机械零件的检测与误差原因解析讲解

1、合肥通用职业技术学院毕业设计论文题 目： 机 械 零 件 的 检 测 与 误 差 原 因 解 析系 别： 机 械 工 程 系专 业： 机 械 制 造 与 自 动 化学 制：三 年姓 名：王 鑫学 号：29110137指导教师：张 文 群二零一四年六月八日指导教师评语及成绩：指导教师： 2014 年 月 日合肥通用职业技术学院毕业论文摘要本论文通过机械零件检测的基本步骤和检测方法等解析。 机械零件的检测主 要是对机械零件中包括长度、 角度、粗糙度、几何形状和相互位置等尺寸的测量。 机械零件的检测极为重要， 它是把握产品质量的关键环节， 检测人员必须在充分 准备的基础上按照程序进行，并要分析误差的

2、产生原因。机械零件的技术要求很多 , 它有几何形状、 尺寸公差、 形位公差（形状公差 和位置公差）、表面粗糙度、 材质的化学成份及硬度等。 检测时先从何处着手 , 用 哪些量具 , 采用什么样的先进方法 , 是检测中技术性很强的一个问题。 机械零件 的检验对于基准的选择直接影响到机械零件是否合格的重要关键。 为了使产品质 量信得过 , 避免出现错检、误检和漏检 , 对此检测人员应遵守程序， 做好各方面 工作。关键词： 检测 量具 基准合肥通用职业技术学院毕业论文目录摘要 I目录 1第 1 章 绪论 2第 2 章 测前准备 32.1 阅读图纸 32.1.1 分析工艺文件 32.1.2 合理选用量

3、具 32.1.3 测量方法的选择 4第 3 章 机械零件的检测 53.1 合理选用测量量具 53.1.1 表面检测 53.1.2 检测尺寸公差 53.1.3 检测形位公差 6第 4 章 测量误差与原因分析 64.1. 误差的基本知识 6系统误差 64.1.2 偶然误差 74.1.3 系统误差与偶然误差的关系 74.1.4 对误差大小的评价 74.2 测量误差的分类 84.2 随机误差 8粗大误差 84.2.2 系统误差 84.3 测量误差产生原因分析 9第 5 章 检验工具的要求 10结束语 11谢词 12参考文献 13合肥通用职业技术学院毕业论文第 1 章 绪论在现代工业生产中常采用专业化大

4、协作生产， 即用分散制造、 集中装配的办 法来提高劳动生产率， 保证产品质量和降低成本。 要实行专业化生产必须采用互 换性原则。 这对机械零件的精度要求很高， 机械零件在加工的工艺要求高。 机械 零件的检测极为重要， 它是把握产品质量的关键环节。 机械零件测量误差直接关 系到机械零件是否合格。在经过仿真调试和参考大量国内外文献资料后， 我结合自己的实际工作经验 和心得体会编写了此文。 本文共分四章： 第一章简述机械零件的； 第二章概述了 机械零件测量准备条件； 第三章主要讲述机械零件的测量过程注意事项； 第四章 主要机械零件的测量与原因分析。由于水平有限， 论文中的错误和疏漏之处在所避免， 敬

5、请各位老师批评指正合肥通用职业技术学院毕业论文第 2 章 测前准备2.1. 阅读图纸检验人员要通过对视图的分析 , 掌握零件的形体结构。 首先分析主视图 , 然后按顺序分析其它视图。 同时要把各视图由哪些表面组成 , 如平面、圆柱面、 圆弧面、螺旋面等 , 组成表面的特征 , 如孔、槽等 , 它们之间的位置都要看懂、 记清楚。检验人员要认真看图纸中的尺寸 , 通过看尺寸 , 可以了解零件的大小 , 看尺寸要从长、 宽、高三个方向的设计基准进行分析 , 要分清定形尺寸、 定位尺 寸、关键尺寸 , 要分清精加工面、 粗加工面和非加工面。 在关键尺寸中 , 根据公差 精度 , 表面粗糙度等级分析零件

6、在整机中的作用， 对于特殊零件 , 如齿轮、蜗 轮蜗杆、丝杠、 凸轮等有专业功能的零件 , 要会运用专业技术标准。 掌握各类机 械零件的国家标准 , 是检验人员的基本功。 有表面需热处理的工序零件 , 应注意 处理前后尺寸公差变化的情况。检验人员还应分析图纸中的标题栏， 标题栏内 标有所用材料零件名称 , 通过看标题栏 , 掌握零件所用材料规格、牌号和标准 , 从中分析材料的工艺性能 , 以及对加工质量的影响。 工作中 , 我曾遇到这样一个 问题， 在铣床上加工一批不锈钢支架 , 因所选铣刀材料不对 , 造成加工表面粗 糙度不好 , 并且效率较低 , 严重影响了产品精度与产品质量。 我发现了问

