公差配合與技術(shù)測(cè)量課件

公差配合與技術(shù)測(cè)量機(jī)械制造中，零件尺寸的精確度和相互間的配合關(guān)系至關(guān)重要。公差配合與技術(shù)測(cè)量是保障產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，涵蓋了尺寸公差、配合類型、測(cè)量方法等內(nèi)容。課程介紹11.公差配合公差配合是機(jī)械設(shè)計(jì)中的重要概念，用于控制零件之間的尺寸關(guān)系，確保產(chǎn)品的功能和性能。22.技術(shù)測(cè)量技術(shù)測(cè)量是使用各種測(cè)量?jī)x器和方法，對(duì)零件的尺寸、形狀、表面粗糙度等進(jìn)行精確測(cè)量。33.課程目標(biāo)本課程旨在幫助學(xué)生掌握公差配合和技術(shù)測(cè)量的基本知識(shí)，提高設(shè)計(jì)和制造能力。44.課程內(nèi)容本課程涵蓋公差配合的基本概念、分類、表示方法、測(cè)量誤差、測(cè)量系統(tǒng)等內(nèi)容。公差配合概述提高產(chǎn)品質(zhì)量公差配合是保證機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵要素之一，通過(guò)合理的公差配合設(shè)計(jì)，可以提高產(chǎn)品精度、延長(zhǎng)使用壽命。優(yōu)化產(chǎn)品性能公差配合可以優(yōu)化機(jī)械產(chǎn)品的性能，提高傳動(dòng)效率、降低磨損，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高效運(yùn)行。簡(jiǎn)化裝配過(guò)程公差配合可以簡(jiǎn)化產(chǎn)品的裝配過(guò)程，降低裝配難度，提高生產(chǎn)效率。降低生產(chǎn)成本公差配合可以降低產(chǎn)品的加工成本，提高生產(chǎn)效益。公差的分類尺寸公差用于控制零件的尺寸偏差范圍，保證零件的互換性。幾何公差用于控制零件的形狀、位置和方向偏差，保證零件的幾何精度。表面粗糙度公差用于控制零件表面微觀幾何形狀，影響零件的摩擦、磨損、疲勞強(qiáng)度等性能。公差的表示方法1基本尺寸零件的設(shè)計(jì)尺寸2公差值允許尺寸偏差3公差方向偏差的正負(fù)方向4公差等級(jí)公差值精度公差的表示方法是標(biāo)準(zhǔn)化的。公差值通常用符號(hào)“±”表示，例如“±0.05mm”。公差等級(jí)分為多個(gè)等級(jí)，等級(jí)越高，公差值越小，精度越高。常用的公差等級(jí)有IT01、IT0、IT1、IT2、IT3、IT4、IT5、IT6、IT7、IT8、IT9、IT10、IT11、IT12、IT13、IT14、IT15、IT16等。每個(gè)等級(jí)都有對(duì)應(yīng)的公差值范圍。標(biāo)稱尺寸與實(shí)際尺寸標(biāo)稱尺寸是設(shè)計(jì)圖紙上標(biāo)注的尺寸，實(shí)際尺寸是加工后的零件實(shí)際測(cè)量的尺寸。實(shí)際尺寸不可能完全等于標(biāo)稱尺寸，總會(huì)存在一定的誤差，這就是公差。公差是指允許零件尺寸的偏差范圍，也就是實(shí)際尺寸允許在標(biāo)稱尺寸的上下限之間波動(dòng)。例如，一個(gè)螺栓的標(biāo)稱尺寸為10mm，公差為0.1mm，那么實(shí)際尺寸允許在9.9mm到10.1mm之間。上下公差的制定原則功能要求公差應(yīng)滿足零件的功能要求，確保零件之間的配合關(guān)系和性能。制造工藝公差應(yīng)考慮制造工藝的實(shí)際能力，避免過(guò)高或過(guò)低的公差，影響生產(chǎn)效率和成本。經(jīng)濟(jì)性公差應(yīng)兼顧經(jīng)濟(jì)性，盡量降低制造難度和成本，避免過(guò)度的精度要求。標(biāo)準(zhǔn)化公差應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，保證零件的通用性和互換性。配合的分類過(guò)盈配合過(guò)盈配合是指孔徑小于軸徑的配合，軸在孔中需要壓入，又稱為“緊配合”。過(guò)盈配合常用于需要牢固連接的場(chǎng)合，比如軸承、齒輪等。間隙配合間隙配合是指孔徑大于軸徑的配合，軸在孔中可以自由移動(dòng)，又稱為“松配合”。間隙配合常用于需要運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合，比如軸承、活塞等。過(guò)渡配合過(guò)渡配合是指孔徑和軸徑之間存在一個(gè)過(guò)渡范圍，軸在孔中既可以自由移動(dòng)，也可以壓入。過(guò)渡配合常用于需要靈活連接的場(chǎng)合，比如螺紋連接等。