项目一零件外圆和长度的测量

项目一 零件外圆和长度的测量 公差配合 与测量技术 主 讲： 裴 小 英 2012年 9月 广东交通职业技术学院机电系 项目一 零件外圆和长度的测量 项目一 零件外圆和长度的测量 裴 小 英 项目一 零件外圆和长度的测量 知识目标： 1、熟悉尺寸、偏差相关术语； 2、能读懂图纸中的尺寸和偏差； 3、掌握基本偏差数值表的使用方法； 4、掌握游标卡尺、外径千分尺的使用方法并 能进行正确的操作； 5、掌握机械式比较仪测量原理及操作方法； 6、掌握零件外圆和长度测量的测量方法。 项目一 零件外圆和长度的测量 能力目标： 能力要求 知识要点 权重 /(100%) 能读懂图纸中的 尺寸和偏差 尺寸与偏差的概念、 分类 30 能够根据图纸标 注计算相关数据 基本偏差数值表的 使用 30 正确使用外径测 量仪器 外径的测量仪器的 原理与使用方法 40 项目一 零件外圆和长度的测量 任何机械零件都有一定的尺寸要求，随着技术 的发展，对零件形状和精度的要求越来越高， 要加工出合格的零件首先需要读懂图纸。 2 0 6 ( 0 .0 0 7 )js 如图所示齿轮轴加工图纸，该零件标注中 的含义是什么？ 任务导入： 项目一 零件外圆和长度的测量 2 0 6 ( 0 .0 0 7 )js 2 0 6 ( 0 .0 0 7 )js 项目一 零件外圆和长度的测量 图中尺寸标注 2 0 6 ( 0 .0 0 7 )js 1、基本尺寸： 的含义 是 ： mmd 20 )(0 0 7.200 0 7.020m a x mmd )(993.19007.020m i n mmd 2、最大极限尺寸： 3、最小极限尺寸： 4、基本偏差： 公差带代号为 js，公差带相对于 零线呈对称分布，其基本偏差可 以为上偏差，也可以为下偏差 项目一 零件外圆和长度的测量 图中尺寸标注 2 0 6 ( 0 .0 0 7 )js 的含义 是 ： ）（ mmdes d 007.020007.20m a x )(0 0 7.0209 9 3.19m i n mmdei d 5、上偏差： 6、下偏差： 7、公差等级： 为 IT6级，其标准公差值为 mi 13106 IT 8、该轴的公差为： )(0 1 4.0m i nm a x mmeiesddT d 项目一 零件外圆和长度的测量 零件图 中 尺寸较多，并且每个尺寸并不是由单一的数据 组成 。 图中的每个数字和字母都有其特殊的含义。 任务分析： 项目一 零件外圆和长度的测量 任务 1.1 认识尺寸、偏差 1. 认识尺寸 （ 2） 基本尺寸 （ 1） 尺寸 （ 3） 实际尺寸 （ 4） 极限尺寸 （ 5） 最大实体尺寸 （ 6） 最小实体尺寸 项目一 零件外圆和长度的测量 第二章 光滑圆柱体结合的公差与配合 （ 1）尺寸 （ size） ： 尺寸有 线性尺寸 和 角度尺寸 。 线性尺寸 是指长度，包括直径、半径、宽度、 深度、高度和中心距等，在机械制图中图样上 的线性尺寸的特定单位为 mm， 常省略。 如直径 40、半径 R20，宽度 12，高度 120，中心距 60等。 角度尺寸 表示角度值，单位为度、分、秒。 用特定单位表示长度值的数字。 项目一 零件外圆和长度的测量 (2） 基本尺寸 （ basic size） ：又称为 公称尺 寸 ，设计给定的尺寸， 用 D和 d（ L或 l）表示 （ 大写 字母表示 孔 的有关代号， 小写 字母表示 轴 的有关代号）。 它是在设计中根据运动、强度、刚度、结构 等要求，计算、化整或通过实验而确定的。 基本尺寸一般要求符合标准的尺寸系列。 它是尺寸精度设计中用来确定极限尺寸和偏 差的一个基准（起始尺寸）， 应标注在图样上。 但它不是实际加工要求得到的尺寸。 项目一 零件外圆和长度的测量 图中轴的基本 尺寸为 20mm。 可表示为： mmd 20 项目一 零件外圆和长度的测量 (3)实际尺寸 （ actual size） ：又称为 提取组 成要素的局部尺寸。 通过 测量所得的尺寸 ，用孔 Da、轴 da表示。 由于加工误差的存在，即使在同一表面不同部 位的实际尺寸往往也不相同；况且还存在测量 误差， 所以 实际尺寸并非尺寸的真值 。 项目一 零件外圆和长度的测量 (4)极限尺寸 （ limits of size） ： 允许尺寸变化的两个极限值。 