第一章 走进零件测量
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• 测量的概念、互换性的概念、极限尺寸、偏差及公差的概念。 • 测量的种类，主动测量与被动测量。 • 形位公差、表面粗糙度的识读。 • 表面粗糙度的检测方法。 • 量具常识。
一、互换性
1.互换性的概念及意义
1、概念
２、互换性的意义
（1）从设计方面看:按照互换性进行设计，就可以最大限度地 采用标准件、通用件，大大减少计算、绘图等工作量，缩短设 计周期，并有利于产品品种的多样化和计算机辅助设计。
2）光切法
利用“光切原理”测量表面粗糙度的方法。光切 显微镜又称双管显微镜，如图所示。
（3）干涉法 利用光波干涉原理来测量表面粗糙度的方法。
（4）针描法
针描法又称感触法，是一种接触式测量表面粗糙 度的方法。测量仪器为电动轮廓仪，如图
五、质量杠杆和在线测量
结束！！！
间接测量： 测量与被测量有一定函数关
主要内容： 系的量，然后通过函数关 算 出被测量的
测量方法。
为减少测量误差，一般都采用直接测 量，必要时才采用间接测量。
（2）相对测量和绝对测量
相对测量：由量仪读出的是被测的量相 对于标准量值的差值 。
绝对测量：被测量值直接由量仪刻度 尺上读数表示
HEP
（3）单项测量和综合测量
第一章 走进零件测量
【学习目标】
1.对零件测量有一感性认识。
2.了解互换性、极限尺寸、偏差及公差，会计算极限尺寸并能知道零件尺寸 的合格范围。
3.会识读图样上形位公差和表面粗糙度代号。
4.掌握测量基本理论及常用量具常识。
5.了解常用的表面粗糙度测量方法，掌握比较法检测零件表面粗糙度。
ห้องสมุดไป่ตู้
【教学重点】
公差是允许尺寸的变动量或变动范围
不会是负数或零
正确理解尺寸误差与尺寸公差的概念
尺寸公差是一批零件实际尺寸中最大值与最小值之差
24
表面粗糙度的概念
λ/h>1000（宏观）——形状误差 λ/h =40～1000——波度误差 λ/h<40（微观）——表面粗糙度
表面粗糙度对零件使用性能的影响
（1）对摩擦和磨损的影响 表面越粗糙，摩擦系数越大，两相对表面运动时，磨损越快。 （2）对配合性质的影响 如果是间隙配合，磨损后，间隙增大； 如果是过盈配合，由于峰值的存在，压入后，过盈量不足。 （3）对疲劳强度的影响 表面越粗糙，凹谷越深，应力集中越严重，容易产生疲劳破坏。
HEP
Th 孔的尺寸公差 轴的尺寸公差
Ts
项目一
走进零件测量
上偏差 下偏差 尺寸公差带
主要内容ES ：
EI
孔
es ei 轴
HEP 零线
最小极限尺寸（孔—Dmin；轴—dmin）
最大极限尺寸（孔—Dmax；轴—dmax）
设计者给定
基本尺寸（孔—D；轴—d）
22
1、极限尺寸
是指孔或轴允许尺寸的两个极端值，即是允许尺寸变化范围的两个界限值。 其中：较大者为最大极限尺寸（孔：Dmax，Dmin）；
（4）对接触刚度的影响 表面越粗糙，峰值越大，实际接触面小，单位面积受力增加。 （5）对耐腐蚀性能的影响 表面越粗糙容易将腐蚀物存于空气中，造成对工件表面的腐蚀。
表面粗糙度标注
表面粗糙度的测量
（1）比较法
将被测表面与粗糙度标准样板相比较，通过视 觉、触感或其它方法进行比较后，对被测表面的粗糙 度作出评定的方法。粗糙度标准样板如图。
靠压缩空气通过气动系统时的状态(流量或压力)变化来 实现对被测量的转换的计量器具，如水柱式和浮标式 气动量仪等
将被测量通过传感器转变为电量，再经变换而获得读 数的计量器具，如电动轮廓仪和电感测微仪等
(5) 光电式 计量器具
利用光学方法放大或瞄准，通过光电元件再转换为电 量进行检测，以实现几何量的测量的计量器具，如光 电显微镜、光电测长仪等
（2）不完全互换：当装配精度要求较高时，采用完全互换将使 零件制造精度要求很高，加工困难，导致成本增加， 这时可适当降低零件的制造精度，使之便于加工，加 工完成后，通过测量将零件按实际尺寸的大小分为若 干组，按对应组进行装配，这样既可保证装配的精度， 又能解决加工困难的问题。此时仅组内零件具有互换 性，组与组之间不能互换的零部件属于不完全互换。
