互换性与测量技术互换性与测量技术第五讲第五讲基本要求：基本要求：掌握标准中规定的掌握标准中规定的28个基个基本偏差代号以及它们的分布规律。初本偏差代号以及它们的分布规律。初步学会正确选用公差与配合。了解几步学会正确选用公差与配合。了解几种常用的尺寸检测器具的工作原理。种常用的尺寸检测器具的工作原理。 重点内容：重点内容：未注公差的线性尺寸的：未注公差的线性尺寸的公差的规定；公差与配合的选用。公差的规定；公差与配合的选用。 难点内容难点内容：公差与配合的选用。：公差与配合的选用。 第五节 尺寸的检测一、概述孔与轴是构成机械零件最基本的特征。孔与轴实际尺寸通常用普通计量器具进行测量。孔与轴实际尺寸和形状误差的综合结果则用光滑极限量规检验。在测量孔、轴尺寸时，由于存在测量误差，因而测得的实际尺寸通常不等于真实尺寸，即测得的实际尺寸=真实尺寸测量误差。若仅以测得的实际尺寸来判断零件是否合格，就容易出现误收和误废。误收会影响产品质量，误废会造成经济损失。所以，测量工件尺寸时，不仅要正确的确定验收极限，而且要合理的选择计量器具。二、验收极限按GB3177-82光滑工件尺寸的检验规定，对有配合要求的孔、轴尺寸验收极限应从它们的最大和最小极限尺寸分别向公差带内移动一个安全裕度A（约占工件尺寸公差的5%10%）。按该验收极限来验收孔、轴，可使误收率降低，保证了产品质量。在实际加工过程中，熟练工人往往把孔往上偏差加工，轴往下偏差加工，但又不能太接近工件极限尺寸。这样既利于工件的装配，又能保证产品质量。 适用适用：普通计量器具车间现场检测且只测量1次，不作出修正即作判断基本尺寸500，IT8IT6，也适用于一般公差尺寸 原则原则：宁可误废不误收 验收极限验收极限验收极限验收极限： 方法一：公差带内收方法一：公差带内收A A（内缩的验收极限内缩的验收极限）：）： a)a)上验收极限最大极限尺寸上验收极限最大极限尺寸A Ab)b)下验收极限最小极限尺寸下验收极限最小极限尺寸A A 数值数值A A：按尺寸和精度等级查表：按尺寸和精度等级查表 3-143-14 优先选优先选 档，没有量具再依次考虑档，没有量具再依次考虑 、档档 方法二：公差带不变（方法二：公差带不变（不内缩的验收极限不内缩的验收极限）：）：A=0A=0选择原则选择原则选择原则选择原则： 配合尺寸、包容尺寸、配合尺寸、包容尺寸、IT811时时 a)a)非配合尺寸，用方法二非配合尺寸，用方法二 b)b)配合尺寸（轴的最大极限尺寸、孔的最小极限配合尺寸（轴的最大极限尺寸、孔的最小极限尺寸），用方法一尺寸），用方法一 偏态形分布的尺寸偏态形分布的尺寸尺寸偏向的一边用方法一尺寸偏向的一边用方法一 非配合和一般尺寸非配合和一般尺寸用方法二用方法二 三、计量器具的选择按测量误差的来源，测量不确定度U是由计量器具不确定度U1和测量条件引起的不确定度U2组成的。U1和U2都是独立随机变量，因此它们之和也是随机变量，并且应不大于安全裕A。但U1与U2对U的影响程度是不相同的，U1的影响较大，U2的影响较小，一般按2：1的关系处理。用普通计量器具测量工件尺寸时，根据工件公差的大小，按相关手册查取安全裕A和所需计量器具的不确定度允许值U1，来选择计量器具。所选用的计量器具的不确定度U1应等于或小于允许值U1。在对公差等级较高的孔、轴选择计量器具时，优先选用比较法测量。实践表明，当使用形状与工件形状相同的标准器比较测量时，千分尺的不确定度降为原来的40%；当使用形状与工件形状不同的标准器比较测量时，千分尺的不确定度降为原来的60%。四、尺寸的测量方法1.卧式测长仪2.立式光学比较仪3.电感测微仪4.浮动式气动量仪5.三坐标测量机 A.A.