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1、项目四 质量检测,学习目标： 1、熟悉常用量具、量仪及测量装置的工作原理、测量范围； 2、掌握常用的尺寸误差、形位误差和表面粗糙度的检测方法； 3、了解三坐标测量机的结构、功能及使用； 4、了解常用组织性能检验项目的原理方法； 5、熟悉计量检验工常规工作内容及工作注意事项。,机械制造基础机械工业出版社,项目四 质量检测,零件的质量检测,1、几何量检测：尺寸误差、形状位置误差和表面粗糙度。 2、组织性能检测：表面缺陷和内部缺陷。 检验：确定被测对象是否在合格范围内。 测量：确定被测对象的具体数值。,机械制造基础机械工业出版社,项目四 质量检测,齿轮轴,任务一 几何量检测,一、任务引入,机械制造基
2、础机械工业出版社,项目四 质量检测,一个完整的测量过程应包含:测量对象、计量单位、测量方法(含测量器具)和测量精确度（或准确度）四要素。,1、计量器具,是可以单独或与辅助设备一起，用来确定被测对象量值的器具或装置，按其测量原理与结构特点，计量器具可分为量具、测量仪器和测量装置三大类。,任务一 几何量检测,一、相关知识概述,机械制造基础机械工业出版社,项目四 质量检测,（1）量具,是一种具有固定形态、用以复现或提供一个或多个已知量值的器具。按用途的不同量具可分为： 专用量具 专门用来检验某种特定参数的量具。常见的有：检验光滑圆柱孔或轴的光滑极限量规，判断内螺纹或外螺纹合格性的螺纹量规，判断复杂形
3、状的表面轮廓合格性的检验样板，用模拟装配通过性来检验装配精度的功能量规等等。 通用量具 能测量一定范围量值的测量仪器称为通用量具。如游标卡尺、外径千分尺、百分表等。,机械制造基础机械工业出版社,项目四 质量检测,（2）测量仪器,能将被测量转换成可直接观察的示值或等效信息的测量器具。如立式光学比较仪、卧式测长仪、万能工具显微镜等。,机械制造基础机械工业出版社,项目四 质量检测,（3）测量装置,为确定被测量值所必须的一台或若干台测量仪器（或量具），连同有关的辅助设备所构成的系统。如国家长度基准复现装置、产品自动分捡装置等。,项目四 质量检测,机械制造基础机械工业出版社,1.分度值:测量器具的标尺上
4、,相邻两刻线所代表的量值之差。如一外径千分尺的微分筒上相邻两刻线所代表的量值之差为0.01mm,则该测量器具的分度值为0.01mm。分度值是一种测量器具所能直接读出的最小单位量值,它反映了读数精度的高低。 2.示值:由测量器具所指示的被测量值。,补充：计量器具的度量指标,项目四 质量检测,机械制造基础机械工业出版社,3.示值范围:由测量器具所显示或指示的最低值到最高值的范围。如立式光学比较仪的示值范围为-0.1+0.1mm(或0.1mm),如图所示。 3.测量范围:在允许不确定度内,测量器具所能测量的被测量值的下限值至上限值的范围。例如,外径千分尺的测量范围有025mm、2550mm等,立式光
5、学比较仪的测量范围为0180mm,如图所示。,项目四 质量检测,机械制造基础机械工业出版社,2、测量方法,测量方法是根据一定的测量原理，在实施测量过程中对测量原理的运用及其实际操作。 广义地说，测量方法可以理解为测量原理、测量器具（计量器具）和测量条件（环境和操作者）的总和。 在实施测量过程中，应该根据被测对象的特点（如材料硬度、外形尺寸、生产批量、制造精度、测量目的等）和被测参数的定义来拟定测量方案、选择测量器具和规定测量条件，合理地获得可靠的测量结果。,机械制造基础机械工业出版社,项目四 质量检测,项目四 质量检测,直接测量 从测量器具的读数装置上得到欲测之量的数值或对标准值的偏差。例如用