7、题严重 性后, 选择了合适材料的铣刀 , 试用后, 速度又快 , 表面粗糙度又好。2.1.1 分析工艺文件工艺文件是加工、检验零件的指导书 , 一定要认真仔细查看。 按照加工顺序 , 对每个工序加工的部位、 尺寸、工序余量、 工艺尺寸换算都要认真审阅 , 同时应 了解关键工序的装夹方法 , 定位基准和所使用的设备、工装夹具刀具等技术要 求。往往有个别操作者不按工艺中所制订的工序加工 , 从而对整个机械零件的加 工后造成不合格的后果 , 这一问题常常又被检验人员所忽视。 待安装时 , 不能使 用 , 造成了成批产品报废。2.1.2 合理选用量具当看清图纸和工艺文件后 , 下一步就是选取恰当的量具

8、进行机械零件检测。 根据被测工件的几何形状、 尺寸大小、生产批量等选用。如测量圆柱台阶轴时 , 带合肥通用职业技术学院毕业论文公差装轴承部位 , 应选用卡尺、千分尺、钢板尺等； 如测量带公差的内孔尺寸 时, 应选用卡尺、钢板尺、内径百分表或内径千分尺等。有些被测零件 , 用现有 的量具不能直接检测 , 这就要求检测人员 , 根据一定的实践经验、 书本理论知识 , 用现有的量具进行整改 , 或进行一系列检测工具的制作。测量器具是测量仪器和测量工具的总称。 通常把没有传动放大系统的测量工 具称为量具，如游标卡尺、直角尺和量规等； 把具有传动放大系统的测量器具称 为量仪，如机械比较仪、测长仪等。也可

9、按其测量原理、结构特点及用途等，分 为以下四类：1基准量具 测量中作用标准量的量具，如基准米尺、量块、角度量块、直 角尺和线纹尺等。2极限量规 是一种没有刻度的， 用以检验零件尺寸或形状、 互相位置的专 用检验工具。它只能判断零件是否合格，而不能得出具体尺寸。 、3，检验夹具 也是一种专用的检验工具， 当配合各种比较仪时， 用来检验更 多和更复杂的参数。4. 通用测量器具 有刻度，能量出具体数值。2.1.3 测量方法的选择1. 按是否直接量出所需要的量值，分为直接测量和间接测量。直接测量 直接量出被测参数的量值或其相对于基本尺寸的实际偏差数值。间接测量 先测量出与被测量值有关的几何参数，然后通

10、过计算获得被测量值。2. 按所测读数是否代表被测量值的绝对数字，分为绝对测量和相对测量。绝对测量 测得的读数值是被测量的绝对数字。例如用游标卡尺直接量出零 件的实际尺寸。相对测量 测得的读数值时相对于基本尺寸的实际偏差。例如用量块调整比 较仪，测量零件的直径。3按被测零件的表面与测量是否机械接触，分为解除测量和非接触测量。 接触测量 被测零件表面也测量头机械接触，并有机械作用的测量力。 非接触测量 被测零件与测量头没有机械接触。如光学投影仪测齿形等。4. 按零件被测参数的多少，可分为综合测量和单项测量。单项测量 当零件形状复杂，包括多个几何参数，而测量时却时逐个参数进 行侧量。如测量螺纹，分别

11、测量螺纹的中径、半角、螺距。综合测量 同时侧量零件几个相关惨相互的综合效应或综合参数。如用螺纹 环规综合测量螺纹各参数综合效应，判断螺纹是否合格。合肥通用职业技术学院毕业论文5. 按技术测量对机械制造工艺过程所起的作用，可分为主动测量和被动测 量。主动测量 零件在加工过程中进行的测量，测量结果可以直接用来控制零件 的加工过程，控制废品的发生。被动测量 零件加工完毕后所进行的被测，这种测量仅能发现和剔出废品。第 3 章 机械零件的检测3.1 合理选用测量基准测量基准应尽量与设计基准、 工艺基准重合。在任选基准时 , 要选用精度高 , 能保证测量时稳定可靠的部位作为检验的基准。 如测量同轴度、圆跳

12、动、套类 零件以内孔 , 轴类零件以中心孔为基准； 测量垂直度应以大面为基准； 测量辊类 零件的圆跳动以两端轴头下轴承的台阶 （将两端轴承台阶放在 “V”型铁上 ） 为基 准。3.1.1 表面检测机械零件的破坏 , 一般总是从表面层开始的。 产品的性能 , 尤其是它的可 靠性和耐久性 , 在很大程度上取决于零件表面层的质量。 研究机械加工表面质 量的目的就是为了掌握机械加工中各种工艺因素对加工表面质量影响的规律 , 以便运用这些规律来控制加工过程 , 最终达到改善表面质量、 提高产品使用性能 的目的，如磕碰、划伤、变形、裂纹等。细长轴、薄壁件注意变形、冷冲件要注 意裂纹、螺纹类零件、铜材质件要