分类分类 按测量机的测量范围分类可将分为小型、按测量机的测量范围分类可将分为小型、 中型与大型。中型与大型。 小型坐标测量机用于测量小型精密的模具、工具、刀具与集成线路板小型坐标测量机用于测量小型精密的模具、工具、刀具与集成线路板小型坐标测量机用于测量小型精密的模具、工具、刀具与集成线路板小型坐标测量机用于测量小型精密的模具、工具、刀具与集成线路板等。等。等。等。这些零件的精度较高，因而要求测量机的精度也高。它的测量范这些零件的精度较高，因而要求测量机的精度也高。它的测量范围，一般是围，一般是X X轴方向（即最长的一个坐标方向）小于轴方向（即最长的一个坐标方向）小于500mm500mm。它可以。它可以是手动的，也可以是数控的。常用的结构形式有仪器台式、卧镗式、是手动的，也可以是数控的。常用的结构形式有仪器台式、卧镗式、坐标镗式、悬臂式、移动桥式与极坐标式等。坐标镗式、悬臂式、移动桥式与极坐标式等。 中型坐标测量机中型坐标测量机中型坐标测量机中型坐标测量机的测量范围在的测量范围在X X轴方向为轴方向为500mm2000mm500mm2000mm。此类型。此类型规格最多，需求量也最大，规格最多，需求量也最大，主要用于对箱体、模具类零件的测量。主要用于对箱体、模具类零件的测量。主要用于对箱体、模具类零件的测量。主要用于对箱体、模具类零件的测量。操操作控制有手动与机动两种，许多测量机还具有作控制有手动与机动两种，许多测量机还具有CNCCNC自动控制系统。其自动控制系统。其精度等级多为中等，也有精密型的。从结构形式看，几乎包括仪器台精度等级多为中等，也有精密型的。从结构形式看，几乎包括仪器台式和桥式等所有形式。式和桥式等所有形式。 大型坐标测量机大型坐标测量机大型坐标测量机大型坐标测量机的测量范围在的测量范围在X X轴方向应大于轴方向应大于2000mm2000mm，主要用于汽主要用于汽主要用于汽主要用于汽车与飞机外壳、发动机与推进器叶片等大型零件的检测。车与飞机外壳、发动机与推进器叶片等大型零件的检测。车与飞机外壳、发动机与推进器叶片等大型零件的检测。车与飞机外壳、发动机与推进器叶片等大型零件的检测。它的自动化它的自动化程度较高，多为程度较高，多为CNCCNC型，但也有手动或机动的。精度等级一般为中等型，但也有手动或机动的。精度等级一般为中等或低等。结构形式多为龙门式（或低等。结构形式多为龙门式（CNCCNC型，中等精度）或水平臂式（手型，中等精度）或水平臂式（手动或机动，低等精度）。此外，还有一些采用非正交坐标系的大型测动或机动，低等精度）。此外，还有一些采用非正交坐标系的大型测量机。量机。 按照测量精度有低精度、中等精度和高精度的测量机。按照测量精度有低精度、中等精度和高精度的测量机。按照测量精度有低精度、中等精度和高精度的测量机。按照测量精度有低精度、中等精度和高精度的测量机。低精度的主要低精度的主要是具有水平臂的三坐标划线机。中等精度及一部分低精度测量机常称是具有水平臂的三坐标划线机。中等精度及一部分低精度测量机常称为生产型的。生产型的常在车间或生产线上使用，也有一部分在实验为生产型的。生产型的常在车间或生产线上使用，也有一部分在实验室使用。高精度的称为精密型或计量型，主要在计量室使用。室使用。高精度的称为精密型或计量型，主要在计量室使用。 低、中、高精度三坐标测量机大体上可这样划分：低精度测量机的单低、中、高精度三坐标测量机大体上可这样划分：低精度测量机的单轴最大测量不确定度大体在轴最大测量不确定度大体在1104L1104L左右，而空间最大测量不确定度左右，而空间最大测量不确定度为（为（2-32-3）104L104L，其中，其中L L为最大量程；中等精度的三坐标测量机，为最大量程；中等精度的三坐标测量机，其单轴与空间最大测量不确定度分别约为其单轴与空间最大测量不确定度分别约为1105L1105L和（和（2-32-3）105L105L；精密型的则分别小于；精密型的则分别小于1106L1106L和（和（2-32-3）106L106L。