測量知識1.ppt

1、測量知識,2006年6月20日 zane,課程內(nèi)容,第一章：計量器具的使用注意事項與維護保養(yǎng) 第二章：常用計量器具精度 第三章：計量器具的選用及測量方法 第四章：互換性、公差與配合 第五章：形位公差的分類&測量工具的選用 第六章：量規(guī)的分類 第六章: 螺牙的知識,第一章：計量的基本概念,1、計量的內(nèi)容 2、計量的分類 3、計量的特點 4、計量器具的使用注意事項 5、計量器具的維護保養(yǎng)：,1、計量的內(nèi)容,計量的內(nèi)容通?？筛爬榱鶄€方面: (1)計量單位與單位制； (2)計量器具(或測量儀器)，包括實現(xiàn)或復(fù)現(xiàn)計量單位的計量基準、計量標準與工作計量器具； (3)量值傳遞與溯源，包括檢定、校準、測試、

2、檢驗與檢測； (4)物理常量、材料與物質(zhì)特性的測定； (5)測量不確定度、數(shù)據(jù)處理與測量理論及其方法； (6)計量管理，包括計量保證與計量監(jiān)督等。,2、計量的分類,計量涉及社會的各個領(lǐng)域。根據(jù)其作用與地位，計量可分為科學(xué)計量、工程計量和法制計量三類，分別代表計量的基礎(chǔ)性、應(yīng)用性和公益性三個方面。,3、計量的特點,計量的特點可以歸納為準確性、一致性、溯源性及法制性四個方面。解釋如下： （1）：準確性是指測量結(jié)果與被測量真值的一致程度。由于實際上不存在完全準確無誤的測量，因此在給出量值的同時，必須給出適應(yīng)于應(yīng)用目的或?qū)嶋H需要的不確定度或可能誤差范圍。所謂量值的準確性，是在一定的測量不確定度或誤差極

3、限或允許誤差范圍內(nèi)，測量結(jié)果的準確性。,3、計量的特點,(2)一致性是指在統(tǒng)一計量單位的基礎(chǔ)上，無論在何時何地采用何種方法，使用何種計量器具，以及由何人測量，只要符合有關(guān)的要求，測量結(jié)果應(yīng)在給定的區(qū)間內(nèi)一致。也就是說，測量結(jié)果應(yīng)是可重復(fù)、可再現(xiàn)(復(fù)現(xiàn))、可比較的 (3)溯源性是指任何一個測量結(jié)果或測量標準的值，都能通過一條具有規(guī)定不確定度的不間斷的比較鏈，與測量基準聯(lián)系起來的特性。這種特性使所有的同種量值，都可以按這條比較鏈通過校準向測量的源頭追溯，也就是溯源到同一個測量基準(國家基準或國際基準)，從而使其準確性和一致性得到技術(shù)保證。,3、計量的特點,(4)法制性是指計量必需的法制保障方面的特

4、性。由于計量涉及社會的各個領(lǐng)域，量值的準確可靠不僅依賴于科學(xué)技術(shù)手段，還要有相應(yīng)的法律、法規(guī)和行政管理的保障。特別是在對國計民生有明顯影響，涉及公眾利益和可持續(xù)發(fā)展或需要特殊信任的領(lǐng)域，必須由政府起主導(dǎo)作用，來建立計量的法制保障。 由此可見，計量不同于一般的測量。測量是以確定量值為目的的一組操作，一般不具備、也不必完全具備上述特點。計量既屬于測量而又嚴于一般的測量，在這個意義上可以狹義地認為，計量是與測量結(jié)果置信度有關(guān)的、與測量不確定度聯(lián)系在一起的一種規(guī)范化的測量。,4、計量器具的使用注意事項,計量器具使用注意事項： 1、計量器具必須經(jīng)檢定合格，其檢定證書應(yīng)處于有效期內(nèi)。 2、計量器具必須放置

