《公差与配合》PPT课件.ppt
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1、第二章第二章 测量技术基础测量技术基础第一节概述第一节概述测量技术发展过程测量技术发展过程n n通过提高机械加工精度来满足人们对机械产品使用性能越通过提高机械加工精度来满足人们对机械产品使用性能越通过提高机械加工精度来满足人们对机械产品使用性能越通过提高机械加工精度来满足人们对机械产品使用性能越来越高的要求,促使测量技术的不断进步和发展,测量技来越高的要求,促使测量技术的不断进步和发展,测量技来越高的要求,促使测量技术的不断进步和发展,测量技来越高的要求,促使测量技术的不断进步和发展,测量技术的发展又保证了加工精度的提高。术的发展又保证了加工精度的提高。术的发展又保证了加工精度的提高。术的发展
2、又保证了加工精度的提高。n n千分尺类千分尺类千分尺类千分尺类量具使加工精度达到量具使加工精度达到量具使加工精度达到量具使加工精度达到0.01mm0.01mm0.01mm0.01mm;测微比较仪测微比较仪测微比较仪测微比较仪使加工使加工使加工使加工精度达到精度达到精度达到精度达到1 1 1 1 mm左右;左右;左右;左右;圆度仪圆度仪圆度仪圆度仪使加工精度达到使加工精度达到使加工精度达到使加工精度达到0.10.10.10.1 mm ;激光激光激光激光干涉仪干涉仪干涉仪干涉仪使加工精度达到使加工精度达到使加工精度达到使加工精度达到0.010.010.010.01 mm 。n n国际上机床的加工水
3、平已稳定在国际上机床的加工水平已稳定在国际上机床的加工水平已稳定在国际上机床的加工水平已稳定在1 1 1 1 mm的精度,正在向精度为的精度,正在向精度为的精度,正在向精度为的精度,正在向精度为0.10.10.10.10.010.010.010.01 mm的加工水平发展,测量技术正向着纳米的加工水平发展,测量技术正向着纳米的加工水平发展,测量技术正向着纳米的加工水平发展,测量技术正向着纳米(n(n(n(nmm)级级级级的精度方向发展。的精度方向发展。的精度方向发展。的精度方向发展。测量技术发展过程测量技术发展过程n n1850年:游标卡尺、年:游标卡尺、精度为精度为0.1mmn n1910 年
4、:千分尺、年:千分尺、精度为精度为0.01mmn n1927年:光学比较仪、测长仪、光波干涉仪,年:光学比较仪、测长仪、光波干涉仪,小型工具显微镜、精度为小型工具显微镜、精度为1 mn n1960年以后:激光干涉仪等精度为年以后:激光干涉仪等精度为0.01 mn世界上第一台激光器世界上第一台激光器,1960年年7月,梅曼在加利福尼月,梅曼在加利福尼亚的休斯空军试验室诞生,是红宝石激光器。亚的休斯空军试验室诞生,是红宝石激光器。测量技术的重要地位测量技术的重要地位n n机械产品(其它产品中的机械部分),除了运机械产品(其它产品中的机械部分),除了运机械产品(其它产品中的机械部分),除了运机械产品
5、(其它产品中的机械部分),除了运动和动力功能以外,最重要的是应该具有一定动和动力功能以外,最重要的是应该具有一定动和动力功能以外,最重要的是应该具有一定动和动力功能以外,最重要的是应该具有一定的的的的动态和静态几何精度动态和静态几何精度动态和静态几何精度动态和静态几何精度。否则,运载火箭不能。否则,运载火箭不能。否则,运载火箭不能。否则,运载火箭不能将人造卫星送入预定轨道,远程导弹不能击中将人造卫星送入预定轨道,远程导弹不能击中将人造卫星送入预定轨道,远程导弹不能击中将人造卫星送入预定轨道,远程导弹不能击中预定的目标,钟表不能准确地计时,机床不能预定的目标,钟表不能准确地计时,机床不能预定的目
