公差测量技术基础

Jiaai.Qin2014/4/3CYBERNETSYSTEMSCHINA公差测量技术基础一.公差相关知识公差相关概念公差相关计算方法二.形状与位置公差为什么标注形位公差公差原则三.测量技术基础测量的基本概念测量步骤Page1一.公差相关概念基本概念

误差：测量值与真值之间的差值。

偏差（Deviation）：一组是表示个别测量值与平均值之间的差值，一组分析结果的精密度可以用平均偏差和标准偏差两种方法来表示。平均偏差：

对n个偏差求算术平均值

标准偏差：

区别与联系

用误差衡量测量结果的准确度，用偏差衡量测量结果的精密度；误差是以真实值为标准，偏差是以多次测量结果的平均值为标准。

误差与偏差的含义不同，必须加以区别。但是由于在一般情况下，真实值是不知道的(测量的目的就是为了测得真实值)，因此处理实际问题时常常在尽量减小系统误差的前提下，把多次平均测量值当作真实值，把偏差当作误差。Page2一.公差相关概念误差的分类

系统误差：在相同的观测条件下，对某量作一系列观测，如果误差的出现在符

号和大小相同或按一定规律变化，这种误差称为系统误差。

随机误差：在相同的观测条件下，对某量作一系列观测，如果误差的出现在符号和大小均不一致，即从表面上看，没有什么规律性，这种误差称为随机误差，随机误差又称为偶然误差。

A

B

C

A的系统误差小，随机误差大，精密度、准确度都不好；

B说明系统误差大，随机误差小，精密度很好，准确度不好；

C系统误差和随机误差都很小，精密度和准确度都很好。

Page3一.公差相关概念

Page4一.公差相关概念

Page5一.公差相关概念

误差的来源Page6零件不相容的基准不良的尺寸标注刀具设置拔模角度铸造误差材料收缩测量误差检测过程级进模装配紧固件移位连接方法胶合焊接成形装配顺序调整机构运动调整夹具环境/使用重力加载动态加载热效应振动变形一.公差相关概念

公差的定义：设计尺寸的允许变动量，设计上通过公差的定义来控制误差的变动范围。Page7尺寸公差形位公差一.公差相关概念

公差的设计方法：极限公差设计一维计算方程：二维或三维计算方程：极限公差设计的优点：100%的装配质量100%的零件互换性Page8一.公差相关概念

极限公差设计的不足：100%的装配质量导致高的成本不考虑实际制造能力100%的检查才能保证产品质量统计公差设计一维情况的计算方程：二维或三维计算方程：Page9一.公差相关概念

统计公差设计的优点：产品质量各异，不需要100%满足要求一般来说，公差范围更宽，生产成本更低可考虑实际制造能力统计公差设计的不足：需要得到制造过程的相关数据（测量或者近似的）概念上比最坏情况分析更加复杂Page10尺寸公差的应用尺寸可很好的测量单个特征尺寸，但不能控制两个特征之间的关系。尺寸公差应用尺寸类型好用不好用尺寸ok倒角ok半径ok壁厚ok台阶面ok斜面ok埋头孔ok控制位置ok控制角度ok控制形状ok二.形状和位置公差尺寸公差的应用尺寸公差反映部件的结构和功能要求：图一、尺寸公差控制孔的位置

二.形状和位置公差尺寸公差的局限性用直角坐标系尺寸公差定义零件形体缺点：图二、尺寸公差控制孔的位置

二.形状和位置公差尺寸公差的局限性尺寸公差产生不同的公差累积：图三、尺寸公差控制孔的位置

尺寸公差的局限性尺寸公差产生不同的公差累积：图四、尺寸公差控制孔的位置

二.形状和位置公差形位公差的应用形位公差使用基本尺寸，而基本尺寸没有公差，尺寸可以用方便使用的任何方式应用，不会产生公差累积：图五、形位公差控制孔的位置

二.形状和位置公差形位公差的应用测量起点清晰，没有公差累积：图六、形位公差控制孔的位置

二.形状和位置公差形位公差的应用形体被公差控制，公差带均匀：图七、形位公差控制孔的位置

二.形状和位置公差图纸概念尺寸公差形位公差公差带形状孔公差带是方形或长方形孔公差带较小制造成本高公差带是圆形，可使用直径符号增加公差带57%制造成本更低公差带灵活性公差带尺寸固定好零件被废弃生产成本更高使用MMC修饰符使公差在一定条件下增加好零件被使用生产成本更低方便检测程度检测可以得到不同的检测结果好零件被废弃坏零件被接受基准系统可以统一检测设置清楚指导检测消除是否接受零件的争议形位公差相对于尺寸公差有如下优点：增加57%二.形状和位置公差形位公差的分类