5、得當，在安裝計量器具及有關(guān)輔助設(shè)備時，應(yīng)注意使它們之間不要相互影響，如電源、熱源、磁場等不致使計量器具有示值發(fā)生差錯和不穩(wěn)。 3、計量器具應(yīng)處于良好的工作狀態(tài)，必須將儀器調(diào)整到正確位置和穩(wěn)定狀態(tài)。,計量器具使用注意事項：,4、熟悉使用說明書，發(fā)現(xiàn)儀器有故障及時報告相關(guān)人員。 5、注意操作安全，防止主觀因素損壞計量器具。 重要儀器的使用注意，如投影儀：使用時應(yīng)特別注意投影儀載物臺的最大承載量為15kg，超過此重量的工件不能上機檢測在載物臺上面移動工件時，要將工件抬起移動，以免工件劃傷透光玻璃而影響成像清晰度；用完后要關(guān)閉電源，以免光源燈泡長時間發(fā)熱燒毀；用完投影儀后要將載物臺移至 X Y方向中間

6、位置，以防導(dǎo)軌，絲桿等因重心長時偏心而變形。,5、計量器具的維護保養(yǎng)：,1、專用保養(yǎng)：各儀器具體保養(yǎng)按公司儀器維護保養(yǎng)指引執(zhí)行。 2、 通用保養(yǎng)： 2.1 應(yīng)做好計量器具的“5S”工作，經(jīng)常按時進行擦洗保養(yǎng)，防止生銹、劃傷、霉斑，測量前應(yīng)將計量器具的測量面和被測工件的被測面擦洗干凈，以免臟物存在而影響測量精度，使 用后應(yīng)及時揩干凈，放在專用的盒子里，存放在干燥的地方，如長期不用，應(yīng)涂上純凈無水的凡士林油。 2.2 溫度對計量器具的影響最大，一般應(yīng)在恒溫恒濕的環(huán)境中存放和使用計量器具，須使工件和量具的溫度一致。,5、計量器具的維護保養(yǎng)：,2.3 計量器具應(yīng)遠離熱源和磁場 2.4 使用時應(yīng)注意遵守

7、各種計量器具的正確的使用方法和注意事項。 2.5 使用時要小心，避免碰撞和跌落；不要把量具和刀具堆放在一起，以免碰傷量具，不要把量具隨便放在機床上以免機床振動而掉落損壞量具。 2.6 搬動時嚴防震動，不能自行拆卸計量器具。,第二章：常用計量器具精度,第三章：計量器具的選用及測量方法,1、名詞術(shù)語及定義 2、測量誤差 3、長度測量的基本原則 4、測量方法分類 5、測量方法選擇的基本原則：精度原則和經(jīng)濟原則。 6、計量器具的選擇 7、幾何測量的一般程序 8、測量定位方式的選擇,1、名詞術(shù)語及定義,1.1、測量：就是將被測的量和一個作為計量單位的標準量進行比較，以獲得被測量值的實驗過程。 1.2、計

8、量器具：用來實現(xiàn)被測的量與計量單位進行比較，并能直接或間接測出被測對象量值的量具、計量儀器和計量裝置統(tǒng)稱為 計量器具。 1.3、計量器具包括測量工具(量具)和測量儀器(量儀)兩大類。 1.4、計量器具的參數(shù)和特性：主要包括刻線間距、分度值、示值范圍、測量范圍、量程、測量力、穩(wěn)定度、靈敏限、示值誤差、示值變動性、回程誤差和準確度等級。這些參數(shù)和特性是選用計量儀器的依據(jù)之一。,1.4、計量器具的參數(shù)和特性,1.4.1刻線間距：一般為等分間距，代表兩相鄰刻線軸線間的距離。 1.4.2分度值：相鄰兩刻線所代表的量值之差，對于數(shù)字式儀器稱為分辯率(例如數(shù)顯千分尺的分辯率為 0.001mm)。 1.4.3

9、示值范圍：由計量器具所顯示或指示的最低值到最高值的范圍。 1.4.4測量范圍：在允許誤差限內(nèi)計量器具的被測量值的范圍。測量范圍和示值范圍不能劃等號。,1.4、計量器具的參數(shù)和特性,1.4.5量程：測量范圍上限值和下限值的代數(shù)差。 1.4.6測量力：測量頭與被測工件表面接觸時所產(chǎn)生的力。 1.4.7靈敏度：計量器具對被測量變化的反應(yīng)能力，常稱放大比。 1.4.8穩(wěn)定度：在規(guī)定工作條件內(nèi)，計量器具某些性能隨時間保持不變的能力。 1.4.9靈敏限：引起計量儀器示值可察覺變化的被測量的最小變化值。它表示儀器感受微小量的敏感程度，故又稱遲鈍度。,1.4、計量器具的參數(shù)和特性,1.4.10示值誤差：儀器的

