互换性与测量技术实验PPT课件
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互换性与测量技术PPT
表4-9
简化标注
14种形位误差概述
形状误差一般 是对单一要 素而言的， 仅考虑被测 要素本身的 形状的误差。
形状公差
单一要素对其理想要素允许的变 动量。其公差带只有大小和形状， 无方向和位置的限制。 直线度 平面度 圆度 圆柱度
直线度公差
直线度公差用于控制 直线和轴线的形状误 差，根据零件的功能 要求，直线度可以分 为在给定平面内，在 给定方向上和在任意 方向上三种情况。
垂直度（二）
当给定任意方向时， 平行度公差带是直径 为公差值t，且垂直 于基准平面的圆柱面 内的区域。如图所示, ø d孔轴线必须位于直 径 公 差 值 ø 0.05mm ， 且平行于基准平面的 圆柱面内。
倾斜度 （一）
当两要素在 0°~90°之间的某 一角度时，用倾斜度 要求时，倾斜度公差 带是距离为公差值t， 且与基准平面(或直 线、轴线)成理论正 确角度的两平行平面 (或直线) 之间的区域。
基准符号由表示基准要素的大写字母一小圆并用细 实线与短粗横线相连而组成。字母不够用，可表示 A1 A2等。
表4-5 被测要素的标注
表4-5 被测要素的标注
表4-6
基准要素的常用标注方法
表4-8 形位公差标注的特殊规定
表4-8 形位公差标注的特殊规定
表4-9
简化标注
表4-9
简化标注
加 工 误 差
尺寸误差 几何形状误差 相互位置误差 表面粗糙度
零件在加工过程中，形状和位置误差（简称形位
误差）是不可避免的。 如工件在机床上的定位误差、切削力、夹紧力等 因素都会造成各种形位误差 形位误差不仅会影响机械产品的质量（如工作精
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件公差的大小，按相关手册查取安全裕A和 所需计量器具的不确定度允许值U1，来选 择计量器具。所选用的计量器具的不确定 度U1′应等于或小于允许值U1。
在对公差等级较高的孔、轴选择计量
器具时，优先选用比较法测量。实践表明，
当使用形状与工件形状相同的标准器比较
测量时，千分尺的不确定度降为原来的 40%；当使用形状与工件形状不同的标准 器比较测量时，千分尺的不确定度降为原 来的60%。
•
还可以按照其它指标对三坐标测量机进行分类。例如只带光学测头 （CCD摄像头等）的三坐标测量机，常称为光学测量机。也可以根据 采用的标尺和导轨形式等，对三坐标测量机进行分类。
• B.三坐标测量机测量原理：
将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物 体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标 值，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位 置。
互换性与测量技术
第五讲
基本要求：掌握标准中规定的28个基 本偏差代号以及它们的分布规律。初 步学会正确选用公差与配合。了解几 种常用的尺寸检测器具的工作原理。
重点内容：：未注公差的线性尺寸的 公差的规定；公差与配合的选用。
难点内容：公差与配合的选用。
第五节 尺寸的检测
• 一、概述 • 孔与轴是构成机械零件最基本的
CARMET悬臂式三坐标测量机 适用于模型和模具的制作，铸模、伍德合金和金属板的加工和制作单臂 或双臂操作的复杂测量任务。CARMET是为人工和CNC操作设计的。我们 提供下列探头系统：“带TP6的Renishaw MIH-S”三维探头、带二极管探 头（可选项）的转动架、CNC操作时用的带TP6探头的RDS铰接式探头架， 其中，最后一个还可以用来夹持二极管探针。
• C.三坐标测量机的组成：
在对公差等级较高的孔、轴选择计量
器具时，优先选用比较法测量。实践表明，
当使用形状与工件形状相同的标准器比较
