原理标准化系统中，各组成要素间的最佳平衡都应保持一段时间的相对稳定，然后才能、而且必须、过渡到新的最佳平衡。1.2.3技术参数数值系列标准化的目的2.优先数系的构成规律优先数和优先数系就是对各种技术参数的数值进行协调、简化和统一的一种科学的数值制度。3.优先数系的标准4.优先数系的主要优点数值分级合理 规律明确，利于数值的扩散 国际统一的数值制，共同的技术基础 具有广泛的适应性第2章 测量技术概论2.1 测量技术的基本知识测量是指将被测得量与用计量单位的标准量进行比较。将以保持量值统一和传递为目的的之专门测量称为计量，而将研究、保证量值统一和准确的科学称为计量学。测量的过程包括测量对象、测量单位、测量方法、测量器具、测量者及测量环境等要素。由于测量过程诸要素的缺陷及不稳定性，测得的量值与被测得量的真值总有误差，这就是测量误差。对技术测量的基本要求是：采用正确的测量方法与测量器具，将测量误差控制在允许限度内，正确判断测量结果是否符合技术规范的要求。2.1.1计量单位与量值传递系统计量单位是一个有明确定义和名称且其数值为1的一个固定物理量。对计量单位的要求是：统一稳定，能够复现，便于应用。量值传递系统是指通过对计量器具的检定或校准，将国际、国家基准复现的计量单位的量值通过各级计量标准器逐级传递到工作计量器具，以保证被测对象所测得的量值准确一致的工作系统。2.1.2测量器具与测量方法的基本计量学指标计量学指标是指选择和使用测量器具，研究和判断测量方法正确的依据。1. 刻度间距 C测量器具标尺上两相邻中心线间的距离。2. 分度值 i测量器具标尺上每一个刻度间距所代表的量值。3. 灵敏度与放大比对于给定的被测量值，被观测变量的增量 L与其相应的被测量的增量 x之比，称为测量器具灵敏度。在分子、分母是统一类物理量的情况下，灵敏度亦称为放大比。4. 灵敏限引起量仪示值可察觉变化的那个被测值的最小变动量。5. 示值误差测量器具示值减去被测量的实际值所得的差值。6. 校正值为消除系统误差用代数法加到测量结果上的值，它与示值误差的绝对值相等而符号相反。7. 回程误差当被测的量不变时，在相同条件下，测量器具沿正、负行程在同一点上测量所得结果之差的绝对值。8. 示值变动性在测量条件不变的情况下，对同一被测量进行多次重复测量时，系列测得值彼此间的最大差异。9. 测量力测量过程中，测量头与被测表面之间的接触力。10. 示值范围测量器具标尺上全部刻度所能代表的被测之量的数值。11. 测量范围测量器具允许误差限定的被测值的范围，即测量器具所能测得的最大最小值范围。12. 测量不确定度由于测量误差的存在，使测量结果对真值具有不可避免的分散性。2.1.3测量方法与测量器具分类1.测量方法分类：直接测量&间接测量；综合测量&单项测量；接触测量&非接触测量；被动测量&主动测量。2.测量器具分类基准量具极限量规检查夹具通用测量器具2.2被测的量在测量过程中的变换1. 机械变换螺旋变换、杠杆变换、弹簧变换、齿轮变换。2. 气动变换气压变换、气流变换。3. 光学变换影像变换、光学杠杆变换、光波干涉变换、光栅变换。4. 电学变换电感变换、磁电变换。2.3测量误差与测量结果的数据处理2.3.1测量误差及其产生原因测量误差即测得值减去被测之量的真值所得的代数差。1. 方法误差由于测量方法不完善二引起的误差。2. 测量器具误差测量器具本身的固有误差，它与被测零件及外部测量条件无关。3. 与主客观因素有关的误差除测量器具本身以外的测量条件误差及测量者的观测误差。2.3.2测量数据处理系统误差 在相同条件下，多次测量测量同一量值时，误差的绝对值与符号保持恒定，或在条件改变时，按某一确定规律变化的误差。定值系统误差 在测量时，对每次测得值的影响都是相同的。变值系统误差 在测量时，对每次测得值的影响都是相同的。随机误差 在相同条件下，多次测量同一量值时，误差的绝对值与符号均不定。粗大误差 超出在规定条件下预计的误差。1. 