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1、第第2 2章章基本几何量的检测基本几何量的检测2.1 2.1 尺寸的测量尺寸的测量2.2 2.2 形位误差的检测形位误差的检测2.3 2.3 表面粗糙度检测表面粗糙度检测本章结构本章结构2.1 2.1 尺寸的测量尺寸的测量2.1.2 2.1.2 尺寸测量的计量器具尺寸测量的计量器具尺寸测量的计量器具尺寸测量的计量器具2.1.1 2.1.1 安全裕度和验收极限安全裕度和验收极限安全裕度和验收极限安全裕度和验收极限2.1.1 2.1.1 安全裕度和验收极限安全裕度和验收极限孔、轴尺寸采用通用计量器具测量。孔、轴尺寸采用通用计量器具测量。由于测量误差的存在，被测尺寸的真值可能大于或由于测量误差的存在
2、，被测尺寸的真值可能大于或小于其测小于其测量结果量结果如果只根据测量结果是否超出如果只根据测量结果是否超出图图样给定的极限尺寸来判断其样给定的极限尺寸来判断其合格合格性，有可能会造成性，有可能会造成误收误收误收误收或或误废误废误废误废 为此需要根据被测件的精度高低和相应的极限尺为此需要根据被测件的精度高低和相应的极限尺 寸，确定其安全裕度（寸，确定其安全裕度（A）和验收极限。）和验收极限。 1. 1. 安全裕度安全裕度2. 2. 验收极限验收极限1. 1. 1. 1. 安全裕度安全裕度安全裕度安全裕度 安全裕度安全裕度A是测量中总不确定度的允许值是测量中总不确定度的允许值（u）。）。 总不确定
3、度的允许值（总不确定度的允许值（u）由计量器具的不确）由计量器具的不确定度允许值定度允许值u1及测量测量条件引起的测量不确定及测量测量条件引起的测量不确定度允许值度允许值u2这两部分组成。这两部分组成。 安全裕度安全裕度A值按被检验工件的公差大小来确值按被检验工件的公差大小来确定，一般为工件公差的定，一般为工件公差的1/10 .2. 2. 验收极限验收极限 验收极限分类验收极限分类验收极限分类验收极限分类 验收极限方式的选择验收极限方式的选择验收极限方式的选择验收极限方式的选择 验收极限分类验收极限分类内内缩方式方式:内内缩方式的方式的验收极限是从收极限是从规定的最大和定的最大和 最小极限尺寸
4、分最小极限尺寸分别向工件尺寸向工件尺寸带内移内移动一个安全裕一个安全裕 度度A. 令令KS和和Ki分分别表示上下表示上下验收极限，收极限，Lmax和和Lmin分分别表示最大和最小极限尺寸，表示最大和最小极限尺寸，则 Ks = Lmax - AKi = Lmin + A内缩方式内缩方式不内缩方式不内缩方式不内不内缩方式：不内方式：不内缩方式的方式的验收极限以收极限以规定的最定的最 大和最小极限尺寸分大和最小极限尺寸分别作作为上下上下验 收极限，即取收极限，即取对于遵守包容要求的尺寸和标准公差等级高的尺对于遵守包容要求的尺寸和标准公差等级高的尺 寸，其验收极限按内缩方式确定。寸，其验收极限按内缩方
5、式确定。 当工艺能力指数（当工艺能力指数（CP）大于等于）大于等于1时，验收极限时，验收极限可不按内缩可不按内缩 方式确定。方式确定。 工艺能力指数工艺能力指数CP ：工件公差工件公差T与加工设备工艺能力与加工设备工艺能力C 之比值。之比值。C为常数，工件尺寸遵循正态分布时为常数，工件尺寸遵循正态分布时C=6, 为加工设备的标准偏差，为加工设备的标准偏差， CP=T/(6 ) )但采用包容要但采用包容要求时，在最大实体尺寸一侧仍按内缩方式确定验收极求时，在最大实体尺寸一侧仍按内缩方式确定验收极限。限。 验收极限方式的选择验收极限方式的选择 当工序尺寸遵循正态分布时当工序尺寸遵循正态分布时, 工