6、标,钟表不能准确地计时,机床不能预定的目标,钟表不能准确地计时,机床不能加工合格的零件加工合格的零件加工合格的零件加工合格的零件n n检查、判定机械新产品的几何精度是否达到设检查、判定机械新产品的几何精度是否达到设检查、判定机械新产品的几何精度是否达到设检查、判定机械新产品的几何精度是否达到设计和使用要求,最有效手段就是计和使用要求,最有效手段就是计和使用要求,最有效手段就是计和使用要求,最有效手段就是测量测量测量测量。在制造。在制造。在制造。在制造业的业的业的业的“设计、制造、测量设计、制造、测量设计、制造、测量设计、制造、测量”这三大环节中,测量这三大环节中,测量这三大环节中,测量这三大环
7、节中,测量也占有极其重要的地位。也占有极其重要的地位。也占有极其重要的地位。也占有极其重要的地位。测量与检验的概念测量与检验的概念 测量:测量:测量:测量:将被测量将被测量将被测量将被测量(Q)(Q)与标准量与标准量与标准量与标准量(E)(E)进行比较的过程。进行比较的过程。进行比较的过程。进行比较的过程。Q=Q=nEnE 测量过程四要素:测量过程四要素:测量过程四要素:测量过程四要素:被测对象:被测对象:被测对象:被测对象:长度、角度、表面粗糙度、形位误差、长度、角度、表面粗糙度、形位误差、长度、角度、表面粗糙度、形位误差、长度、角度、表面粗糙度、形位误差、螺纹参数、齿轮参数螺纹参数、齿轮参
8、数螺纹参数、齿轮参数螺纹参数、齿轮参数测量单位:测量单位:测量单位:测量单位:长度长度长度长度m,mm,m,mm,m;m;角度角度角度角度 ,测量方法:测量方法:测量方法:测量方法:测量原理、计量单位和测量条件的综合测量原理、计量单位和测量条件的综合测量原理、计量单位和测量条件的综合测量原理、计量单位和测量条件的综合测量精度:测量精度:测量精度:测量精度:测量结果与真值的一致程度。测量结果与真值的一致程度。测量结果与真值的一致程度。测量结果与真值的一致程度。测量与检验的概念测量与检验的概念 检验:检验:检验:检验:确定被测几何量是否在规定的极限范围确定被测几何量是否在规定的极限范围确定被测几何
9、量是否在规定的极限范围确定被测几何量是否在规定的极限范围 之内,从而判断是否合格。之内,从而判断是否合格。之内,从而判断是否合格。之内,从而判断是否合格。测量技术:测量技术:测量技术:测量技术:包含测量与检验包含测量与检验包含测量与检验包含测量与检验 对测量技术的基本要求:对测量技术的基本要求:对测量技术的基本要求:对测量技术的基本要求:将测量误差控制在允许范围之内,保证测量精度。将测量误差控制在允许范围之内,保证测量精度。将测量误差控制在允许范围之内,保证测量精度。将测量误差控制在允许范围之内,保证测量精度。(计量器具与测量方法的选择,测量效率高,成本(计量器具与测量方法的选择,测量效率高,
10、成本(计量器具与测量方法的选择,测量效率高,成本(计量器具与测量方法的选择,测量效率高,成本低,通过测量分析误差产生原因)低,通过测量分析误差产生原因)低,通过测量分析误差产生原因)低,通过测量分析误差产生原因)计量单位与长度基准计量单位与长度基准 计量单位:计量单位:计量单位:计量单位:长度长度长度长度:mm,mmmm,m m 角度角度角度角度:,长度基准:长度基准:长度基准:长度基准:17911791年定义:年定义:年定义:年定义:1 1米米米米 =通过巴黎地球子午线的四千万分通过巴黎地球子午线的四千万分通过巴黎地球子午线的四千万分通过巴黎地球子午线的四千万分之一。之一。之一。之一。196
