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1、模块二机械测量基础知识模块二模块二 机械测量基础知识机械测量基础知识一、情境一、情境二、项目二、项目 任务任务1 1 机械测量基础知识机械测量基础知识 任务任务2 2 正确选择测量器具正确选择测量器具一一情境 机械零件的技术要求很多，包括几何形状、尺寸公差、几何公差、表面粗糙度、材质的化学成分及力学性能要求。测量是进行质量管理的手段，是贯彻质量标准的技术保证。零件几何量合格与否，需要通过测量或检验方能确定。如图2-1所示的减速器输出轴，从毛坯到零件整个制造过程中，都需要用相关的量具进行质量检验和监控。图图21 21 减速器输出轴减速器输出轴减速器输出轴的测量减速器输出轴的测量二二项目机械零件的
2、技术要求长度角度表面粗糙度几何形状相互位置图图2-1 2-1 减速器输出轴减速器输出轴任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识 什么是测量呢？ 什么是检验呢？任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.1 测量与检验 测量是将被测量与作为计量单位的标准量进行比较，从而确定两者比值的实验过程。 游标卡尺测量轴的直径游标卡尺测量轴的直径任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.1 测量与检验 一个完整的测量过程包括以下四个要素： 四个要素测量对象测量方法测量精度计量单位任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识
3、 （1）测量对象： 也称为被测对象，主要指几何量，包括长度、角度、表面粗糙度，几何形状和形位误差等 典型零部件螺 纹齿 轮圆 锥几何参数任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.1 测量与检验 （2）计量单位： 用以度量同类量值的标准值。长度法定计量单位米（m）机械制造特定长度计量单位毫米（mm）角度计量单位度（）分（）秒（）任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.1 测量与检验 （3）测量方法： 测量原理计量器具测量条件温 度 湿 度振 动灰 尘标准温度相对湿度2050%60%60%任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.1 测量与检验 （4）测
4、量精度： 测量结果与真值的一致程度。测量误差测量精度测量误差测量精度任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.1 测量与检验 检验是指确定零件的实际几何参数是否在规定的极限范围内，从而判断零件是否合格，不一定能得出具体的量值。 任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.1 测量与检验 光滑极限量规光滑极限量规赛规检验孔的合格性赛规检验孔的合格性 测量器具（也称计量器具）是指可单独或与其他装置一起，用来确定被测量的量值的器具。任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.2测量器具分类 测量（计量）器具分类结构特点分类量具量规量仪测量装置任务一任务一掌握机械
5、测量基础知识掌握机械测量基础知识1.2测量器具分类 1）量具：是指以固定形式复现量值的测量器具。 量具单值量具多值量具用来复现单一量值的量具用来复现一定范围内一序列不同量值的量具量块线纹尺任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.2测量器具分类 2）量规：没有刻度的专用于检验的测量器具。 检验孔、轴的光滑极限量规检验孔、轴的光滑极限量规检验螺纹的螺纹规检验螺纹的螺纹规任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.2测量器具分类 3）量仪：是指能将被测量转换成可直接观测的指示值或等效信息的测量器具。一般有指示、放大系统。 机械式量仪机械式量仪百分表百分表电动式量仪电动式量
6、仪粗糙度仪粗糙度仪光学式量仪光学式量仪工具显微镜工具显微镜气动式量仪气动式量仪气动量仪气动量仪任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.2测量器具分类 4）测量装置：是指测量器具和辅助设备的总称。 连杆综合测量装置连杆综合测量装置任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.2测量器具分类 用途分类标准测量器具通用测量器具专用测量器具测量时体现标准量的测量器具。如：量块等通用性大、可用来测量某一范围内各种尺寸（或其他几何量）并能获得具体读数值的测量器具。如：千分尺、指示表、测长仪专门用于测量某种或几个特定几何量的测量器具。如：量规任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械
