项目1互换性与测量技术概述

1、贵州工贸职业学院公差配合与测量技术公差配合与测量技术贵州工贸职业学院先看一幅三维图先看一幅三维图贵州工贸职业学院问题：问题：贵州工贸职业学院互换性互换性 互换性原理始于兵器制造。在中国，早在战国时互换性原理始于兵器制造。在中国，早在战国时期（公元前期（公元前476前前222）生产的兵器便能符合互换性）生产的兵器便能符合互换性要求。西安秦始皇陵兵马俑坑出土的要求。西安秦始皇陵兵马俑坑出土的大量弩机大量弩机（当时的（当时的一种远射程的弓箭）的组成零件都具有互换性。这些零一种远射程的弓箭）的组成零件都具有互换性。这些零件是青铜制品，其中方头圆柱销和销孔已能保证一定的件是青铜制品，其中方头圆柱销和销孔

2、已能保证一定的间隙配合间隙配合。贵州工贸职业学院一、互换性的定义一、互换性的定义互换性互换性 同一规格的一批零件或部件中，任取其一，同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选或附加修配就能装在机器上，达到规定不需任何挑选或附加修配就能装在机器上，达到规定的功能要求。的功能要求。例如：例如： 灯头和灯泡、螺栓螺母、滚动轴承、密封圈灯头和灯泡、螺栓螺母、滚动轴承、密封圈互换性应该同时具备互换性应该同时具备两个条件两个条件：v 不需经过任何不需经过任何选择、修配选择、修配或或调整调整便能装配、维修更换；便能装配、维修更换；v 装配或更换后的整机能满足其装配或更换后的整机能满足其使用性能使用性

3、能要求。要求。贵州工贸职业学院二、互换性的作用意义二、互换性的作用意义便于产品生产过程的组织：便于产品生产过程的组织：有利于组织有利于组织专业化生产专业化生产，便于，便于采用采用先进工艺和高效率先进工艺和高效率的专用设备，从而提高生产率和产品的专用设备，从而提高生产率和产品质量，降低生产成本。质量，降低生产成本。 优质高效低成本优质高效低成本便于产品的使用与维修：便于产品的使用与维修：具有互换性的零部件在磨损及损具有互换性的零部件在磨损及损坏后可坏后可及时更换及时更换，因而减少了机器的使用和维修的时间和费，因而减少了机器的使用和维修的时间和费用。用。 价优方便快捷价优方便快捷便于产品的设计：便

4、于产品的设计：可以最大限度地采用标准件、通用件和可以最大限度地采用标准件、通用件和标准部件，大大简化了计算和绘图工作，缩短了设计周期。标准部件，大大简化了计算和绘图工作，缩短了设计周期。 标准化设计标准化设计 贵州工贸职业学院三、互换性的分类三、互换性的分类 按其互换程度分为按其互换程度分为完全互换完全互换和和不完全互换。不完全互换。完全互换（绝对互换）完全互换（绝对互换）：要求零部件在装配时，不需要：要求零部件在装配时，不需要挑选和辅助加工，在几何参数上互相替换。挑选和辅助加工，在几何参数上互相替换。 如厂际合作如厂际合作不完全互换（有限互换）不完全互换（有限互换）：允许零部件在加工完后，允

5、许零部件在加工完后，通过测量将零件按实际尺寸大小分为若干组，使各组组通过测量将零件按实际尺寸大小分为若干组，使各组组内零件间实际尺寸的差别减小，装配按对应组进行。内零件间实际尺寸的差别减小，装配按对应组进行。 如厂内生产如厂内生产 按机械产品的互换性而言可分为按机械产品的互换性而言可分为功能互换功能互换和和几何参数互换。几何参数互换。贵州工贸职业学院四、几何量的误差与公差四、几何量的误差与公差1.1.误差误差：尺寸、形状、位置、表面粗糙度。：尺寸、形状、位置、表面粗糙度。2.2.公差：公差：允许零件几何参数的变动量。是允许零件几何参数的变动量。是允许的最大误差允许的最大误差。3.3.误差与公差

6、的区别：误差与公差的区别：误差是在加工中产生的，要控制在误差是在加工中产生的，要控制在规定的公差范围内；公差是在设计中给定的。规定的公差范围内；公差是在设计中给定的。互换性互换性几何参数：几何参数：尺寸大小，几何形状（宏、微观），尺寸大小，几何形状（宏、微观），形面间相互位置关系等。形面间相互位置关系等。机械（力学）性能：机械（力学）性能：硬度、强度。硬度、强度。理化性能：理化性能：化学成分。化学成分。完全一致不可能。完全一致不可能。达到互换性并不要求相同规格的零、部件几何参数绝对达到互换性并不要求相同规格的零、部件几何参数绝对相同，而是允许保持在相同，而是允许保持在一定的范围内一定的范围内变