配合的幾何特性配合是指兩個(gè)或多個(gè)零件相互接觸并具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的連接方式。配合的幾何特性是指配合表面之間的幾何形狀、尺寸和位置關(guān)系。配合的幾何特性決定了配合的性能，例如配合的緊密程度、運(yùn)動(dòng)精度和使用壽命。數(shù)學(xué)模型公差配合利用數(shù)學(xué)模型來(lái)描述公差配合，并建立其數(shù)學(xué)關(guān)系。尺寸鏈尺寸鏈?zhǔn)且粋€(gè)封閉的尺寸回路，是公差配合的重要工具，它可以用來(lái)分析和計(jì)算公差。誤差分析數(shù)學(xué)模型可以用來(lái)分析測(cè)量誤差，并進(jìn)行誤差補(bǔ)償，以提高測(cè)量精度。優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型可以幫助我們進(jìn)行公差配合優(yōu)化，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。測(cè)量誤差及其來(lái)源11.測(cè)量誤差定義測(cè)量誤差是指測(cè)量結(jié)果與真實(shí)值之間的差異，是不可避免的。22.誤差的分類測(cè)量誤差可以分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差三種。33.誤差來(lái)源誤差來(lái)源包括測(cè)量?jī)x器、環(huán)境條件、操作人員等方面。44.誤差的影響測(cè)量誤差會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，因此需要盡可能減小誤差。系統(tǒng)誤差儀器誤差測(cè)量?jī)x器本身存在固有誤差，例如刻度不準(zhǔn)確、零點(diǎn)漂移等。操作誤差操作人員的經(jīng)驗(yàn)、技能和習(xí)慣都會(huì)影響測(cè)量結(jié)果，例如讀數(shù)錯(cuò)誤、操作方法不當(dāng)?shù)?。環(huán)境誤差溫度、濕度、氣壓等環(huán)境因素會(huì)影響測(cè)量結(jié)果，例如長(zhǎng)度測(cè)量會(huì)受溫度影響。隨機(jī)誤差偶然性隨機(jī)誤差無(wú)法預(yù)測(cè)，出現(xiàn)時(shí)間隨機(jī)。正負(fù)分布隨機(jī)誤差大小無(wú)規(guī)律，正負(fù)值概率相等。統(tǒng)計(jì)規(guī)律多次測(cè)量，隨機(jī)誤差服從正態(tài)分布。粗大誤差人為疏忽讀數(shù)錯(cuò)誤、測(cè)量方法錯(cuò)誤或儀器使用不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致粗大誤差。例如，將刻度尺倒置放置，就會(huì)導(dǎo)致測(cè)量值明顯偏大。儀器故障測(cè)量?jī)x器出現(xiàn)故障，例如零點(diǎn)漂移、刻度不準(zhǔn)或傳感器的損壞，也會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)顯著偏差。環(huán)境影響溫度、濕度、振動(dòng)或磁場(chǎng)等環(huán)境因素變化也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果，造成粗大誤差。意外事故測(cè)量過(guò)程中意外的碰撞、跌落或其他事故，可能導(dǎo)致測(cè)量對(duì)象變形或儀器損壞，進(jìn)而產(chǎn)生粗大誤差。測(cè)量不確定度測(cè)量不確定度是指測(cè)量結(jié)果的可靠程度，反映了測(cè)量值與真值的偏差范圍。測(cè)量不確定度影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。測(cè)量不確定度越高，測(cè)量結(jié)果越不可靠。提高測(cè)量?jī)x器的精度和校準(zhǔn)。減少環(huán)境因素的影響。提高測(cè)量人員的技能和經(jīng)驗(yàn)。重復(fù)測(cè)量，取平均值。測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)價(jià)1準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度是指測(cè)量結(jié)果與真值的接近程度，反映了測(cè)量系統(tǒng)消除系統(tǒng)誤差的能力。可以通過(guò)多次測(cè)量取平均值，并與標(biāo)準(zhǔn)值比較來(lái)評(píng)估。2精密度精密度是指多次測(cè)量結(jié)果之間的一致程度，反映了測(cè)量系統(tǒng)消除隨機(jī)誤差的能力?？梢酝ㄟ^(guò)多次測(cè)量結(jié)果的離散程度來(lái)評(píng)估，例如計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差或方差。