公差配合與技術測量課件

公差配合與技術測量機械制造中，零件尺寸的精確度和相互間的配合關系至關重要。公差配合與技術測量是保障產(chǎn)品質(zhì)量的關鍵環(huán)節(jié)，涵蓋了尺寸公差、配合類型、測量方法等內(nèi)容。課程介紹11.公差配合公差配合是機械設計中的重要概念，用于控制零件之間的尺寸關系，確保產(chǎn)品的功能和性能。22.技術測量技術測量是使用各種測量儀器和方法，對零件的尺寸、形狀、表面粗糙度等進行精確測量。33.課程目標本課程旨在幫助學生掌握公差配合和技術測量的基本知識，提高設計和制造能力。44.課程內(nèi)容本課程涵蓋公差配合的基本概念、分類、表示方法、測量誤差、測量系統(tǒng)等內(nèi)容。公差配合概述提高產(chǎn)品質(zhì)量公差配合是保證機械產(chǎn)品質(zhì)量的關鍵要素之一，通過合理的公差配合設計，可以提高產(chǎn)品精度、延長使用壽命。優(yōu)化產(chǎn)品性能公差配合可以優(yōu)化機械產(chǎn)品的性能，提高傳動效率、降低磨損，實現(xiàn)產(chǎn)品的高效運行。簡化裝配過程公差配合可以簡化產(chǎn)品的裝配過程，降低裝配難度，提高生產(chǎn)效率。降低生產(chǎn)成本公差配合可以降低產(chǎn)品的加工成本，提高生產(chǎn)效益。公差的分類尺寸公差用于控制零件的尺寸偏差范圍，保證零件的互換性。幾何公差用于控制零件的形狀、位置和方向偏差，保證零件的幾何精度。表面粗糙度公差用于控制零件表面微觀幾何形狀，影響零件的摩擦、磨損、疲勞強度等性能。公差的表示方法1基本尺寸零件的設計尺寸2公差值允許尺寸偏差3公差方向偏差的正負方向4公差等級公差值精度公差的表示方法是標準化的。公差值通常用符號“±”表示，例如“±0.05mm”。公差等級分為多個等級，等級越高，公差值越小，精度越高。常用的公差等級有IT01、IT0、IT1、IT2、IT3、IT4、IT5、IT6、IT7、IT8、IT9、IT10、IT11、IT12、IT13、IT14、IT15、IT16等。每個等級都有對應的公差值范圍。標稱尺寸與實際尺寸標稱尺寸是設計圖紙上標注的尺寸，實際尺寸是加工后的零件實際測量的尺寸。實際尺寸不可能完全等于標稱尺寸，總會存在一定的誤差，這就是公差。公差是指允許零件尺寸的偏差范圍，也就是實際尺寸允許在標稱尺寸的上下限之間波動。例如，一個螺栓的標稱尺寸為10mm，公差為0.1mm，那么實際尺寸允許在9.9mm到10.1mm之間。上下公差的制定原則功能要求公差應滿足零件的功能要求，確保零件之間的配合關系和性能。制造工藝公差應考慮制造工藝的實際能力，避免過高或過低的公差，影響生產(chǎn)效率和成本。經(jīng)濟性公差應兼顧經(jīng)濟性，盡量降低制造難度和成本，避免過度的精度要求。標準化公差應符合國家標準或行業(yè)標準，保證零件的通用性和互換性。配合的分類過盈配合過盈配合是指孔徑小于軸徑的配合，軸在孔中需要壓入，又稱為“緊配合”。過盈配合常用于需要牢固連接的場合，比如軸承、齒輪等。間隙配合間隙配合是指孔徑大于軸徑的配合，軸在孔中可以自由移動，又稱為“松配合”。間隙配合常用于需要運動的場合，比如軸承、活塞等。過渡配合過渡配合是指孔徑和軸徑之間存在一個過渡范圍，軸在孔中既可以自由移動，也可以壓入。過渡配合常用于需要靈活連接的場合，比如螺紋連接等。配合的幾何特性配合是指兩個或多個零件相互接觸并具有相對運動關系的連接方式。配合的幾何特性是指配合表面之間的幾何形狀、尺寸和位置關系。配合的幾何特性決定了配合的性能，例如配合的緊密程度、運動精度和使用壽命。數(shù)學模型公差配合利用數(shù)學模型來描述公差配合，并建立其數(shù)學關系。尺寸鏈尺寸鏈是一個封閉的尺寸回路，是公差配合的重要工具，它可以用來分析和計算公差。誤差分析數(shù)學模型可以用來分析測量誤差，并進行誤差補償，以提高測量精度。優(yōu)化設計數(shù)學模型可以幫助我們進行公差配合優(yōu)化，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。測量誤差及其來源11.測量誤差定義測量誤差是指測量結(jié)果與真實值之間的差異，是不可避免的。22.