测量时，千分尺的不确定度降为原来的 40%；当使用形状与工件形状不同的标准 器比较测量时，千分尺的不确定度降为原 来的60%。
•
还可以按照其它指标对三坐标测量机进行分类。例如只带光学测头 （CCD摄像头等）的三坐标测量机，常称为光学测量机。也可以根据 采用的标尺和导轨形式等，对三坐标测量机进行分类。
• B.三坐标测量机测量原理：
将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物 体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标 值，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位 置。
互换性与测量技术
第五讲
基本要求：掌握标准中规定的28个基 本偏差代号以及它们的分布规律。初 步学会正确选用公差与配合。了解几 种常用的尺寸检测器具的工作原理。
重点内容：：未注公差的线性尺寸的 公差的规定；公差与配合的选用。
难点内容：公差与配合的选用。
第五节 尺寸的检测
• 一、概述 • 孔与轴是构成机械零件最基本的
CARMET悬臂式三坐标测量机 适用于模型和模具的制作，铸模、伍德合金和金属板的加工和制作单臂 或双臂操作的复杂测量任务。CARMET是为人工和CNC操作设计的。我们 提供下列探头系统：“带TP6的Renishaw MIH-S”三维探头、带二极管探 头（可选项）的转动架、CNC操作时用的带TP6探头的RDS铰接式探头架， 其中，最后一个还可以用来夹持二极管探针。
• C.三坐标测量机的组成：
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• 国家标准在基本尺寸至500mm范围内规定了20个标准公差 等级，用符号IT和数值表示：IT01、IT0、IT1、IT2～IT18 。其中，IT01精度等级最高，其余依次降低，IT18等级最低 。
• 在基本尺寸相同的条件下，标准公差值随公差等级的降低而
依次增大，同一公差等级对所有基本尺寸的一组公差被认为
•GB/T 1800.2-1998《极限与配合 基础 第2部分：公差、偏差和 配合的基本规定》
•GB/T 1800.3-1998《极限与配合 基础 第3部分：标准公差和基 本偏差数值表》
•GB/T 1800.4-1999《极限与配合 标准公差等级和孔、轴的极限 偏差表》
•GB/T 1801-1999《极限与配合 公差带与配合的选择》
6
2.2 基本偏差系列
----孔、轴注出尺寸公差带位置标准
•基本偏差一般指最靠近零线的那个偏差，用来确定公差带相对 于零线位置的上偏差或下偏差。所以，当公差带位于零线上方 时，其基本偏差为下偏差，当公差带位于零线下方时，其基本 偏差为上偏差。
•基本偏差是公差带的位置要素。为了满足各种不同配合的需要， 必须将轴和孔的公差带位置标准化。
•GB/T 1804-2000《一般公差 未注公差带的线性和角度尺寸的公 差》
•GB/T 4458.5-2003《机械制图 尺寸公差与配合注法》
2
基 本 大小 偏 差
公 差 带 标 准 公 位置 差
孔
基
公
孔
差 带
制
间隙配合
配 合
轴 公 差 带
过盈配合
过渡配合
基 轴 制
3
2.1 标准公差系列 ---孔、轴注出尺寸公差带大小标准
14
例：φ30k6，该轴的基本偏差数值为？该轴的标准公差？ 另一个极限偏差为？
• 在基本尺寸相同的条件下，标准公差值随公差等级的降低而
依次增大，同一公差等级对所有基本尺寸的一组公差被认为
•GB/T 1800.2-1998《极限与配合 基础 第2部分：公差、偏差和 配合的基本规定》
•GB/T 1800.3-1998《极限与配合 基础 第3部分：标准公差和基 本偏差数值表》
•GB/T 1800.4-1999《极限与配合 标准公差等级和孔、轴的极限 偏差表》
•GB/T 1801-1999《极限与配合 公差带与配合的选择》
6
2.2 基本偏差系列
----孔、轴注出尺寸公差带位置标准