7、动。变动。贵州工贸职业学院思考：思考：你会使用吗你会使用吗? ?作业：作业：贵州工贸职业学院一、标准与标准化的概念一、标准与标准化的概念贵州工贸职业学院二、标准的分类二、标准的分类JB/T 11760-2013 直齿锥齿轮精密冷锻件技术条件贵州工贸职业学院贵州工贸职业学院三、优先数和优先数系三、优先数和优先数系你从下图中看到了什么？你从下图中看到了什么？ 优先数就是一种对各种技术参数进行简化、协调和统一的一种科学的数值制度。 贵州工贸职业学院优先数系优先数系 由一系列十进制等比数列构成，代号Rr。优先数系中的每个数都是一个优先数。 每个优先数系中，相隔r项的末项与首项相差10倍；每个十进制区间

8、中各有r个优先数。贵州工贸职业学院优先数和优先数系的算法演化优先数和优先数系的算法演化 数系的优化有个过程，标准化初期，最早人们采用算术级数（即等差级数）。但是有很大缺点。,2 ,.,a ad adand23,.,.1,2,3,.na ar arararn 后来采用了几何级数（等比级数）贵州工贸职业学院优先数系的公比优先数系的公比根据GB/T 321-2005贵州工贸职业学院优先数系基本系列表优先数系基本系列表R5R10R20R40R5R10R20R401.001.001.001.003.153.153.151.063.351.121.123.553.551.183.751.251.251.2

9、54.004.004.004.001.324.251.401.404.504.501.504.751.601.601.601.605.005.005.001.705.301.801.805.605.601.906.002.002.002.006.306.306.306.302.126.702.242.247.107.102.367.502.502.502.502.508.008.008.002.658.502.802.809.009.003.0010.0010.0010.0010.00贵州工贸职业学院优先数系用在什么地方？优先数系用在什么地方？公差等级公差等级IT5IT5IT18,IT18,采

10、用采用R5R5系列系列IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12；7i 10i 16i 25i 40i 64i 100i 160i7i 10i 16i 25i 40i 64i 100i 160i；显微镜的物镜放大倍数采用显微镜的物镜放大倍数采用R5R5系列：系列：1.6X1.6X，2.5X2.5X，4X4X，6.3X6.3X，10X10X，25X25X，40X40X，63X63X，100X100X；水泵流量采用水泵流量采用R10/3R10/3派生系列：派生系列：6.36.3，12.512.5，2525

11、，5050，100100，400400（mm3 3/h/h）；）；R10/3R10/3派生系列是在派生系列是在R10R10系列中每隔两项取值得到的。系列中每隔两项取值得到的。水泵扬程采用水泵扬程采用R10/2R10/2派生系列：派生系列：8 8，12.512.5，2020，3232，5050，8080，125125（mm）；）；类似于类似于R10/3R10/3派生系列，派生系列， R10/2R10/2派生系列是每隔一项取值得到。派生系列是每隔一项取值得到。贵州工贸职业学院思考：思考： 怎样理解误差、公差及其怎样理解误差、公差及其对产品性能与互换性的影响？对产品性能与互换性的影响？ 作业：作业：

12、P26P26，简答题的，简答题的1 1、2 2小题。小题。贵州工贸职业学院任务三任务三 几何量检测几何量检测问题问题1 1：几何量检测有什么意义？问题问题2 2：计量器具你知道哪些，你会使用几种？问题问题3 3：测量的数据为什么要处理，处理数据就是求平均数吗？数据处理有什么玄机？贵州工贸职业学院一、几何测量的重要性及测量过程一、几何测量的重要性及测量过程测量四要素测量四要素被测对象被测对象： 长度、角度、形状、相对位置、表长度、角度、形状、相对位置、表面结构及齿轮、螺纹等零件的几何参数。面结构及齿轮、螺纹等零件的几何参数。计量单位计量单位：长度计量单位：长度计量单位：m m角度计量单位：角度计