对于孔和轴： 最大极限尺寸（上极限尺寸）， Dmax、 dmax 最小极限尺寸（下极限尺寸 ） Dmin、 dmin 极限尺寸是在设计中确定公称尺寸的同时，考 虑加工经济性并满足某种使用要求而 确定的 ， 其目的是为了 限制加工零件的尺寸变动范围。 问：合格零件的实际尺寸与极限尺寸的关系？ d：d d m a xm i n 对于轴 D：D D m a xm i n 对于孔 项目一 零件外圆和长度的测量 图中轴的极限尺 寸可表示为： )(9 6 4.190 3 6.020m i n mm： d -最小极限尺寸 )(980.19020.020m a x mm： d -最大极限尺寸 项目一 零件外圆和长度的测量 公称尺寸（基本尺寸）与极限尺寸 第二章 光滑圆柱体结合的公差与配合 项目一 零件外圆和长度的测量 (5)最大实体状态（ MMC）和最大实体尺寸 （ MMS） 最大实体状态指孔或轴在尺寸公差范围内， 具有材料量最多时的状态。在此状态下的尺寸 称为最大实体尺寸。 即：轴的上极限尺寸 dmax； 孔的下极限尺寸 Dmin。 第二章 光滑圆柱体结合的公差与配合 项目一 零件外圆和长度的测量 (6)最小实体状态（ LMC）和最小实体尺寸 （ LMS） 最小实体状态指孔或轴在尺寸公差范围内， 具有材料量最少时的状态。在此状态下的尺寸 称为最小实体尺寸。 即：轴的最小极限尺寸 dmin； 孔的最大极限尺寸 Dmax。 合格零件的实际尺寸应该是： 第二章 光滑圆柱体结合的公差与配合 项目一 零件外圆和长度的测量 注意： 基本尺寸（公称尺寸）、极限尺寸、 实体尺寸是 由设计给定的 尺寸； 实际尺寸是零件上 实际存在的 尺寸。 第二章 光滑圆柱体结合的公差与配合 项目一 零件外圆和长度的测量 怎样用尺寸来判断零件是否合格？ D：D D m a xm i n 对于孔 d：d d m a xm i n 对于轴 项目一 零件外圆和长度的测量 2.认识偏差 aaE D D=- 偏差 实际偏差 极限偏差 上偏差 下偏差 m a xE S D D=- m inE I D D=- 实际偏差 ：实际尺寸减其公称尺寸的代数差。 孔用 Ea、轴用 ea表示。 上极限偏差总大于下极限偏差，上、下极 限偏差统称为 极限偏差 。 项目一 零件外圆和长度的测量 (1)尺寸偏差（偏差） 偏差：某一尺寸减其公称尺寸所得的代数差。 上极限偏差 ：最大极限尺寸减其公称尺寸所得 的代数差，符号（ ES、 es）； ES=Dmax-D es=dmax-d 下极限偏差 ：最小极限尺寸减其公称尺寸所得 的代数差，符号（ EI、 ei）； EI=Dmin-D ei=dmin-d 注意：偏差可为正值、负值或零； 在标注时，除零外的值必须带有正负号。 项目一 零件外圆和长度的测量 (2)尺寸公差 （ Tolerance） （公差） 公差：允许尺寸的变动量。 公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之 代数差的 绝对值 ；也等于上偏差与下偏差的代 数差的 绝对值 。 孔、轴的公差分别用 TD和 Td表示。 TD = Dmax- Dmin= ES - EI Td = dmax- dmin= es - ei 项目一 零件外圆和长度的测量 公差与偏差是两个不同的概念。 1、首先，他们都是设计时给定的。 2、但 在数值上 ，极限偏差是 代数值 ，正、 负或零都是有意义的，而公差是实际尺寸 允许的变动范围，是一个没有符号的 绝对 值 ，不能取零值。 问题：比较公差与偏差 项目一 零件外圆和长度的测量 3、从作用上看 ，公差表示制造精度的要求， 用于控制一批零件实际尺寸的差异程度， 公差是用来 控制误差 的。 偏差表示与基本尺寸远离程度， 极限偏差 控制实际偏差，是 判断零件尺寸是否合格 的根据； 它表示公差带的位置，影响配合 的松紧程度。 问题：比较公差与偏差 项目一 零件外圆和长度的测量 4、工艺方面： 公差大小反映的是 加工难易 程度 ，极限偏差是调整机床时决定切削工 具与零件相对位置的依据。 特别地： 由于公差是上、下偏差差值的绝 对值，所以确定了两极限偏差也就确定了 公差。 问题：比较公差与偏差 项目一 零件外圆和长度的测量 (3)偏差与公差的一些公式 对于孔： ES=Dmax-D EI=Dmin-D TD= Dmax- Dmin = ES-EI 对于轴： es=dmax-d ei=dmin-d Td= dmax- dmin = es-ei 项目一 零件外圆和长度的测量 (4)零线与公差带 零线 ：表示公称尺寸的一条直线，以其为基准确 定偏差和公差，零线以上为正，以下为负。 