机械精度设计与测量技术 第5章 几何参数检测技术基础.ppt

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1、第五章几何参数检测技术基础第一节　技术测量概述在机械制造中，技术测量主要是研究对零件几何参数进行测量和检验的问题。所谓测量是指为确定被测对象的量值而进行的实验过程，就是将被测量（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。如果用x表示被测量，用E表示计量单位或标准量，以q表示测量值，则有q与x、E的关系式：q＝x／E从而有x=q·E一个完整的几何量的测量过程应该包括四个要素，即：被测对象、计量单位、测量方法和测量精度。第二节长度和角度

2、计量单位与量值传递系统一、米的定义与量值传递系统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)，1m＝103mm，1mm＝103μm。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5.1所示。这个系统的传递媒介是量

3、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。图5.1尺寸量值传递系统二.量块(gaugeblock)量块又称为块规，是一种无刻度的标准端面量具。其制造的材料为特殊合金钢（一般为CrWMn）制成，材料稳定，硬度高，线膨胀系数小，不易变形。量块主要用作尺寸传递系统中的中间标准量具，或者用相对法测量时作为标准件调整仪器的零位，也可以用它直接测量零件。量块的形状是长方六面体结构，六个平面中有两个互相平行的极为光滑平整的测量面，两测量面之间具有精确的

4、工作尺寸，如图5.2所示。图5.2量块外形图5.3量块长度1.量块的尺寸量块的长度是其一个测量面上任意一点(距边缘0．5mm区域除外)到与另一个测量面相研合的平晶表面的垂直距离。测量面上中心点的量块长度L为量块的中心长度，如图5.3所示。量块上标出的数字为量块长度的标称值，称为标称长度。尺寸＜6mm的量块，长度标记刻在测量面上；尺寸≥6mm的量块，长度标记刻在非测量面上，并且该表面的左、右侧面为测量面。2.量块的研合性由于量块的测量面都是经过超精研磨制成的，所以测量面十分光滑和平整。如果将一量块的

5、测量面沿着另一量块的测量面滑动，同时用手稍加压力，两个量块便能粘合在一起，量块的这种通过分子吸力的作用而粘合的性能称为量块的研合性。由于量块具有研合性，所以量块可以组合使用，即将几个量块研合在一起组成所需要的尺寸。量块是按一定的尺寸系列成套生产的，国家量块标准中规定了17种成套的量块系列，表5-1是从标准中摘录的几套量块的尺寸系列。表5-1成套量块的尺寸(摘自GB6093—1985)3.量块的精度国家标准GB6093—1985将量块的制造精度从高到低分为00、0、1、2、3和标准级K共6个级别。量

6、块的分“级”主要是按量块的中心长度的极限偏差、长度变动量(量块长度的最大值与最小值之差)允许值、量块测量面的平面度、粗糙度及量块的研合性等质量指标划分的。各级量块长度的极限偏差和长度变动量允许值见表5-2。量块按检定精度由高到低分为l，2，3，4，5，6共六等。量块的分“等”主要是根据量块的中心长度的测量极限误差、平面平行性允许偏差和研合性等指标划分的。各等量块的中心长度测量不确定度和长度变动量的允许值见表5-3。表5-2各级量块长度极限偏差和变动量（摘自JJG146—1994）表5-3各等量块长

7、度测量极限偏差和变动量（摘自JJG146—1994）4.量块的使用量块的使用方法可分为按“级”使用和按“等”使用两种。量块按“级”使用时，是用量块的标称长度作为工作尺寸，即不计算量块的制造误差和磨损误差，它们将被引入到测量结果中，使测量精度受到影响，但是因为不需加修正值，所以使用起来比较方便。量块按“等”使用时，是用量块经检定后所给出的实际中心长度尺寸作为工作尺寸，这样就消除了量块的制造误差的影响，提高了测量精度，测量结果中仅包含有量块检定时较小的检定误差和检定后的磨损误差，从而得到了较高的测量精

8、度。三.角度单位与多面棱体角度也属于几何参数。国家标准规定角度的计量单位为弧度(rad)和度(°)、分(′)、秒(″)。由于圆周角的定义是360°,因此角度不需要象长度那样再建立一个自然基准。在高精度的分度中，一般以多面棱体作为角度基准。多面棱体是用特殊合金钢或者石英玻璃经过精细加工而成。常见的有4、6、8、12、24、36、72等正多面体。图5.4所示的是八面棱体，在任意轴切面内相邻两面法线间的夹角为45°，它可以作为45°×n（n＝1，2，3，…)角度的测量基准。图5.4多面棱