課題一 線性尺寸測量及誤差處理

1、課題一 線性尺寸測量及數據處理1一、加工誤差及公差1.加工誤差的分類 尺寸誤差宏觀幾何形狀誤差相互位置誤差表面粗糙度加 工 誤 差2尺寸、形狀誤差3位置誤差4表面粗糙度表面粗糙度52.加工誤差與公差 問題：加工誤差與公差的區(qū)別與聯系區(qū)別：誤差在加工過程中產生， 公差由設計人員確定聯系：公差是誤差的最大允許值6舉例7二、互換性與標準化1. 標準 公差標準在工業(yè)革命中起過非常重要的作用 國際1902年頒布了全世界第一個公差與配合標準（極限表） 1924年英國在全世界頒布了最早的國家標準B.S 1641924，緊隨其后的是美國、德國、法國1929年俄羅斯（前蘇聯）也頒布了“公差與配合”標準1926年

2、成立了國際標準化協會（ISA），1940年正式頒布了國際“公差與配合”標準，1947年將ISA更名為ISO（國際標準化組織）。 8二、互換性與標準化1. 標準 我國：1959年我國正式頒布了第一個公差與配合國家標準（GB15917459） 1979年以來對舊的基礎標準進行了兩次修訂：一次是上世紀八十年代初期，（GB1800180479、GB1182118480、GB103183）；另一次是九十年代中期（GB/T1800.11997GB/T11821996GB/T10311995）9二、互換性與標準化2. 標準化為了實現互換性，必須對公差值進行標準化，不能各行其是，標準化是實現互換性生產的重要技

3、術措施。對零件的加工誤差及其控制范圍所制訂的技術標準稱“極限與配合”標準，它是實現互換性的基礎。 10二、互換性與標準化3.優(yōu)先數與優(yōu)先數系技術參數不能隨便使用 數值使用廣泛 數值具有擴散型優(yōu)先數與優(yōu)先數系：對產品技術參數合理分檔、分級，對產品技術參數進行簡化，協調統(tǒng)一一般優(yōu)先選擇R5系列、其次為R10系列、R20系列等等 11三、長度基準與量值傳遞 1.基準的建立 為了保證工業(yè)生產中長度測量的準確度，首先要建立統(tǒng)一、可靠的長度基準 。常見的長度基準：米（m）、毫米（mm）、微米(m)、納米（nm）國際單位制機械制造精密測量超精密測量換算關系為：1m=1000mm 1mm=1000m 1m=1

4、000 nm12三、長度基準與量值傳遞 國際單位基準“米”也經歷了三個不同的階段 1）以地球子午線通過巴黎的四千萬之一作為基本的長度單位米 ，國際米原器。2）采用光波波長作為長度單位基準 3）米等于光在真空中，在1/299792458秒的時間間隔內的行程長度 13二、長度基準與量值傳遞 2.長度量值傳遞系統(tǒng) 為了保證長度基準的量值能準確地傳遞到工業(yè)生產中去，就必須建立從光波基準到生產中使用的各種測量器具和工件的尺寸傳遞系統(tǒng) 14二、長度基準與量值傳遞 3.4 量塊的組合為了組成各種尺寸，量塊是按一定的尺寸系列成套生產的 。15三、長度基準與量值傳遞 3.6 量塊的組合方法及原則 組合原則 1）

5、量塊塊數盡可能少，一般不超過35塊。2）必須從同一套量塊中選取，決不能在兩套或兩套以上的量塊中混選。3）組合時，不能將測量面與非測量面相研合。4）組合時，下測量面一律朝下。 16三、長度基準與量值傳遞 28.935 -1.00527.93-1.4326.5 -6.5 20-20 0 例如：要組成28.935mm的尺寸，采用83塊一套的量塊17三、長度基準與量值傳遞 28.935 -1.005第一塊量塊尺寸為1.005mm27.93-1.43 第二塊量塊尺寸為1.43mm26.5 -6.5第三塊量塊尺寸為6.5mm 20-20 第四塊量塊尺寸為20mm 0 以上四塊量塊研合后的整體尺寸為28.9