誤差的分類測量誤差可以分為系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差三種。33.誤差來源誤差來源包括測量儀器、環(huán)境條件、操作人員等方面。44.誤差的影響測量誤差會影響測量結(jié)果的準確性和可靠性，因此需要盡可能減小誤差。系統(tǒng)誤差儀器誤差測量儀器本身存在固有誤差，例如刻度不準確、零點漂移等。操作誤差操作人員的經(jīng)驗、技能和習慣都會影響測量結(jié)果，例如讀數(shù)錯誤、操作方法不當?shù)?。環(huán)境誤差溫度、濕度、氣壓等環(huán)境因素會影響測量結(jié)果，例如長度測量會受溫度影響。隨機誤差偶然性隨機誤差無法預測，出現(xiàn)時間隨機。正負分布隨機誤差大小無規(guī)律，正負值概率相等。統(tǒng)計規(guī)律多次測量，隨機誤差服從正態(tài)分布。粗大誤差人為疏忽讀數(shù)錯誤、測量方法錯誤或儀器使用不當會導致粗大誤差。例如，將刻度尺倒置放置，就會導致測量值明顯偏大。儀器故障測量儀器出現(xiàn)故障，例如零點漂移、刻度不準或傳感器的損壞，也會導致測量結(jié)果出現(xiàn)顯著偏差。環(huán)境影響溫度、濕度、振動或磁場等環(huán)境因素變化也會影響測量結(jié)果，造成粗大誤差。意外事故測量過程中意外的碰撞、跌落或其他事故，可能導致測量對象變形或儀器損壞，進而產(chǎn)生粗大誤差。測量不確定度測量不確定度是指測量結(jié)果的可靠程度，反映了測量值與真值的偏差范圍。測量不確定度影響測量結(jié)果的準確性。測量不確定度越高，測量結(jié)果越不可靠。提高測量儀器的精度和校準。減少環(huán)境因素的影響。提高測量人員的技能和經(jīng)驗。重復測量，取平均值。測量系統(tǒng)的評價1準確度準確度是指測量結(jié)果與真值的接近程度，反映了測量系統(tǒng)消除系統(tǒng)誤差的能力?？梢酝ㄟ^多次測量取平均值，并與標準值比較來評估。2精密度精密度是指多次測量結(jié)果之間的一致程度，反映了測量系統(tǒng)消除隨機誤差的能力?？梢酝ㄟ^多次測量結(jié)果的離散程度來評估，例如計算標準差或方差。3穩(wěn)定性穩(wěn)定性是指測量系統(tǒng)在一定時間內(nèi)保持測量結(jié)果一致的能力，反映了測量系統(tǒng)消除時間漂移等因素的影響。4線性度線性度是指測量系統(tǒng)輸出值與輸入值之間的線性關系，反映了測量系統(tǒng)的非線性誤差大小。5重復性重復性是指在相同條件下，用同一測量系統(tǒng)對同一被測對象進行多次測量所得結(jié)果之間的一致程度。6再現(xiàn)性再現(xiàn)性是指在不同條件下，用同一測量系統(tǒng)對同一被測對象進行多次測量所得結(jié)果之間的一致程度。測量儀表的特性準確度測量儀表的準確度是指測量值與真實值之間的接近程度。它反映了儀表測量結(jié)果的可靠性。靈敏度靈敏度是指測量儀表對被測量的微小變化的反應能力。它反映了儀表的分辨率和對變化的敏感程度。穩(wěn)定性穩(wěn)定性是指測量儀表在一定時間內(nèi)保持測量結(jié)果一致性的能力。它反映了儀表在長時間工作中保持測量精度的能力。重復性重復性是指測量儀表在相同條件下對同一被測對象進行多次測量時，所得結(jié)果之間的接近程度。它反映了儀表測量結(jié)果的穩(wěn)定性和可重復性。量具的分類與選用量具的分類量具可分為通用量具和專用量具。通用量具可用于多種工件的測量，例如卡尺、游標尺和千分尺。專用量具專用量具專門設計用于測量特定尺寸或形狀的工件。例如，螺紋量規(guī)用于測量螺紋的尺寸和形狀。量具的選用量具的選用要根據(jù)被測工件的尺寸、形狀、精度要求等因素進行。例如，測量長度時，可以選擇卡尺或游標尺。量具的維護量具需要定期維護和校準，以確保其精度。清潔量具并將其存放在干燥的地方。