公差配合与测量技术 课件 项目一之任务3传动轴尺寸的检测

任务3传动轴尺寸

的检测学习目标

1、能解释有关测量的要素及分类；2、能说明测量误差的来源及处理原则；3、会正确使用卡尺、外径千分尺、量块等通用精密量具；4、会利用有关资料选择计量器具；5、会确定光滑工件尺寸的验收极限；6、能完成传动轴尺寸公差的检测。任务描述按照图样要求，完成传动轴尺寸公差的检测。任务分析要检测传动轴的尺寸公差，主要是根据工件尺寸公差要求、结构特点及量具条件，确定合适的验收极限和测量方法。这就需要学习几何测量基础知识、测量误差知识、常用量具及使用知识、计量器具的选择，验收极限的确定等相关知识。知识准备1.几何量测量基础知识几何量测量就是以确定被测对象几何量量值为目的的全部操作。其实质是将被测量与具有计量单位的标准量进行比较，从而确定比值的过程。因此，在被测量一定的情况下，比值的大小完全决定于所采用的计量单位的标准量，而且是成反比关系。同时也说明计量单位的选择决定于被测量值所要求的精确程度。这样经比较而得被测量值。1.1几何量测量要素一个完整的几何量测量过程应包括以下四个要素：①测量对象:主要是指被测几何量。②计量单位:指用于计量的约定的标准量。我国法定计量单位中长度单位为米（m）。2019年5月20日起，米的中文定义更新为：“当真空中光速c以m/s为单位表达时选取固定数值299792458来定义米。其中秒是由铯的频率Δν(Cs)来定义”。在测量用量具过程中，务必定期校准量具，实施量值溯源，建立量值传递，保证基准统一。③测量方法:是指在进行测量时所采用的测量器具、测量原理和测量条件的综合。④测量精度:是指测量结果与真值的一致程度。由于在测量过程中总是不可避免的出现测量误差，因此，测量结果只是在一定范围内近似于真值，测量误差的大小反映测量精度的高低。测量误差大则测量精度低，测量误差小则测量精度高，不知测量精度的测量是毫无意义的测量。知识准备1.2测量方法的分类1.2.1直接测量和间接测量1.2.2绝对测量和相对测量1.2.3接触测量和非接触测量1.2.4单项测量和综合测量1.2.5静态测量和动态测量知识准备1.3测量误差1.3.1测量误差的概念由于计量器具本身的误差以及测量方法和条件的限制，任何测量过程都不可避免存在误差.测量所得的值不可能是被测量的真值，测得值与被测量的真值之间的差异在数值上表现为测量误差。测量误差可以表示为绝对误差和相对误差。①绝对误差δ绝对误差是指被测量的测得值X与其真值X0之差。即δ=X-X0②相对误差ε相对误差是指测量绝对误差的绝对值与其真值之比。即ε=δ/X0。对大小不同的同类量进行测量时，要比较其测量精度的高低，就用相对误差比较，相对误差大的测量精度低，相对误差小的测量精度高。知识准备1.3.2测量误差的来源①测量器具误差测量器具误差，是指测量器具本身在设计、制造和使用过程中存在的各项误差。这些误差可用测量器具的示值精度或不确定度来表示。②测量方法误差。测量方法误差是指由于测量方法不完善所引起的误差。③测量环境误差测量环境误差是指由于测量时的环境条件不符合标准条件所引起的误差。测量的环境条件包括温度、湿度、气压、振动及灰尘等。其中，温度对测量结果的影响最大。④人员误差人员误差是指由于测量人员的主观因素所引起的误差。例如，测量人员技术不熟练、视觉偏差、估读判断错误等引起的误差。知识准备1.3.3测量误差的处理引起测量误差的因素很多，有些误差是不可避免的，但有些是可以避免的。因此，测量者应对一些可能产生测量误差的原因进行分析，掌握其影响规律，设法消除或减小其对测量结果的影响；对于不可避免的误差，要根据误差的类型及特点，采用科学的方法进行处理，以保证测量精度。误差分析及测量数据处理是测量技术的重要课题之一，但本课程不作深入学习。知识准备2.常用轴颈零件尺寸检测通用量具2.1卡尺卡尺是一种常用的测量长度的通用量具，具有结构简单、使用方便、精度中等和测量尺寸范围大等特点，在生产中得到广泛应用。用它可以测量零件的外径、内径、长度、深度等。读数：知识准备2.2外径千分尺外径千分尺是利用螺旋副原理，对尺架上两测量面间分隔的距离进行读数的外尺寸测量器具，常用以测量或检验零件的外径、厚度等。读数：知识准备2.3量块量块是用耐磨材料制造，横截面为矩形，具有一对相互平行测量面的实物量具。量块的测量面，可以和另一量块的测量面相结合而组合使用，也可以和具有类似表面质量的辅助体表面相研合而用于量块长度的测量。2.3.1量块的用途和级别量块是控制尺寸的最基本的量具，是从标准长度到零件之间尺寸传递的媒介，是技术测量上长度计量的基准。量块一般制成矩形截面的长方块，如图所示。它有上、下两个测量面和四个非测量面。两个测量面是经过精密研磨和抛光加工的很平、很光的平行平面。