•基本偏差一般指最靠近零线的那个偏差，用来确定公差带相对 于零线位置的上偏差或下偏差。所以，当公差带位于零线上方 时，其基本偏差为下偏差，当公差带位于零线下方时，其基本 偏差为上偏差。
•基本偏差是公差带的位置要素。为了满足各种不同配合的需要， 必须将轴和孔的公差带位置标准化。
•GB/T 1804-2000《一般公差 未注公差带的线性和角度尺寸的公 差》
•GB/T 4458.5-2003《机械制图 尺寸公差与配合注法》
2
基 本 大小 偏 差
公 差 带 标 准 公 位置 差
孔
基
公
孔
差 带
制
间隙配合
配 合
轴 公 差 带
过盈配合
过渡配合
基 轴 制
3
2.1 标准公差系列 ---孔、轴注出尺寸公差带大小标准
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例：φ30k6，该轴的基本偏差数值为？该轴的标准公差？ 另一个极限偏差为？
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（6）标准公差 标准中表列的，用以确 定公差带的大小的任一公差值称为标准公差。
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五、配合与配合制
（一）配合 基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之 间的关系，如图2-7所示。
（二）间隙与过盈 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的
代数差。差值为正时，称为间隙，用X 表示；差值为负时，称为过盈， 用Y 表示。
（1）上极限偏差 上极限尺寸减去公称尺寸所得的代数差称为上极限偏差。孔
es 的上极限偏差用ES 表示，轴的上极限偏差用 表示。
（2）下极限偏差 下极限尺寸减去公称尺寸所得的代数差称为下极限偏差。孔
ei 的下极限偏差用EI表示，轴的下极限偏差用 表示 .
孔和轴上极限偏差、下极限偏差用公式表示为
（二）尺寸公差 允许尺寸的变动量称为尺寸公差（简称公差）。公差等于上 极限尺寸与下极限尺寸之代数差的绝对值；也等于上极限偏差与下极限偏差之代数差的绝 对值。孔和轴的公差分别用Th和Ts表示。公差、极限尺寸及偏差的关系如下:
互换性的类型的动画演示
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5
4. 互换性的作用 在设计方面，零部件具有互换性，就可以最大限度地采用标准
件、通用件和标准部件，大大简化了绘图和计算工作，缩短了设计周 期，有利于计算机辅助设计和产品品种的多样化。
在制造方面，互换性有利于组织专业化生产、采用先进工艺和 专用设备，采用计算机辅助制造，实现加工过程和装配过程机械化和 自动化，从而可以提高劳动生产率和产品质量并降低成本。
第 四 节 常用尺寸公差与配合的选用
第 五 节 一般公差 线性尺寸的未注公差
可编辑ppt
结束
11
第 一节 公差与配合的基本术语与定义
一、 几何要素 二、 孔和轴 三 、尺寸 四 、偏差和公差 五 、 配合与配合制
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五、配合与配合制
（一）配合 基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之 间的关系，如图2-7所示。
（二）间隙与过盈 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的
代数差。差值为正时，称为间隙，用X 表示；差值为负时，称为过盈， 用Y 表示。
（1）上极限偏差 上极限尺寸减去公称尺寸所得的代数差称为上极限偏差。孔
es 的上极限偏差用ES 表示，轴的上极限偏差用 表示。
（2）下极限偏差 下极限尺寸减去公称尺寸所得的代数差称为下极限偏差。孔
ei 的下极限偏差用EI表示，轴的下极限偏差用 表示 .