13、注意磕碰、 划伤等。对以上检测的机械零件 , 检 测完后 , 都要认真作记录 , 特别是半成品 , 对合格品、返修品、报废产品要分清 , 并作上标记 , 以免混淆不清。3.1.2 检测尺寸公差测量时应尽量采用直接测量法 , 因为直接测量法比较简便 , 很直观 , 无需 繁琐的计算，如测量轴的直径等。 有些尺寸无法直接测量 , 就需用间接测量 , 间 接测量方法比较麻烦 , 有时需用繁琐的函数计算 , 计算时要细心 , 不能少一个 因素，如测量角度、锥度、孔心距等。当检查形状复杂 , 尺寸较多的零件时 , 测 量前应先列一个清单 , 对要求的尺寸写在一边 , 实际测量的尺寸在另一边 , 按 照清

14、单一个尺寸一个尺寸的测量 , 并将测量结果直接填入实际尺寸一边。 待测量合肥通用职业技术学院毕业论文完后 , 根据清单汇总的尺寸判断零件合格与否， 这样既不会漏掉一个尺寸 , 又能 保证检测质量。3.1.3 检测形位公差形位公差的研究对象是机械零件上的几何要素， 主要包括形状公差和位置公 差。按国家标准规定有 14 种形位公差项目。对于测量形位公差时 , 要注意应按 国家标准或企业标准执行， 如轴、长方件要测量直线度， 键槽要测量其对称度。第 4 章 测量误差与原因分析4.1 误差的基本知识由于受到测量仪器、 测量方法、 测量条件和观察者生理反应能力、 操作水平 等因素的限制， 测得的结果只可

15、能是一个近似值。 测量值与真值之差称为绝对误 差，简称误差。即误差 =测量值 - 真值。4.1.1 系统误差系统误差的特点是：在相同条件下，对同一物理量进行多次测量时，误差的 大小和正负总保持不变，或按一定的规律变化，或是有规律地重复。系统误差主要来自以下三个方面：1. 仪器误差 这是由于测量仪器不完善或有缺陷，以及没有按规定条件使用而造成的误 差。仪器误差常表现在下面三种情况：(1) 示值误差。如米尺由于变形造成刻度不标准；电表的轴承磨损引起示值 不准等。(2) 零值误差。如千分尺由于磨损致使在零位时，读数不为零；电表在使用 之前未调整零位等。(3) 仪器机构和附件误差。如天平两臂不等长；砝

16、码不准；电桥的标准电阻 不准等。2. 方法误差这是由于实验理论、 实验方法或实验条件不合要求而引起的误差。 如用伏安 法测电阻，采用不同的连接方法， 电表的内阻会给测量带来误差； 在热学实验中， 绝热条件的好坏对测量结果的影响等。3. 人员误差 这是由于观测者个人生理和心理上的特点所造成的误差。 如在使用停表计时合肥通用职业技术学院毕业论文中，有的人失之过长，有的人失之过短；在电表读数时，有人偏左而有人偏右； 在估计读数时，有人习惯偏大而有人习惯偏小等。系统误差常分为两类， 即已定系统误差和未定系统误差。 前者指其误差的符号和绝对值均已确定，而后者是指其误差的符号或绝对值尚未确定。4.1.2

17、偶然误差在同一条件下， 对某一物理量进行多次测量时， 每次测量的结果有差异， 其 差异的大小和符号以不可预定的方式变化着。这种误差称为偶然误差或随机误 差。遇然误差是由于一些偶然的、 不确定的因素引起的。 例如，各次观察时仪器 对得不准；调节平衡时，平衡点确定不准；读数不准确； 。这些因素的影响一般 是微小的、 混杂的，并且是随机出现的， 这就难以确定某个因素产生的具体影响 的大小。每项测量的偶然误差是无规则的， 但若测量次数充分多时， 就会发现在一定 条件下，它具有一定的规律性。 这种规律性表现在偶然误差服从一定的统计规律， 具体表现为：(1) 绝对值小的误差出现的概率比绝对值大的误差出现的

