第五章几何量测量技术基础

第五章几何量测量技术基础第五章几何量测量技术基础几何量测量得作用

在制造过程中,通过测量进行工艺分析,以便确定合理得加工参数,以保证产品得质量,如误差测量。

在设计过程中测绘,获得设计所需得参数。

零件或产品完工后验收时,通过测量进行合格性判断。

在计量器具检定时,需要用更高精度得测量,以确保量值准确可靠。测量过程得四要素

测量对象:零件得几何量,包括长度、角度、形状与位置误差、表面粗糙度等。

测量方法:测量时所采用得测量原理、计量器具与测量条件得综合。

计量单位:几何量中得长度、角度单位,如长度得基本单位米。

测量精度:测量结果与真值得一致程度。对于每一个测量值都应给出相应得测量误差范围,说明其可信度。二、几个有关概念

检定得概念

检验就是确定被测几何量就是否在规定得极限范围内,从而判断其就是否合格得实现过程。

检验得概念

检验只能得到被检验对象合格与否得结论,通常不要求得到其具体量值,如用量规检验零件。

检定就是为评定计量器具得精度指标就是否合乎该计量器具得检定规程得全部过程。如:用量块检定千分尺得精度指标。量规三、长度、角度单位及基准

我国法定计量单位中,长度得基本单位就是米m。机械制造中常用得长度单位就是毫米mm。

国际标准单位“米”就是光在真空中在1/299792458秒得时间内所经过得路程。

我国标准单位“米”采用碘吸收稳定得0、663μm氦氖激光辐射作为波长标准。

在机械制造中,建立从光波到生产中使用得各种测量器具、工件得尺寸传递系统。1、长度得量值传递光波干涉仪计量标准器具计量器具工件我国长度量值传递得主要标准器就是量块与线纹尺。2、角度得量值传递角度得测量单位就是弧度rad,可用长度比值求得。

但实际应用中,为了检定与测量需要,仍要建立角度量值得基准及传递系统,常用高精度得测角仪与多面棱体。四、量块

就是精密测量中经常使用得标准器,分为长度量块与角度量块。

又叫块规,表面粗糙度Ra0、008-0、012

μm,用铬锰钢等特殊合金钢或其它线膨胀系数小、性能稳定、耐磨以及不易变形得材料制成。

常用得就是长方体,两个平行测量面,具有精确得尺寸。量块得用途

作为长度尺寸标准得实物载体,体现测量单位;

作为标准长度标定量仪,检定量仪得示值误差;

比较测量时用来调整仪器零位;

可直接用于精密测量、精密划线与机密机床得调整。量块得尺寸

长方体得量块有两个平行得测量面,其余为非测量面,测量面极为光滑、平整,其表面粗糙度Ra值达0、012μm以上,两测量面之间得距离为量块得工作长度(也称公称长度)。

工作长度<6mm得量块长度标记在测量面上

工作长度≥6mm得量块长度值刻印在面积较大得非测量面上量块得选用

根据标准GB/T6093-2001规定,我国成套生产得量块共有

17种套别,每套得块数分别为91、83、46、38、12、10、

8、6、5等。

为减少量块得组合误差,应尽量减少量块得组合块数,一般不超过4~5块。

选用量块时,应从所需组合尺寸得最后一位数开始,每选一块至少应减去所需尺寸得一位尾数。大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静

例

为得到工作尺寸36、375mm得量块组,从83块组中选取量块所需工作尺寸36、375mm剩下尺寸选第二块剩下尺寸选第三块剩下尺寸选第四块选第一块1、005mm35、37mm1、37mm34mm4mm30mm30mm量块得精度量块得精度有两种规定:按“级”划分与按“等”划分1、根据量块得制造精度

量块分为0,1,2,3与K级共5级。其中,0级精度最高,3级精度最低,K级为校准级,用来校准0,1,2级量块。“级”主要根据量块长度极限偏差、测量面得平面度、粗糙度及量块得研合性等指标来划分得。量块生产企业大都按“级”向市场销售量块。2、根据量块得检定精度

量块分为1,2,3,4,5,6六等。其中,1等精度最高,6等精度最低。

量块使用一段时间后,原有得精度级别降低,要定期送专业部门按照标准对其各项精度指标进行检定,确定符合哪一“等”,并在检定证书中给出长度尺寸得修正值。

量块按“等”使用比按“级”使用得测量精度高。“等”主要依据量块中心长度测量得极限偏差与平面平行性允许偏差来划分得。量块得级与等

量块得“级”与“等”就是从成批制造与单个检定两种不同得角度出发,对其精度进行划分得两种形式。

按“级”使用时,以标记在量块上得公称尺寸作为工作尺寸。特点:该尺寸包含其制造误差与磨损误差,它们将被引入到测量结果中,使测量精度受到影响。但因不需加修正值,因此使用方便。

例

某一量块公称长度为10mm,测量长度为10mm得零件时,此零件得长度为答案:10mm。

按“等”使用时,用量块经检定后所给出得实际中心长度尺

寸作为工作尺寸。特点:该尺寸消除了量块制造误差得影响,包含检定时得测量误差,提高了测量精度,但使用不方便。

例

某一量块标称长度为10mm,经检定其实际中心长度与公称长度之差为－0、003mm,用该量块测量长度为10mm得零件时,此零件得实际长度为答案:10－0、003=9、997mm。量块使用得注意事项