7、测量基础知识1.3测量器具的基本技术指标 （1）刻度间距测量器具刻度标尺或度盘上两相邻刻线见的距离。直尺刻度间距：直尺刻度间距：1mm1mm1mm任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.3测量器具的基本技术指标 （2）分度值指测量器具刻度标尺或度盘上每刻线间所代表的被测量的量值。游标卡尺分度值：游标卡尺分度值：0.02mm0.02mm千分尺分度值：千分尺分度值：0.01mm0.01mm、0.001mm0.001mm分度值越小测量精度越高任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.3测量器具的基本技术指标 （3）测量范围指测量器具所能测量的最大值与最小值范围。机械比较
8、仪机械比较仪（4）示值范围指测量器具标尺或度盘内全部刻度所代表的最大值与最小值范围。示值范围：示值范围：2020m m任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.3测量器具的基本技术指标 （5）灵敏度指测量器具对被测量变化的反应能力。（6）示值误差指测量器具示值减去被测量的真值所得的误差。（7）示值变动性指测量条件不变的情况下，对同一被测量进行多次测量，重复读数，其示值变化的最大差异。（8）回程误差指在相同条件下，测量器具按正反行程对同一被测量进行测量时，测量器具示值之差的绝对值。（9）修正值指为消除系统误差，用代数法加到测量结果上的值，其大小与示值误差绝对值相等而符号相反。灵敏度
9、S=L/ X； L：被测量的变化量；测量器具相应的变化量X （10）不确定度指由于测量误差的存在而对被测几何量不能肯定的程度。任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.4测量方法 测量方法：测量时所采用的测量原理、测量器具和测量条件的总和。（1）是否直接量出所测量值直接测量间接测量被测量量值或被测量相对于标准量的偏差值能从测量器具上获得的测量方法。例如：游标卡尺测轴径、内径百分表测孔径通过函数关系间接计算出被测量的测量方法。直接测量直接测量间接测量间接测量L=(L1+L2)/2任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.4测量方法 测量方法：测量时所采用的测量原理、测
10、量器具和测量条件的总和。（2）读数值是否是被测量的整个量值绝对测量相对测量整个量值直接从测量器具上读出，如：游标卡尺、千分尺测量轴径读数值仅为被测量相对已知标准量的偏差值，量值=标准量+偏差值。任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.4测量方法 测量方法：测量时所采用的测量原理、测量器具和测量条件的总和。（3）是否与被测工件表面接触接触测量非接触测量（4）同时测量被测量的多少单项测量综合测量同时测量工件上的几个相关参数。分别单独测量同一工件的单项参数的测量方法。任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.4测量方法 测量方法：测量时所采用的测量原理、测量器具和测量条
11、件的总和。（5）是否在加工过程中测量在线测量离线测量（6）技术测量所处的状态静态测量动态测量测量时测量器具的测头与工件的被测表面处于相对运动状态的测量方法。如：偏摆仪测量圆跳动测量器具的测头与工件被测表面相对静止的测量方法。如：千分尺测量轴径加工完成后对工件进行测量并及时发现、剔除废品的测量方法。加工过程中对工件进行测量并能及时防止废品产生的测量方法。任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.4测量方法 测量方法：测量时所采用的测量原理、测量器具和测量条件的总和。（7）测量条件是否相同等精度测量不等精度测量决定测量结果的全部因素或条件可能完全改变或部分改变的测量方法。决定测量结果
12、的全部因素或条件不变的测量方法。任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.5测量误差 测量误差的基本概念 测量误差产生的原因 测量误差的分类 测量误差的数据处理任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.5测量误差 （1）测量误差的基本概念测量误差：是指测得值与被测量的真值之间的差异，反映测量的精确程度。测量误差表示方法：不同的被测量同一被测量的多次测量任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.5测量误差 （2）测量误差的产生原因1）测量器具误差：测量器具内在因素（设计原理、制造、装配调整等因素）所引起的误差。2) 标准件误差： 作为标准的标准件本身的制