项目一 零件外圆和长度的测量 尺寸公差带 ：由代表上、下偏差的两条直线所 限定的一个区域。公差带有两个基本参数，即 公差带大小与位置。大小由标准公差确定，位 置由基本偏差确定。 公差带图 项目一 零件外圆和长度的测量 (5)基本偏差 基本偏差 ：用以确定公差带相对于零线位置的上 极限偏差或下极限偏差。一般为靠近零线的那个 极限偏差。 (有个别公差带例外 )。 项目一 零件外圆和长度的测量 当公差带位置在零线以上时，其基本偏差为 下偏差；当公差带位置在零线以下时，其 基本偏差为上偏差。 基本偏差 是确定公差带的位置参数，原则上 与公差等级无关， 只 有少数基本偏差（ j、 js、 k）例外， 其数量将决定配合种类的数 量。 基本偏差是确保公差带位置标准化的 唯一 指标 。 项目一 零件外圆和长度的测量 ei es 基本尺寸 基本偏差 为下偏差 基本偏差 为上偏差 EI ES 孔 轴 轴 孔 0 + - 基本偏差 项目一 零件外圆和长度的测量 项目一 零件外圆和长度的测量 项目一 零件外圆和长度的测量 3、有关“配合”的术语和定义 (1)配合 （ fit ）： ：基本尺寸相同、相互结合 的孔和轴公差带之间的关系。 根据孔、轴公差带位置的不同，配合可分 为三种类型： 三 种 关 系 间隙配合 轴小孔大的配合； 过盈配合 轴大孔小的配合； 过渡配合 可能为间隙或过盈配合。 项目一 零件外圆和长度的测量 基孔制 ：基本偏差为一定的孔的公差带，与不 同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种 制度。 基孔制中的孔 为基准孔，其 下偏 差 为零。基准孔的 代号为“ H” 。 项目一 零件外圆和长度的测量 基轴制 ：基本偏差为一定的轴的公差带，与不 同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种 制度。 基轴制中的轴为基 准轴，其 上偏差 为 零。基准轴的代号 为“ h” 。 项目一 零件外圆和长度的测量 基 本 偏 差 系 列 图 项目一 零件外圆和长度的测量 (2)间隙配合 （ Clearance fit） 孔与轴配合中，孔的尺寸减去相配合轴的 尺寸，其 差值为正时 是间隙。 最大间隙 (Xmax)是孔的最大极限尺寸减轴 的最小极限尺寸所得的 代数差 ； 最大间隙： Xmax= Dmax- dmin= ES-ei 最小间隙： Xmin= Dmin- dmax= EI-es 最小间隙 (Xmin)是孔的最小极限尺寸减轴 的最大极限尺寸所得的 代数差 。 平均间隙： Xav= 1/2（ Xmax+ Xmin） 项目一 零件外圆和长度的测量 配合公差 ： 允许间隙的变动量。 配合公差 = |Xmax X min|= 孔公差 + 轴公差。 项目一 零件外圆和长度的测量 间隙配合 ： 孔的公差带在轴的公差带之上。 间隙配合示意图 项目一 零件外圆和长度的测量 (3)过盈配合 （ Interference fit） 孔与轴配合中，孔的尺寸减去相配合轴的 尺寸，其 差值为负 时是过盈。 最大过盈 (Ymax)是孔的 最小极限尺寸 减轴的 最大极限尺寸所得的 代数差 ； 最小过盈 (Ymin)是孔的最大极限尺寸减轴 的最小极限尺寸所得的 代数差 。 最大过盈： Ymax= Dmin- dmax= EI- es 最小过盈： Ymin= Dmax- dmin= ES - ei 平均过盈： Yav= 1/2（ Ymin+ Ymax） 项目一 零件外圆和长度的测量 配合公差 ： 允许过盈的变动量。 配合公差 = |Ymin-Ymax|= 孔公差 + 轴公差。 项目一 零件外圆和长度的测量 过盈配合： 孔的公差带完全在轴的公差带之下。 过盈配合示意图 项目一 零件外圆和长度的测量 (4)过渡配合 （ Transition fit ） 过渡配合 ： 孔与轴配合中，孔与轴的公差带相 互交迭，任取其中一对孔和轴相配，可能具有 间隙，也可能具有过盈的配合。 过渡配合的极限情况是最大间隙 (Xmax)与最大 过盈 (Ymax)。 配合公差 = |Xmax-Ymax|=孔公差 +轴公差。 Xav(Yav)= 1/2（ Xmax+ Ymax）为正时，是平均间 隙；为负时，是平均过盈。 