線型量具的使用1準備工作檢查量具是否完好無損2測量步驟將量具緊貼被測工件讀取量具上的刻度值3注意事項測量時要保持量具垂直于被測表面避免用力過猛導致量具變形4記錄結(jié)果將測量結(jié)果記錄在測量記錄簿上角度量具的使用1選擇合適的量具根據(jù)測量精度和測量范圍選擇合適的量具2正確安裝量具確保量具安裝牢固，避免松動或移動3讀數(shù)方法根據(jù)量具刻度和指針位置準確讀數(shù)4測量誤差注意量具本身誤差，并盡量減小測量誤差正確使用角度量具能有效提高測量精度，確保產(chǎn)品質(zhì)量表面粗糙度測量表面粗糙度反映零件表面微觀幾何形狀的特征。它是指零件表面微觀不平度的程度，用Ra、Rz等參數(shù)表示。表面粗糙度測量方法主要包括觸探式測量和非接觸式測量。觸探式測量利用金剛石針尖在零件表面移動，通過測量針尖的垂直位移來獲得表面粗糙度數(shù)據(jù)。非接觸式測量方法包括光學測量和激光測量，這些方法可以更快速地獲取表面粗糙度信息。公差配合與質(zhì)量控制提高產(chǎn)品質(zhì)量公差配合確保零件尺寸精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，滿足客戶要求。降低生產(chǎn)成本合理選擇公差配合，可減少加工成本，提高生產(chǎn)效率。增強產(chǎn)品可靠性公差配合控制產(chǎn)品尺寸偏差，確保產(chǎn)品長期穩(wěn)定可靠。公差配合設計案例公差配合設計案例可以幫助學生更好地理解公差配合的概念和應用。案例可以是機械零件的設計，也可以是實際工程項目的案例。通過案例分析，學生可以學習如何選擇合適的公差配合，以及如何進行公差配合的設計計算。案例分析還應包括對設計結(jié)果的評價，例如尺寸精度、加工成本、使用壽命等。尺寸鏈的計算1定義尺寸鏈是多個尺寸相互關聯(lián)形成的閉合環(huán)路。尺寸鏈中每個尺寸都有其公差，公差的疊加影響最終尺寸。2方法計算尺寸鏈主要采用兩種方法：代數(shù)法和圖解法。代數(shù)法使用公式進行計算，圖解法用圖形表示尺寸關系。3應用尺寸鏈計算廣泛應用于機械設計中，用于控制零件的尺寸精度和配合精度，確保產(chǎn)品的正常工作。標準件和非標準件11.標準件根據(jù)國家標準或行業(yè)標準生產(chǎn)的零件，具有統(tǒng)一的尺寸、形狀、材料、性能、公差、配合等。22.非標準件根據(jù)特殊需求設計和生產(chǎn)的零件，不受標準約束，尺寸、形狀、材料、性能等可根據(jù)實際情況進行調(diào)整。33.標準件優(yōu)勢通用性強、生產(chǎn)成本低、易于采購、可重復使用等。44.非標準件優(yōu)勢可根據(jù)實際需求進行定制，滿足特殊功能要求，提高產(chǎn)品性能。三坐標測量三坐標測量機是一種精密測量設備，廣泛應用于制造業(yè)和科研領域。它采用高精度觸針探測工件表面，獲取三維坐標數(shù)據(jù)，并進行分析和處理，實現(xiàn)零件的尺寸、形狀、位置等多方面信息測量。三坐標測量機的優(yōu)勢在于其高精度、高效率、自動化程度高，可以進行復雜形狀零件的測量，并提供完整的測量報告，為質(zhì)量控制和產(chǎn)品研發(fā)提供可靠依據(jù)。測量數(shù)據(jù)的處理1數(shù)據(jù)錄入將測量結(jié)果輸入到計算機或表格中2數(shù)據(jù)清洗處理異常值和缺失值3數(shù)據(jù)分析使用統(tǒng)計方法分析數(shù)據(jù)4數(shù)據(jù)可視化用圖表或圖形展示數(shù)據(jù)測量數(shù)據(jù)處理是將原始測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為有意義的結(jié)果的過程。包括數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化等步驟。測量報告的編寫數(shù)據(jù)整理首先，需要整理好測量數(shù)據(jù)，包括測量值、測量條件、測量儀器等信息，保證數(shù)據(jù)的完整性和準確性。分析結(jié)果接下來，根據(jù)測量數(shù)據(jù)進行分析，計算誤差，并進行數(shù)據(jù)處理，得出測量結(jié)果。撰寫報告最后，根據(jù)分析結(jié)果，撰寫一份完整的測量報告，包括測量目的、測量方法、測量結(jié)果、誤差分析、結(jié)論等內(nèi)容，并附上相關圖表。課程總結(jié)本課程涵蓋了公差配合與技術測量的重要概念和