6、艺能力指数（工艺能力指数（CP）为：）为： CP=T/6 式中式中 T孔、轴尺寸公差；孔、轴尺寸公差； 工序样本的标准偏差工序样本的标准偏差 验收极限方式的选择验收极限方式的选择 对于偏态分布的尺寸，其验收极限可只对尺寸对于偏态分布的尺寸，其验收极限可只对尺寸 偏向的一边按单向内缩方式确定。偏向的一边按单向内缩方式确定。 对于非配合尺寸和一般公差的尺寸，其验收极对于非配合尺寸和一般公差的尺寸，其验收极 限按不内缩方式确定限按不内缩方式确定2.1.2 2.1.2 尺寸测量的计量器具尺寸测量的计量器具1计量器具的选择方法计量器具的选择方法2 选择计量器具时应考虑的因素选择计量器具时应考虑的因素 根
7、据测量误差的来源，测量不确定度是根据测量误差的来源，测量不确定度是由由计量器具的不确定度计量器具的不确定度计量器具的不确定度计量器具的不确定度u u u u1 1 1 1和和测量条件不确定测量条件不确定测量条件不确定测量条件不确定度度度度u u2 2组成组成 一般来讲一般来讲,u1影响较大，影响较大，u2影响较小主影响较小主要根据要根据u1的大小来选定具体的计量器具的大小来选定具体的计量器具1 1计量器具的选择方法计量器具的选择方法选择原则选择原则选择原则选择原则: : 所选所选所选所选u u1 1 允许的允许的允许的允许的u u1 1 优先选用优先选用优先选用优先选用 档档档档u1按不同的误
8、收、误废允许率要求分为按不同的误收、误废允许率要求分为 档：档： 档档-误收率误收率=0、误废率、误废率7% 14%档的误收率、误废率皆增大档的误收率、误废率皆增大2 2选择计量器具时应考虑的因素选择计量器具时应考虑的因素 测量成本：在保证测量准确度的前提下，应测量成本：在保证测量准确度的前提下，应测量成本：在保证测量准确度的前提下，应测量成本：在保证测量准确度的前提下，应考虑测量器具的价格、使用寿命、检定修理时间、考虑测量器具的价格、使用寿命、检定修理时间、考虑测量器具的价格、使用寿命、检定修理时间、考虑测量器具的价格、使用寿命、检定修理时间、对操作人员技术熟练程度的要求等，选用价格较低、对
9、操作人员技术熟练程度的要求等，选用价格较低、对操作人员技术熟练程度的要求等，选用价格较低、对操作人员技术熟练程度的要求等，选用价格较低、操作方便、维护保养容易、操作培训费用少的测量操作方便、维护保养容易、操作培训费用少的测量操作方便、维护保养容易、操作培训费用少的测量操作方便、维护保养容易、操作培训费用少的测量器具，尽量降低测量成本。器具，尽量降低测量成本。器具，尽量降低测量成本。器具，尽量降低测量成本。 被测件的结构特点及检测数量：所选测量器具被测件的结构特点及检测数量：所选测量器具被测件的结构特点及检测数量：所选测量器具被测件的结构特点及检测数量：所选测量器具的测量范围必须大于被测尺寸。对
10、硬度低、材质软、的测量范围必须大于被测尺寸。对硬度低、材质软、的测量范围必须大于被测尺寸。对硬度低、材质软、的测量范围必须大于被测尺寸。对硬度低、材质软、刚性差的零件，一般选取用非接触测量，如用光学投刚性差的零件，一般选取用非接触测量，如用光学投刚性差的零件，一般选取用非接触测量，如用光学投刚性差的零件，一般选取用非接触测量，如用光学投影放大、气动、光电等原理的测量器具进行测量。当影放大、气动、光电等原理的测量器具进行测量。当影放大、气动、光电等原理的测量器具进行测量。当影放大、气动、光电等原理的测量器具进行测量。当测量件数较多（大批量）时，应选用专用测量器具或测量件数较多（大批量）时，应选用