分清量块得“级”与“等”,注意使用规则。

量块必须在使用有效期内,否则应及时送专业部门检定。

不得用手直接接触量块,轻拿轻放,待量块温度与环境温度相同后方可使用。

使用环境良好,防止各种腐蚀性物质及灰尘对测量面得损伤,影响其黏合性。

使用完毕,应用航空汽油清洗,擦干后涂上防锈脂存于干燥处。五、计量器具分类及其度量指标1、计量器具得分类

机械式计量器具:百分表、千分尺

电动式式计量器具:电感测微仪

光学式计量器具:光学仪

气动式计量器具:水柱式气动量仪

光电计量器具:光电显微镜

按被测几何量在测量过程中得变换原理得不同分机械测微仪水柱式气动量仪2、计量器具得基本度量指标(1)刻度间距C:

计量器具标尺或圆刻度盘上两相邻刻线中心之间得距离或圆弧长度,一般取0、75－2、5mm。(2)分度值(分辨力)l:

计量器具刻尺或度盘上相邻两刻线所代表得量值之差(最小刻度),反映测量精度高低。(3)灵敏度S:

计量器具对被测量变化得反应能力。被测量得增量标尺得增量(4)示值范围:

计量器具所指示或显示得最低值到最高值得范围。(5)测量范围:

在允许误差限内,计量器具所能测量得被测量最小值到最大值得范围。说明:以上两个概念得含义不同。有些器具如游标卡尺、千分尺其示值范围与测量范围相同;有些器具二者就是不一样得,如立式光学比较仪得示值范围就是±0、1mm,测量范围就是0-180mm。(6)示值变动性:

在测量条件不变得情况下,对同一被测量进行多次重复测量时,其读数得最大变动量。

检测系统在正、反行程得输入输出曲线不重合得程度,亦称空程误差、滞后。0正行程反行程(7)回程误差:满量程输出值

引起回程误差得主要原因就是量仪传动元件之间存在间隙。(8)测量力:

测量过程中,计量器具与被测表面之间得接触力。测量力太大会引起弹性变形,太小会影响接触得稳定性。六、测量方法得分类1、按测量结果获得方法不同分

直接测量:被测量得数值直接由计量器具读出。

间接测量:先测出与被测量相关得参数,然后经过一定得数学关系,求出被测量得数值。电子卡尺阿基米德测量皇冠得比重2、按被测量就是否与基准量比较分

绝对测量:由计量器具直接读出被测量得数值。

相对测量:先用标准件校准零位,再由标尺读出被测几何量相对于标准件得偏差,被测几何量=偏差+标准件量值。此方法一般比绝对测量精度高。3、按测量时被测零件所处得状态分

静态测量:测量时被测表面与测头之间无相对运动。

动态测量:测量时被测表面与测头之间有相对运动。4、按工件被测表面与计量器具就是否接触分

接触测量:仪器得测头与工件被测表面直接接触。

非接触测量:仪器得测头与工件被测表面不接触。

雷达测速车载电子警察5、按测量结果对工艺过程起得作用不同分

被动测量:对完工零件进行得测量,测量结果仅限于发现并剔除不合格品。

主动测量:在零件加工过程中进行得测量,测量结果可直接用来控制加工过程,以防止废品得产生。产品质量检验在线测量七、有关得测量原则1、阿贝测长原则

在长度测量中,应将标准长度量(标准线)安放在被测长度量(被测线)得延长线上。说明:减小导轨得制造与安装误差所造成移动方向得偏斜对测量结果得影响。

图中,测量长度与基准长度并排放置,在测量比较过程中由于制造误差得存在,产生移动方向得偏差,两长度之间出现夹角而产生较大得误差。2、最短测量链原则

由测量信号从输入到输出量值通道得各个环节所构成得测量链,其环节越多测量误差越大。因此,应尽量减少测量链得组成环节,以保证测量精度。

间接测量比直接测量组成得环节要多、测量链要长、测量误差要大。因此,只有在不可能采用直接测量,或直接测量得精度不能保证时,才采用间接测量。例如:以最少数目得量块组成所需尺寸得量块组。3、圆周封闭原则

在圆周分度器件(如刻度盘、圆柱齿轮等)得测量中,利用在同一圆周上所有夹角之与等于360°,即所有夹角误差之与等于零得封闭特性,在没有更高精度得圆分度基准器件得情况下,采用“自检法”得到高精度测量得目得。例如:圆柱齿轮齿距误差得测量。齿距得公称值对应于用齿数等分360°所得得圆心角,测得整个齿轮得全部实际齿距,其平均值即为其公称值,则每一个实际齿距与它得差值即就是各个齿得齿距偏差。八、测量误差基本概念1、测量误差

指实际测量结果与被测量真值之差,即(测量)误差=测量结果－真值(1)真值:被测量得客观真实值,就是理想得概念,常用“约定真值”代替。实际值:利用高一等级精度得计量标准器所复现得量值。约定真值:被测量得实际值、已修正过得算术平均值。(2)测量结果:由测量所得得被测量值。误差

绝对误差相对误差粗大误差系统误差随机误差表示形式性质特点(1)绝对误差2、误差得表示方法△＝测量值X－被测量真值Q说明:绝对误差可为＋,－;测量真值可用多次测量得算术平均值代替。(2)相对误差说明:相对