13、量单位：radrad和（和（）、（）、（）、（）、（）。）。 贵州工贸职业学院测量方法测量方法： 测量时所采用的原理、计量器具测量时所采用的原理、计量器具和测量条件的总和。和测量条件的总和。(P10(P10、11 11 表表1-21-2、图、图1-31-3、图图1-4)1-4)测量精度测量精度： 测量结果与被测量真值的测量结果与被测量真值的一致程一致程度度。贵州工贸职业学院 1、基准量具：用来调整和校对一些计量器具或作为标准尺寸进行比较测量的器具。又分为：（1）、定值基准量具，如量块、角度块等；（2）、变值基准量具，如线纹尺等二、计量器具和测量方法二、计量器具和测量方法计量器具的分类计量器具的

14、分类 按测量的原理、结构特点和用途，计量器具可分为以下几类：贵州工贸职业学院2、极限量规：是一种没有刻度的用于检验零件的尺寸和形位误差的专用计量器具。如光滑极限量规、螺纹量规极限量规只能用来判断被测几何量是否合格。3、检验夹具：它与有关测量器具配合使用，可以方便快速地测得零件的多个参数。如检验滚动轴承的专用夹具等。贵州工贸职业学院4、通用计量器具：能将被测几何量的量值转化成可直接观测的指示值或等效信息的器具。按工作原理不同分为：（1）游标量具 如游标卡尺等。（2）微动螺旋量具 如千分尺等。（3）机械比较仪 如百分表、千分表等。（4）光学量仪 如工具显微镜、光学比较仪等。（5）电学量仪 如电感测

15、微仪等。（6）气动量仪 如游标式气动仪等。贵州工贸职业学院计量器具的技术性能指标计量器具的技术性能指标1. 1.刻度间距刻度间距a a ：指刻度尺或者刻度盘上两相邻刻线中心之间的距离或弧长度。 2. 2.分度值分度值i i ：计量器刻度尺上每一刻度间距所代表的量值。3. 3.示值范围：示值范围：示值范围是指计量器具刻度标尺或刻度盘内所能显示或指示的被测几何量起始到终止的范围。 4. 4.测量范围：测量范围：测量范围是指计量器具所能测量零件的最小值到最大值的范围。 贵州工贸职业学院5. 5.灵敏度灵敏度K K：灵敏度是指计量器具对被测量微小变化的响应变化能力。 对于一般的长度计量器具，灵敏度又称

16、放大比，它等于刻度间距a与分度值i之比，即K=a/i。 一般地说，分度值越小，灵敏度就越高。 6. 6.灵敏限：灵敏限：指引起计量器具示值可察觉变化的被测量的最小变化值，它表示量仪反映被测量微小变化的能力。7. 7.测量力：测量力：测量力是指在接触测量过程中，量仪的敏感元件与被测量工件表面之间的接触压力。测量力将引起测量器具和被测件的弹性变形，是精密测量中的一个重要的误差源。贵州工贸职业学院8. 8.示值误差：示值误差：示值误差是指计量器具上的示值与被测量真值的代数差。可以用修正值进行修正。 9. 9.示值变动：示值变动：在相同的测量条件下，对同一被测几何量进行连续多次测量时，其测量结果之间的

17、一致性。通常以测量重复性误差的极限（正、负偏差）来表示。10.10.回程误差：回程误差：指在相同的条件下对同一被测量进行往返两个方向的测量时，测量的示值变化范围。11.11.修正值：修正值：是指为了消除或者减少系统误差，用代数法加到测量结果上的值，其值与示值误差的大小相等，符号相反。贵州工贸职业学院12.12.测量不确定度：测量不确定度：是指由于测量误差的存在而对被测量值的真值不能肯定的程度。 它是综合指标，不能修正，只能用来估计测量误差的范围。例如，分度值为0.01mm的千分尺在车间条件下，测量050mm的尺寸时，其不确定度为0.004mm，说明测量结果与被测量真值之间的差值最大不会大于+0

18、.004mm，最小不会小于-0.004mm。贵州工贸职业学院 3.测量方法的分类 测量方法是指测量原理、测量器具和测量条件的总和。但在实际工作中，往往从获得测量结果的方式来划分测量方法的种类。贵州工贸职业学院1） 按计量器具的示值是否被测量的全值分类（1） 绝对测量。绝对测量计量器具的示值就是被测量的全值。例如，用游标卡尺或千分尺测量孔或轴的直径就属于绝对测量。（2）相对测量。相对测量又称为比较测量，是指计量器具的示值只表示被测量相对于已知标准量的偏差值，而被测量为已知标准量与该偏差值的代数和。贵州工贸职业学院2） 按实测量值是否为被测量值分类（1） 直接测量。直接测量指无须对被测的量与其他实