10、示值和被測的量的真值之差。 1.4.11示值變動性：在測量條件不作任何改變的情況下，對同一被測的量進行多次重復(fù)測量讀數(shù)，其結(jié)果的最大差異。 1.4.12回程誤差：在相同條件下，計量器具正、反行程在同一點示值上被測量值之差的絕對值。,2、測量誤差,2.1絕對誤差：測量結(jié)果與被測量真值之差。 2.2相對誤差：被測量的絕對誤差與被測量的真值之比。 2.3測量誤差產(chǎn)生的原因 測量器具誤差、方法誤差、環(huán)境誤差、人員誤差。 2.4測量誤差的分類：按特性可分為系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差。,2、測量誤差,關(guān)于精度的幾個概念 正確度：測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差大小的程度。 精密度：測量結(jié)果中隨機誤差大小的程度。 準確

11、度：表示測量結(jié)果與真值的一致程度，是測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差與隨機誤差的綜合。,3、長度測量的基本原則,阿貝原則：被測量的測量軸線與標準量的基準軸線重合或在基延長線上。 最小變形原則：為使測量結(jié)果準確可靠，在測量中應(yīng)該盡力做到使各種原因所引起的變形為最小。 最短測量鏈原則：為保證一定的測量精度，測量鏈的環(huán)節(jié)應(yīng)最少，即測量鏈最短。 封閉原則：在測量中如能滿足封閉條件，則其間隔誤差的總和必為零。封閉原則是角度測量的最基本原則。,4、測量方法分類,按被測量是否被直接測量來分類：直接測量和間接測量。 按讀數(shù)值是否為被測量的整個數(shù)值來分類分為：絕對測量和相對(比較)測量。 按被測表面與測量頭是否接觸分類：接觸

12、測量和非接觸測量。 按測量零件的參數(shù)分為單項測量與多項測量。,5、測量方法選擇的基本原則：精度原則和經(jīng)濟原則。,精度原則：包括計量器具誤差在內(nèi)的測量方法總誤差應(yīng)不大于允許的測量極限誤差或為被測工件公差的1/51/10。 測量方法選擇的主要根據(jù)：測量目的、生產(chǎn)批量、被測件的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度特征、現(xiàn)有儀器設(shè)備條件等。,6、計量器具的選擇,計量器具的選擇必須滿足檢測精度要求，又要經(jīng)濟。選用時必須遵守以下幾點： 按被測工件的外形和尺寸大小來選擇測量范圍相宜的計量器具。 按被測工件的外形和尺寸大小來選擇測量范圍相宜的計量器具。 按被測工件的尺寸精度來選擇計量器具，即所選用的計量器具示值誤差在被測工件的允

13、許公差以內(nèi)。一般應(yīng)使所選用的計量器具的極限誤差約占被測工件公差的1/51/10。 計量器具的選擇應(yīng)與測量方法的選擇同時考慮。,7、幾何測量的一般程序,為確保測量精度和測量過程的經(jīng)濟性，對零件的幾何量(尺寸、形狀、位置、表面粗糙度等)的測量通常按如下程序進行： 測量方法的選擇/測量器具的選擇/測量基準及定位方式的選擇/測量條件的控制/測量結(jié)果的處理,8、測量定位方式的選擇,1、為了保證零件的加工與測量精度，應(yīng)盡可能地保證零件的設(shè)計、工藝、測量的基準相一致，并盡可能的以設(shè)計基準為基準。 2、定位方式的選擇，主要是與被測件幾何形狀和結(jié)構(gòu)形式有關(guān)，如平面可用平面或三點支承定位；對球面可用平面或V形塊定