11、01960年定义:年定义:年定义:年定义:1 1米米米米 =8686K Kr r原子在原子在原子在原子在2P2P10105d5d5 5能级之间能级之间能级之间能级之间 跃迁时所辐射的谱线在真空中跃迁时所辐射的谱线在真空中跃迁时所辐射的谱线在真空中跃迁时所辐射的谱线在真空中 波长的波长的波长的波长的1650763.761650763.76倍倍倍倍19831983年定义:年定义:年定义:年定义:1 1米米米米=光在真空中于光在真空中于光在真空中于光在真空中于1/2997924581/299792458秒时秒时秒时秒时间间隔内所经过的距离。间间隔内所经过的距离。间间隔内所经过的距离。间间隔内所经过的
12、距离。精度为精度为精度为精度为1 1 1010-11-11mm。长度量值传递系统长度量值传递系统 用光波波长作为长度基准,不便于生产中直用光波波长作为长度基准,不便于生产中直用光波波长作为长度基准,不便于生产中直用光波波长作为长度基准,不便于生产中直接应用。接应用。接应用。接应用。为了保证量值统一,必须把长度基准准确地为了保证量值统一,必须把长度基准准确地为了保证量值统一,必须把长度基准准确地为了保证量值统一,必须把长度基准准确地传递到生产应用的计量器具和工件上去。传递到生产应用的计量器具和工件上去。传递到生产应用的计量器具和工件上去。传递到生产应用的计量器具和工件上去。量值传递系统:量值传递
13、系统:量值传递系统:量值传递系统:n n端面量具(量块)系统端面量具(量块)系统端面量具(量块)系统端面量具(量块)系统 :n n刻线量具(线纹尺)系统:刻线量具(线纹尺)系统:刻线量具(线纹尺)系统:刻线量具(线纹尺)系统:长度量值传递系统长度量值传递系统量块量块 特点:特点:特点:特点:形状简单、尺寸稳定(合金钢、轴承形状简单、尺寸稳定(合金钢、轴承形状简单、尺寸稳定(合金钢、轴承形状简单、尺寸稳定(合金钢、轴承钢)、精度高、耐磨性好、使用方便(成套钢)、精度高、耐磨性好、使用方便(成套钢)、精度高、耐磨性好、使用方便(成套钢)、精度高、耐磨性好、使用方便(成套使用、研合性)使用、研合性)
14、使用、研合性)使用、研合性)量块长度:量块长度:量块长度:量块长度:量块一个测量面上的一点至此量量块一个测量面上的一点至此量量块一个测量面上的一点至此量量块一个测量面上的一点至此量块另一测量面相研合的辅助表面之间的垂直块另一测量面相研合的辅助表面之间的垂直块另一测量面相研合的辅助表面之间的垂直块另一测量面相研合的辅助表面之间的垂直距离。距离。距离。距离。量块中心长度:量块中心长度:量块中心长度:量块中心长度:测量面中点到另一个测量面测量面中点到另一个测量面测量面中点到另一个测量面测量面中点到另一个测量面中点。中点。中点。中点。图图22量块有相研合的辅助体量块有相研合的辅助体量块长度量块长度Li
15、量块中心长度量块中心长度L量块标称长度量块标称长度量块长度变动量量块长度变动量量块等与级量块等与级“级级级级”:按量块长度极限偏差和长度变动量的允许值来划按量块长度极限偏差和长度变动量的允许值来划按量块长度极限偏差和长度变动量的允许值来划按量块长度极限偏差和长度变动量的允许值来划分(按制造精度划分)。分为分(按制造精度划分)。分为分(按制造精度划分)。分为分(按制造精度划分)。分为6 6级:级:级:级:0000,0 0,1 1,2 2,3 3,K K(校准级)校准级)校准级)校准级)“等等等等”:按中心长度测量的极限偏差和平面平行性允许偏差按中心长度测量的极限偏差和平面平行性允许偏差按中心长度