随机误差的特性及其处理与评定误差的稳定性与集中性或单峰性误差的对称性或相消性误差的有限性2. 系统误差的发现与消除定值系统误差只能通过另外的实验对比方法去发现。变值系统误差有可能从系列测得值的处理和分析观察中揭示。3. 粗误差的判别与剔除3准则狄克逊准则2.4测量技术的基本原则2.4.1测量误差公理在测量的全过程中，测量误差始终存在，这就是测量误差公理。2.4.2最近真值原理被测的量的真值可以用最近真值表示，并可以通过测量获知。2.4.3量值传递原则为了保证所有测量器具测得的结果可靠和统一，必须建立量值传递系统。2.4.4最小变形原则应使被测量物体与测量器具之间的相对变形最小。1. 热变形2. 弹性变形2.4.5基准同一原则由零件功能要求确定的用于零件安装的基准，称为装配基准；在设计时，根据设计要求选定的基准，称为设计基准；在加工时，根据工艺要求选定的基准，称为工艺基准；测量时，根据测量要求炫动的基准，称为测量基准。基准统一的原则是指：设计、装配、工艺、测量等基准原则上应该是一致的。2.4.6最短测量链原则整个测量系统的传动链，按其功能主要可分为三部分，即测量链、指示链和辅助链。测量链的作用是感受被测量值的信息，指示链的作用是显示测量结果，辅助链的作用是调节、找正测量部位等2.4.7阿贝测长原则被测尺寸与作为标准的尺寸应在同一条直线上。2.4.8测量误差补偿原则2.4.9重复原则2.4.10随机原则2.4.11测量的公差原则测量或检验方法应符合公差规定。测量精度应与公差要求相适应。测量界限也应按公差规定，并合理确定测量误差等因素。第3章 圆柱体结合尺寸精度的控制与评定3.1 基本术语1.轴 工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面(包容面)。2.孔 工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面(被包容面)。3.尺寸 以特定单位表示线性尺寸值的数字。4.基本尺寸 设计给定的尺寸。5.实际尺寸 通过测量获得某一孔、轴的尺寸。6.局部实际尺寸 孔或轴的任一横截面中任何两相对点之间测得的尺寸。7.轴的作用尺寸 在结合面全长上，与实际轴外接的最小理想孔的尺寸。8.孔的作用尺寸 在结合面全长上，与实际孔外接的最小理想孔的尺寸。9.极限尺寸 孔或轴允许的两个极端尺寸。10.最大实体极限 对应孔或轴具有允许的材料量为最多时的极限尺寸，它是孔的最小极限尺寸与轴的最大极限尺寸的统称。11.最小实体极限 对应孔或轴具有允许的材料量为最少时的极限尺寸，它是孔的最大极限尺寸与轴的最小极限尺寸的统称。12.尺寸偏差 某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。(上偏差、下偏差、极限偏差、实际偏差)。13.尺寸公差 允许尺寸的变动量。最大极限尺寸减最小极限尺寸，上偏差减下偏差。14.零线 在极限与配合图解中，表示基本尺寸的一条直线，以其为基准确定偏差和公差。15.尺寸公差带 在极限与配合图解中，由代表上偏差与下偏差或最大极限尺寸与最小极限尺寸的两条直线所限定的一个区域。16.标准公差 在ISO极限与配合制中，所规定的任一公差。17.标准公差因子 在ISO极限与配合公差中，用以确定标准公差的基本单位，它是基本尺寸的函数。18.标准公差等级在ISO极限与配合制中，确定尺寸精确程度的等级。19.基本偏差 在ISO极限与配合制中，确定公差带相对零线位置的那个极限偏差。20.配合 基本尺寸相同的相互结合的孔与轴公差带之间的关系。21.间隙或过盈 在孔、轴装配前，孔的尺寸减去相配合轴的尺寸所得之代数差。22.间隙配合 具有间隙的配合。23.过盈配合 具有过盈的配合。24.过渡配合 可能具有间隙或过盈的配合。25.最小间隙 在间隙配合中，孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸之差。26.最大间隙 在间隙配合或过渡配合中，孔的最