工程测量检定员培训2015

工程测量检定员培训教学要点,长度计量概述,长度是七个基本物理量之一。长度计量又称几何量计量。长度计量的主要任务是是研究、确定长度单位；研究建立和保存长度计量基准、标准；建立各项计量检定系统，组织量值传递，开展计量检定与修理，确保长度量值的准确一致；研究新的长度计量测试方法和手段，开拓长度计量新领域。,长度计量的分类,主要分为以下几个方面：1.长度尺寸计量；2.角度计量；3.表面粗糙度计量；4.平直度计量；5.线纹计量；6.形状度与位置度计量；7.工程参量。,长度计量常用计量器具及仪器,1.标准器具：通常以比较法将被测量与之比对，得到被测量与标准量的偏离量。常见的有量块、角度块、多面棱体、线纹尺等。2.极限量规：是一种专用检验量具，不能通过它得到被测工件的具体尺寸，只能通过单项或综合测试得到被测件是否合格的结论。常见的有光滑极限量规、螺纹量规、塞尺等。3.通用量具：可以直接测量长度尺寸的器具。常见的有游标量具、指示表、测微量具。4.长度计量仪器：可以进行高精度测量或复杂测量。如激光测量仪、坐标机、各类光学仪器等。,长度测量的一般程序,1、选择测量方法；2、选择测量设备；3、选择测量基准及定位方式；4、控制测量条件；5、分析处理测量结果。整个过程需要尊崇的原则是：既要保证测量准确可靠，测量精度满足测量要求，又要考虑经济合理。,长度测量的四个基本准则,在长度测量方法选择时，我们需要尽可能尊崇以下四个基本原则：一、阿贝原则二、最小变形原则三、最短尺寸链原则四、封闭原则,一、阿贝原则,被测量的测量轴线与标准量的基本轴线相重合或在其延长线上。常见的符合阿贝原则的计量器具有：测微量具、测长机、光学计、线纹比较仪等；常见的不符合阿贝原则的计量器具有：工具显微镜、游标量具、测长仪、投影仪等。,二、最小变形原则,长度测量中主要有以下方面的因素容易引起变形：1.测量力引起的变形；2.热变形。3.自重变形；4.接触的方式；这里前两条可以通过环境条件的控制来解决。我们重点要学会处理第三种情况。,自重变形,支撑位置a与工件长度的关系,最小变形原则,最小变形原则,应用最多的是前两种,热变形,热变形即热膨胀公式：,l变形量(偏差值)，L被测量长度，热膨胀系数（-1），t温度（）l的单位取决于L的单位,热变形,一般钢材的线膨胀系数为11.5*10-6-1左右，当检测时的温度偏离标准温度（20）1度时，L=1000mm时，其热变形量为：l=1000*11.5*10-6*1=11.5（m）其数值相当可观，因此对于高精度和大尺寸的测量，温度控制尤为重要。有时要测量温度进行修正。,热变形,热变形引起的测量误差（不确定度）：热变形产生的测量误差主要由环境温度偏离标准温度20、标准计量器具与被测量件之间的温度差引起。环境温度偏离标准温度20时的引起的不确定度（测量误差）：可以通过严格控制环境温度减小影响；也可以测量环境温度、被测件线膨胀系数对该偏差进行修正。实际测量时为满足经济、可行的原则，一般控制环境温度在一定范围内，将此项误差作为不确定度分量处理。,热变形,标准计量器具与被测量件之间的温度差引起误差，通常通过将标准器具与被测量件同时置于检测环境中平衡温度足够时间，以达到标准计量器具与被测量件的温度一致后再进行测量（基本一致，大型构件温度也不可能里外局部等达到完全一致），消除温度差引入的误差，（足够小可以忽略不计）。等温时间的长短和温差、物体的质量、材质、散热面积、周围的介质等因素有关。温场的不均匀也对测量有影响。同时还应注意人体、照明等热源的局部影响。,热变形,人体体温传导的影响：人握住一长（280400）mm的卡规（25）min后，长度增加（2050）m；用食指和拇指拿20mm量块（不戴手套）30S长度会增大0.5m。