第5章机械制造

1、早节第5早测量技术基础课题5. 1测量技术基础知识5. 2测量误差时数2课时2007年9月18日数控0601班日期目的要求通过学习对测量技术有初步的了解， 学会使用量块，并掌握测量误差重点重点：量块的使用难点难点：测量误差的分类教学方法讲授法互动法提问法教具教学过程教学内容及师生活动过程时间分配组织教学检查出勤情况5分钟引入新课方法手段：讲授法5分钟在机械制造过程中对零件的几何参数进行严格的度量与控制，并将这种度量与控制纳入一个完整且严密的研究、管理体系，将它称之为 几何量计量。匕包括长度基准的建立、尺寸量值的传递、检验与精度 分析、各级计量器具的检定与管理、新的计量器具及检测方法的研制、 开

2、发和发展等内容。新课教学方法手段：讲授法75分钟一、测量技术基础知识在机械制造中，测量技术主要是研究对零件几何参数进行测量和检 验的问题。所谓测量就是将被测量(如长度、角度等)和作为计量单 位的标准量进行比较，以确定其量值的过程。为了保证测量的准确度，首先需要建立统一、可靠的测量单位基准。 我国是以米(m作为法定的基本长度单位。米的定义是：光在真空 中,在(1/299792458)秒时间间隔内所经过的距离。尺寸量值传递的媒介是各级计量标准器，上一级的计量标准器用来 检定下一级的标准器，以实现量值的准确传递 。尺寸量值通过两个 平行的系统向下传递。一个是线纹量具系统，一个是端面量具系统。1、量块

3、量块又称块规，是无刻度的端面量具，在计量部门和机械制造中应 用较广。它除了作为计量标准器进行尺寸量值传递以外，还可用于计 量器具、机床、夹具的调整以及工件的测量和检验。量块的形状有长方体和圆柱体两种， 常用的是长方体。长方体量块 具有上、下测量面和四个非测量面。上、下测量面是经过精密加工的 很平、很光的平行平面。标称尺寸0.510伽的量块，其截面尺寸为 30 mmX 9 mm；标称尺寸大于101000 mm的，其截面尺寸为 35 mmX 9 mm。【例5 - 1】 从83块一套的量块中组合尺寸 38.935 m。 解：量块组合如下：38.935-)1.00537.93-)1.4336.5-)6

4、.530则可选用1.005伽、1.43伽、6.5伽、30伽等四块量块进行组合。二、测量误差测量误差=测得值-真值1、测量误差的来源 计量器具误差、环境误差、方法误差、人员误差。2、测量误差的分类 系统误差：在相同条件下，多次重复测量时，其绝对值和符号保持 不变或按一定规律变化的误差，称为系统误差。 随机误差：在相同条件下，多次重复测量时，其绝对值和符号以不 可预定的方式变化的误差。 粗大误差：超出在规定条件下预期的误差。3、测量不确定度测量的根本目的是要获得具有一定可靠程度的测量结果。但在任何 一次测量中，由于受到环境条件的影响，各种误差因素不可避免，再 加上测量器具本身的误差等，肯定会造成测

5、量结果对被测尺寸真值的 偏离，偏离程度的大小可用测量不确定度来表征。测量不确定度是用 来表征测量过程中各项误差综合影响测量结果分散程度的一个误差 限，一般用代号卩表示。本节小结1、量块的使用；5分钟 2、测量误差的分类;3、测量不确定度板书设计一、测量技术基础二、测量误差3、不确定度知识1、来源1、量块2、分类课后评注章节课题时数日期目的要求重点难点教学方法教具教学过程时间分配组织教学5 分钟检查复习5 分钟引入新课5 分钟新课教学60分钟5 3 孔、轴尺寸公差检测2 课时 2007 年 9 月 20 日 数控 0601 班1、掌握普通量具的选择方法；2、掌握光滑极限量规检验孔、轴尺寸 重点：

6、普通计量器具测量孔、轴尺寸 难点：光滑极限量规检验孔、轴尺寸 讲授法 互动法 提问法检查出勤情况教学内容及师生活动过程方法手段：提问法1、举例量块的使用2、测量误差分类 方法手段：讲授法对孔轴尺寸公差的检测方法很多， 最常见的就是用普通测量器具测 量。方法手段：讲授法一、普通计量器具测量孔、轴尺寸1. 工件的误收与误废2. 验收极限和安全裕度 : 验收极限分别由被测工件的最大、 最小极限 尺寸向其公差带内内缩一个安全裕度 A 值，这就形成了新的上、下 验收极限。安全裕度A,实际上就是测量不确定度 卩的允许值。3. 计量器具的选择 : 使用普通计量器具进行测量验收工件时， 在查表 确定安全裕度A

