零件尺寸的测量

机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２项目一：几何量检测基础为了满足机械产品的功能要求，在正确合理地完成了可靠性、使用寿命、运动精度等方面的设计以后，还须进行加工和装配过程的制造工艺设计，即确定加工方法、加工设备、工艺参数、生产流程及检测手段。其中，特别重要的环节就是质量保证措施中的精度检测。在机械制造中，技术检测主要是研究对零件几何参数(长度、角度、表面粗糙度、几何形状和相互位置误差等)进行测量和检验，以确定机器或仪器的零部件加工后是否符合设计图样上的技术要求。几何量检测是组织互换性生产必不可少的重要措施。应按照公差标准和检测技术要求对零部件的几何量进行检测。机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２一、技术测量的基本概念1、有关测量的基本概念１）检测：检验和测量的统称。２）测量：就是把被测之量与具有计量单位的标准量进行比较，从而确定被测量是计量单位的倍数或分数的实验过程。即：将被测量（如长度、角度、表面粗糙度、几何形状和相互位置误差等）与复现计量单位的标准量进行比较，从而确定两者比值的过程。一个完整的几何测量过程包括以下四个要素：被测对象、计量单位、测量方法、测量精度机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２被测对象：本课程主要是几何量，即长度、角度、形状、位置、表面粗糙度以及齿轮等零件的几何参数；测量单位：我国法定计量单位，长度为米，角度为弧度和度、分、秒。测量方法：测量时采用的测量原理、测量器具和测量条件的总和。测量精度：测量结果与被测真值一致的程度。反义词为测量误差。测量误差大，测量精度低，测量误差小，测量精度高。机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２３）检验：是指为确定被测几何量是否在规定的极限范围内，从而判定是否合格，而不一定能得出具体的量值。检测技术：测量+信号检出（极为重要）。它包括检测方法、检测结构、检测信号处理等，是一门综合性技术４）检定：于测量器具和标准件存在误差，需要对它们用高精度的计量器具，按照国家规定的检定程序定期的进行检验，并给出校正值。机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２二、长度基准与量值传递一）长度基准与量值传递我国法定基本计量单位是米(m)，在机械制造中的常用单位有毫米(mm)和微米(μm)，在国际单位制及我国法定计量单位中，以米作为长度基准，其单位符号为“m”。在1983年第十七界国际计量大会上通过的米的定义是：“1米是光在真空中于1/299792458秒的时间间隔内所经过的距离”。我国采用碘吸收稳定的0.633μm氦氖激光辐射作为波长基准复现米。量值传递是“将国家计量基准所复现的计量值，通过检定（或其它方法）传递给下一等级的计量标准（器），并依次逐级传递到工作计量器具上，以保证被测对象的量值准确一致的方式”。机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２“米”的定义于18世纪末始于法国，当时规定“米等于经过巴黎的地球子午线的四千万分之一”。19世纪“米”逐渐成为国际通用的长度单位。1889年在法国巴黎召开了第一届国际计量大会，从国际计量局订制的30根米尺中，选出了作为统一国际长度单位量值的一根米尺，把它称之为“国际米原器”。在19６０年国际计量大会上通过的米的定义是：“1米等于真空中氪８６原子的２P10和５D5能量级之间跃迁时辐射１６５０７６３.７３个波长的长度”。机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２米原器机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２在实际应用中，除特别精密零件的测量外，一般不直接用基准光波波长测量零件。为了保证量值的统一，必须把国家基准所复现的长度计量单位量值准确地传递到生产中的计量器具和工件上去，以保证对被测对象所测得的量值的准确和一致。为此需要在全国范围内从组织到技术上建立起一套严密而完整的体系，即长度量值传递系统，如图1所示。这个系统的传递媒介是量块和线纹尺，它们是机械制造中的实用长度标准，由国家技术监督局到地方各级计量管理机构逐级传递和定期检定。