机械检测技术概论

现代化的工业制造，需要大规模流水化生产、装配。 需 要零件具有通用性与互换性。 互换性包括几何参数，机械性能和理化性能等方面的互换 性。 互换性的概念与作用
互换性：互换性是指机械产品中同一规格的一批零件或部件，任取其中一件，不需作任何 挑选，调整或辅助加工，就能进行装配，必须能保证满足机械产品的使用性能要求的一种 特性。 互换性的作用：互换性给产品设计，制造和使用维修带来很大的方便。 设计方面：大量零件标准化，通用化，只需要选用即可。简化设计过程，缩短设计周期与 成本。 制造方面：有利于组织大规模专业化协作生产，实现生产过程机械化、自动化，从而提高 生产率、提高产品质量、降低生产成本。 使用、维修方面：及时更换损坏部件，减少维修时间与费用，延长机器使用寿命，提高机 器的使用价值。
3
机械检测技术
学习目标：
能力目标 1. 能够零件图正确选择量具，能用游标卡尺、千分尺等简单测量器具 测量零件的长度，会根据测量结果和图纸尺寸公差要求判断零件是 否合格。 2. 能够使用大型测量设备测量零件形状位置要求。 3. 能全面理解尺寸参数和形位误差各种测量方法依据的原理。 4. 能够理解几种典型的在检测过程中容易混淆的检测项目测量之间的 差异。如：测量圆度和径向圆跳动有何不同；测量直线度和测量直 线对面的平行度有何不同等。
机械检测技术
Sep-2014
机械检测技术
课程介绍：
《机械检测技术》是机械制造业检测人员最常用、必备的基本技能。其内
容涉及机械设计、机械制造、质量控制与生产管理等多方面标准及其技术知识。 机械检测技术对产品质量提供保障，是生产中不可或缺的重要环节。
本课程教学目的是使学员了解公差基础知识，根据机械制造企业机械精度检 测的常见检测项目和检测规程，掌握机械零件的检测方法，提高机械零件精度检 测的实际操作能力。
产品几何技术规范（GPS ）总体规划 GB/Z 20308 ‐2006 （ISO/TR 14638:1995,MOD)
Masterplan
19
机械检测技术概述 产品几何量技术规范
新GPS标准构建的基本思想 传统GPS是以几何学为基础建立起来的，设计的主要任务是根据功能需求从具有理想 几何形状和方位的工件出发，规定工件实际几何要素的允许变动区域，即公差带。 如何保证和判定实际几何要素处于公差带内，则由制造和检测人员负责。 这一系列概念是有效的，但也有需要重新审视的地方。例如，要想符合设计意图和 功能要求—— • 设计上给定一个尺寸，是按两点法还是三点法来控制和检测？ • 设计上规定了一个圆的允许变动区域，是按最小外接、最大内切、最小二乘 还是最小条件来判断？ 从“理想要素”到“实际要素”的转换和控制过程没有严格的定义和规范，在一定 程度上，“理论”和“实践”有所脱节。 新的GPS按系统工程和系统建模的思想，自顶向下构建了一系列信息模型： • 理清了标准体系的层次关系，形成矩阵模型； • 理清了标准之间的协调关系，形成标准链； • 规范了工件几何定义的依据，定义了表面模型； • 规范了工件几何精度的过程控制，定义了操作和操作集； • 提出了产品研发全过程的不确定度概念，形成扩展的不确定度概念模型； • 基于表面模型，全面规范了几何要素的术语定义。
基本系列 补充系列
17
机械检测技术概述 标准化
●个数：优先数系中，项数从1开始，可向大于1和小于1两边无限延 伸，每个十进区间有r个优先数。 ●优先数多为无理数，应用时要圆整。
3. 优先数系的派生系列和复合系列
（1）派生系列：从Rr的系列中按一定的项差p取值所构成的系列。 （2）复合系列：若干个等公比系列混合构成的多公比系列。
美国材料与试验协会（American Society for Testing and Materials, ASTM）制定的标准。
15
机械检测技术概述 标准化