孔和轴上极限偏差、下极限偏差用公式表示为
（二）尺寸公差 允许尺寸的变动量称为尺寸公差（简称公差）。公差等于上 极限尺寸与下极限尺寸之代数差的绝对值；也等于上极限偏差与下极限偏差之代数差的绝 对值。孔和轴的公差分别用Th和Ts表示。公差、极限尺寸及偏差的关系如下:
互换性的类型的动画演示
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5
4. 互换性的作用 在设计方面，零部件具有互换性，就可以最大限度地采用标准
件、通用件和标准部件，大大简化了绘图和计算工作，缩短了设计周 期，有利于计算机辅助设计和产品品种的多样化。
在制造方面，互换性有利于组织专业化生产、采用先进工艺和 专用设备，采用计算机辅助制造，实现加工过程和装配过程机械化和 自动化，从而可以提高劳动生产率和产品质量并降低成本。
第 四 节 常用尺寸公差与配合的选用
第 五 节 一般公差 线性尺寸的未注公差
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结束
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第 一节 公差与配合的基本术语与定义
一、 几何要素 二、 孔和轴 三 、尺寸 四 、偏差和公差 五 、 配合与配合制
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标注方法 公称尺寸 下 上偏 偏差差
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极限与配合的基本术语及定义论
三、有关偏差与公差的术语定义
4. 尺寸公差：是指尺寸的允许变动量，孔的用Th表示，轴的用Ts表示。 公差、极限尺寸、极限偏差的关系如下： 孔的公差 Th = Dmax ― Dmin = ES―EI； 轴的公差 Ts = dmax ― dmin = es―ei；
轴
最大过盈 Ymax=Dmin -dmax =EI-es；
最小过盈 Ymin =Dmax -dmin =ES-ei；
孔
16
四、有关配合的术语定义
极限与配合的基本术语及定义论
1. 配合及其种类 （3）过渡配合 对于一批孔、轴，任取其中之一相配，可能具有间隙也可能具有过盈的 配合，称为过渡配合。孔、轴结合形成过渡配合时，孔的公差带与轴的 公差带相互交叠。
H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8
H8
e7 f7 g7 h7 js7 k7 m7 n7 p7 r7 s7 t7 u7
H8 H8 H8
H8
d8 e8 f8
h8
H9
H9 H9 H9 H9
H9
c9 d9 e9 f9
h9
H10
H10 H10 c10 d10
H10 h10
最大间隙 Xmax=Dmax―dmin =ES―ei
孔
最小间隙 Xmin =Dmin―dmax =EI―es
轴
15
四、有关配合的术语定义
极限与配合的基本术语及定义论
1. 配合及其种类 （2）过盈配合 孔的公差带完全在轴公差带的下方。实际孔的尺寸一定小于实际轴的尺 寸，孔、轴之间产生过盈，需在外来作用下孔与轴才能结合。
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极限与配合的基本术语及定义论
三、有关偏差与公差的术语定义
4. 尺寸公差：是指尺寸的允许变动量，孔的用Th表示，轴的用Ts表示。 公差、极限尺寸、极限偏差的关系如下： 孔的公差 Th = Dmax ― Dmin = ES―EI； 轴的公差 Ts = dmax ― dmin = es―ei；
轴
最大过盈 Ymax=Dmin -dmax =EI-es；
最小过盈 Ymin =Dmax -dmin =ES-ei；
孔
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四、有关配合的术语定义
极限与配合的基本术语及定义论
1. 配合及其种类 （3）过渡配合 对于一批孔、轴，任取其中之一相配，可能具有间隙也可能具有过盈的 配合，称为过渡配合。孔、轴结合形成过渡配合时，孔的公差带与轴的 公差带相互交叠。
H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8
H8
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H8 H8 H8
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H9
H9 H9 H9 H9
H9
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H10
H10 H10 c10 d10
H10 h10
最大间隙 Xmax=Dmax―dmin =ES―ei
孔
最小间隙 Xmin =Dmin―dmax =EI―es
轴
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四、有关配合的术语定义
极限与配合的基本术语及定义论