16、测量的极限偏差和平面平行性允许偏差按中心长度测量的极限偏差和平面平行性允许偏差来划分(按检定精度划分)。分为来划分(按检定精度划分)。分为来划分(按检定精度划分)。分为来划分(按检定精度划分)。分为6 6等:等:等:等:1 1,2 2,3 3,4 4,5 5,6 6“等等等等”与与与与“级级级级”的区别:的区别:的区别:的区别:按按按按“级级级级”使用,用其标称尺寸使用,用其标称尺寸使用,用其标称尺寸使用,用其标称尺寸(如如如如2020、3030),忽略了制造),忽略了制造),忽略了制造),忽略了制造误差,精度低。误差,精度低。误差,精度低。误差,精度低。按按按按“等等等等”使用,用其实际尺寸
17、使用,用其实际尺寸使用,用其实际尺寸使用,用其实际尺寸(如如如如20.00120.001、29.99829.998),),),),忽略了检定误差,精度高忽略了检定误差,精度高忽略了检定误差,精度高忽略了检定误差,精度高。量块使用成套使用量块使用成套使用量块组合量块组合为了减少量块组合的为了减少量块组合的为了减少量块组合的为了减少量块组合的累积误差累积误差累积误差累积误差,一般不超过四块。,一般不超过四块。,一般不超过四块。,一般不超过四块。例:例:例:例:从从从从8383块一套的块一套的块一套的块一套的1 1级量块中选取尺寸为级量块中选取尺寸为级量块中选取尺寸为级量块中选取尺寸为36.3753
18、6.375和和和和43.62543.625的量块组,并确定按级使用时的测量极限的量块组,并确定按级使用时的测量极限的量块组,并确定按级使用时的测量极限的量块组,并确定按级使用时的测量极限误差。误差。误差。误差。解:解:解:解:36.375=1.005+1.37+4+30 36.375=1.005+1.37+4+30极限误差极限误差极限误差极限误差=(0.2+0.2+0.2+0.4(0.2+0.2+0.2+0.4)umum=1 um1 um 43.625=1.005+1.02+1.6+4043.625=1.005+1.02+1.6+40极限误差极限误差极限误差极限误差=(0.2+0.2+0.2+
19、0.4(0.2+0.2+0.2+0.4)umum=1 um1 um量块组合量块组合 36.375 36.3751.0051.00535.37 35.37 1.371.3734 34 4 4303043.62543.6251.0051.00542.62 42.62 1.021.0241.641.61.61.64040计量器具计量器具 量具:量具:量具:量具:以固定形式复现量值的计量器具。以固定形式复现量值的计量器具。以固定形式复现量值的计量器具。以固定形式复现量值的计量器具。量块:量块:量块:量块:单值量具单值量具单值量具单值量具线纹尺:线纹尺:线纹尺:线纹尺:多值量具多值量具多值量具多值量具
20、量规:量规:量规:量规:无刻度的专用计量器具(光滑极限量无刻度的专用计量器具(光滑极限量无刻度的专用计量器具(光滑极限量无刻度的专用计量器具(光滑极限量规、位置量规、螺纹量规),用于检验工件规、位置量规、螺纹量规),用于检验工件规、位置量规、螺纹量规),用于检验工件规、位置量规、螺纹量规),用于检验工件的合格性的合格性的合格性的合格性。量规量规孔用塞规孔用塞规轴用环规轴用环规轴用卡规轴用卡规螺纹量规螺纹量规计量器具计量器具 量仪:量仪:量仪:量仪:将被测量转换成可直接观测的指示值将被测量转换成可直接观测的指示值将被测量转换成可直接观测的指示值将被测量转换成可直接观测的指示值或等效信息的计量器具