项目一 零件外圆和长度的测量 过渡配合 过渡配合示意图 项目一 零件外圆和长度的测量 用拉丁字母表示，大写字母代 表孔，小写字母代表轴。 4、基本偏差代号及其规律 项目一 零件外圆和长度的测量 在 26个字母中，去掉易与其他含义混淆的 I、 L、 O、 Q、 W(i、 l、 o、 q、 w)余下的 21个字母， 再加上 7个双写字母 CD、 EF、 FG、 ZA、 ZB、 ZC、 Js、 (cd、 ef、 fg、 za， zb、 zc、 js)， 共 28个，作为基本偏差代号。 项目一 零件外圆和长度的测量 其中 JS和 js在各个公差等级中完全对称 其基本偏差可为上偏差 (十 IT 2)， 也可为下偏差 ( 1T 2)。 项目一 零件外圆和长度的测量 从图中可以看出： （ 1）公差带的一端是封闭的， 它表示基本偏差 ; 另一端是开口的，它的位置将取决于 标准公差等级（公差带的大小）。 项目一 零件外圆和长度的测量 从图中还可以看出： （ 2）基本偏差系列分为两部 分，上半部是基轴制中孔的 28 种基本偏差 ; 下半部是基孔制中轴的 28种 基本偏差 。 项目一 零件外圆和长度的测量 例 1： 的孔与 的轴相配合的基孔 制配合实例。 018.0 002.050 基本尺寸、最大（小）极限尺寸、上（下）偏 差、标准公差、最大（小）间隙、配合公差。 项目一 零件外圆和长度的测量 项目一 零件外圆和长度的测量 课堂练习 求下列三种孔 、 轴配合的极限间隙或过盈 、 配合公差 ， 并绘制公差带图 项目一 零件外圆和长度的测量 通常有两种基准制配合： 基孔制和基轴制 基孔制 ： 基准孔 H与非基准件（ a zc）轴形 成各种配合的一种制度。 间隙配合： H/a h 过渡配合： H/j n； 过盈配合： H/p zc 项目一 零件外圆和长度的测量 基轴制 ： 基准轴 h与非基准件（ A ZC）孔 形成各种配合的一种制度 。 间隙配合： A H/h 过渡配合： J N/h 过盈配合： P ZC/h 项目一 零件外圆和长度的测量 5、轴的基本偏差 （ 1）轴基本偏差的确定 ： 轴的基本偏差是在 基孔制配合 的基础上制订的。 根据设计要求、生产经验、科学试验，并经数 理统计分析，整理出一系列经验公式见下表及 教材 P10轴的基本偏差表 1-1。 它的大小决定着孔、轴配合的性质，体现 了设计、使用方面的要求。 项目一 零件外圆和长度的测量 公称尺寸小于 500mm的基本偏差公式 项目一 零件外圆和长度的测量 （ 2）轴基本偏差的特点： a h的基本偏差为上 极限偏差 es； es 0, 分别与基准孔配合，得到间隙配 合，其最小间隙量等于基本偏差 的绝对值。 项目一 零件外圆和长度的测量 d、 e、 f主要用于旋转运动，保 证良好的液体摩擦； g主要用于滑动和半液体摩 擦或用于定位配合，间隙小。 cd、 ef、 fg适用于尺寸的旋转运动。 其中 a、 b、 c用于大间隙或热动配合， 考虑发热膨胀的影响； 项目一 零件外圆和长度的测量 j n的基本偏差为下极限 偏差 ei； 其中 js为对称分布，基本偏差 为 IT/2； j只有 IT5、 IT6、 IT7、 IT8 四个公差等级； k、 m、 n主要用于过渡配合，所 得间隙和过盈均不很大。 项目一 零件外圆和长度的测量 p zc的基本偏差为下偏 差偏差 ei； 主要用于过盈配合，保证孔、 轴结合时具有足够的强度、正 常的传递转矩。 项目一 零件外圆和长度的测量 在求取基本偏差的基础上，根据下两式可 求得轴的另一个极限偏差。 对于轴： ei=es-Ts es=ei+Ts 项目一 零件外圆和长度的测量 6、孔的基本偏差 (1)根据：基本尺寸 500mm时，孔的基本 偏差是从轴的基本偏差换算而来的。 (2)前提：在孔、轴为同一公差等级或孔比轴 低一级配合的条件下，当基轴制中孔的基本偏 差代号与基孔制中轴的基本偏差代号相同 （ 30F8/h8中 F对应于 30H8/f8中 f)时，其 基本偏差的对应关系，应保证按基轴制形成的 配合 (30F7/h6)与按基孔制形成的配合 (30H7/f6)相同，即它们所形成的配合性质 相同或说极限间隙或过盈量相等。 项目一 零件外圆和长度的测量 (3)孔的基本偏差换算规则： （ 1）通用规则 用同一字母表示的孔、轴基本偏 差的绝对值相等，而符号相反 。 也就是孔的基本编差是轴的基本 偏差相对于零线的倒影 。 