13、造误差和检定误差综合表现：示值误差、示值稳定性综合表现：示值误差、示值稳定性量块标准件：调整计量器具的零位，量块的误差会影响测量误差量块标准件：调整计量器具的零位，量块的误差会影响测量误差任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.5测量误差 （2）测量误差的产生原因3）测量方法误差：采用不完善的测量方法引起的误差。4）测量环境误差：指测量时的环境条件不符合标准条件所引起的误差5）人员误差：由于人为原因和技术操作水平所引起的误差。如：计算公式不准确、测量方法选择不当、工件安装定位不准确如：计算公式不准确、测量方法选择不当、工件安装定位不准确如：温度、湿度、气压、振动、灰尘等如：温度
14、、湿度、气压、振动、灰尘等如：使用测量器具的方法不正确、示值分辨能力、估读判断能力、测量习惯等如：使用测量器具的方法不正确、示值分辨能力、估读判断能力、测量习惯等任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.5测量误差 （3）测量误差的分类1）系统误差：2）随机误差：3）粗大误差：定值系统误差：误差的大小和符号不变定值系统误差：误差的大小和符号不变 变值系统误差：误差的大小和符号按一定规律变化变值系统误差：误差的大小和符号按一定规律变化 指在同一条件下对同一被测量进行多次测量时，误差的大小和符号以不可预定的方式变化着的误差。指在同一条件下对同一被测量进行多次测量时，误差的大小和符号不
15、变或按一定规律变化的误差。任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.5测量误差 （4）测量的数据处理1）测量数据处理原则：系统误差：会对测量结果产生较大的影响，应及时发现，并消除或减小 定值系统误差：修正值法定值系统误差：修正值法 变值系统误差：随机误差处理变值系统误差：随机误差处理随机误差：常用概率论和统计原理对它进行处理。粗大误差： 使测量结果严重失真，应从测量列中将其剔除任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.5测量误差 （4）测量的数据处理2）测量数据处理步骤任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.5测量误差 （4）测量的数据处理2）测量数
16、据处理步骤判断粗大误差任务一任务一掌握机械测量基础知识掌握机械测量基础知识1.5测量误差 （4）测量的数据处理2）测量数据处理步骤计算测量列算术平均值的极限误差任务二任务二正确选择测量器具正确选择测量器具2.1验收原则 误收是指把废品作为合格品验收，它会影响产品质量和企业形象； 误废是指把合格品作为废品验收，它会造成经济损失测量的数据处理 为了防止误收，确保产品质量，国家标准产品几何技术规范（GPS)光滑工件尺寸的检验（GB/T3177-2009)规定验收原则是允许有误废而不允许有误收任务二任务二正确选择测量器具正确选择测量器具2.2验收极限 验收极限是判断所检验工件尺寸与否的尺寸界限。国家标
17、准规定按验收极限验收工件。 （1）验收极限是从规定的最大实体尺寸（MMS)和最小实体尺寸（LMS)分别向工件公差带内移动一个安全裕度（A)来确定,A值按工件公差的1/10确定。 孔尺寸的验收极限：上验收极限=最小实体尺寸（LMS)-安全裕度（A)。 下验收极限=最大实体尺寸（MMS)+安全裕度（A) 轴尺寸的验收极限：上验收极限=最大实体尺寸（MMS)-安全裕度（A)。 下验收极限=最小实体尺寸（LMS)+安全裕度（A)任务二任务二正确选择测量器具正确选择测量器具2.2验收极限 （2）验收极限等于规定的最大实体尺寸（MMS)和最小实体尺寸（LMS),限A值等于零。 结合尺寸功能要求及其重要程度
18、、尺寸公差等级、测量不确定度和过程能力等因素综合考虑。 1）遵循包容要求的尺寸、公差等级高的尺寸，其验收极限按照由2.2第1种方法确定。 （3）验收极限方式的选择。 3）对偏态分布的尺寸，其验收极限可以仅对尺寸偏向的一边按2.2第1种方式确定。4）对非配合和一般公差的尺寸，其验收极限可以按2.2第2种方式确定。任务二任务二正确选择测量器具正确选择测量器具2.3计量器具选用原则 计量器具的测量不确定度允许值按测量不确定度与工件公差的比值分档；对IT6IT11的分为、三档；对IT12IT18的分为、两档。测量不确定度的、三档值分别为工件公差的1/10、1/6、1/4任务二任务二正确选择测量器具正确选择测量器具2.3计量器具选用原则 分析：（1）确定安全裕度（2）确定验收极限因为此工件遵守包容要求，故其验收极限可按2.2节里介绍的第1种方式轴的极限验收方式来确定。任务二任务二正确选择测量器具正确选择测量器具2.3计量器具选用原则 分析：（3）选择测量器具任务二任务二正确选择测量器具正确选择测量器具2.3计量器具选用原则 分析：（3）选择测量器具