18、概率要大得多。(2) 比真值大的测量值与比真值小的测量值出现的概率相等。(3) 绝对值相等的正误差与负误差出现的概率相等。4.1.3 系统误差与偶然误差的关系系统误差的特征是它的确定性， 而偶然误差的特征是它的随机性， 两者经常同 时存在于实验之中， 有时难以严格区分。 通常把一些不确定的系统误差看作偶然 误差，也常把一些确定的但规律过于复杂的系统误差当作偶然误差来处理。 有时， 两者的区别与空间和时间的因素有关。 例如， 环境温度对标准仪器的影响， 在短 时间内可以看成是系统误差， 而在长时间内则认为是偶然误差。 另外，随着科学 技术的发展， 人们对误差来源及其变化规律的认识加深， 有可能把

19、过去认识不到 而归于偶然误差的某些误差，确定为系统误差。还必须指出， 在测量中，由于读数或计算时发生错误， 致使测量结果与真值 之间产生较大的偏差 ( 过矢误差或粗大误差 )，这种偏差是错误而不是误差， 它是 不应该出现的，也是完全可以避免的。4.1.4 对误差大小的评价测量中常用精密度、 准确度和精确度来评价实验结果中误差的大小。 这三个合肥通用职业技术学院毕业论文概念的涵义不同，应加以区别。1. 精密度，表示测量结果中偶然误差大小的程度。 精密度高是指在多次测量 中，数据的离散性小，偶然误差小。2. 准确度，表示测量结果中系统误差大小的程度。 准确度高表示多次测量数 据的平均值偏离真值的程

20、度小，系统误差小。3. 精确度，是对测量结果中系统误差和偶然误差大小的综合评价。 精确度高 是表示在多次测量中， 数据比较集中， 且逼近真值， 即测量结果中的系统误差和 偶然误差都比较小。4.2 测量误差分类测量过程中 , 影响所得的数据准确性的因素非常多。 测量误差可以分为三大 类：随机误差、粗大误差、系统误差。4.2.1 、随机误差在相同条件下 , 测量同一量时误差的大小和方向都是变化的 , 而且没有变 化的规律 , 这种误差就是随机误差。 引起随机误差的原因有量具或者量仪各部分 的间隙和变形 , 测量力的变化 , 目测或者估计的判断误差。 消除的方法主要是从 误差根源予以消除 （减小温度

21、波动、控制测量力等 ） , 还可以按照正态分布概率 估算随机误差的大小。4.2.2 粗大误差粗大误差是明显歪曲测量结果的误差。 造成这种误差的原因是测量时精力不 集中、疏忽大意 , 比如测量人员疏忽造成的读数误差、记录误差、计算误差 , 以 及其他外界的不正常的干扰因素。 含有粗大误差的测量值叫做坏值 , 应该剔除不 用。4.2.3 系统误差在相同条件下 , 重复测量同一量时误差的大小和方向保持不变 , 或者测量 时条件改变 , 误差按照一定的规律变化 , 这种误差为系统误差。 引起系统误差的 原因有量具或者量仪的刻度不准确 , 校正量具或者量仪的校正工具有误差 , 精 密测量时环境的温度没有

22、在 20 度（摄氏温度） 。消除系统误差方法有 , 测量前必合肥通用职业技术学院毕业论文须对所有计量器具进行检定 , 应当对照规程进行修正消除误差。 另外 , 保证刻度 对准零位 , 必须测量前 , 仔细检查计量器具 , 保证足够的准确性。4.3 测量误差产生原因分析不管使用多么精准的测量器具， 采用多么可靠的测量方法， 都不可避免地产 生一些误差。 产生测量误差的原因是多种多样的，归纳起来有以下几个方面： 1.测量器具误差 指测量器具内在误差， 包括设计原理、 制造、装配调整存在的 误差。2. 基准件误差 常用基准件如量块或标准件，都存在这制造误差和检定误 差，一般来说，基准件的误差不应超过

23、总测量误差的 1/5-1/3 。3. 温度误差 在实际测量时， 由于测力环境、 测量器具和被测零件的温度偏 离了计算的标准温度， 而各物体的线胀系数又不相同， 产生了的误差， 叫温度误 差。标准计量温度为 20。测量工作最好在标准计量温度情况下进行，或者力 求被测零件的温度与计量器温度相等，以减小温度对测量的影响。4. 测量力误差 测量头和被测零件表面机械接触， 测量力使测量器具、 零件 表面受力变形而产生的误差。 恒定的测量力， 可以减少接触比较测量的误差， 这 是因为调零时的测量力和测量时的测量力大小能保持一致。高精度仪器测量力应在 1N 以内，一般仪器在 2N。5. 读数误差 测量者对指示器读取数据时，视觉引起的偏差。合肥通用职业技术学院毕业论文第 5 章 检验工具的要求在对于各种设备、 机床的零件和部件以及整机的尺寸精度、 形状精度、 位置 精度、表面粗糙度、接触精度等进行检测时 , 为了能够准确、合理、快捷测量可 用适当的通用检验工具和专用的检验工具量具配