19、测的量进行函数关系的辅助计算，而直接测得被测量值的测量方法。（2）间接测量。测量与被测量之间有已知函数关系的其他量，经过计算求得被测量值的方法就是间接测量法。贵州工贸职业学院3） 按零件上是否同时测量多个被测量分类（1） 单项测量。单项测量指对被测的量分别进行的测量。例如，在工具显微镜上分别测量中径、螺距和牙型半角的实际值。（2）综合测量。综合测量指对零件上一些相关联的几何参数误差的综合结果进行测量。例如，对齿轮的综合误差的测量。贵州工贸职业学院4） 按被测工件表面与计量器具的测头是否有接触分类（1） 接触测量。接触测量指计量器具的测头与被测表面相接触，并有机械作用的测量力的测量。例如，用比较

20、仪测量轴径。（2）非接触测量。非接触测量指计量器具的测头与被测表面不接触，因而不存在机械作用的测量力的测量。例如，用光切显微镜测量表面粗糙度。贵州工贸职业学院5） 按测量结果对工艺过程所起的作用分类（1） 被动测量。被动测量指对加工后的零件进行的测量，测量结果仅限于发现并剔出不合格品。（2）主动测量。主动测量指在零件加工过程中进行的测量，此时测量结果可直接用来控制加工过程，以防止废品的产生。贵州工贸职业学院6） 按被测零件在测量中所处的状态分类（1） 静态测量。静态测量指在测量时，被测表面与测头相对静止的测量，例如，用千分尺测量零件的直径。（2）动态测量。动态测量指在测量时，被测表面与测头之间

21、有相对运动的测量。它能反映被测参数的变化过程。例如，用电动轮廓仪测量表面粗糙度。贵州工贸职业学院思考：思考：1.要测量箱体上两孔的空心距离，应采用的测量方法是（ ） A.直接测量 B.间接测量 C.相对测量 2.用游标卡尺测量铁皮的厚度，请问用的测量方法是什么？答： 。贵州工贸职业学院 测量误差是指测得值与被测量的真值之差。在实际测量中，任何精密的仪器、任何测量方法，无论如何操作，也会有测量误差。 在实际测量中，常用相对真值或不存在系统误差情况下的算术平均值来代替真值。例如，用量块检定千分尺时，对千分尺的示值来说，量块的尺寸就可作为约定真值。 测量误差可用绝对误差和相对误差来表示。1.测量误差

22、概述三、测量误差与数据处理三、测量误差与数据处理贵州工贸职业学院（1）绝对误差绝对误差：绝对误差是指被测量的实际值x与其真值x0之差，即绝对误差是代数值，即它可能是正值、负值或零。 例如，用外径千分尺测量某轴的直径，若测得的实际直径为35.005 mm，而用高精度量仪测得的结果为35.012 mm则用千分尺测得的实际直径值的绝对误差为： =35.005-35.012-0.007 mm0-贵州工贸职业学院 （2）相对误差 相对误差。相对误差是指绝对误差的绝对值与被测量的真值x0之比，即 当被测量的大小相同时，可用绝对误差的大小来比较测量精度的高低；而当被测量的大小不同时，则用相对误差的大小来比较

23、测量精度的高低。例如，有（1000.008）和（800.007）mm两个测量结果，用绝对误差进行比较，无法判断测量精度高低，需要用相对误差进行比较。%100|%100|0i%008. 0%100100|008. 0|1%00875. 0%10080|007. 0|2贵州工贸职业学院1 1）. .计量器具误差计量器具误差-基准件误差-原理误差-制造误差-测量力引起的误差2 2）. .测量方法误差测量方法误差指采用近似测量法或者测量方法不当而引起的误差。3 3）. . 环境条件所引起的误差环境条件所引起的误差测量环境的温度、湿度、气压、灰尘、振动等引起的误差4 4）. .人为误差人为误差估读、斜视、眼睛分辨能力等造成的误差2. 误差来源贵州工贸职业学院思考：某同学用游标卡尺测量某塑料工件时，环境温度是40摄氏度（要求室温测量），测量时发现其读数是斜视，测量结果为读数32mm。 请问该同学的测量是否准确？误差来源分别是什么？贵州工贸职业学院(2).(2). 各类测量误差及其数据处理各类测量误差及其数据处理