1. 配合及其种类 （2）过盈配合 孔的公差带完全在轴公差带的下方。实际孔的尺寸一定小于实际轴的尺 寸，孔、轴之间产生过盈，需在外来作用下孔与轴才能结合。
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+ 0 -
+0.025 -0.025
+ 0 -
+0.025
+0.059 +0.043
+ 0 -
+0.025 +0.018 +0.002ø 50源自ø 50-0.041
ø 50
计算
解：（1） 最大间隙 Xmax=ES-ei=+0.025-(-0.041)= +0.066 mm 最小间隙 Xmin=EI-es=0-(-0.025)= +0.025 mm 配合公差 T f =︱Xmax—Xmin︱=︱+0.066-(+0.025) ︱= 0.041 mm (2) 最大过盈 Ymax=EI-es==0-(+0.059)= -0.059mm 最小过盈 Ymin=ES-ei=+0.025-(+0.043) = -0.018mm 配合公差 T f =︱Ymin—Ymax︱=︱-0.018-(-0.059)︱= 0.041 mm (3) 最大间隙 Xmax=ES-ei=+0.025-(+0.002)= +0.023 mm 最大过盈 Ymax=EI-es=0-(+0.018)= -0.018 mm 配合公差 Tf =︱Xmax—Ymax︱=︱+0.023-(-0.018)︱= 0.041 mm
Ymin
过渡配合
+ 0
孔
轴
-
可能具有间隙也可能具有过盈的配合称为过渡配合。 此时，孔的公差带与轴的公差带相互重叠。 其特征值是最大间隙X max和最大过盈Y max。 孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数 差称为最大间隙，用X max表示。 X max= D max- dmin=ES - ei 孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数 差称为最大过盈，用Y max表示。 Y max = D min- d max =EI - es 实际生产中，其平均松紧程度可能表示为平均间隙， 也可能表示为平均过盈。 即： X av （或Y av ）=（X max +Y max）/2
《互换性与技术测量》课件
制造误差
由于加工过程中各种因素的影响 ，导致零件的实际尺寸、形状和 位置与理想状态存在偏差。
测量误差
由于测量设备、测量方法和环境 等因素的影响，导致测量结果的 不准确性。
磨损与疲劳
长期使用过程中，由于摩擦、振 动等因素，导致零件的几何量精 度逐渐降低。
几何量精度的检测方法
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比较测量法
将待测零件与标准件进行比较，通过直接观察或 使用测量工具来评定零件的几何量精度。
技术测量的定义是使用测量工具和测量方法对各种量值进行测量，以获得准确、 可靠的数据和结果。
详细描述
技术测量是一种基于数学和物理原理的测量方法，通过使用各种测量工具和设备 ，对各种量值进行测量，如长度、宽度、高度、重量、温度等。它涉及到多个领 域的知识和技术，如几何量测量、机械量测量、电磁量测量等。
技术测量的基本要素
05 测量误差与数据处理
测量误差的来源与分类
•·
系统误差： 由于某种确定的、经 常性的因素引起的测量误差，其 大小和符号可以预测。例如，测 量仪器的偏差或老化。
测量误差的来源与分类
随机误差： 由于偶然因素引起的 测量误差，其大小和符号无法预 测。例如，温度、压力的微小波 动或测量仪器的不完善。
粗大误差： 由于测量者疏忽或外 部干扰引起的明显错误。例如， 读数错误或记录错误。
游隙的检测是为了确定轴承在安装后 是否具有足够的游隙，以保证轴承的 正常润滑和运转。
圆柱齿轮的互换性检测
01
02
03
04
圆柱齿轮的互换性检测主要包 括齿形精度、齿向精度和齿距
精度的检测。
齿形精度的检测是为了确保齿 轮的齿形符合设计要求，以减 小齿轮运转时的振动和噪声。
相关主题
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• 实验仪器：
19JC数字式万能工具显微镜一
台、被测轴 。
2021/3/12
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• 实验原理和步骤 : 1、19JC数字式万能工具显微镜简介 2、用万能工具显微镜测量轴径的测 量步骤 3、实验报告
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1、19JC数字式万能工具显微镜简介
Ⅱ—Ⅱ
Ⅲ—Ⅲ
理由
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实验二 用立式光学计测量轴径
• 实验目的:
1.了解立式光学计的结构及测量原理。 2.熟悉用立式光学计测量外径的方法。 3.加深理解计量器具与测量方法的常用术语。
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• 实验仪器
LG-1立式光学计 被测轴和相同尺寸量块各１组