显然这是不允许的。因此对于高精度测量要防止和减少热辐射的影响。例：在22测得一工件长为300.254mm，此工件线膨胀系数为13.5，求其标准20时的长度为多少？依据前面的偏差知：带入计算，=300.244(mm),热变形,还可以已知两工件线膨胀系数，环境温度，计算其温度偏离标准温度时的长度偏差。实际应用时一般是把该偏差量作为不确定度分量来考虑。温度偏离标准温度20时的不确定度分量为：标准和被测件线膨胀系数差引入的不确定度分量为：,三、最短尺寸链原则,当面对一个复杂的被测量，我们不能通过直接测量得到结果，而需要增加辅助测量链，通过多个辅助测量值计算得到，在这个过程中，我们要尽可能的减少测量次数，以控制测量误差，因为多一次测量就会多一个测量误差。,最短尺寸链原则,若测量系统中由一系列单元所组成，从测量信息的输入到测量值的输出构成这些单元。这一系列单元所组成的完整部分称为测量链。例如在万能工具显微镜上用影像法测量小于半圆的圆弧半径，采用弓高法测量。先测量圆弧的弓高和弦长，再计算求得圆弧的半径。测量圆弧的弓高和弦长为两个测量单元，测量圆弧半径为一个测量链。由于测量链的各个环节不可避免地引入误差，环节越多，误差越大。为保证测量准确度，测量链应为最短。,最短尺寸链原则,简单地说就是在测量过程中，中间环节或过程应最少。例如：研合量块使用时应根据所需尺寸选择适当规格的量块进行研合，使研合块数应最少，减小中间测量误差。如对于59.475mm，用83块组则用：50+1.005+1.47+7，而用38块组的则有：1.005+1.07+1.4+6+50，比较38块组的组合量块个数多些，引入的不确定度因素也多，对测量结果影响大。,四、封闭原则,这是角度测量的基本原则，在对圆分度测量时，由于圆周角360为恒定值，无论分多少次测量，其累积误差均应趋于零。同理，对多边形的几个角测量，其每个角测量时都有误差，但他们的累积误差均应趋于零。,封闭原则,圆分度的封闭特性决定了在圆分度测量中如果能满足封闭条件，即其相邻偏差的总和为零。通俗说即是对于圆周分度的计量器具，同一圆周上所有分度的夹角之和等于360（规定常数），既圆周角度测量中一周的累计误差和为零。圆分度盘、多齿分度台和多面棱体都具有封闭特性。应用封闭原则，可不需要更换标准器，实现自检或互检。,封闭原则,利用该原则，检定圆分度计量器具时利用累计误差和为零，对测量结果进行修正，安装偏心等对测量结果带来的误差，以提高测量精度。封闭原则广泛用于角度测量、等分盘分度测量、齿轮或刀具圆周节距（原称周节和周节累计误差）测量、矩形各边（如框式水平仪）各边垂直度测量、直角尺、直线度测量、平面度测量等。,封闭原则,应用：用自检法检定方形角尺的垂直度将被检方形角尺放在0级平板上，以角1作为定位面，用自准直仪测量1=e1，旋转方形角尺，分别测量2=e2，3=e3，4=e4，利用封闭原则可分别计算各个角度，,封闭原则应用实例,长度计量名称术语JJF1010-1987,基轴制、基孔制孔的作用尺寸轴的作用尺寸极限尺寸最大实体最小实体常见形状位置定义,产品几何技术规范,形状,方向公差,位置及跳动,基准统一原则,基准设计基准、工艺基准、加工基准、装配基准与测量基准。测量基准是确定其他几何要素的方向、位置的基础。测量时要正确选择被测件的一个合适的几何要素（点、线、面）作为测量基准。测量基准的选择应与设计基准、工艺基准、加工基准、装配基准一致，称为五基准统一原则。但有时姐啊共过程中由于各种原因使得工艺基准不能和设计基准一致，因而测量基准也应随着改变。