6、游标卡尺、外径千分尺测量外圆直径，用比较仪测量长度尺寸等。 间接测量 先测出与欲测之量有一定函数关系的相关量，然后按相应的函数关系式，求得欲测之量的测量结果。,（1）按所测得的量（参数）是否为欲测之量分类,机械制造基础机械工业出版社,项目四 质量检测,绝对测量 从测量器具上直接得到被测参数的整个量值的测量。例如用游标卡尺测量零件轴径值。 相对测量 将被测量和与其量值只有微小差别的同一种已知量（一般为测量标准量）相比较，得到被测量与已知量的相对偏差。例如比较仪用量块调零后，测量轴的直径，比较仪的示值就是量块与轴径的量值之差。,（2）按测量结果的读数值不同分类,机械制造基础机械工业出版社,项目四
7、质量检测,接触测量 测量器具的测头与零件被测表面接触后有机械作用力的测量。如用外径千分尺、游标卡尺测量零件等。为了保证接触的可靠性，测量力是必要的，但它可能使测量器具及被测件发生变形而产生测量误差，还可能造成对零件被测表面质量的损坏。 非接触测量 测量器具的感应元件与被测零件表面不直接接触，因而不存在机械作用的测量力。属于非接触测量的仪器主要是利用光、气、电、磁等作为感应元件与被测件表面联系。如干涉显微镜、磁力测厚仪、气动量仪等。,（3）按是否接触被检测工件,机械制造基础机械工业出版社,项目四 质量检测,静态测量 被测量值不随时间变化，被测表面与探头相对静止的测量称静态测量。例如用外径千分尺测
8、量轴径、用齿距仪测量齿轮齿距等。 动态测量 测量时被测零件表面与测量器具测头处于相对运动状态，或测量过程是模拟零件在工作或加工时的运动状态，它能反映生产过程中被测参数的变化过程。例如用激光比长仪测量精密线纹尺，用电动轮廓仪测量表面粗糙度等。,（4）按被测量值是否随时间变化,机械制造基础机械工业出版社,项目四 质量检测,3、测量误差,真值的定义为：当某量能被完善地确定并能排除所有测量上的缺陷时，通过测量所得到的量值。 由于计量器具本身的误差和测量条件的限制而使测量结果与真值之间形成的差值称为测量误差。,机械制造基础机械工业出版社,项目四 质量检测,1、误差概念：,定义：是指测量值L与真值之差。=
9、 L (1）绝对误差：是指被测几何量的量值与其真值之差； ： =L 注意：只有在被测尺寸相同的情况下，用绝对误差的大小可以表示测量精确度的高低。 (2）相对误差：是指绝对误差（取绝对值）与真值之比。 （f）：f=/ L 相对误差能比绝对误差更准确地反映测量精确度的高低。相对误差越大，测量精度越低。,机械制造基础机械工业出版社,2、产生测量误差的原因,（1）计量器具的误差 比如计量器具在设计制造时不符合阿贝原则、在使用过程中产生变形或磨损等。 阿贝原则：要求在测量过程中被测长度与基准长度在同一直线上。如图:若被测长度与基准长度并排放置,在测量比较过程中由于制造误差的存在,移动方向的偏移,两长度之
10、间出现夹角而产生较大的误差。,项目四 质量检测,机械制造基础机械工业出版社,（2）方法误差 比如测量方法选择不当，工件安装、 定位不准确。 （3）环境误差 指测量环境不符合标准的测量条件所引起的测量误差比如热胀冷缩引起测量器具的变形。其中温度引起的测量误差最大。 （4）人员误差 比如测量人员使用方法不正确或读数失误等等。,项目四 质量检测,机械制造基础机械工业出版社,项目四 质量检测,机械制造基础机械工业出版社,将真实尺寸合格的零件误判为废品，称为“误废”；或者将真实尺寸不合格的零件误判为正品，称为“误收”。,4验收极限,国家标准GB/T3177-2009光滑工件尺寸的检验对验收原则作出了规定
11、：应只接收位于极限内的工件，即只允许出现误废不允许出现误收。,（1）尺寸验收公差带生产公差 为确保只接收位于尺寸极限之内的工件，将原极限尺寸公差带内缩一个数值，此数值称为安全裕度A。留出安全裕度后的新极限值称为验收极限，形成一个新的验收公差带，此公差称为生产公差。,安全裕度A由被测工件的尺寸公差来确定（数值取工件公差的1/10），其数值见表4-1。,项目四 质量检测,机械制造基础机械工业出版社,（2）生产公差的适用范围 规定验收极限的出发点是要保证产品质量，在此前提下考虑产品生产的经济性，故对于精度不高的非配合尺寸、未注公差尺寸等，通常不采用此公差带。一般来说，验收公差带的适用范围如下。,1）