量块的矩形截面尺寸是：基本尺寸0.5～10mm的量块，其截面尺寸为30mm×9mm；基本尺寸大于10至1000mm，其截面尺寸为35mm×9mm。知识准备知识准备量块标称长度，是标记在量块上，用以表明与主单位（㎜）之间关系的量值，也称为量块长度的示值。在每块量块上，都标记着它的标称长度：当量块尺寸等于或大于6mm时，标记在非工作面上；当量块在6mm以下时，工作尺寸直接标记在测量面特定位置，如图所示。量块的级别，根据量块长度的精度、和两个测量面的平面平行度等的准确程度，分为K级（校准级）和0级、1级、2级、3级。K级量块的精度最高,3级量块的精度最低，一般作为工厂或车间计量站使用的量块，用来检定或校准车间常用的精密量具。知识准备量块是成套供应的，每套装成一盒，如图所示。每盒中有各种不同尺寸的量块，其尺寸编组有一定的规定。由于量块的两个测量面做得十分准确而光滑，具有可粘合的特性。即将两块量块的测量面轻轻地推合后，这两块量块就能粘合在一起，不会自己分开，好像一块量块一样。由于量块具有可粘合性，就可组成各种不同尺寸的量块组，大大扩大了量块的应用。但为了减少误差，希望组成量块组的块数不超过4～5块。为了使量块组的块数为最小值，在组合时就要根据一定的原则来选取量块尺寸，即首先选择能去除最小位数的尺寸的量块。2.3.2成套量块知识准备套别总块数级别尺寸系列（mm）间隔（mm）块数28300,0,12,(3)0.5,1,1.0051.01,1.02,…,1.491.5,1.6,…,1.92.0,2.5,…,9.510,20,…,100―0.010.10.510349516102.3.2成套量块例如，若要用83块一套的2级量块组成87.545mm的量块组（见表1-8），其量块尺寸的选择方法如下：知识准备套别总块数级别尺寸系列（mm）间隔（mm）块数28300,0,12,(3)0.5,1,1.0051.01,1.02,…,1.491.5,1.6,…,1.92.0,2.5,…,9.510,20,…,100―0.010.10.510349516102.3.2成套量块量块组的尺寸87.545mm选用的第一块量块尺寸1.005mm剩下的尺寸86.54mm选用的第二块量块尺寸1.04mm剩下的尺寸85.5mm选用的第三块量块尺寸5.5mm剩下的即为第四块尺寸80mm知识准备3.计量器具的选择3.1选择计量器具要考虑的因素①根据工件加工批量考虑计量器具的选择。批量小时选用通用的计量器具；批量大则选用专用量具、检验夹具以提高测量效率。②根据工件的结构和重量选择计量器具的测量形式。轻小简单的工件可放到计量仪器上测量；重大复杂的工件则要将计量器具放到工件上测量。③根据工件尺寸的大小和要求确定计量器具的规格。使所选择的计量器具的测量范围、示值范围、分度值等能够满足测量要求。④根据工件的尺寸公差来选择计量器具。工件公差小，计量器具精度要高；工件公差大，计量器具精度应低。一般地说，应使所选用计量器具的最大允许误差占被测工件公差的1/10～1/3。其中对低精度的工件采用1/10，对高精度的工件采用1/3。⑤根据计量器具所导致的测量不确定度（简称计量器具的测量不确定度）的允许值（u1）选择计量器具。知识准备3.2按照计量器具所导致的测量不确定度(简称计量器具的测量不确定度)的允许值(u1)选择计量器具的方法。GB／T3177—2009《产品几何技术规范(GPS)光滑工件尺寸的检验》规定的按照计量器具所导致的测量不确定度(简称计量器具的测量不确定度)的允许值(u1)选择计量器具的原则和方法。3.2.1原则选择时，应使所选用的计量器具的不确定度数值等于或小于选定的计量器具的测量不确定度允许值(u1)。3.2.2计量器具的测量不确定度允许值(u1)按测量不确定度(u)与工件公差的比值分档；对IT6～IT11的分为I、Ⅱ、Ⅲ三档；对ITl2～ITl8的分为I、Ⅱ两档。测量不确定度(u)的I、Ⅱ、Ⅲ三档值分别为工件件公差的1／10、1／8、1／4。计量器具的测量不确定度允许值(u1)约为测量不确定度(u)的0．9倍，其三档数值列于表1-9中。知识准备选用表1-9中计量器具的测量不确定度允许值(u1)，一般情况下，优先选用I档，其次选用Ⅱ档、Ⅲ档。3.2.3计量器具的不确定度计量器具的不确定度是计量器具的一个重要的技术性能指标。不确定度意为对测量结果正确性的可疑程度。此处的不确定度是指按B类评定的不确定度，一般是计量器具技术资料文件或校准证书、检定证书上提供的技术数据。所以使用的计量器具要按规范定期校准，以保证量值统一，实时掌握计量器具的示值误差和测量不确定度，保证测量准确可靠。表1-10、1-11、1-12收集了常用量具的不确定度参考值以供学习使用。知识准备