6、35mm 18四、 測量誤差與數據處理1、測量誤差的概述 =X-x -測量誤差 X-測量結果 x-被測量的真值測量誤差的分類：1.系統(tǒng)誤差2.隨機誤差3.粗大誤差192、隨機誤差2.1 隨機誤差的分布規(guī)律及其特性 隨機誤差可用試驗方法來確定。實踐表明，大多數情況下，隨機誤差符合正態(tài)分布。為便于理解，現舉例說明。20表3-2 測量數據統(tǒng)計表尺寸分組區(qū)間 / mm組號區(qū)間中心值/ mm每組出現的次數（頻數n i）頻率（n i / n）19.99019.99219.99219.99419.99419.99619.99619.99819.99820.00020.00020.00220.00220.00

7、420.00420.00620.00620.00820.00820.01020.01020.012123456789101119.99119.99319.99519.99719.99920.00120.00320.00520.00720.00920.0112410243745392312310.010.020.050.120.1850.2250.1950.1150.060.0150.00521yO正態(tài)分布曲線教材圖3-9頻率直方圖和正態(tài)分布曲線19.99120.0070.2250.120.01x = 20.0 ni/n實際分布曲線22從理論上講，正態(tài)分布中心位置的均值代表被測量的真值Q，標準偏

8、差代表測得值的集中與分散程度。不同的對應不同形狀的正態(tài)分布曲線，越小，ymax值越大，曲線越陡，隨機誤差越集中，即測得值分布越集中，測量精密度越高；越大，ymax值越小，曲線越平坦，隨機誤差越分散，即測得值分布越分散，測量精密度越低。圖3-10所示為123S （3-22） 剔除具有粗大誤差的測量值后，應根據剩下的測量值重新計算S，然后再根據3準則去判斷剩下的測量值中是否還存在粗大誤差。每次只能剔除一個，直到剔除完為止。在測量次數較少(小于10次）的情況下，最好不用3準則，而用其他準則。29五、常用量具的使用1、游標卡尺結構：游標量具在結構上的共同特征是都有主尺、游標尺以及測量基準面，另外還有便

9、于使用而設的微動機構和鎖緊機構等。主尺上有毫米刻度，游標尺上的分度值有0.1、0.05、0.02mm三種。 30讀數原理：游標讀數（或稱為游標細分）原理是利用主尺刻線間距與游標刻線間距的間距差實現的。常用的主尺刻度間距a=1mm。若使主尺刻度（n-1）格的寬度等于游標刻度n格的寬度，則游標的刻度間距b=(n-1)/n*a。若主尺刻度間距為1毫米，游標刻度間距為0.9毫米，當游標尺零刻線與主尺零刻線對準時，除游標的最后一根刻線（第10根刻線）與主尺上第9根刻線重合外，其余刻線均不重合。若將游標向右移動0.1mm，則游標的第一根刻線與主尺的第一根刻線重合；游標向右移動0.2mm時，則游標的第二根刻

10、線與主尺的第二根刻線重合。依此類推。這就是說，游標在1mm內（1個主尺刻度間距），向右移動距離可由游標刻線與主尺刻線重合時游標刻線的序號來決定。312.千分尺結構：主要由尺架、微分筒、固定套筒、測量力裝置、測量面、鎖緊機構等組成。其結構特征是：結構設計符合阿貝原則。以絲桿螺距作為測量的基準量，絲桿和絲母的配合應該精密，配合間隙應能調整。固定套筒和微分筒作為示數裝置，用刻度線進行讀數。有保證一定測力的棘輪棘爪機構。32讀數原理：千分尺的讀數原理是：通過螺旋傳動，將被測尺寸轉換成絲桿的軸向位移和微分筒的圓周位移，并以微分筒上的刻度對圓周位移進行計量，從而實現對螺距的放大細分。當測量絲桿連同微分筒轉過角時，絲桿沿軸向位移量為L。因此千分尺的傳動方程式為 L=p*/2式中 p絲桿螺距；微分筒轉角。一般p=0.5mm,而微分套筒的圓周刻度數為50等分，故每一等分所對應的分度值為0.01mm。讀數的整數部分由固定套筒上的刻度給出，其分度值為1mm；讀數的小數部分由微分筒上