工程上各种技术参数的简化、协调和统一是标准化的一项重要内容。 在产品设计和制订技术标准时，涉及到很多技术参数，这些技术参数在生产各环节中往往不是孤 立的。当选定一个数值做为某种产品的参数指标后，这个数值就会按一定的规律向一切相关的制 品、材料等有关参数指标传播扩散。 在机械设计中，常常需要确定很多参数，而这些参数往往不是孤立的，一旦选定，这个数值就会 按照一定规律向一切有关的参数传播。 例如，动力机械的功率和转速数值确定后，不仅会传播到有关机器的相应参数上，而且必然会传 播到其本身的轴、轴承、键、齿轮、联轴节等一整套零部件的尺寸和材料特性参数上，传播到加 工和检验这些零部件的刀具、量具、夹具及专用机床的相应参数上； 螺栓的直径确定后，不仅会传播到螺母的内径上，也会传播到加工这些螺纹的刀具上，传播到检 测这些螺纹的量具及装配他们的工具上。 这些技术参数的传播，在生产实际中是极为普遍的现象。而工程技术上的参数数值，即使只有很 小的差别，经过多次传播以后，也会造成尺寸规格的繁多杂乱。如果随意取值，势必给组织生产、 协作配套和设备维修带来很大困难。因此，在生产中，为了满足用户各种各样的需求，同一种产 品的同一参数就要从大到小取不同的值，从而形成不同规格的产品系列，这个系列确定得是否合 理，与所取的数值如何分级直接相关。 优先数和优先数系是一种科学的数值制度，也是国际上统一的数值分级制度，它不仅适用于标准 的制订，也适用于标准制订前的规划、设计，从而把产品品种的发展一开始就引向科学的标准化 的轨道，因此，优先数系是国际上统一的一个重要的基础标准。
13
机械检测技术概述 标准化
标准分类：按使用范围划分有国际标准，区域标准，国家标准，专业标准、地方 标准和企业标准。
国际标准 区域标准 国家标准 专业标准 地方标准 企业标准 人类社会 标准的分级
14
机械检测技术概述 标准化
国际标准化组织（ISO）（International Organization for Standardization ）制定的标准。 中华人民共和国国家标准，简称国标。 强制标准冠以“ GB”, 推荐标准冠以“GB/T ”,指导性国家标 准“GB/Z ” 。 机械部推荐标准，属于机械行业标准。强制标准冠以“JB”。推荐 标准冠以“JB/T ” 美国机械工程师学会 (ASME)（American Society of Mechanical Engineers）制定的标准。
16
机械检测技术概述 标准化
1. 优先数系：
由一些十进制等比数构成的数系。
2. 优先数系的构成
●代号：Rr（r取5、10、20、40、80） ●公比： R5系列 R10系列 R20系列 R40系列 R80系列 q5≈1.6 q10≈1.25 q20≈1.12 q40≈1.06 q80≈1.03
qr r 10
11
机械检测技术概述 机械检测的意义
• 误差：零件在加工过程中尺寸、 形状、相对位置与理想状态的偏 离。 • 公差：零件误差允许的最大变动 量。 • 检测：评定零件合格与否并分析 不合格原因，包括检验与测量。
• 加工误差 • • •
尺寸误差 宏观几何形状误差 相互位置误差 表面粗糙度
误差与公差的区别与联系：
针对典型零件、常规检测项目对学生进行检测实训训练，达到培养学生具有 机械检测的实际操作技能和机械检测方面的职业能力。
2
机械检测技术
学习目标：
知识目标 1. 掌握常用机械精度（尺寸精度、形位误差等）测量的工具、量具的 结构、使用和维护。 2. 会根据零件的机械精度要求选择检测工具和量具。 3. 会对零件的尺寸精度、形位精度进行检测并能进行数据处理，判断 零件是否合格。 4. 掌握不同检测项目的检测原理和方法以及异同点。 5. 掌握1～2种较先进的检测仪器设备的使用操作方法。 6. 掌握机械零件精度检测的工艺过程和规范。
9
机械检测技术概述 机械检测的意义
互换性分类：
完全互换 互换程度分类 不完全互换
尺寸精度（尺寸公差） 几何参数分类 几何精度（形状、方向、位置和跳动公差） 微观轮廓（表面粗糙度）
鉴于本公司是机械加工企业，课程目的是机械零件精度检测，所以只讨论几何参数的互换性。
10
机械检测技术概述 机械检测的意义
4
机械检测技术
学习目标：