(7) 示值误差：是指计量器具上的示值与被测量真值的代数差
(8) 示值变动：是指在测量条件不变的情况 下，用计量器具对被测量测量多次
(一般5～10次)所得示值中的最大差值
(9) 回程误差(滞后误差) ： 是指在相同 条件下，对同一被测量进行往返两个方 向测量时，计量器具示值的最大变动量
(10) 不确定度：是指由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度。 不确定度用极限误差表示，它是一个综合指标，包括示值误差、回程误差等
项目一 走进零件测量
HEP
主要内容：
项计目量一器具走的进基零本件度测量量指标
● 是用来说明计量器具的性能和功用的。是选择和使用计量器具，研究和 判断测量方法正确性的依据
● 基本度量指标主要有以下几项：
(1) 分度值(刻度值)：是指在测量器具的
主要内容： 标尺或度盘上，相邻两刻线间所代表 被测量的量值
接触测量有测量力，有弹性变形，影 响测量精度，非接触测量则无此影响。
（5）主动测量和被动测量
主动测量是在加工过程中测量
间接测量是加工过程后测量
（4）动态测量和静态测量
静态测量是工件静止不动时测量
动态测量是工件运动中测量
项目一 走进零件测量
主要内容：
被测量 ：两控中心距 x
X=(φx1+φx2)/2+L
互换性的分类
按互换的范围
功能互换 几何参数互换
（1）功能互换：零部件的几何参数、物理性能、化学性能 以及力学性能等参数都具有互换性，称为 功能互换。
（2）几何参数互换：零部件的尺寸、形状、位置、表面粗 糙度等几何参数具有互换性。
按互换程度
完全互换
不完全互换
（1）完全互换：零部件在装配时不需分组、挑选、调整和修配， 装配后即能满足预定的要求，这些零部件属于完全互 换。
（2）从制造方面看：互换性有利于组织大规模的专业化生 产， 即有利于采用先进工艺和高效率的专用设备，甚至用计算机进 行辅助制造，有利于实现加工和装配过程的机械化、自动化， 从而减轻工人的劳动强度，提高生产率，保证产品质量，降低 生产成本。
（3） 从使用方面看：零部件具有互换性，可以及时更换那些 已经磨损或损坏了的零部件，因此减少了机器的维修时间和费 用，保证机器能连续而持久的运转，提高了设备的利用率。
功能互换：
茶杯
基本功能
饮茶
几何参数互换：
螺钉
基本功能
紧固
“不完全互换”举例
标 准 件
----
轴 承
外圈 内圈 钢珠
大中小 大中小 大中小
大 对 大
互换性对产品质量、提高生产效率和增加经济效益具有重大的 意义。不仅可用于大批量生产，也可用于标准化的具有互换性 的零部件。
互换性的应用：
完全互换
厂际间协作生产采用完全互换
单项测量：是指分别测量工件的各个参 数的测量方法。
综合测量：同时测量工件上某些相关的 几何量的综合结果，以判断综合结 果是否合格的测量方法。
单项测量的效率比综合测量低，但单 项测量结果便于工艺分析。
（4）接触测量和非接触测量
接触测量：是指计量器具在测量时，其 测头与被测表面直接接触的 测量方法。
非接触测量：计量器具的测头与被测表 面不接触的测量的测量方法。
不完全互换
厂内高精度部件的制造与装配
测量技术
§ 1、概述
检验
实现互换性生产的重要条件和手段之一就是要：
测量的要素
或
测量
测量过程 必备的四个要素
1. 测量对象 2. 计量单位 3. 测量方法 4. 测量精确度
项目一 走进零件测量 测量方法的分类
（1）直接测量和间接测量
直接测量：直接从计量器具获得被测量 的量值的测量方法。
HEP
无法直接得到！ 测量步骤：
1 .测量： x1、x2、L 2 .据上函数式算出 x
属直接测量！ 属间接测量！
项目一 走进零件测量
主要内容：
HEP
x1、x2、L 的测量 属绝对测量！ 属相对测量！