21、。或等效信息的计量器具。或等效信息的计量器具。或等效信息的计量器具。机械式量仪:机械式量仪:机械式量仪:机械式量仪:千分表、百分表、游标卡尺等千分表、百分表、游标卡尺等千分表、百分表、游标卡尺等千分表、百分表、游标卡尺等光学式量仪:光学式量仪:光学式量仪:光学式量仪:立式光学计、测长仪、干涉仪、投立式光学计、测长仪、干涉仪、投立式光学计、测长仪、干涉仪、投立式光学计、测长仪、干涉仪、投影仪、显微镜、准直仪等。精度高,性能稳定。影仪、显微镜、准直仪等。精度高,性能稳定。影仪、显微镜、准直仪等。精度高,性能稳定。影仪、显微镜、准直仪等。精度高,性能稳定。电动式量仪:电动式量仪:电动式量仪:电动式量
22、仪:电感比较仪、电动轮廓仪、圆度仪电感比较仪、电动轮廓仪、圆度仪电感比较仪、电动轮廓仪、圆度仪电感比较仪、电动轮廓仪、圆度仪等。精度高,等。精度高,等。精度高,等。精度高,气动式量仪:气动式量仪:气动式量仪:气动式量仪:压力(气动)量仪、流量计式气动压力(气动)量仪、流量计式气动压力(气动)量仪、流量计式气动压力(气动)量仪、流量计式气动量仪。量仪。量仪。量仪。计量装置:计量装置:计量装置:计量装置:计量器具计量器具计量器具计量器具+辅助设备辅助设备辅助设备辅助设备测量方法的分类测量方法的分类 直接测量与间接测量:直接测量与间接测量:直接测量与间接测量:直接测量与间接测量:直接测量:直接测量:
23、直接测量:直接测量:直接得到被测量量直接得到被测量量直接得到被测量量直接得到被测量量间接测量:间接测量:间接测量:间接测量:通过测量与被测量有函数关系的其他量,通过测量与被测量有函数关系的其他量,通过测量与被测量有函数关系的其他量,通过测量与被测量有函数关系的其他量,计算后得到被测量值。测量误差较大计算后得到被测量值。测量误差较大计算后得到被测量值。测量误差较大计算后得到被测量值。测量误差较大。如测量孔心距(图如测量孔心距(图如测量孔心距(图如测量孔心距(图2-3)2-3)绝对测量与相对测量(微差测量):绝对测量与相对测量(微差测量):绝对测量与相对测量(微差测量):绝对测量与相对测量(微差测
24、量):绝对测量:绝对测量:绝对测量:绝对测量:测得被测量的实际值。测得被测量的实际值。测得被测量的实际值。测得被测量的实际值。如游标卡尺、千分尺测孔(轴)径。如游标卡尺、千分尺测孔(轴)径。如游标卡尺、千分尺测孔(轴)径。如游标卡尺、千分尺测孔(轴)径。相对测量:相对测量:相对测量:相对测量:测得被测量与某一基准的偏差。测得被测量与某一基准的偏差。测得被测量与某一基准的偏差。测得被测量与某一基准的偏差。如机械比较仪、光学比较仪。如机械比较仪、光学比较仪。如机械比较仪、光学比较仪。如机械比较仪、光学比较仪。图图24 机械比较仪部分计量参数机械比较仪部分计量参数1量块量块 2被测工件被测工件分度值
25、分度值0.002mm示值范围示值范围-60+60um测量范围测量范围180mm测量方法的分类测量方法的分类接触测量与非接触测量:接触测量与非接触测量:接触测量:接触测量:有测量力。有测量力。例机械式量仪例机械式量仪非接触测量:非接触测量:无测量力。无测量力。例光学式量仪、气动式量仪例光学式量仪、气动式量仪单项测量与综合测量:单项测量与综合测量:单项测量:单项测量:对工件上每一几何量分别进行测量。对工件上每一几何量分别进行测量。例工具显微镜测螺纹单一中径、螺距、牙形半角。例工具显微镜测螺纹单一中径、螺距、牙形半角。综合测量:综合测量:同时测量工件上几个有关几何量的综同时测量工件上几个有关几何量的
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