几何量测量基础

2020/1/211几何量测量基础2020/1/212测量过程的四要素：1、被测对象：包括长度、角度、形状、相对位置和表面粗糙度等。就被测零件来说，应考虑到它的大小、重量、批量、精度要求、形状复杂程度和材料等因素对测量的影响。2、计量单位：是指用以定量表示同类量值的标准量。我国颁布的法定计量单位中，几何量中长度的基本单位为米（M），平面角的角度单位为弧度（rad)及度、分、秒。机械制造中常用的长度单位是毫米，在精密测量中采用的长度单位是微米（um)甚至纳米。3、测量方法：测量方法是指根据给定的测量原理，在实际测量中运用该测量原理和实际操作，以获得测量数据和测量结果。2020/1/2134、测量精度：是指被测几何量的测量结果与其真值相一致的程度。要测量过程中，由于各种因素的影响，不可避免地会产生或大或小的测量误差。测量误差小，则测量精度高，测量误差大，则测量精度低。计量器具的分类：1、量具，是指以固定形式复现量值的计量器具，分单值量具和多值量具两种。单值量具是指复现几何量的单个值的量具，如量块、直角尺等。多值量具是指复现一定范围内的一系列不同量值的量具，如线纹尺等。2、量规，是指没有刻度的专用计量器具，用以检验零件要素实际尺寸和形状误差的综合结果。检验结果只能判断被测几何量合格与否，而不能获得被测几何量的具体数值，如用光滑极限量规、位置量规和螺纹量规等检验工件。2020/1/2143、量仪，是指能被测几何量的量值转换成可直接观测的指示值或等效信息的计量器具。按原始信号转换原理，量仪分为机械式量仪、光学式量仪、电动式量仪和气功式量仪等几种。4、计量装置，是指为确定被测几何量量值所必需的计量器具和辅助设备的总体。它能够测量较多的几何量和较复杂的零件，有助于实现检测自动化或半自动化。2020/1/215几何量公差与检测2020/1/216一、零件几何要素及其分类：点、线、面统称为几何要素1、要素按结构特征分为：轮廓要素、中心要素轮廓要素是指构成零件外形的点、线、面各要素：中心要素是指轮廓要素对称中心所表示的点、线、面各要素。应当指出中心要素依存于对应的轮廓要素，离开了对应的轮廓要素，便不存在中心要素。2020/1/2172、要素按存在状态分类为：理想要素，实际要素理想要素是指具有几何学意义的要素，即几何的点、线、面。它们不存在任何误差。零件图样上表示的均为理想要素；实际要素是指零件上实际存在的要素.。3、要素按检测关系分类为；被测要素、基准要素被测要素是指图样上给出了形状公差、位置公差的要素，是检测对象；基准要素是指图样上规定用来确定被测要素方向或位置的要素，基准要素应具有理想状态，理想的基准要素简称为基准。2020/1/2184、要素按功能关系分类为：单一要素、关联要素单一要素是指按本身功能要求而给出形状公差的要素；关联要素是对基准要素有功能关系而给出位置公差的要素。2020/1/219二、形位公差的标注方法1、形状公差代号：形状公差代号采用公差框格的形式。该框格一般有两格，具有带箭头的指引线。第一格填写项目符号，第二格填写公差值和有关符号。20±0.0030.01MM有关符号公差值公差项目指引线2020/1/21102、位置公差代号位置公差代号由公差框格和基准符号组成。该框格与形状、公差框格相似，第一、二格一样，从第三格起填写基准代号的字母和有关符号，必须指出，从公差框格第三格起填写基准代号的字母时，基准的顺序在该框格中是固定的，总是第三格填写第一基准，第四和第五格分别填写第二、第三基准，而与字母的顺序无关。B◎0。02MAB基准代号字母与被测要素有关的符号公差值公差项目指引线2020/1/2111三、形位公差带1、形位公差的含义和形位公差带的特征A、形位公差是指实际被测要素对图样上给定的理想形状、理想位置的允许变动量。形状公差是指实际单一要素的形状所允许的变动量。位置公差是指实际关联要素相对于基准的位置所允许的变量。B、形位公差带是用来限制实际被测要素变动的区域。这个区域可以是一个平面区域或空间区域。只要实际被测要素全部落在给定的公差带内，就表明该实际被测要素合格，形位公差带具有形状，大小和方位等特性。其形状取决于被测要素的理想形状，给定的形位公差项目和标注形式。2020/1/2112四、形位公差带的九种主要形状‘1、两平行直线之间的区域2、两等距曲线之间的区域3、两同心圆之间的区域◎4、一个圆的区域5、一个球的空间6、一个圆柱的空间7、两同轴线圈柱面之间的空间8、两平行平面之间的空间9、两等距曲面之间的空间隔2020/1/2113五、形状化差带形状公差涉及的要素是线和面，一个点无所谓形状。形状公差有广六个项目：1、直线度：A、在给定平面内公差带是距离为公差值t的两平行直线之间的区域。0。022020/1/2114B、在给定方向上公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。0。020.022020/1/2115C、在任意方向上公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域。0.020.02d0.022020/1/2116公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。