3穩(wěn)定性穩(wěn)定性是指測(cè)量系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)保持測(cè)量結(jié)果一致的能力，反映了測(cè)量系統(tǒng)消除時(shí)間漂移等因素的影響。4線性度線性度是指測(cè)量系統(tǒng)輸出值與輸入值之間的線性關(guān)系，反映了測(cè)量系統(tǒng)的非線性誤差大小。5重復(fù)性重復(fù)性是指在相同條件下，用同一測(cè)量系統(tǒng)對(duì)同一被測(cè)對(duì)象進(jìn)行多次測(cè)量所得結(jié)果之間的一致程度。6再現(xiàn)性再現(xiàn)性是指在不同條件下，用同一測(cè)量系統(tǒng)對(duì)同一被測(cè)對(duì)象進(jìn)行多次測(cè)量所得結(jié)果之間的一致程度。測(cè)量?jī)x表的特性準(zhǔn)確度測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確度是指測(cè)量值與真實(shí)值之間的接近程度。它反映了儀表測(cè)量結(jié)果的可靠性。靈敏度靈敏度是指測(cè)量?jī)x表對(duì)被測(cè)量的微小變化的反應(yīng)能力。它反映了儀表的分辨率和對(duì)變化的敏感程度。穩(wěn)定性穩(wěn)定性是指測(cè)量?jī)x表在一定時(shí)間內(nèi)保持測(cè)量結(jié)果一致性的能力。它反映了儀表在長(zhǎng)時(shí)間工作中保持測(cè)量精度的能力。重復(fù)性重復(fù)性是指測(cè)量?jī)x表在相同條件下對(duì)同一被測(cè)對(duì)象進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)，所得結(jié)果之間的接近程度。它反映了儀表測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。量具的分類與選用量具的分類量具可分為通用量具和專用量具。通用量具可用于多種工件的測(cè)量，例如卡尺、游標(biāo)尺和千分尺。專用量具專用量具專門設(shè)計(jì)用于測(cè)量特定尺寸或形狀的工件。例如，螺紋量規(guī)用于測(cè)量螺紋的尺寸和形狀。量具的選用量具的選用要根據(jù)被測(cè)工件的尺寸、形狀、精度要求等因素進(jìn)行。例如，測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)，可以選擇卡尺或游標(biāo)尺。量具的維護(hù)量具需要定期維護(hù)和校準(zhǔn)，以確保其精度。清潔量具并將其存放在干燥的地方。線型量具的使用1準(zhǔn)備工作檢查量具是否完好無(wú)損2測(cè)量步驟將量具緊貼被測(cè)工件讀取量具上的刻度值3注意事項(xiàng)測(cè)量時(shí)要保持量具垂直于被測(cè)表面避免用力過(guò)猛導(dǎo)致量具變形4記錄結(jié)果將測(cè)量結(jié)果記錄在測(cè)量記錄簿上角度量具的使用1選擇合適的量具根據(jù)測(cè)量精度和測(cè)量范圍選擇合適的量具2正確安裝量具確保量具安裝牢固，避免松動(dòng)或移動(dòng)3讀數(shù)方法根據(jù)量具刻度和指針位置準(zhǔn)確讀數(shù)4測(cè)量誤差注意量具本身誤差，并盡量減小測(cè)量誤差正確使用角度量具能有效提高測(cè)量精度，確保產(chǎn)品質(zhì)量表面粗糙度測(cè)量表面粗糙度反映零件表面微觀幾何形狀的特征。它是指零件表面微觀不平度的程度，用Ra、Rz等參數(shù)表示。表面粗糙度測(cè)量方法主要包括觸探式測(cè)量和非接觸式測(cè)量。觸探式測(cè)量利用金剛石針尖在零件表面移動(dòng)，通過(guò)測(cè)量針尖的垂直位移來(lái)獲得表面粗糙度數(shù)據(jù)。非接觸式測(cè)量方法包括光學(xué)測(cè)量和激光測(cè)量，這些方法可以更快速地獲取表面粗糙度信息。公差配合與質(zhì)量控制提高產(chǎn)品質(zhì)量公差配合確保零件尺寸精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，滿足客戶要求。降低生產(chǎn)成本合理選擇公差配合，可減少加工成本，提高生產(chǎn)效率。增強(qiáng)產(chǎn)品可靠性公差配合控制產(chǎn)品尺寸偏差，確保產(chǎn)品長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠。公差配合設(shè)計(jì)案例公差配合設(shè)計(jì)案例可以幫助學(xué)生更好地理解公差配合的概念和應(yīng)用。