机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２通过计量检定，将国家计量标准器（基准）所复现的计量单位的量值，通过标准，逐级传递到工作用的计量器具，以保证对被测对象所测得量值的准确和一致。这个过程称为量值传递。机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２长度量值传递目前，在实际工作中常使用下述两种实物基准：量块和线纹尺。首先由稳定激光的基准波长传递到基准线纹尺和一等量块，然后再由它们逐次传递到工件，以确保量值准确一致。量值传递是“将国家计量基准所复现的计量值，通过检定（或其它方法）传递给下一等级的计量标准（器），并依次逐级传递到工作计量器具上，以保证被测对象的量值准确一致的方式”。我国长度量值传递系统如图所示，从最高基准谱线向下传递，有两个平等的系统，即端面量具（量块）和刻线量具（线纹尺）系统。其中尤以量块传递系统应用最广。机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２图1机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２量值系统的建立和执行，保证了国家计量行政机关自上而下的对量值进行合理的统一控制。企业要确保产品质量，增强市场竞争力，必须主动采取措施，保证量值的可靠。因此，在GB/T9000“质量管理和质量保证”系列标准中，对企业的测量设备（器具）提出了“溯源性”的要求，即测量结果必须具有能与国家计量基准或国际计量基准相联系的特性。所用计量器具要获得这一特性，就必须经过具有较高准确度的计量标准的检定，而该计量标准又需受到上一级计量标准的检定，逐级往上溯源，直至国家计量基准或国际计量基准，实现企业的量值在国际范围内的合理的统一。机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２二）量块标准量是体现测量单位的某种物质形式，具有较高的稳定性和精确度。光波波长：直接使用米定义咨询委员会推荐使用的五种激光和两种同位素光谱灯的任一种来复现。使用波长作为长度基准，虽然可以达到足够的精确度，但因对复现的条件有很高的要求，不便在生产中直接用于尺寸的测量。因此，需要将基准的量值按照定义的规定，复现在实物计量标准器上。常见的实物计量标准器有量块（块规）和线纹尺。量块用铬锰钢等特殊合金钢或线膨胀系数小、性质稳定、耐磨以及不易变形的其它材料制成。其形状有长方体和圆柱体两种，常用的是长方体。机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２１、量块的构成长方体的量块有两个平行的测量面，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，两测量面之间的距离即为量块的工作长度（标称长度）。标称长度到5.5mm的量块，其公称值刻印在上测量面上；标称长度大于5.5mm的量块，其公称长度值刻印在上测量面左侧较宽的一个非测量面上机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２２、量块的用途1)作为长度尺寸标准的实物载体，将国家的长度基准按照一定的规范逐级传递到机械产品制造环节，实现量值统一。2)作为标准长度标定量仪，检定量仪的示值误差。3)相对测量时以量块为标准，用测量器具比较量块与被测尺寸的差值。4)也可直接用于精密测量、精密划线和精密机床的调整。机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２3、量块的精度（等和级）１）量块的级按照JJG146-2003《量块检定规程》的规定，量块的制造精度分为五级：K、0、1、2、3级，其中K级精度最高，精度依次降低，3级最低。主要根据量块长度极限偏差、测量面的平面度、粗糙度及量块的研合性等指标来划分的。量块生产企业大都按“级”向市场销售量块。用量块长度极限偏差（中心长度与标称长度允许的最大误差）控制一批相同规格量块的长度变动范围；用量块长度变动量（量块最大长度与最小长度之差）控制每一个量块两测量面间各对应点的长度变动范围。用户则按量块的标称尺寸使用量块。因此，按“级”使用量块必然受到量块长度制造偏差的影响，将把制造误差带入测量结果。机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２２）量块的等制造高精度的量块的工艺要求高、成本也高，而且即使制造成高精度量块，在使用一段时间后，也会因磨损而引起尺寸减小，使其原有的精度级别降低。