14、位；對外圓柱面可用V形塊或頂尖、三爪卡盤定位等。,第四章：互換性、公差與配合,1、互換性：在同一規(guī)格的一批零部件中，任取其一，不需任何挑選或附加修配就能裝在機器上，達到規(guī)定的功能要求，這樣的一批零件就稱為是具有互換性的零部件。 2、公差與配合的基本語與定義,2、公差與配合的基本語與定義,2.1尺寸：用特定單位表示長度值的數(shù)字 2.2基本尺寸D、d：設(shè)計給定的尺寸 2.3實際尺寸Da、da：通過測量獲得的尺寸 2.4極限尺寸Dmax、Dmin、dmax、dmin：是指允許尺寸變化的兩個極限值 2.5最大實體狀態(tài)(MMC)和最大實體尺寸Dmmc、dmmc：最大實體狀態(tài)指孔或軸在尺寸公差范圍內(nèi)，具有

15、材料量最多時的狀態(tài)，此狀態(tài)下的尺寸稱為最大實體尺寸，它是孔的最小極限尺寸和軸的最大極限尺寸的統(tǒng)稱。 2.6最小實體狀態(tài)(LMC)和最小實體尺寸dLmc、DLmc：同最大實體狀態(tài)和最大實體尺寸相反。,2、公差與配合的基本語與定義,2.7作用尺寸dm Dm：在配合面的全長上，與實際孔內(nèi)接的最大理想軸的尺寸，稱為孔的作用尺寸，與實際軸外接的最小理想孔的尺寸，稱為軸的作用尺寸。 dm=da+f形，Dm=Da-f形,2、公差與配合的基本語與定義,2.8 極限尺寸判斷原則(泰勒原則)：孔或軸的作用尺寸不允許超過最大實體尺寸，而對于孔，其作用尺寸應(yīng)不小于最小極限尺寸；對于軸應(yīng)不大于最大極限 dm=da+f形

16、dmmc=dmax dadlmc=dmin Dm=Da-f形Pmmc=Pmin DaPlmc=Dmax,2、公差與配合的基本語與定義,2.9尺寸偏差(簡稱偏差)：指某一個尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差，上下偏差統(tǒng)稱為極限偏差。 2.10尺寸公差(簡稱公差)：指允許尺寸的變動量，公差等于最大極限尺寸與最小極限尺寸之代數(shù)差的絕對值；也等于上偏差與下偏差的代數(shù)差的絕對值。 2.11配合：指基本尺寸相同的相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系，有兩種基準制：基孔制和基軸制。,2、公差與配合的基本語與定義,2.11.1基孔制：是基本偏差為一定的孔的公差帶，與不同基本偏差的軸的公差帶形成各種配合的一種制度。基孔制

17、的孔為基準孔，標準規(guī)定基準孔的下偏差為零，即EI=0，基準孔的代號為“H”。 2.11.2基軸制是基本偏差為一定的軸的公差帶，與不同基本偏差的孔的公差帶形成各種配合的一種制度?；S制的軸為基準軸，標準規(guī)定其上偏差為零，即 es=0，基準軸的代號為“h。,2、公差與配合的基本語與定義,2.12配合的三種形式：間隙配合、過盈配合、過渡配合。 2.13公差等級分20級：IT01、IT0、IT1、IT2 、(IT 為ISO Tolerance的縮寫)。從IT01至IT18，等級依次降低，而相應(yīng)的標準公差值依次增大。 2.14孔和軸各有28個基本偏差(28個代號)。軸的基本偏差a-h用于間隙的配合；j-

18、n主要用于過渡配合；p-zc用于過盈配合。,第五章 形位公差的分類&測量工具的選用,休息,第六章、量規(guī)的分類,1、量規(guī)的分類： 工作量規(guī)：生產(chǎn)部門操作者使用 驗收量規(guī)：檢驗部門，驗收產(chǎn)品所用 2 、量規(guī)的作用：它是一種沒有刻度定值專用檢驗工具，只判定是否合格，而不能測出零件的實際尺寸，它利用零件最大實體尺寸和最小實體尺寸的一對量規(guī)來分別控制零件的作用尺寸和實際尺寸,第六章、量規(guī)的分類,3、量規(guī)公差和尺寸計算： 通規(guī)是控制零件作用尺寸的，其尺寸等于工件最大實體尺寸且長度等于配合長度； 止規(guī)是控制零件的實際尺寸的，止規(guī)應(yīng)是點狀的。實際中的止規(guī)，當孔存在形狀誤差時，須將止規(guī)做成不合格量規(guī)，即經(jīng)?？吹?/p>