项目计一量器走具进与零测件量测方量法
计量器具的分类
(1)标准计量器具
主要内容：
按用途分
(2)通用计量器具
孔的上偏差：ES = Dmax - D 孔的下偏差： EI = Dmin - D
轴的上偏差：es = dmax - d 轴的下偏差：ei = dmin - d
23
4、尺寸公差
是最大极限尺寸减最小极限尺寸之差，或是上偏差减下偏差之差
孔的公差：Th=Dmax － Dmin=ES －EI
可
见
轴的公差：Ts = dmax － dmin= es － ei
(2) 刻度间距c ：是指计量器具的刻度 尺或 度盘上相邻两刻线中心之间 的距离
(3) 示值范围 ：是指计量器具所显示或指 示的最小值到最大值的范围
(4) 测量范围 ：是指计量器具所能测量 零件的最小值到最大值的范围
(5) 灵敏度：是指计量器具对被测量变化的 反应能力
(6) 测量力：是指计量器具的测头与被 测表面之间的接触力
HEP
测量时体现标准量的测量器具如量 块、线纹尺等
通用性大可用来测量某一范围内各 种尺寸(或其他几何量)，并能获得 具体读数值的计量器具，如千分尺、 千分表、测长仪等
(3)专用计量器具
专门用于测量某种或某个特定几何 量的计量器具，如量规、圆度仪、 基节仪等
项目一 走进零件测量
HEP
主要内容：
项目一 走进零件测量
(1) 机械式 计量器具
(2) 光学式
主按 要内容计量：器具
结
构
(3) 气动式
和
计量器具
原
理
分
(4) 电动式
计量器具
通过机械结构实现对被测量的感受、传递和放大的计 量器具，如机械式比较仪、百分表和扭簧比较仪等
HEP
指用光学方法实现对被测量的转换和放大的计量器具， 如光学比较仪、投影仪、自准直仪和工具显微镜等
较小者为最小极限尺寸 （轴：dmax ， dmin）
也是据使用要求，设计时给定的！
2、有关尺寸偏差、公差的术语及定义
1、尺寸偏差 是指某一尺寸与其基本尺寸的代数差
正、负、零
2、实际偏差 是指实际尺寸与其基本尺寸的代数差
孔的实际偏差：Ea = Da - D
轴的实际偏差：ea = da - d
3、极限偏差 是指极限尺寸与其基本尺寸的代数差
一、互换性
1.互换性的概念及意义
1、概念
２、互换性的意义
（1）从设计方面看:按照互换性进行设计，就可以最大限度地 采用标准件、通用件，大大减少计算、绘图等工作量，缩短设 计周期，并有利于产品品种的多样化和计算机辅助设计。
2）光切法
利用“光切原理”测量表面粗糙度的方法。光切 显微镜又称双管显微镜，如图所示。
（3）干涉法 利用光波干涉原理来测量表面粗糙度的方法。
（4）针描法
针描法又称感触法，是一种接触式测量表面粗糙 度的方法。测量仪器为电动轮廓仪，如图
五、质量杠杆和在线测量
结束！！！
间接测量： 测量与被测量有一定函数关
主要内容： 系的量，然后通过函数关 算 出被测量的
测量方法。
为减少测量误差，一般都采用直接测 量，必要时才采用间接测量。
（2）相对测量和绝对测量
相对测量：由量仪读出的是被测的量相 对于标准量值的差值 。
绝对测量：被测量值直接由量仪刻度 尺上读数表示
HEP
（3）单项测量和综合测量
第一章 走进零件测量
【学习目标】
1.对零件测量有一感性认识。
2.了解互换性、极限尺寸、偏差及公差，会计算极限尺寸并能知道零件尺寸 的合格范围。
3.会识读图样上形位公差和表面粗糙度代号。
4.掌握测量基本理论及常用量具常识。
5.了解常用的表面粗糙度测量方法，掌握比较法检测零件表面粗糙度。
ห้องสมุดไป่ตู้
【教学重点】
公差是允许尺寸的变动量或变动范围
不会是负数或零
正确理解尺寸误差与尺寸公差的概念
尺寸公差是一批零件实际尺寸中最大值与最小值之差
24
表面粗糙度的概念
λ/h>1000（宏观）——形状误差 λ/h =40～1000——波度误差 λ/h<40（微观）——表面粗糙度
表面粗糙度对零件使用性能的影响