此时，测量基准主要根据工艺过程的不同而有所不同，为减小由于基准不统一带来的不确定度，可选择以下原则：,基准统一原则,A在工序间检验时，测量基准应与工序基准一致，如应与安装在机床夹具上的加工基准面作为测量基准；B在终结检验时，测量基准与装配基准一致。由于测量基准面的变化，给测量增加误差。更换后的测量基准面称为辅助基准面，选择辅助基准面，可按以下原则进行：(1)形状误差较小和尺寸准确度较高的加工面作辅助基面。(2)无合适的加工面时，应事先加工辅助基面作测量基面，以保证测量的重复性。,基准统一原则,(3)在被测参数较多的情况下，应在准确度大致相同的情况下，选择各参数之间关系较密切、便于控制各参数的这一加工面为辅助基面。在工艺设计和加工中力求达到与设计、装配基准相统一，测量时也是如此。在设计基准难以与工艺、加工基准相统一的条件下，测量基准首选与设计基准相统一。总之在测量中应正确选择测量基准和辅助基准，从而使其误差减小到最小。如果此时误差仍较大，则只好用提高他的加工精度或用补偿方法来实现。,形状位置,形状位置的定义：JJF1010-1987测量方法：平面度：平晶、光隙法、水平仪、坐标测量机、打表等直线度：刀口尺、水平仪、激光干涉仪等垂直度：角尺、垂直度检查仪等平行度：测量外尺寸的仪器均可,工程测量的具体任务,1、光滑极限量规及孔轴工件的检测；2、螺纹量规及相应参数的检测；3、齿轮及其参数的检测。,主要应用的计量仪器,测长机、测长仪、光学计等端度类计量仪器及工具显微镜。,知识掌握要点,选择正确的测量方法；选取正确的测量仪器；正确的调整仪器、使用仪器和维护仪器。测量结果处理（包括不确定度分析及计算）。,理解规程,1、JJG343-2012光滑极限量规2、JJG894-95环规3、JJG1345-2013圆柱螺纹量规4、JJG58-2010半径样板5、JJG60-2012螺纹样板,形状公差,光面量规学习要点,学会查看规程中的相应表格一般不需背记。着重掌握各量规的工作面表面粗糙度要求。量规测量通常要测几个截面。光面量规如何测量形状误差。评定圆度误差有四种方法，最小二乘法；最小区域法；最小外接圆法；最大内切圆法。当需要仲裁判定时，采用最小区域法。,螺纹量规重点,影响螺纹互换性的三个主要因素：中径、螺距、牙形半角。校对规检验螺纹量规时，止螺纹塞规检验内螺纹属于单项检查，过螺纹塞规检验内螺纹属于综合检查。三针法测量螺纹量规中径的两个重要公式最佳针径计算螺纹中径计算,端度类仪器的知识要点,1、测帽类型及其选择原则：端度类仪器采用接触法测量，测量时首先要选择测杆测帽，其基本原则是保证接触准确可靠，且测头与被测件的接触面应尽可能小，以减少引入形状误差。,测帽类型大致有四种：,平面测帽，用于测量球面工件的直径；球面测帽，用于测量平面工件的长度；刀口形测帽，用于测量圆柱形工件的直径；大平面测帽，用于三针法测量螺纹中径。,2、测量过程中仪器工作台调整,测长机、测长仪测量工件时，当工件通过夹具固定与仪器工作台后，需要通过工作台前后移动或上下移动找到测量最大值拐点（测量直径时），通过水平转动或垂直转动找到长度的最小值拐点（量块、量杆等长度测量件）。,立式光学计的工作台调整,与测长机不同，立式光学计和接触式干涉仪用单测头，测量前需要将工作台与测量轴调整互为垂直。调整步骤如下：将大平面测帽安装于测杆上，用一块5mm左右的量块放于工作台上，使平面测帽的1/2与量块接触，调整仪器使其示值为零，再将量块移至测帽的另一半，读取仪器示值a，这时调整工作台上该方向的两个对应螺钉，使仪器示值为a/2,同样方法调整工作台另一个方向螺钉，这个过程可能要重复几次，最后检测其量块置于测帽四个部位的仪器示值之差在规定范围内。,工具显微镜测量方法既简单调整,通过各种附件功能，万能工具显微镜可以实现以下四种测量方法：1、影像法2、灵敏杠杆法3、轴切法（测量刀法）4