11、专用测量器具或测量件数较多（大批量）时，应选用专用测量器具或测量件数较多（大批量）时，应选用专用测量器具或自动检验装置；对于单件或少量的测量，可选用万能自动检验装置；对于单件或少量的测量，可选用万能自动检验装置；对于单件或少量的测量，可选用万能自动检验装置；对于单件或少量的测量，可选用万能测量器具。测量器具。测量器具。测量器具。2.2 2.2 形位误差的检测形位误差的检测2.2.1 形位误差的评定规则形位误差的评定规则2.2.2 形位误差的检测原则形位误差的检测原则2.2.1 2.2.1 形位误差的评定规则形位误差的评定规则1. 定位最小区域的判别准则定位最小区域的判别准则2. 定向最小区域的
12、判别准则定向最小区域的判别准则3 形状误差最小区域的判别准则形状误差最小区域的判别准则 -形位误差最小区域的判别准则形位误差最小区域的判别准则LASUPLyLxoS SU fuBA fu1.1.定位最小区域的判别准则定位最小区域的判别准则定位最小区域定位最小区域定位最小区域定位最小区域边界与被测要素只要边界与被测要素只要一点接触一点接触一点接触一点接触定位最小区域与相应的定向公差带形状、方向、位定位最小区域与相应的定向公差带形状、方向、位置相同（与基准保持要求的方向和位置）置相同（与基准保持要求的方向和位置） A-基准，基准，S-实际被测要素，实际被测要素，U-最小包容区域，最小包容区域，fu
13、-定位误差；定位误差； P理想被测要素理想被测要素2.2.定向最小区域的判别准则定向最小区域的判别准则 f u fu fuAAAUUUSSS 定向最小区域定向最小区域定向最小区域定向最小区域边界与被测要素边界与被测要素两点接触两点接触两点接触两点接触最小区域与相应的定向公差带形状、方向相同（与基最小区域与相应的定向公差带形状、方向相同（与基准保持要求的方向）准保持要求的方向）A-基准，基准，S-被测要素，被测要素，U-最小包容区域，最小包容区域，fu-定向误差定向误差 SSUU fmzSUSU f mz fmz(a) 三角形准则三角形准则(b) 交叉准则交叉准则3 3 3 3 形状误差最小区域
14、的判别准则形状误差最小区域的判别准则形状误差最小区域的判别准则形状误差最小区域的判别准则 直线度误差最小直线度误差最小直线度误差最小直线度误差最小平面度误差最小平面度误差最小平面度误差最小平面度误差最小 区域判别准则区域判别准则区域判别准则区域判别准则区域区域区域区域 判别准则判别准则判别准则判别准则S-被测要素，被测要素，U-最小包容区域，最小包容区域，fmz-形状误差；形状误差； 极高点；极高点； 极低点极低点2.2.2 2.2.2 形位误差的检测原则形位误差的检测原则1.与理想要素比较原则与理想要素比较原则与理想要素比较原则与理想要素比较原则2.2.2.2.测量坐标值原则测量坐标值原则测
15、量坐标值原则测量坐标值原则3.3.3.3.测量特征参数原则测量特征参数原则测量特征参数原则测量特征参数原则 1.与理想要素比较原则与理想要素比较原则与理想要素比较原则与理想要素比较原则例例: :2.2.2.2.测量坐标值原则测量坐标值原则测量坐标值原则测量坐标值原则例例: :LyLxoS SU fuBA3. 3. 3. 3. 测量特征参数原则测量特征参数原则测量特征参数原则测量特征参数原则 通过测量实际被测要素上的通过测量实际被测要素上的通过测量实际被测要素上的通过测量实际被测要素上的特征参数特征参数特征参数特征参数，评定有关的形位误差。评定有关的形位误差。评定有关的形位误差。评定有关的形位误
