公差配合与技术测量课件

公差配合与技术测量机械制造中，零件尺寸的精确度和相互间的配合关系至关重要。公差配合与技术测量是保障产品质量的关键环节，涵盖了尺寸公差、配合类型、测量方法等内容。课程介绍11.公差配合公差配合是机械设计中的重要概念，用于控制零件之间的尺寸关系，确保产品的功能和性能。22.技术测量技术测量是使用各种测量仪器和方法，对零件的尺寸、形状、表面粗糙度等进行精确测量。33.课程目标本课程旨在帮助学生掌握公差配合和技术测量的基本知识，提高设计和制造能力。44.课程内容本课程涵盖公差配合的基本概念、分类、表示方法、测量误差、测量系统等内容。公差配合概述提高产品质量公差配合是保证机械产品质量的关键要素之一，通过合理的公差配合设计，可以提高产品精度、延长使用寿命。优化产品性能公差配合可以优化机械产品的性能，提高传动效率、降低磨损，实现产品的高效运行。简化装配过程公差配合可以简化产品的装配过程，降低装配难度，提高生产效率。降低生产成本公差配合可以降低产品的加工成本，提高生产效益。公差的分类尺寸公差用于控制零件的尺寸偏差范围，保证零件的互换性。几何公差用于控制零件的形状、位置和方向偏差，保证零件的几何精度。表面粗糙度公差用于控制零件表面微观几何形状，影响零件的摩擦、磨损、疲劳强度等性能。公差的表示方法1基本尺寸零件的设计尺寸2公差值允许尺寸偏差3公差方向偏差的正负方向4公差等级公差值精度公差的表示方法是标准化的。公差值通常用符号“±”表示，例如“±0.05mm”。公差等级分为多个等级，等级越高，公差值越小，精度越高。常用的公差等级有IT01、IT0、IT1、IT2、IT3、IT4、IT5、IT6、IT7、IT8、IT9、IT10、IT11、IT12、IT13、IT14、IT15、IT16等。每个等级都有对应的公差值范围。标称尺寸与实际尺寸标称尺寸是设计图纸上标注的尺寸，实际尺寸是加工后的零件实际测量的尺寸。实际尺寸不可能完全等于标称尺寸，总会存在一定的误差，这就是公差。公差是指允许零件尺寸的偏差范围，也就是实际尺寸允许在标称尺寸的上下限之间波动。例如，一个螺栓的标称尺寸为10mm，公差为0.1mm，那么实际尺寸允许在9.9mm到10.1mm之间。上下公差的制定原则功能要求公差应满足零件的功能要求，确保零件之间的配合关系和性能。制造工艺公差应考虑制造工艺的实际能力，避免过高或过低的公差，影响生产效率和成本。经济性公差应兼顾经济性，尽量降低制造难度和成本，避免过度的精度要求。标准化公差应符合国家标准或行业标准，保证零件的通用性和互换性。配合的分类过盈配合过盈配合是指孔径小于轴径的配合，轴在孔中需要压入，又称为“紧配合”。过盈配合常用于需要牢固连接的场合，比如轴承、齿轮等。间隙配合间隙配合是指孔径大于轴径的配合，轴在孔中可以自由移动，又称为“松配合”。间隙配合常用于需要运动的场合，比如轴承、活塞等。过渡配合过渡配合是指孔径和轴径之间存在一个过渡范围，轴在孔中既可以自由移动，也可以压入。过渡配合常用于需要灵活连接的场合，比如螺纹连接等。配合的几何特性配合是指两个或多个零件相互接触并具有相对运动关系的连接方式。配合的几何特性是指配合表面之间的几何形状、尺寸和位置关系。配合的几何特性决定了配合的性能，例如配合的紧密程度、运动精度和使用寿命。数学模型公差配合利用数学模型来描述公差配合，并建立其数学关系。尺寸链尺寸链是一个封闭的尺寸回路，是公差配合的重要工具，它可以用来分析和计算公差。误差分析数学模型可以用来分析测量误差，并进行误差补偿，以提高测量精度。优化设计数学模型可以帮助我们进行公差配合优化，以提高产品的质量和可靠性。测量误差及其来源11.测量误差定义测量误差是指测量结果与真实值之间的差异，是不可避免的。22.误差的分类测量误差可以分为系统误差、随机误差和粗大误差三种。33.误差来源误差来源包括测量仪器、环境条件、操作人员等方面。44.误差的影响测量误差会影响测量结果的准确性和可靠性，因此需要尽可能减小误差。系统误差仪器误差测量仪器本身存在固有误差，例如刻度不准确、零点漂移等。操作误差操作人员的经验、技能和习惯都会影响测量结果，例如读数错误、操作方法不当等。环境误差温度、湿度、气压等环境因素会影响测量结果，例如长度测量会受温度影响。随机误差偶然性随机误差无法预测，出现时间随机。正负分布随机误差大小无规律，正负值概率相等。统计规律多次测量，随机误差服从正态分布。粗大误差人为疏忽读数错误、测量方法错误或仪器使用不当会导致粗大误差。例如，将刻度尺倒置放置，就会导致测量值明显偏大。仪器故障测量仪器出现故障，例如零点漂移、刻度不准或传感器的损坏，也会导致测量结果出现显著偏差。环境影响温度、湿度、振动或磁场等环境因素变化也会影响测量结果，造成粗大误差。意外事故测量过程中意外的碰撞、跌落或其他事故，可能导致测量对象变形或仪器损坏，进而产生粗大误差。测量不确定度测量不确定度是指测量结果的可靠程度，反映了测量值与真值的偏差范围。测量不确定度影响测量结果的准确性。测量不确定度越高，测量结果越不可靠。提高测量仪器的精度和校准。减少环境因素的影响。提高测量人员的技能和经验。重复测量，取平均值。