0.10.12、平面度2020/1/2117公差带是在一下截面上半径差为公差值t的两同心圆之间的区域。0.020.023、圆度2020/1/21184、圆柱度圆柱度公差带是半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域；其符号为5、线轮廓度其公差带是包络一系列直径为公差值t的圆的两包络线之间的区域，这些圆心应位于理想轮廓线上。其符号为⌒6、面轮廓度其公差带是包络一系列直径为公差值t的球的两包络面之间的区域，这些球的球心应位于理想轮廓面上。其符号为总结其中直线度、平面度、圆度和圆柱度公差不涉及基准，它们的理想被测要素的形状不涉及尺寸，公差带的方位可以浮动。2020/1/2119六、基准1、基准的种类基准是确定实际被测要系的方向或位置的参考对象，应具有理想形状，有时还应具有理想方向。基准有基准点、基准面、基准线等几种形式。按需要，被测要素的方位可以根据单一基准，公共基准或三基准系来确定。单一基准是指由一个基准要素建立的基准。如图中A基准、B基准公共基准是指由两个或两个以上的同类基准要素建立的一个独立的基准，又称组合基准。如图中A-B基准0.03A-B◎AB2020/1/2120三基准面体系：当单一基准或一个独立的公共基准不能对被测要素提供完整而正确的定向或定位时，就必要引用基准体系。为了与空间直角坐标系一致，规定以三个互相垂直的基准平面构成一个基准体系——三基面体系。三基准面体系中，每两个基准平面的交线构成一条基准轴线，三条基准轴线的交点构成基准点。确定被测要素的方位时，可以是三基准体系中的三个基准平面，也可以是其中的两个或一个平面，或者使用一个基准平面和一条基准轴线。ABC被测物2020/1/2121七、定向公差带定向公差是指实际关联要素相对于基准的实际方向对理想方向的允许变动量。它包括平行度、垂直度和倾斜度公差等三种。1、平行度：A、在给定的一个方向上公差带是距离为公差值t，且平行于基准平面之间的区域。B、在给定两个互相垂直的方向上公差带上互相垂直的距离分别为公差值t1和t2，且平行于基准轴线的两对平行平面之间的区域。C、在任意方向上公差带是直径为公差t，且平行于基准轴线的圆柱面内的区域。AA0.05∥0.05A2020/1/21222、垂直度公差带是距离为公差值t，且垂直于基准平面（或直线、轴线）的两平行平面（或直线）之间的区域；或是直径为公差值t，且垂直于基准平面的圆柱面的区域。⊥0.05AAA0.052020/1/21233、倾斜度：公差带是距离为公差值t，且与基准轴线成理论正确角度的两平行平面之间的区域，其符号为∠。从某种意义上说，垂直度是倾斜度的一种特殊的形式，因而倾斜度可参照垂直度。总结：平行度，垂直度和倾余度的被测要素和基准要素各有平面和直线之分，因此，它们的公差各有被测平面相对于基准平面，被测直线相对于基准平面，被测平面相对于基准直线和被测直线相对于基准直线等四种形式。定向公差带能自然地把同一被测要素的形状误差控制在其定向公差范围内。因此，对某一被测要素给出定向公差后仅在对其形状精度有进一步要求时，才另行给出形状公差，而形状公差必须小于定向公差值。2020/1/2124八、定位公差带定位公差分为位置度、同轴度和对称度公差等三种。1、位置度:是指实际被测要素的位置对其理想位置的允许变动量。A、点的位置度公差带是直径为公差值t，且以点的理想位置为中心的圆或球内的区域。B、线的位置度公差带是直径为公差值t，且以线的理想位置为轴线的圆柱面内的区域。C、面的位置度公差带是距离为公差值t，且以面的理想位置为中心对称配置的两平行平面之间的区域。AL0.03B0.032020/1/21252、同轴度：同轴度公差是指实际被测轴线对基准轴线的允许变动量。同轴度公差带是指直径为公差值，且与基准轴线同轴的圆柱面内的区域。其符号为◎A、公差带是直径为公差t,且与基准轴线同轴的圆柱面内的区域。B、公差带是直径为公差值t,且与基准圆心同心的圆内的区域.3、对称度：是指实际被测中心要素的位置对基准的允许变动量。其符号为A、公差带是距离为公差值t，且相对于基准中心平面对称配置的两平行平面之间的区域。B、公差带是距离为公差值t，且相对于基准轴线对称配置的两平行平面之间的区域。2020/1/21261、与理想要素比较原则该原则是指将实际被测要素与理想要素作比较，在比较过程中获得测量数据，然后按这些数据评定形位误差值。如一些水平度，厚度的测试，以一平板工作面为理想基准，获得被测物的各测点的测量数据，来确定平面度误差值。2、测量坐标值原则测量坐标值原则是指利用计量器具的坐标系，测出实际被测要素上各测点对该坐标系的坐标值，再经过计算确定形位误差值。九、形位误差的检测原则2020/1/2127如图所示，将被测零件安放在坐标测量仪上，使前者的基准A和B分别与后者测量系统的X和Y坐标方向一致。然后，测量出孔轴线S的实际坐标值（X，Y），将该两坐标值分别减去确定孔轴线的理论尺寸（Lx，Ly），得到实际坐标值对理论坐标值的偏差于是被测轴线的位置度误差值：fU=2[(X-Lx)+(Y-Ly)]=2*OSLxBO(Lx,Ly)OfuS（x,y)Ly221/22020/1/2128CRITICALDIMENSIONP/N:L-7120-01REV01(1of4).025—B—.002SAB—C.114