案例可以是機(jī)械零件的設(shè)計(jì)，也可以是實(shí)際工程項(xiàng)目的案例。通過(guò)案例分析，學(xué)生可以學(xué)習(xí)如何選擇合適的公差配合，以及如何進(jìn)行公差配合的設(shè)計(jì)計(jì)算。案例分析還應(yīng)包括對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的評(píng)價(jià)，例如尺寸精度、加工成本、使用壽命等。尺寸鏈的計(jì)算1定義尺寸鏈?zhǔn)嵌鄠€(gè)尺寸相互關(guān)聯(lián)形成的閉合環(huán)路。尺寸鏈中每個(gè)尺寸都有其公差，公差的疊加影響最終尺寸。2方法計(jì)算尺寸鏈主要采用兩種方法：代數(shù)法和圖解法。代數(shù)法使用公式進(jìn)行計(jì)算，圖解法用圖形表示尺寸關(guān)系。3應(yīng)用尺寸鏈計(jì)算廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)中，用于控制零件的尺寸精度和配合精度，確保產(chǎn)品的正常工作。標(biāo)準(zhǔn)件和非標(biāo)準(zhǔn)件11.標(biāo)準(zhǔn)件根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的零件，具有統(tǒng)一的尺寸、形狀、材料、性能、公差、配合等。22.非標(biāo)準(zhǔn)件根據(jù)特殊需求設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的零件，不受標(biāo)準(zhǔn)約束，尺寸、形狀、材料、性能等可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。33.標(biāo)準(zhǔn)件優(yōu)勢(shì)通用性強(qiáng)、生產(chǎn)成本低、易于采購(gòu)、可重復(fù)使用等。44.非標(biāo)準(zhǔn)件優(yōu)勢(shì)可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行定制，滿足特殊功能要求，提高產(chǎn)品性能。三坐標(biāo)測(cè)量三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是一種精密測(cè)量設(shè)備，廣泛應(yīng)用于制造業(yè)和科研領(lǐng)域。它采用高精度觸針探測(cè)工件表面，獲取三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析和處理，實(shí)現(xiàn)零件的尺寸、形狀、位置等多方面信息測(cè)量。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于其高精度、高效率、自動(dòng)化程度高，可以進(jìn)行復(fù)雜形狀零件的測(cè)量，并提供完整的測(cè)量報(bào)告，為質(zhì)量控制和產(chǎn)品研發(fā)提供可靠依據(jù)。測(cè)量數(shù)據(jù)的處理1數(shù)據(jù)錄入將測(cè)量結(jié)果輸入到計(jì)算機(jī)或表格中2數(shù)據(jù)清洗處理異常值和缺失值3數(shù)據(jù)分析使用統(tǒng)計(jì)方法分析數(shù)據(jù)4數(shù)據(jù)可視化用圖表或圖形展示數(shù)據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)處理是將原始測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為有意義的結(jié)果的過(guò)程。包括數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化等步驟。測(cè)量報(bào)告的編寫數(shù)據(jù)整理首先，需要整理好測(cè)量數(shù)據(jù)，包括測(cè)量值、測(cè)量條件、測(cè)量?jī)x器等信息，保證數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。分析結(jié)果接下來(lái)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算誤差，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出測(cè)量結(jié)果。撰寫報(bào)告最后，根據(jù)分析結(jié)果，撰寫一份完整的測(cè)量報(bào)告，包括測(cè)量目的、測(cè)量方法、測(cè)量結(jié)果、誤差分析、結(jié)論等內(nèi)容，并附上相關(guān)圖表。課程總結(jié)本課程涵蓋了公差配合與技術(shù)測(cè)量的重要概念和