（1）对摩擦和磨损的影响 表面越粗糙，摩擦系数越大，两相对表面运动时，磨损越快。 （2）对配合性质的影响 如果是间隙配合，磨损后，间隙增大； 如果是过盈配合，由于峰值的存在，压入后，过盈量不足。 （3）对疲劳强度的影响 表面越粗糙，凹谷越深，应力集中越严重，容易产生疲劳破坏。
HEP
Th 孔的尺寸公差 轴的尺寸公差
Ts
项目一
走进零件测量
上偏差 下偏差 尺寸公差带
主要内容ES ：
EI
孔
es ei 轴
HEP 零线
最小极限尺寸（孔—Dmin；轴—dmin）
最大极限尺寸（孔—Dmax；轴—dmax）
设计者给定
基本尺寸（孔—D；轴—d）
22
1、极限尺寸
是指孔或轴允许尺寸的两个极端值，即是允许尺寸变化范围的两个界限值。 其中：较大者为最大极限尺寸（孔：Dmax，Dmin）；
（4）对接触刚度的影响 表面越粗糙，峰值越大，实际接触面小，单位面积受力增加。 （5）对耐腐蚀性能的影响 表面越粗糙容易将腐蚀物存于空气中，造成对工件表面的腐蚀。
表面粗糙度标注
表面粗糙度的测量
（1）比较法
将被测表面与粗糙度标准样板相比较，通过视 觉、触感或其它方法进行比较后，对被测表面的粗糙 度作出评定的方法。粗糙度标准样板如图。
靠压缩空气通过气动系统时的状态(流量或压力)变化来 实现对被测量的转换的计量器具，如水柱式和浮标式 气动量仪等
将被测量通过传感器转变为电量，再经变换而获得读 数的计量器具，如电动轮廓仪和电感测微仪等
(5) 光电式 计量器具
利用光学方法放大或瞄准，通过光电元件再转换为电 量进行检测，以实现几何量的测量的计量器具，如光 电显微镜、光电测长仪等
（2）不完全互换：当装配精度要求较高时，采用完全互换将使 零件制造精度要求很高，加工困难，导致成本增加， 这时可适当降低零件的制造精度，使之便于加工，加 工完成后，通过测量将零件按实际尺寸的大小分为若 干组，按对应组进行装配，这样既可保证装配的精度， 又能解决加工困难的问题。此时仅组内零件具有互换 性，组与组之间不能互换的零部件属于不完全互换。
(7) 示值误差：是指计量器具上的示值与被测量真值的代数差
(8) 示值变动：是指在测量条件不变的情况 下，用计量器具对被测量测量多次
(一般5～10次)所得示值中的最大差值
(9) 回程误差(滞后误差) ： 是指在相同 条件下，对同一被测量进行往返两个方 向测量时，计量器具示值的最大变动量
(10) 不确定度：是指由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度。 不确定度用极限误差表示，它是一个综合指标，包括示值误差、回程误差等
项目一 走进零件测量
HEP
主要内容：
项计目量一器具走的进基零本件度测量量指标
● 是用来说明计量器具的性能和功用的。是选择和使用计量器具，研究和 判断测量方法正确性的依据
● 基本度量指标主要有以下几项：
(1) 分度值(刻度值)：是指在测量器具的
主要内容： 标尺或度盘上，相邻两刻线间所代表 被测量的量值
接触测量有测量力，有弹性变形，影 响测量精度，非接触测量则无此影响。
（5）主动测量和被动测量
主动测量是在加工过程中测量
间接测量是加工过程后测量
（4）动态测量和静态测量
静态测量是工件静止不动时测量
动态测量是工件运动中测量
项目一 走进零件测量
主要内容：
被测量 ：两控中心距 x
X=(φx1+φx2)/2+L
互换性的分类
按互换的范围
功能互换 几何参数互换
（1）功能互换：零部件的几何参数、物理性能、化学性能 以及力学性能等参数都具有互换性，称为 功能互换。
（2）几何参数互换：零部件的尺寸、形状、位置、表面粗 糙度等几何参数具有互换性。
按互换程度
完全互换
不完全互换
（1）完全互换：零部件在装配时不需分组、挑选、调整和修配， 装配后即能满足预定的要求，这些零部件属于完全互 换。
（2）从制造方面看：互换性有利于组织大规模的专业化生 产， 即有利于采用先进工艺和高效率的专用设备，甚至用计算机进 行辅助制造，有利于实现加工和装配过程的机械化、自动化， 从而减轻工人的劳动强度，提高生产率，保证产品质量，降低 生产成本。