项目一 零件外圆和长度的测量 通用规则的适用范围： 对所有公差等级的 A H： EI=-es； 对标准公差大于 IT8的 K、 M、 N和大于 IT7 的 P ZC： ES=-ei。 项目一 零件外圆和长度的测量 (3)孔的基本偏差换算规则： 项目一 零件外圆和长度的测量 （ 2）特殊规则 对标准公差 IT8的 J、 K、 M、 N和 IT7的 P ZC，孔、轴的基本偏差代号字母相同时，孔的 基本偏差 ES和轴的基本偏差 ei符号相反 ,而绝 对值相差一个 值， 这是由于在较高公差等级中，孔比同级的轴加 工困难，采用孔比轴低一级相配，并要求在两 种基准制中所形成的配合相同。 项目一 零件外圆和长度的测量 基孔制时最小过盈： m i n () nY E S e i I T e i m i n 1() nY E S e i E S I T 1nnI T e i E S I T 1nn E S e i IT IT 基轴制时最小过盈： 因为 由此得出孔的基本偏差： 项目一 零件外圆和长度的测量 孔的另一个偏差可根据孔的基本偏差和 标准公差进行计算： EI=ES-IT ES=EI+IT 项目一 零件外圆和长度的测量 EI =-es （ A H） ES =-ei (J N IT 8 P ZC 7) ES = ei + ， = ITn ITn-1 (J N IT 8 P ZC 7) 基本偏差系列 结论： 项目一 零件外圆和长度的测量 例 3 确定 25H8/p8、 25P8/h8孔与轴的极 限偏差。 解： IT8=ai=25 1.3133m 轴 p的基本偏差为下偏差，查表 2 4得： ei=+22m 轴 p8的上偏差为： es=ei+IT8=+22+33=+55m 孔 H8的下偏差为 0，上偏差为 +33m 孔 P8的基本偏差为上偏差，查表 2 5得： ES=-22m 项目一 零件外圆和长度的测量 孔 P8的下偏差： EI=ES-IT8=-22-33=-55m 轴 h8的上偏差为 0，下偏差为 -33m 由此可得： 0. 033025H 8 0.05 50.02 225 8p 0.0220.0552 5 P 8 0 0. 03325 8h 项目一 零件外圆和长度的测量 例 4 确定 25H7/p6、 25P7/h6孔与轴的极 限偏差。 解： 轴 p的基本偏差为下偏差， ei=+22m p6的上偏差为： es=ei+IT6=+22+13=+35m 孔 P7的基本偏差为上偏差 ES，应按特殊规则 计算： =IT7-IT6=21-13=8m 所以 ES=-ei+=-22+8=-14m 孔 P7的下偏差： EI=ES-IT7=-14-21=-35m 项目一 零件外圆和长度的测量 轴 h6的上偏差为 0，下偏差为 -13m 0. 021025H 7 0. 0350. 02225 6p 0.01 40.03 525 P 7 0 0.0132 5 6h 由此可得： 项目一 零件外圆和长度的测量 第二章 光滑圆柱体结合的公差与配合 项目一 零件外圆和长度的测量 第二章 光滑圆柱体结合的公差与配合 项目一 零件外圆和长度的测量 (6)标准公差 标准公差：国家标准规定的 用以确定公差带大 小的任一公差。 配合公差动画 项目一 零件外圆和长度的测量 任务 1.2 认识尺寸公差 教学目标： 熟悉与尺寸公差相关的术语； 读懂图纸中尺寸公差并熟悉标准公差的 符号和含义。 掌握公差、基本偏差的查表方法以及极 限偏差的确定方法和步骤。 项目一 零件外圆和长度的测量 1、尺寸公差 （ Tolerance） （公差） 公差：允许尺寸的变动量。 公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之 代数差的 绝对值 ；也等于上偏差与下偏差的代 数差的 绝对值 。 孔、轴的公差分别用 TD和 Td表示。 TD = Dmax- Dmin= ES - EI Td = dmax- dmin= es - ei 公差是用来控制误差的。 项目一 零件外圆和长度的测量 标准公差（ T） ： 国标规定的 用以确定公差带大 小的任一公差值。 iT 1、公差单位 i(公差因子 ) 公差单位是计算标准公差的基本单位，也 是制订标准公差系列表格的基础。 公差单位反映了 加工误差 和 基本尺寸 对公 差等级的影响。 a是公差等级系数 i是公差单位（公差 因子） P16表 1-5 项目一 零件外圆和长度的测量 当尺寸 500时： 30.45 0.001 ( )i D D m 第一项反映加工误差； 当直径很小时，第二所占比例很小，当直径 较大时，第二项所占比例随直径增加而加快， 公差单位的值也相应增大。 