7、值和计算出验收极限之后，重要的一步就是根据与安 全裕度相对应的计量器具不确定度允许值卩i来选择适当的计量器具。【例5 - 2】 工件为 50f8（）,试确定验收极限和选择计 量器具。 解：（1）确定安全裕度 A根据工件公差IT=0.039伽，查表5 - 1得：A=0.003 mm,卩 1=0.0027 mm（2）选择计量器具根据工件尺寸 50,查表5 - 3,分度值为0.002 m的比较仪可满足 要求，其不确定度为 0.0018 m（3）确定验收极限上验收极限 =最大极限尺寸 -A= 50-0.025-0.003= 49.972 m下验收极限 =最小极限尺寸 +A= 50-0.064+0.00

8、3= 49.939 m二、光滑极限量规检验孔、轴尺寸1. 量规的作用与分类 :在车间条件下,当孔、轴单一要素遵守包容原则时，常使用光滑极限量规来检验孔、轴是否合格。量规是一种没有刻度的专用检验工具。光滑极限量规的外形与被检验对象相反。 如图5 - 4所示.光滑极限量规一般是通规和止规成对使用。 通规是检 验工件最大实体尺寸的量规，止规是检验工件最小实体尺寸的量规。 因此，通规应按工件最大实体尺寸制造，止规应按工件最小实体尺寸 制造。2. 极限尺寸判断原则（泰勒原则）：孔或轴的作用尺寸（D作用、d作 用）不允许超过最大实体尺寸，在任何位置上的实际尺寸（ D实际、d实 际）不允许超过最小实体尺寸，

9、如图 5 - 5所示。如果通规做成点状量规，止规做成全形量规，就可能将废品误判为合 格品。如图5 - 6所示，孔的实际轮廓已超出尺寸公差带，应为废品。 若用点状通规检验，则可能沿着y方向通过；用全形止规检验，则不 能通过。这样，由于量规形状不正确，就把该孔误判为合格品。3. 光滑极限量规的公差：（1）工作量规的公差带。（2）校对量规的公差带。4. 量规争议的解决：用户代表在用量规验收工件时，通规应接近工 件的最大实体尺寸；止规应接近工件的最小实体尺寸。量规仲裁：通 规应等于或接近工件最大实体尺寸；止规应等于或接近工件最小实体 尺寸。本节小结1、普通量具的选择方法;5分钟 2、光滑极限量规检验孔

10、、轴尺寸（泰勒原则）板书设计一、普通计量器具【例5 - 2】2、测量孔、轴尺寸二、光滑极限量规3、1、检验孔、轴尺寸4、2、1、课后评注早节课题时数日期目的要求重点难点教学方法教具教学过程时间分配组织教学5分钟检查复习5分钟引入新课5分钟新课教学70分钟5. 4形状和位置误差的检测2课时2007年9月22日 数控0601班1、掌握最小条件和最小区域法；2、掌握形状、位置误差的检测方法。 重点：最小条件和最小区域法 难点：形状、位置误差的检测方法 讲授法互动法提问法教学内容及师生活动过程检查出勤情况方法手段：提问法1、普通量具的选择方法；2、光滑极限量规检验孔、轴尺寸。方法手段：讲授法本节课学习

11、形状和位置误差的检测原则和方法。方法手段：讲授法一、形状和位置误差的检测原则1. 第一检测原则一一与理想要素比较原则2. 第二检测原则一一测量坐标值原则3. 第三检测原则一一测量特征参数原则4. 第四检测原则一一测量跳动原则5. 第五检测原则一一控制理想边界原则二、形状和位置误差的评定1. 最小条件：评定形状误差时，理想要素的位置应符合最小条件， 以便得到唯一的最小的误差值。最小条件是指被测实际要素对其理想 要素的最大变动量为最小。最小条件是评定形状误差的基本原则。2. 最小区域法：最小区域法实质上是最小条件的具体体现，它是评定被测要素形状误差的基本方法。三、形状误差的检测1. 直线度误差的检

12、测：直线度误差是指被测实际直线对理想直线的变动量。检测直线度误差，一般均采用“与理想要素比较原则”。体现 该原则的测量与评定方法很多，最常用的有光隙法、节距法等。【例5 - 4】 用分度值为0.02/1000的框式水平仪按节距法测量导 轨在1000伽长度上的直线度误差。桥板长 200伽，分五段进行，水 平仪气泡相对于其零线的格数分别为-1、-1、+1、+3、0。试分别用 最小区域法和两端点连线法求出导轨的直线度误差值。解：水平仪分度值为 0.02/1000，表示气泡移动一格，在 1000 mm长度上相对高度差为0.02伽。今水平仪放在200 mm长度的桥板上， 则气泡移动一格，在200 m长度