测量系统的评价1准确度准确度是指测量结果与真值的接近程度，反映了测量系统消除系统误差的能力。可以通过多次测量取平均值，并与标准值比较来评估。2精密度精密度是指多次测量结果之间的一致程度，反映了测量系统消除随机误差的能力。可以通过多次测量结果的离散程度来评估，例如计算标准差或方差。3稳定性稳定性是指测量系统在一定时间内保持测量结果一致的能力，反映了测量系统消除时间漂移等因素的影响。4线性度线性度是指测量系统输出值与输入值之间的线性关系，反映了测量系统的非线性误差大小。5重复性重复性是指在相同条件下，用同一测量系统对同一被测对象进行多次测量所得结果之间的一致程度。6再现性再现性是指在不同条件下，用同一测量系统对同一被测对象进行多次测量所得结果之间的一致程度。测量仪表的特性准确度测量仪表的准确度是指测量值与真实值之间的接近程度。它反映了仪表测量结果的可靠性。灵敏度灵敏度是指测量仪表对被测量的微小变化的反应能力。它反映了仪表的分辨率和对变化的敏感程度。稳定性稳定性是指测量仪表在一定时间内保持测量结果一致性的能力。它反映了仪表在长时间工作中保持测量精度的能力。重复性重复性是指测量仪表在相同条件下对同一被测对象进行多次测量时，所得结果之间的接近程度。它反映了仪表测量结果的稳定性和可重复性。量具的分类与选用量具的分类量具可分为通用量具和专用量具。通用量具可用于多种工件的测量，例如卡尺、游标尺和千分尺。专用量具专用量具专门设计用于测量特定尺寸或形状的工件。例如，螺纹量规用于测量螺纹的尺寸和形状。量具的选用量具的选用要根据被测工件的尺寸、形状、精度要求等因素进行。例如，测量长度时，可以选择卡尺或游标尺。量具的维护量具需要定期维护和校准，以确保其精度。清洁量具并将其存放在干燥的地方。线型量具的使用1准备工作检查量具是否完好无损2测量步骤将量具紧贴被测工件读取量具上的刻度值3注意事项测量时要保持量具垂直于被测表面避免用力过猛导致量具变形4记录结果将测量结果记录在测量记录簿上角度量具的使用1选择合适的量具根据测量精度和测量范围选择合适的量具2正确安装量具确保量具安装牢固，避免松动或移动3读数方法根据量具刻度和指针位置准确读数4测量误差注意量具本身误差，并尽量减小测量误差正确使用角度量具能有效提高测量精度，确保产品质量表面粗糙度测量表面粗糙度反映零件表面微观几何形状的特征。它是指零件表面微观不平度的程度，用Ra、Rz等参数表示。表面粗糙度测量方法主要包括触探式测量和非接触式测量。触探式测量利用金刚石针尖在零件表面移动，通过测量针尖的垂直位移来获得表面粗糙度数据。非接触式测量方法包括光学测量和激光测量，这些方法可以更快速地获取表面粗糙度信息。公差配合与质量控制提高产品质量公差配合确保零件尺寸精度，提高产品质量，满足客户要求。降低生产成本合理选择公差配合，可减少加工成本，提高生产效率。增强产品可靠性公差配合控制产品尺寸偏差，确保产品长期稳定可靠。公差配合设计案例公差配合设计案例可以帮助学生更好地理解公差配合的概念和应用。案例可以是机械零件的设计，也可以是实际工程项目的案例。通过案例分析，学生可以学习如何选择合适的公差配合，以及如何进行公差配合的设计计算。案例分析还应包括对设计结果的评价，例如尺寸精度、加工成本、使用寿命等。尺寸链的计算1定义尺寸链是多个尺寸相互关联形成的闭合环路。尺寸链中每个尺寸都有其公差，公差的叠加影响最终尺寸。2方法计算尺寸链主要采用两种方法：代数法和图解法。代数法使用公式进行计算，图解法用图形表示尺寸关系。3应用尺寸链计算广泛应用于机械设计中，用于控制零件的尺寸精度和配合精度，确保产品的正常工作。标准件和非标准件11.标准件根据国家标准或行业标准生产的零件，具有统一的尺寸、形状、材料、性能、公差、配合等。22.非标准件根据特殊需求设计和生产的零件，不受标准约束，尺寸、形状、材料、性能等可根据实际情况进行调整。33.标准件优势通用性强、生产成本低、易于采购、可重复使用等。44.非标准件优势可根据实际需求进行定制，满足特殊功能要求，提高产品性能。三坐标测量三坐标测量机是一种精密测量设备，广泛应用于制造业和科研领域。它采用高精度触针探测工件表面，获取三维坐标数据，并进行分析和处理，实现零件的尺寸、形状、位置等多方面信息测量。三坐标测量机的优势在于其高精度、高效率、自动化程度高，可以进行复杂形状零件的测量，并提供完整的测量报告，为质量控制和产品研发提供可靠依据。测量数据的处理1数据录入将测量结果输入到计算机或表格中2数据清洗处理异常值和缺失值3数据分析使用统计方法分析数据4数据可视化用图表或图形展示数据测量数据处理是将原始测量数据转换为有意义的结果的过程。包括数据录入、数据清洗、数据分析和数据可视化等步骤。测量报告的编写数据整理首先，需要整理好测量数据，包括测量值、测量条件、测量仪器等信息，保证数据的完整性和准确性。分析结果接下来，根据测量数据进行分析，计算误差，并进行数据处理，得出测量结果。撰写报告最后，根据分析结果，撰写一份完整的测量报告，包括测量目的、测量方法、测量结果、误差分析、结论等内容，并附上相关图表。课程总结本课程涵盖了公差配合与技术测量的重要概念和