第二项补偿与直径成线性关系的误差（主 要是测量时偏离标准温度引起的误差）。 当尺寸在 500 3150时： )(1.2)(0 0 4.0 mdDi 结论：公差单位取决于公称尺寸的大小。 项目一 零件外圆和长度的测量 2、公差等级 公差等级指确定尺寸精度的等级。 标准公差： 在公称尺寸一定的情况下，公差等级系数是 决定标准公差大小的唯一参数。 标准公差分为 20级： IT01、 IT0、 IT1、 IT18 。 等级 依次降低 ，而公差值 依次增大 。 其中 IT表示标准公差，即国际标准公差 （ ISO Tolerance）的缩写代号；阿拉伯数字表 示公差等级代号。 iT a a是公差等级系数 i是公差单位（公差 因子） 项目一 零件外圆和长度的测量 第二章 圆柱公差与配合 注意：对所有基本尺寸，同一公差等级的一 组公差被认为具有同等的精确程度。 项目一 零件外圆和长度的测量 第二章 圆柱公差与配合 当尺寸 D500mm 时，各级标准公差按教材 P15页 表 1-3计算。 表 1-3公称尺寸 D500mm 时各级标准公差计算公式。 项目一 零件外圆和长度的测量 表 1-3可以看出： 从 IT6 IT18级，公差等级系数值按 R5优 先数系增加； 项目一 零件外圆和长度的测量 表 1-3可以看出： （ 2）高公差等级 IT01、 IT0、 IT1，其公差计 算式采用线性关系式； 项目一 零件外圆和长度的测量 表 1-3可以看出： （ 3） IT2 IT4的公差值则大致在 IT1 IT5的 公差值之间按几何级数分布。 项目一 零件外圆和长度的测量 由表 1-3可得规律： （ 4）在标准公差之间，在 R5数系中插入 R10等数系，可使公差等级向高、低等级方向 延伸。例如： IT6.5=12.5i 项目一 零件外圆和长度的测量 另外： 当公称尺寸 D在 500 3150的大尺寸范 围内，国家标准也同样规定了 20个公差等 级。 项目一 零件外圆和长度的测量 iT a是公差等级系数 i是公差单位（公差 因子） 3.公称尺寸分段及标准公差表 根据标准公差计算公式： 每有一个公称尺寸就应该有一个相应的公差值。 由于基本尺寸很多，这样就会形成一个极为庞 大的公差数值表。为减少公差数目、统一公差 值，国家标准对基本尺寸进行了分段。 表 1-5公称尺寸 D500mm时标准公差数值表 项目一 零件外圆和长度的测量 3.公称尺寸分段及标准公差表 尺寸分段后，对同一尺寸分段内的所有基 本尺寸，在公差等级相同的情况下，规定相同 的标准公差。这一标准公差是按相应尺寸分段 内，首、尾两个尺寸的几何平均值来计算的。 项目一 零件外圆和长度的测量 (1)分段规则：见教材 P16表 1-4。 项目一 零件外圆和长度的测量 (2)计算直径 :每个尺寸段只有一个计算直径， 其值为该尺寸段首末两尺寸的几何平均值。 例如 50 80 mm基本尺寸分段的计算直径为 只要是用这一尺寸分段内的基本尺寸，其标准 公差一律按 D 63.25mm进行计算。 5 0 8 0 6 3 . 2 5 mm 项目一 零件外圆和长度的测量 例 2：基本尺寸 30mm，求 IT6和 IT7等于多少 ? 1 8 3 0 2 3 . 2 4D m m 3 3 0. 45 0. 00 1 0. 45 23 .2 4 0. 00 1 23 .2 4 1. 31 i D D m 解： 30属于 (18， 30)， 计算尺寸： 公差单位： IT6=10i=10 1.31=13.113m 与表 1-4相符 IT7=16i=16 1.31=20.9621m 与表 1-4相符。 按上例计算的公差值，必须按国标规定的尾数 化整规则进行圆整，再编出公差数值表。 查表 1-3可： 项目一 零件外圆和长度的测量 公称尺寸 D500mm时标准公差数值表 项目一 零件外圆和长度的测量 4、线性尺寸的一般公差 一般公差是指在车间一般加工条件下可以保 证的公差，是机床设备在正常维护和操作情 况下能达到的经济加工精度。 项目一 零件外圆和长度的测量 国家标准 GB/T 1804-2000规定了线性尺寸的 一般公差等级和极限偏差。 一般公差等级分为四级，分别是精密级 f、中 等级 m、粗糙级 c、最粗级 v。 极限偏差全部采用对称偏差值，对适用尺寸 也采用了较大的分段，具体数值见 P17表 1-6。 