13、上相对高度差为200 X 0.02/1000=0.0041）用最小区域法评定其直线度误差值。根据直线度误差最小区域法判别准则，用两平行线包容被测廓线，经过的最高点为0与4点，最低点为2点，且最低点落在两最高点之间。此时两平行线沿纵坐标方 向的距离f=12卩m，即为直线度误差。2 平面度误差的检测：见右图3圆度误差的检测：圆度误差可用圆度仪、光学分度头、坐标测量 装置或带电子计算机的测量显微镜、投影仪等测量。四、位置误差的检测1. 基准及其体现：基准即理想基准要素，基准在位置公差中对被测 要素的位置起着定向或定位的作用，也是确定位置公差带方位的依据。按几何特征，基准可分为基准点、基准直线（轴线、

14、中心线）和 基准平面。（1）基准的建立。基准应由基准实际要素根据最小条件 （或 最小区域法）建立。如图5-175-19。（2）基准的体现。实际上测量 位置误差时常常采用模拟法来体现基准。2. 位置误差的检测（1）平行度误差的检测0.1 Ab)1面对面的平行度测量2线对线的平行度测量3)面对线的平行度测量45 晌 IX)(2) 垂直度误差的检测(3) 跳动误差的检测1端面全跳动。 2)径向全跳动本节小结1、最小条件和最小区域法;5分钟 2、形状误差的检测3、位置误差的检测板书设计一、形状和位置误三、形状误差的检四、位置误差的检差的检测原则测测二、形状和位置误【例5 - 4】差的评定早节课题时数日

15、期目的要求重点难点教学方法教具教学过程时间分配组织教学5分钟检查复习5分钟5. 5 圆柱齿轮误差检测2课时2007年9月27日 数控0601班掌握齿轮误差的检测方法。重点：齿轮误差（偏差）的单项测量 难点：齿轮误差的综合测量 讲授法互动法提问法教学内容及师生活动过程检查出勤情况引入新课5分钟新课教学70分钟方法手段：提问法1、最小条件和最小区域法;2、形状误差的检测3、位置误差的检测方法手段：讲授法方法手段：讲授法一、齿轮、齿轮副公差与极限偏差项目根据GB100988渐开线圆柱齿轮精度的规定，法向模数 mn 1 mm的渐开线圆柱齿轮及齿轮副的主要公差与极限偏差项目按影响 齿轮使用要求分成三个公

16、差组及侧隙公差。GB10095-88对齿轮及齿轮副规定12个精度等级，第1级精度最高， 第12级的精度最低。二、圆柱齿轮误差检测f下筆Jueng渐开线圆柱齿轮误差的检测可分为单项检测、 综合检测以及齿轮副检 测等。1.齿轮误差（偏差）的单项测量 ：齿圈径向跳动误差（ Fr）的测量：齿圈径向跳动误差是指在齿轮 一转范围内，测头在齿槽内或轮齿上，位于齿高中部双面接触，测头相对于齿轮轴线的最大变动量。（2）齿厚偏差（厶巳）的测量：齿厚偏差是指分度圆柱面上，齿厚 实际值与公称值之差。测量齿厚的常用测量器具是齿厚游标卡尺或光 学齿厚卡尺。（3）公法线长度变动（厶E）的测量：在齿轮一周范围内，实际公 法线

17、长度最大值与最小值之差。如图 5 - 45所示。齿轮的公法线，即基圆上的切线，它的长度W是指跨K个齿的异侧齿 形平行线间的距离或在基圆切线上所截取的长度。常用公法线百分尺测量，见图5 - 46所示。测量时一般要求测量点分布在分度圆附近。 因此，所跨齿数k及公法线长度W之间满足一定的关系。对标准直齿 圆柱齿轮，跨齿数k及公法线长度W可查阅有关手册。（4）公法线平均长度偏差（ Fwm ）的测量：公法线平均长度偏差是指 在齿轮一周内，公法线长度平均值与公称值之差。2. 齿轮误差的综合测量：齿轮综合测量是将被测齿轮与测量元件（指高精度的理想精确齿轮或 齿条等）按单面或双面啮合作连续啮合运动， 沿啮合线方向或径向测 出齿轮的综合误差。（1）齿轮径向综合误差（ F