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（2）技术规格： 最大测量长度：180㎜ 分划板分度范围：±0.1 mm 分划板分度值：0.001㎜ 总放大倍数：1000 x 示值稳定性：0.0001㎜ 仪器的最大不确定度：±0.00025㎜ 测量的最大不确定度：±(0.5+L/100)μm （L是被测长度,以mm计）
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2、用万能工具显微镜测量轴径的测量步骤： （采用影像法测量中空轴的外径）
（1）装上所需附件：物镜、顶针架、测 角目镜； （2）接通电源，将照明灯插在相应的插 座上，并预热20分钟； （3）装上被测件； （4）调焦；
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2021/3/12
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名
被 测 零 件
称 图样上给定的极限尺寸(mm) 安全裕度A(μm)
最大
最小
验收极限尺寸(mm)
最大
最小
基本尺寸 (mm)
测 量 示 意 图
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测量数据 测 量 位 置 Ⅰ —Ⅰ
测 量 方 向
合格性结论
实 际 尺 寸(mm)
互换性与测量技术实验
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主要内容
实验一 用万能工具显微镜测量轴径 实验二 用立式光学计测量轴径
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实验一 用万能工具显微镜测量轴径 • 实验目的及要求:
1.了解万能工具显微镜的测量原理。 2.熟悉用万能工具显微镜测量外径的方法。 3.加深理解计量器具与测量方法的常用术语。
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（3）结构
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（4）测量原理
主要是应用直角或极坐标原理，通过主 显微镜瞄准定位和读数系统读取坐标值而 实现测量的一种光学仪器。
根据被测件的形状、大小及被测部位 的不同，一般有影像法、轴切法、接触法 三种方法。
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光学系统 ：
（5）移动Y向滑台，用米字线分划板瞄准第一 被测母线，并作Y读数；然后移动Y滑台，同 样对第二被测母线进行瞄准和读数；
（6）两格Y读数值之差则为直径的测量值；
（7）按实验规定的部位（在三个横截面上两个 相互垂直的径向位置上）进行测量，并将测 量的结果填入实验报告中。
（8）根据被测零件的要求，判断被测零件的合 格性。
（6）归零
（7）将测头抬起取下量块，放入被测量件
（8）测量轴径
（9）根据被测零件的要求，判断被测零件的合格性。
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•实验思考题
1、用立式光学计测量轴径属于绝对测量还是 与相对测量?
2、什么是分度值、刻度间距?它们与放大比 的关系如何?
3、仪器的测量范围和刻度尺的示值范围有何 不同?
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（3）结构及原理
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2、用立式光学计测量轴径测量步骤
（1）选择测帽（测量头）
（2）粗调
（3）按被测零件的基本尺寸组合量块。
（4）工作台的选择与校正
（5）安装测帽，并调整反射镜
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•实验原理和步骤 :
1. LG-1立式光学计简介 2.用立式光学计测量轴径测量步骤 。 3.实验思考题 。
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1. LG-1立式光学计简介
（1）用途：
光学计的主要用途是一种采用量块与零件 相比较的方法，来测量物体外形的微差尺寸。 它可以检定五等精度量块或一级精度柱型量 规，对于圆柱形、球形、线形等物体的直径 或板形物体的厚度均能测量，并可从仪器上 取下光学计管，适当地装在机床上，利用量 块来控制精密零件的加工。
（1）仪器用途 仪器具有较高的测量精度，特别适
用于长度和角度的精密测量，並配备了 全套附件，使其使用范围得到充分的扩 大。
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（2）技术规格：
• X-Y向坐标： 测量范围： 200×100毫米 分度值(数显读数)：0.0005毫米
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