测量范围：±0.05，分度值0.001，示值误差±0.001,夹持套Φ8的扭簧比较仪（哈量）百分表：分度值0.01，示值误差0.010，（哈量）4.1误收与误废对于真实尺寸位于极限尺寸范围内但接近极限尺寸的一部分合格件，可能因测得值超出极限尺寸而被认为尺寸不合格，判定为废品，即为误废。对于真实尺寸位于极限尺寸范围之外但接近极限尺寸的一部分不合格件，可能因测得值在极限尺寸范围之内而被认为尺寸合格，判定为合格品，即为误收。4.光滑工件尺寸的检验知识准备4.2验收极限在光滑工件尺寸检验验收时，误收会影响产品质量，误废会造成经济损失，为了保证产品质量，验收时把判断所检验工件尺寸合格与否的尺寸界限从要求的极限尺寸分别向其公差带内移动一段距离（相当于缩小了公差），这就能减小误收率或达到误收率为零，当然同时也增大了误废率。因此，正确地确定验收时判断所检验工件尺寸合格与否的尺寸界限（即验收极限），具有重大意义。GB/T3177-2009对如何确定验收极限规定了两种方式：内缩方式和不内缩方式。4.光滑工件尺寸的检验知识准备4.2.1内缩方式知识准备4.2.1内缩方式孔尺寸的验收极限：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)其中：孔的最小实体尺寸(LMS)即为上极限尺寸，最大实体尺寸(MMS)即为下极限尺寸。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)其中：轴的最小实体尺寸(LMS)即为下极限尺寸，最大实体尺寸(MMS)即为上极限尺寸。知识准备4.2.2不内缩方式不内缩方式验收极限等于规定的最大实体尺寸(MMS)和最小实体尺寸(LMS)，即安全裕度A值等于零。验收极限方式的选择要结合尺寸功能要求及其重要程度、尺寸公差等级、测量不确定度和过程能力等因素综合考虑。一般的公差等级较高或配合的尺寸按内缩方式确定验收极限，一般公差或非配合尺寸按不内缩方式确定验收极限。具体应用时查阅GB/T3177-2009的相关规定。4.3验收极限方式的选择知识准备5.光滑工件尺寸检验举例解：①按Ⅰ档不确定度允许值选择待检尺寸精度内缩方式验收极限不内缩方式验收极限优先选Ⅰ档不确定度允许值可选量具所选量具的不确定度0.012分度值为0.01的外径千分尺0.0040.0047分度值为0.01的外径千分尺0.0040.0019分度值为0.0025的比较仪0.0017知识准备任务3实施--知识准备--尺寸的检测5.光滑工件尺寸检验举例解：②按Ⅲ档不确定度允许值选择待检尺寸精度内缩方式验收极限不内缩方式验收极限选Ⅲ档不确定度允许值可选量具所选量具的不确定度0.029分度值为0.02的游标卡尺0.0200.012分度值为0.01的外径千分尺0.0040.0047分度值为0.01的外径千分尺0.0045.光滑工件尺寸检验举例解：验收极限方式验收极限分度值为0.01的外径千分尺分度值为0.02的游标卡尺测得合格值是否会误收测得合格值是否会误收内缩方式Ф24.98±0.004否Ф24.98±0.020否不内缩方式Ф25±0.004是Ф25±0.020是知识准备任务实施待检尺寸验收极限（取其一）不确定度允许值（取其一）量具所选量具的不确定度测得值验收结论内缩方式不内缩方式Ⅰ档Ⅲ档

145±0.5

根据传动轴零件图的轴颈尺寸要求合理选择验收极限，根据计量器具校准证书出具的测量不确定度查表选定计量器具，按要求填写