12、有包容要求的尺寸。 2）工艺能力指数Cp1的尺寸（工艺能力指数Cp =T6，式中T为工件偏差；为加工设备标准偏差，6为加工设备工艺能力）。 3）偏态分布的尺寸，在偏态分布一端应用,项目四 质量检测,机械制造基础机械工业出版社,项目四 质量检测,5测量器具的选择,(1)选择计量器具应与被测工件的外形、位置、尺寸的大小及被测参数特性相适应，使所选计量器具的测量范围能满足工件的要求。 (2)选择计量器具应考虑工件的尺寸公差，使所选计量器具的不确定度值既要保证测量精度要求，又要符合经济性要求。在车间条件下测量并验收工件，必须考虑测量误差的影响。测量误差的主要来源是测量器具的不确定度,量具的不确定度数值
13、见表4-2。,机械制造基础机械工业出版社,项目四 质量检测,三、常用计量器具简介,常用游标量具有见图：游标卡尺、高度游标卡尺、深度游标卡尺。分度值（精度）常用的有0.05、0.02mm。,1、游标卡尺与千分尺,游标深度尺,游标高度尺,机械制造基础机械工业出版社,结构：游标量具在结构上的共同特征是都有主尺、游标尺以及测量基准面，另外还有便于使用而设的微动机构和锁紧机构等。主尺上有毫米刻度，游标尺上的分度值有 0.1、0.05、0.02mm三种。 读数原理：游标读数（或称为游标细分）原理是利用主尺刻线间距与游标刻线间距的间距差实现的。,项目四 质量检测,机械制造基础机械工业出版社, 使用前应将测量
14、面擦干净，检查两测量爪间不能存在显著的间隙，并校对零位。 移动游框时力量要适度，测量力不易过大。 注意防止温度对测量精度的影响，特别是测量器具与被测件不等温产生的测量误差。 读数时其视线要与标尺刻线方向一致，以免造成视差。 尽量减少阿贝误差对测量的影响。,使用注意事项：,项目四 质量检测,机械制造基础机械工业出版社,项目四 质量检测,千分尺,千分尺按用途可分为外径千分尺（如图a）、内径千分尺（如图b）等。测量精度为0.01mm。,机械制造基础机械工业出版社,结构：主要由尺架、微分筒、固定套筒、测量力装置、测量面、锁紧机构等组成。测量精度为0.01mm。其结构特征是： 结构设计符合阿贝原则。 以
15、丝杆螺距作为测量的基准量，丝杆和丝母的配合应该精密，配合间隙应能调整。 固定套筒和微分筒作为示数装置，用刻度线进行读数。 有保证一定测力的棘轮棘爪机构。 读数原理：千分尺的读数原理是：通过螺旋传动，将被测尺寸转换成丝杆的轴向位移和微分筒的圆周位移，并以微分筒上的刻度对圆周位移进行计量，从而实现对螺距的放大细分。,项目四 质量检测,机械制造基础机械工业出版社,使用注意事项： 使用前必须校对零位。 手应握在隔热垫处，测量器具与被测件必须等温，减少温度对测量精度的影响。 当测量面与被件表面将接触时，必须使用测量力装置。 测量读数时要特别注意半毫米刻度的读取。,项目四 质量检测,机械制造基础机械工业出
16、版社,2、百分表与千分表,百分表的分度值为0.01mm，表面刻度盘上共有100条等分刻线。因此，百分表齿轮传动机构，应使量杆移动1mm时，指针回转一圈。 百分表的测量范围，有0-3、0-5、0-10mm三种。 千分表分度值为0.001或0.002mm，与百分表结构、功能类似,项目四 质量检测,机械制造基础机械工业出版社,项目四 质量检测,图4-11 比较法相对测量尺寸,机械制造基础机械工业出版社,项目四 质量检测,3.量块z和极限量规,量块用铬锰钢（如轴承钢GCr15）等特殊合金钢或线膨胀系数小、性质稳定、耐磨以及不易变形的其它材料制成。其形状有长方体和圆柱体两种,常用的是长方体。,测量面极为光滑、平整,其表面粗糙度Ra值达0.012m,机械制造基础机械工业出版社,极限量规是一种是一种无刻度的专用检验量具，用来判断零件的加工误差是否在极限范围内。分塞规和卡规两种，分别用于检测孔和轴的尺寸。,轴用卡规或环规,孔用塞规,项目四