因此，经过维修或使用一段时间后的量块，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的标称尺寸的修正值。按照JJG146-2003《量块检定规程》的规定，量块的检定精度分为六等：1、2、3、4、5、６等，其中1等最高，精度依次降低，5等最低。“等”主要依据量块中心长度测量的极限偏差和平面平行性允许偏差来划分的。量值按长度量值传递系统进行，即低一等量块检定用高一等量块作标准。机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２３）量块的“级”与“等”的关系量块的“级”和“等”是从成批制造和单个检定两种不同的角度出发，对其精度进行划分的两种形式。按“级”使用时，以标记在量块上的标称尺寸作为工作尺寸，该尺寸包含其制造误差。按“等”使用时，必须以检定后的实际尺寸作为工作尺寸，该尺寸不包含制造误差，但包含了检定时的测量误差。就同一量块而言，检定时的测量误差要比制造误差小得多。所以，量块按“等”使用时其精度比按“级”使用要高，且能在保持量块原有使用精度的基础上延长其使用寿命。机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２（1）对研合性及平面平行性偏差规定为：l、2等与0级，3、4等与1、2级，5、6等与3、4级分别相同。因此，欲检定1、2等量块时，必须选择不低于0级精度的量块；检定3、4等量块则必须选择不低于1、2级精度的量块，检定5等量块必须选择不低于3级精度的量块。（2）“等”和‘级”可以代替使用。例如，0、1、2级量块的中心长度制造极限偏差分别与3、4、5等量块的中心长度测量极限误差相同，因此，0、l、2级量块可分别代替3、4、5等量块来使用。机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２４）长度量块的尺寸组合按实际需要，用多个尺寸不同的量块研合组成所需要的长度标准量。为了减少量块的组合误差，应尽量减少量块的组合块数，一般不超过4块。选用量块时，采用消尾法，即每选一块至少应减去所需尺寸的一位尾数。量块是成套制成，每套数量不同（83块、46块、91块）。量块的尺寸组合采用消尾法：46.725=1.005+1.22+4.5+40机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２５）量块使用的注意事情项A、量块必须在使用有效期内，否则应及时送专业部门检定。B、使用环境良好，防止各种腐蚀性物质及灰尘对测量面的损伤，影响其粘合性。C、分清量块的“级”与“等”，注意使用规则。D、所选量块应用航空汽油清洗、洁净软布擦干，待量块温度与环境温度相同后方可使用。E、轻拿、轻放量块，杜绝磕碰、跌落等情况的发生。F、不得用手直接接触量块，以免造成汗液对量块的腐蚀及手温对测量精确度的影响。G、使用完毕，应用航空汽油清洗所用量块，并擦干后涂上防锈脂存于干燥处。机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２三）角度基准与量值传递在计量部门，为了方便，采用多面棱体作为角度量值的基准。多面棱体标准测角仪角度量块各种角度量具机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２角度基准与长度基准有本质的区别。角度的自然基准是客观存在的，不需要建立，因为一个整圆所对应的圆心角是定值（2πrad或360°）。因此，将整圆任意等分得到的角度的实际大小，可以通过各角度相互比较，利用圆周角的封闭性求出，实现对角度基准的复现。为了检定和测量需要，仍然要建立角度度量的基准。机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２三、计量器具与测量方法的分类一）计量器具的分类计量器具可分为量具和量仪两大类。量具量具是以固定形式复现量值的计量器具，它包括标准量具、专用量具和通用量具等。标准量具是用作计量标准，供量值传递用的量具、例如量块、线纹尺等。专用量具是用来专门检测某种几何量的测量器具，例如光滑极限量规、花键量规、螺纹量规等。通用量具是指应用范围广，通用性强，可以测量一定尺寸范围内的几何量，并且能获得具体数值的测量器具，例如游标卡尺、千分尺等。机械检测技术零件尺寸的测量２０１１、２量仪量仪是指能将被测的量转