（3） 从使用方面看：零部件具有互换性，可以及时更换那些 已经磨损或损坏了的零部件，因此减少了机器的维修时间和费 用，保证机器能连续而持久的运转，提高了设备的利用率。
功能互换：
茶杯
基本功能
饮茶
几何参数互换：
螺钉
基本功能
紧固
“不完全互换”举例
标 准 件
----
轴 承
外圈 内圈 钢珠
大中小 大中小 大中小
大 对 大
互换性对产品质量、提高生产效率和增加经济效益具有重大的 意义。不仅可用于大批量生产，也可用于标准化的具有互换性 的零部件。
互换性的应用：
完全互换
厂际间协作生产采用完全互换
单项测量：是指分别测量工件的各个参 数的测量方法。
综合测量：同时测量工件上某些相关的 几何量的综合结果，以判断综合结 果是否合格的测量方法。
单项测量的效率比综合测量低，但单 项测量结果便于工艺分析。
（4）接触测量和非接触测量
接触测量：是指计量器具在测量时，其 测头与被测表面直接接触的 测量方法。
非接触测量：计量器具的测头与被测表 面不接触的测量的测量方法。
不完全互换
厂内高精度部件的制造与装配
测量技术
§ 1、概述
检验
实现互换性生产的重要条件和手段之一就是要：
测量的要素
或
测量
测量过程 必备的四个要素
1. 测量对象 2. 计量单位 3. 测量方法 4. 测量精确度
项目一 走进零件测量 测量方法的分类
（1）直接测量和间接测量
直接测量：直接从计量器具获得被测量 的量值的测量方法。
HEP
无法直接得到！ 测量步骤：
1 .测量： x1、x2、L 2 .据上函数式算出 x
属直接测量！ 属间接测量！
项目一 走进零件测量
主要内容：
HEP
x1、x2、L 的测量 属绝对测量！ 属相对测量！
项目计一量器走具进与零测件量测方量法
计量器具的分类
(1)标准计量器具
主要内容：
按用途分
(2)通用计量器具
孔的上偏差：ES = Dmax - D 孔的下偏差： EI = Dmin - D
轴的上偏差：es = dmax - d 轴的下偏差：ei = dmin - d
23
4、尺寸公差
是最大极限尺寸减最小极限尺寸之差，或是上偏差减下偏差之差
孔的公差：Th=Dmax － Dmin=ES －EI
可
见
轴的公差：Ts = dmax － dmin= es － ei
(2) 刻度间距c ：是指计量器具的刻度 尺或 度盘上相邻两刻线中心之间 的距离
(3) 示值范围 ：是指计量器具所显示或指 示的最小值到最大值的范围
(4) 测量范围 ：是指计量器具所能测量 零件的最小值到最大值的范围
(5) 灵敏度：是指计量器具对被测量变化的 反应能力
(6) 测量力：是指计量器具的测头与被 测表面之间的接触力
HEP
测量时体现标准量的测量器具如量 块、线纹尺等
通用性大可用来测量某一范围内各 种尺寸(或其他几何量)，并能获得 具体读数值的计量器具，如千分尺、 千分表、测长仪等
(3)专用计量器具
专门用于测量某种或某个特定几何 量的计量器具，如量规、圆度仪、 基节仪等
项目一 走进零件测量
HEP
主要内容：
项目一 走进零件测量
(1) 机械式 计量器具
(2) 光学式
主按 要内容计量：器具
结
构
(3) 气动式
和
计量器具
原
理
分
(4) 电动式
计量器具
通过机械结构实现对被测量的感受、传递和放大的计 量器具，如机械式比较仪、百分表和扭簧比较仪等
HEP
指用光学方法实现对被测量的转换和放大的计量器具， 如光学比较仪、投影仪、自准直仪和工具显微镜等
较小者为最小极限尺寸 （轴：dmax ， dmin）
也是据使用要求，设计时给定的！
2、有关尺寸偏差、公差的术语及定义
1、尺寸偏差 是指某一尺寸与其基本尺寸的代数差
正、负、零
2、实际偏差 是指实际尺寸与其基本尺寸的代数差
孔的实际偏差：Ea = Da - D
轴的实际偏差：ea = da - d
3、极限偏差 是指极限尺寸与其基本尺寸的代数差