上述划分不是绝。上述划分不是绝对的，随着生产技术的进步与误差补偿技术的应用，也随着对产品质对的，随着生产技术的进步与误差补偿技术的应用，也随着对产品质量要求的提高，测量机的测量不确定度在不断减小。现已出现一些超量要求的提高，测量机的测量不确定度在不断减小。现已出现一些超高精度的测量机，例如在高精度的测量机，例如在1m1m量程下空间测量精度为亚微米级的测量量程下空间测量精度为亚微米级的测量机，以及一些小量程的纳米级的测量机，但这些机器目前还不是商品。机，以及一些小量程的纳米级的测量机，但这些机器目前还不是商品。 还可以按照其它指标对三坐标测量机进行分类。例如只带光学测头还可以按照其它指标对三坐标测量机进行分类。例如只带光学测头（CCDCCD摄像头等）的三坐标测量机，常称为光学测量机。也可以根据摄像头等）的三坐标测量机，常称为光学测量机。也可以根据采用的标尺和导轨形式等，对三坐标测量机进行分类。采用的标尺和导轨形式等，对三坐标测量机进行分类。B.B.三坐标测量机测量原理：三坐标测量机测量原理：将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位值，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。置。 C.C.三坐标测量机的组成：三坐标测量机的组成：1)1)主机机械系统（主机机械系统（X X、Y Y、Z Z三轴或其它）；三轴或其它）；2)2)测头系统；测头系统；3)3)电气控制硬件系统；电气控制硬件系统；4)4)数据处理软件系统（测量软件）；数据处理软件系统（测量软件）；桥式三坐标测桥式三坐标测桥式三坐标测桥式三坐标测量机量机量机量机 产品型号：产品型号：RUBYRUBY系列系列几何尺寸、形几何尺寸、形位公差测量及位公差测量及检测；采点抄检测；采点抄数；逆向工程；数；逆向工程；数模在线实时数模在线实时比对；比对；双悬臂式三坐标测量机CARMETCARMET悬臂式三坐标测量机悬臂式三坐标测量机悬臂式三坐标测量机悬臂式三坐标测量机适用于模型和模具的制作，铸模、伍德合金和金属板的加工和制作单臂适用于模型和模具的制作，铸模、伍德合金和金属板的加工和制作单臂或双臂操作的复杂测量任务。或双臂操作的复杂测量任务。CARMETCARMET是为人工和是为人工和CNCCNC操作设计的。我们操作设计的。我们提供下列探头系统：提供下列探头系统：“ “带带TP6TP6的的RenishawRenishawMIH-S”MIH-S”三维探头、带二极管探三维探头、带二极管探头（可选项）的转动架、头（可选项）的转动架、CNCCNC操作时用的带操作时用的带TP6TP6探头的探头的RDSRDS铰接式探头架，铰接式探头架，其中，最后一个还可以用来夹持二极管探针。其中，最后一个还可以用来夹持二极管探针。CARMETCARMET可以在较小的台面上得到比较高的精度，安装也很简单、可以在较小的台面上得到比较高的精度，安装也很简单、方便。移动式图形面板采用现代化的界面，这使方便。移动式图形面板采用现代化的界面，这使CARMETCARMET容易操作、容容易操作、容易使用。易使用。2020表示基本尺寸为表示基本尺寸为2020的基轴制过盈配合。的基轴制过盈配合。2020表示基本表示基本尺寸为尺寸为2020、基孔制或基轴制（分子、基孔制或基轴制（分子H H可视为基孔制，分母可视为基孔制，分母h h又可视为基轴制）的间隙配合。又可视为基轴制）的间隙配合。