形状公差：单一实际要素的形状所允许的变动全量。

位置公差：关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量。

二.形状和位置公差位置公差按几何特征分：*定向公差：具有确定方向的功能，即确定被测实际要素相对基准要素的方向精度。*定位公差：具有确定位置功能，即确定被测实际要素相对基准要素的位置精度。*跳动公差：具有综合控制的能力，即确定被测实际要素的形状和位置两方面的综合精度。形位公差的分类

形状公差：单一实际要素的形状所允许的变动全量。

位置公差：关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量。

二.形状和位置公差位置公差按几何特征分：*定向公差：具有确定方向的功能，即确定被测实际要素相对基准要素的方向精度。*定位公差：具有确定位置功能，即确定被测实际要素相对基准要素的位置精度。*跳动公差：具有综合控制的能力，即确定被测实际要素的形状和位置两方面的综合精度。形位公差的分类

形状公差：形状公差包括直线度、平面度、圆度、圆柱

度、线轮廓度、面轮廓度六个项目。

位置公差：

定向公差：平行度、垂直度、角度

定位公差：位置度、对称度、圆柱度

跳动公差：单跳动、全跳动

二.形状和位置公差1.测量的基本概念

测量是指为了确定被测量的量值而进行的实验过程。在测量中假设L为被测量值，E为所采用的计量单位，那么它们的比值为：q＝L/E，这个公式所包含的物理意义

1）、在被测量值L一定的情况下，比值q的大小完全取决于所采用的计量单位E，而且是成反比例的关系；

2）、计量单位的选择决定于被测量值所要求的精确程度，这样经过比较而得的被测量值为：L＝qE；

3）、任何一个测量过程必须含有被测的对象和所采用的计量单位，二者是怎样进行比较和比较以后的精确程度如何;

4）、一个完整的测量过程应包含被测量、计量单位、测量方法(含测量器具)和测量精度等四个要素。三.测量技术基础2、检测的意义

1)、保证机械产品质量的措施之一就是精度检测。

2)、检测就是确定产品是否满足设计要求的过程，即判断产品合格性的过程。定性检验：只能得到被检验对象合格与否的结论，而不能得到其具体的量值。因其检验效率高、检验成本低而在大批量生产中得到广泛应用。定量测试：定量测试的方法是在对被检验对象进行测量后，得到其实际值并判断其是否合格的方法。三.测量技术基础3、计量单位

我国规定采用以国际单位制为基础的“法定计量单位制”。它是由一组选定的基本单位和由定义公式与比例因数确定的导出单位所组成的。如“米”、“千克”、“秒”、“安”等为基本单位。

在测量过程中，测量单位必须以物质形式来体现，能体现计量单位和标准量的物质形式有：光波波长、精密量块、线纹尺、各种圆分度盘等。

三.测量技术基础264、测量方法测量方法是根据一定的测量原理，在实施测量过程中对测量原理的运用及其实际操作。广义地说，测量方法可以理解为测量原理、测量器具(计量器具)和测量条件(环境和操作者)的总和。在实施测量过程中，应该根据被测对象的特点(如材料硬度、外形尺寸、生产批量、制造精度、测量目的等)和被测参数的定义来拟定测量方案、选择测量器具和规定测量条件，合理地获得可靠的测量结果。三.测量技术基础5、测量精度测量结果与真值的一致程度。不考虑测量精度而得到的测量结果是没有任何意义的。真值的定义为：当某量能被完善地确定并能排除所有测量上的缺陷时，通过测量所得到的量值。由于测量会受到许多因素的影响，其过程总是不完善的，即任何测量都不可能没有误差。对于每一个测量值都应给出相应的测量误差范围，说明其可信度。三.测量技术基础6、检测的一般步骤确定被检测项目:

认真审阅被测件图纸及有关的技术资料，了解被测件的用途，熟悉各项技术要求，明确需要检测的项目。设计检测方案:根据检测项目的性质、具体要求、结构特点、批量大小、检测设备状况、检测环境及检测人员的能力等多种因素，设计一个能满足检测精度要求，且具有低成本、高效率的检测预案。选择检测器具:

按照规范要求选择适当的检测器具，设计、制作专用的检测器具和辅助工具，并进行必要的误差分析。三.测量技术基础6、检测的一般步骤检测前准备清理检测环境并检查是否满足检测要求，清洗标准器、被测件及辅助工具，对检测器具进行调整使之处于正常的工作状态。采集数据安装被测