素质素养目标 1.具有安全、节能和环境保护意识。即具有良好文明生产与安全操作意 识、规范运行，节能环保概念及相关信息处理能力。 2.具有良好合作交流。即小组团队合作、成员沟通交流等。 3.具有良好自我学习和管理。即能根据所学的知识和掌握获取的信息应 用到实际检测操作中；能追踪机械检测发展的高新技术，对新技术、新 设备、新工艺进一步学习和应用。 4.具有一定创新和应变。即能提出不同见解，多种解决问题的思路、方 案，完成任务的方法和途径等。能根据零件的尺寸精度和形位精度的要 求，合理选择检测工具和检测方法。 5.具有诚信品质和责任意识。即做人诚实守信、工作踏实肯干，具有较 强的工作质量意识，勇于承担责任。
课程安排
6
机械检测技术
课程章节
章节一 机械检测技术概述 机械检测的意义 标准化 产品几何量技术规范 测量技术
章节二 机械检测基础 测量基础知识 测量基准与量值 计量器具 测量方法 测量误差 测量精度
7
机械检测技术
章Hale Waihona Puke 一•机械检测技术概述机械检测的意义 标准化 产品几何量技术规范 测量技术
8
机械检测技术概述 机械检测的意义
互换性的实现条件
• 实现互换性的条件 ---- 公差 公差是指零件在设计时规定的尺寸变动范围。 任何机械都是由若干最基本的零件构成的。这些具有一定尺寸、形状和相互位置几何参数 的零件，可以通过各种不同的连接形式而装配成为一个整体。 由于任何零件都要经过加工的过程，无论设备有多么先进，操作工人的技术水平有多么高， 要使加工零件的尺寸、形状和位置做得绝对准确，不但不可能，也是没有必要的。只要将零件 加工后各几何参数(尺寸、形状和位置)所产生的误差控制在一定的设定范围内，就可以保证零 件的使用功能，同时还能实现互换性。
误差是在加工过程中产生 公差由设计人员确定 公差是误差的最大允许值
12
机械检测技术概述 标准化
实现互换性的基础 --- 标准化 现代化的工业制造的特点是规模大、协作单位多、 互换性要求高，为了正确协调各生产部门和准 确衔接个生产环节，必须有一种协调手段，是 分散的局部的生产部门与环节保持必要的技术 统一，成为一个有机整体，以实现互换性生产。 标准与标准化是联系这种关系的主要手段与途 径。 标准与标准化 • 标准是指为在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或其结果规定共同的和重复使用的 规则、导则或特性的文件。该文件经协商一致制定并经一个公认机构的批准。标准应 以科学、技术和经验的综合成果为基础，以促进最佳社会效益为目的。 • 所谓标准化是指在经济、技术、科学及管理等社会实践中，对重复性事物和概念通过 制订、发布和实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益的全部活动过程。 • 标准化包括制订标准和贯彻标准全部活动过程，这个过程是从探索标准化对象开始， 经调查、实践、分析，进而起草、制订和贯彻标准，而后修订标准。因此标准化是一 个不断循环而又不断提高其水平的过程。
机械检测技术
课程安排：
1. 教学方法 2. 典型任务驱动教学法 分组调研、讨论教学法 教学手段 以实物零件为教学载体，进行实际测量操作训练 本课程遵循“项目导向、任务驱动”的高职教育教学改革思路，选取典型零 教学设计 件来创设学习情境。教学环节由项目教学、教学实验、实训项目三部分组成。
讲师： 杜树海 于惠宁 薛龙龙 吴耀文 刘春燕 x8831 x8518 x8518 x8518 x8518
GB/T321
18
机械检测技术概述 产品几何量技术规范
产品几何量技术规范概念 产品几何量技术规范（GPS ，geometrical product specification）是一套有关工 件几何特性的技术规范，它是覆盖产品尺寸、几何公差和表面特征的标准，贯穿 于几何产品的研究、开发、设计、制造、检验、销售、使用和维修等整个过程。 GPS标准体系不仅是为了达到产品功能要求所必须遵守的技术依据和产品信息传递与 交换的基础标准，而且是进行产品合格评定和技术交流的重要工具，也是签订生 产合约、承诺质量保证的重要基础。 新GPS标准是以新的理念和概念，面向产品开发全过程而构建的控制产品几何特性的 一套完整标准，全面覆盖了从宏观到微观的产品几何特征的描述，全面规范了产 品（工件）的尺寸、形状和位置及表面特征的控制要求和检测方法，成为工程领 域产品设计、制造和评定的最重要的基础标准之一。