项目一 零件外圆和长度的测量 注意： 1、线性尺寸一般公差主要用于较低精度 的非配合尺寸； 2、采用一般公差的尺寸不标极限偏差； 3、当要素功能要求比一般公差值更大，且该公 差比一般公差更为经济时，则极限偏差数值直 接在基本尺寸后标注出来； 4、当零件采用一般公差时，在图样上不标极限 偏差，只标注基本尺寸，而在图样技术要注或 有关技术文件中做出说明。 项目一 零件外圆和长度的测量 任务实施 1.根据已学知识，解答图 1.1尺寸标注中 的问题。 计算基本尺寸 ， 计算 mm20 公差等级为 IT6级的标 准公差数值 ； )007.0(620 js 的公差值，并求极限偏 差，画出公差带图 。 项目一 零件外圆和长度的测量 2 0 6 ( 0 .0 0 7 )js 2 0 6 ( 0 .0 0 7 )js 项目一 零件外圆和长度的测量 一、现有国家标准 二、测量技术基础 任务 1.3 测量零件的外圆和长度 项目一 零件外圆和长度的测量 一、现有国家标准 GB/T 31771997 光滑工件尺寸检验 GB/T 19572006 光滑极限量规技术条件 GB/T 63221986 光滑极限量规型式与尺寸 GB/T 6093-2001 几何量技术规范（ GPS）长度标 准量块 JJG 1462003 中华人民共和国国家检定规程 量 块 JJF 10011998 中华人民共和国国家计量技术规 范通用计量术语及定义 项目一 零件外圆和长度的测量 二、测量技术基础 项目一 零件外圆和长度的测量 “ 测量 ” 就是将 被测的量 与具有计量单位的 标准量 进 行比较，从而确定被测量量值的过程。 检测 是测量与检验的总称。 检验 是判断零件是否合格，不需要测出具体数值。 测量技术： 主要是研究对零件的几何量进行测量和 检验的一门技术 。 在机械制造业中 ， 测量技术是对加 工完成的零件是否符合设计要求进行判断与确定的一 种手段 。 国家标准 是实现互换性的 基础 测量技术 是实现互换性的 保证 项目一 零件外圆和长度的测量 。： 。： 。： 。、 、 、 ，： 程度测量结果与真值的一致测量精度 的总称 测量条件 测量器具 测量原理 测量时采用的测量方法 国家的法定计量单位测量单位 齿轮等零件以及螺纹 表面粗糙度位置 形状角度长度 即量研究的被测对象是几何被测对象 测量包括 项目一 零件外圆和长度的测量 一、 长度基准 1.基准的建立 ： 为了保证工业生产中长度测量的准 确度 ， 首先要建立统一 、 可靠的长度基准 。 国际单位制 （法定单位） 机械制造 （制造单位） 精密测量 超精密测量 换算关系为： 常见的长度基准： 米 （ m） 、 毫米 （ mm） 、 微米 ( m)、 纳米 （ nm） 测量单位 1m=103mm 1mm=103 m 1 m=103 nm 项目一 零件外圆和长度的测量 国际单位基准 “ 米 ” 也经历了 三个 不同的阶段 1） 以 地球子午线通过巴黎的四千万分之一作 为基本的长度单位米 ， 国际米原器 。 2） 采用 光波波长 作为长度单位基准 。 3） 米等于 光 在真空中 ， 在 1/299792458秒的时 间间隔内 的行程长度 项目一 零件外圆和长度的测量 2.长度量值传递系统 为了保证长度基准的量值能准确地传递到 工业生产中去 ， 就必须建立从光波基准到生产 中使用的各种测量器具和工件的尺寸传递系 统 。 。通过标准量块传递 通过标准线纹尺传递 路长度量值系统分两条线 项目一 零件外圆和长度的测量 项目一 零件外圆和长度的测量 3、常用长度计量器具 （ 1） .游标类 （ 2） .螺旋测微类 （ 3） . 机械量仪 （ 4） .光学量仪 项目一 零件外圆和长度的测量 项目一 零件外圆和长度的测量 被测得量转换成 可以直接观 察得指示值。 机械式 如：百分表、 千分表等 如电动轮廓仪、万能测量仪 项目一 零件外圆和长度的测量 台式投影仪 卧式测长仪 项目一 零件外圆和长度的测量 测量 的内容 被测对象 计量单位 测量方法 测量精度 长度、角度 粗糙度等 m、 mm、 m 测量原理、 器具、条件等 测量结果和真值 的接近程度 项目一 零件外圆和长度的测量 量块 量块 是机械制造中精密长度计量 应用最广泛的一种 实体标准 ， 它是 没有刻度 的平面平行端面量 具 ， 是以两相互平行的测量面之间 的距离来决定其长度的一种高精度 的 单值量具 。 