16、差。 特征参数：特征参数：特征参数：特征参数：能近似反映有关形位误能近似反映有关形位误能近似反映有关形位误能近似反映有关形位误差的参数。例如，用两点法测量回转表差的参数。例如，用两点法测量回转表差的参数。例如，用两点法测量回转表差的参数。例如，用两点法测量回转表 面的横截面的局部实际尺寸，并以其最面的横截面的局部实际尺寸，并以其最面的横截面的局部实际尺寸，并以其最面的横截面的局部实际尺寸，并以其最大差值的一半作为该截面的圆度误差。大差值的一半作为该截面的圆度误差。大差值的一半作为该截面的圆度误差。大差值的一半作为该截面的圆度误差。2.3 2.3 表面粗糙度检测表面粗糙度检测231 比较测量法比
17、较测量法232 非接触测量法非接触测量法233 接触测量法接触测量法234 印模测量法印模测量法2 2 2 23 3 3 31 1 1 1 比较测量法比较测量法比较测量法比较测量法 比较法是将被测表面与已知其评定参数值比较法是将被测表面与已知其评定参数值的粗糙度样板相比较，如被测表面较光滑时，的粗糙度样板相比较，如被测表面较光滑时，可借肋于放大镜、比较显微镜进行比较，以提可借肋于放大镜、比较显微镜进行比较，以提高检测精度。高检测精度。 比较样板的选择应使其材料、形状和加方比较样板的选择应使其材料、形状和加方法与被测工件尽量相同。法与被测工件尽量相同。 比较法简便实用，适合于车间条件下判断比较法
18、简便实用，适合于车间条件下判断中、低精度的表面。比较法的判断准确程度在中、低精度的表面。比较法的判断准确程度在很大程度上与检验人员的技术熟练程度有关。很大程度上与检验人员的技术熟练程度有关。2 2 2 23 3 3 32 2 2 2 非接触测量法非接触测量法非接触测量法非接触测量法非接触测量法包括光切法、干涉法、激光反非接触测量法包括光切法、干涉法、激光反射法和激光全息法。射法和激光全息法。14171615光切显微镜光切显微镜光切显微镜光切显微镜2 23 33 3 接触测量法接触测量法 接触测量法常用的是针描法。接触测量法常用的是针描法。 针描法是利用仪器的触针在被测表面上针描法是利用仪器的触
19、针在被测表面上轻轻划过，被测表面的微观不平轮廓将使触轻轻划过，被测表面的微观不平轮廓将使触针作垂直方向的位移。再通过传感器将位移针作垂直方向的位移。再通过传感器将位移变化量转换成电量的变化，经信号放大和积变化量转换成电量的变化，经信号放大和积分计算后，在显示器上示出被测表面粗糙度分计算后，在显示器上示出被测表面粗糙度的评定参数值。亦可由记录器绘制出被测表的评定参数值。亦可由记录器绘制出被测表面的微观轮廓图形。面的微观轮廓图形。 印模法是用塑性材料将被测表面复制印模法是用塑性材料将被测表面复制印模法是用塑性材料将被测表面复制印模法是用塑性材料将被测表面复制下来制成印模，再对印模进行测量的间接下来
20、制成印模，再对印模进行测量的间接下来制成印模，再对印模进行测量的间接下来制成印模，再对印模进行测量的间接方法。方法。方法。方法。 由于印模材料不可能完全填满被测表由于印模材料不可能完全填满被测表由于印模材料不可能完全填满被测表由于印模材料不可能完全填满被测表面的谷底，取下印模时又会使波峰被削平，面的谷底，取下印模时又会使波峰被削平，面的谷底，取下印模时又会使波峰被削平，面的谷底，取下印模时又会使波峰被削平，因此印模的高度参数值通常比被测表面的因此印模的高度参数值通常比被测表面的因此印模的高度参数值通常比被测表面的因此印模的高度参数值通常比被测表面的高度参数实际值小，因此应根据实验结果高度参数实际值小，因此应根据实验结果高度参数实际值小，因此应根据实验结果高度参数实际值小，因此应根据实验结果进行修正。进行修正。进行修正。进行修正。 印模法一般适用于内表面粗糙度。印模法一般适用于内表面粗糙度。印模法一般适用于内表面粗糙度。印模法一般适用于内表面粗糙度。2 23 34 4 印模测量法印模测量法END