19、的割成弧狀,第六章、量規(guī)的分類,量規(guī)公差：孔用塞規(guī) 通規(guī)：上偏差=EI+Z+T/2 下偏差=EI+Z-T/2 止規(guī)：上偏差=ES 下偏差=ES-T,第七章：螺紋知識,螺紋的五個幾何參數(shù)：中徑（Pitch）、大徑（Dmax）、小徑（Dmin）、螺距（P）、牙型半角（/2）,米制（公制）螺紋與統(tǒng)一螺紋的區(qū)別 （ 1）統(tǒng)一螺紋的基本牙型，取自美國螺紋標準ANSI B1.1。 （2）統(tǒng)一螺紋基本牙型，小徑位置從大徑量起等于3/4H，而ISO基本牙型，小徑位置從大徑量起等于5/8H（如圖）。 除此之外，統(tǒng)一螺紋基本牙型與ISO基本牙型一致。,（統(tǒng)一螺紋牙型） 3/4H100螺紋牙高,（米制螺紋牙型） 5

20、/8H100螺紋牙高,普通螺紋公稱直徑與螺距系列,米制螺紋的小徑、中徑的計算方法： 小徑： D1d1D-25/8HD-1.0825p 中徑：D2d2D-23/8HD-0.6495p,公制螺紋的標注,20*左（L） 6H 螺紋公差代號 左旋螺牙 螺距 螺紋代號,公制螺紋的標注,粗牙普通螺紋用字母“M”及“公稱直徑”表示，如：M10，M16等； 細牙普通螺紋用字母“M”及“公稱直徑螺距”表示，如：M101； 如是左旋螺紋在螺紋代號后加“左”表示，如：M101 左（L）。 公差等級：外螺紋小寫（如g ），內(nèi)螺紋大寫（如）。,螺紋主要幾何參數(shù)誤差對互換性的影響,標準規(guī)定：在螺紋的大徑和小徑處均留有一定

21、的間隙，即內(nèi)螺紋的實際大徑和小徑分別大于外螺紋的實際大徑和小徑。 影響螺紋的可旋合性和連接可靠性的主要因素是中徑、螺距和牙型半角誤差。,螺紋主要幾何參數(shù)誤差對互換性的影響,1、中徑誤差的影響：一般內(nèi)螺紋的最小中徑大于或等于外螺紋的最大中徑。 2、 螺紋螺距誤差的影響：包括螺距局部誤差和螺距累積誤差。 假設(shè)只有螺距誤差的外螺紋和一個沒有誤差的內(nèi)螺紋結(jié)合時，其幾個螺距的累積誤差為P ，這會造成理想內(nèi)螺紋會在牙的側(cè)部位發(fā)生干涉，為消除此干涉，需將外螺紋的中徑減少一個數(shù)值fp或?qū)?nèi)螺紋的中徑加大一個數(shù)值fp,螺紋螺距誤差的影響,nP母,nP栓,P,P,fp/2,螺紋螺距誤差的影響,fpI P Ictg30o 1.732I P I （mm） 一般在國標中螺紋工件沒有單獨規(guī)定公差，而是把他折算在中徑公差內(nèi)，通過控制中徑簡接控制螺距誤差。,牙型半角誤差的影響,f/2/2,/2左,A,B,C,/2左,f/20.36p/2（m）,牙型半角誤差的影響,假設(shè)僅有牙型半角誤差外螺紋與一個沒有誤差的理想內(nèi)螺紋結(jié)合時，會在大徑或小徑處牙頂側(cè)產(chǎn)生干涉，為消除干涉，將外螺紋的中徑減少一個數(shù)值 f/2或?qū)?nèi)螺紋中徑加大一個數(shù)值f/2。這個f/2就是補償牙型半角誤差而折算到中