形状： 矩形截面的长方体 、 圆形截 面的圆柱体 项目一 零件外圆和长度的测量 （ 1） 量块的工作尺寸 量块有两个平行的 测量面 和四个 非测量面 。 量块测量面上中心点的量块长度 为该 量块的中心长度 。 量块长度： 指量块上测量面的任 意一点到下测量面间的垂直距离 。 m ，、 R a 0 1 2.00 0 8.0 表面粗糙度值为平整量块光滑 项目一 零件外圆和长度的测量 量块的尺寸： 通常用量块的中 心长度尺寸代表 工作尺寸 ， 用符 号 L来表示 。 项目一 零件外圆和长度的测量 量块的工作尺寸标注在量块上 （ 称为名义尺寸或 标称长度 ） 。 尺寸 6mm的量块 ， 尺寸刻在上测 量面上； 尺寸 6mm的量块 ， 尺寸刻在一个 非测量面上 ， 而且该表面的左右侧 面分别为上测量面和下测量面 。 项目一 零件外圆和长度的测量 （ 2） 量块的组合 利用量块的粘合性 ， 就可以把各种尺寸不同的量块 组合成量块组 ， 得到所需要的各种尺寸 。 我国成套生产的量块共 17种套别 。 每套块数为 91、 83、 46、 12、 10、 8、 6、 5等 。 在使用量块时 ， 应尽量减少量块组合的块数 。 为了组成各种尺寸 ， 量块是按一定的尺寸系列成 套生产的 。 P89表 5.1 成套量块尺寸表 项目一 零件外圆和长度的测量 项目一 零件外圆和长度的测量 量块的组合方法及原则 1） 量块块数尽可能少 ， 一般不超过 35块 ， 一般不 超过 4块 。 选用量块时 ， 应从所需组合尺寸的最后一位 数开始 ， 每选一块至少应减去所需尺寸的一位尾数 。 2） 必须从同一套量块中选取 ， 绝不能在两套或两套 以上的量块中混选 。 3） 组合时 ， 不能将测量面与非测量面相研合 。 4）组合时，下测量面一律朝下。 项目一 零件外圆和长度的测量 （ 3）量块的精度等级 1）量块的分级 量块按制造精度分为 6级，即 00、 0、 1、 2、 3和 K 级，其中 00级精度最高， 3级精度最低， K级为校准级。 各级量块的数度指标（摘自 GB6093-2009） 项目一 零件外圆和长度的测量 2） 量块的分等 量块按其检定精度 ， 可分为 1、 2、 3、 4、 5、 6六 等 ， 其中 1等最高 ， 6等最低 。 各级量块的数度指标（摘自 GB6093-2009） 项目一 零件外圆和长度的测量 一套量块有两种使用方法：按 “ 级 ” 和按 “ 等 ” 使用。 按 “ 级 ” 使用： 根据刻在量块上的名义尺寸，忽略其制造误差。 按 “ 等 ” 使用： 根据量块的实际尺寸，忽略检定时的测量误差。 按 “ 等 ” 测量 比 按 “ 级 ” 测量的精度 高 。 项目一 零件外圆和长度的测量 28.935 -1.005 27.93 -1.43 26.5 -6.5 20 -20 0 例：要组成 28.935mm的尺寸，采用 83块一套的量块 项目一 零件外圆和长度的测量 28.935 -1.005 第一块量块尺寸为 1.005mm 27.93 -1.43 第二块量块尺寸为 1.43mm 26.5 -6.5 第三块量块尺寸为 6.5mm 20 -20 第四块量块尺寸为 20mm 0 以上四块量块粘合后的整体尺寸为 28.935mm 项目一 零件外圆和长度的测量 1.005 20 1.28 6.5 28.785 项目一 零件外圆和长度的测量 测量 被测量和具有计量单位的标准量进行比 较，从而确定被测量的值。 检验 为确定几何被测量是否在规定极限范围 内，从而判 断是否合格。 测量技术基本要求 ：合理选用计量器具与测量 方法，保证一定的测量精度，通过测量分析零 件的加工工艺，积极采取预防措施，以免废品 产生。 二、测量方法 项目一 零件外圆和长度的测量 1、 测量方法： 是指进行测量时所采用的测量 原理 、 测量器具和测量条件的总和 。 测量方法是根据测量对象的 特点 来选择和确定 的 。 特点： 主要是指测量对象的尺寸大小 、 精度 要求 、 形状特点 、 材料性质以及数量等 项目一 零件外圆和长度的测量 2、测量方法分类 直接测量 间接测量 1、按能否直接 得出数据 相对测量 测量出的值和 标准值比较，得出偏差的 方法。如量块。 绝对测量 测量值 直接从量具上读出 。如：游标、千分尺等。 测量出的量值，通过函 数计算所得。 如：正弦规。 项目一 零件外圆和长度的测量 例如：在测量一个截面为圆的劣弧的几何量所在圆的 直径 D。由于无法直接测量，可以间接测量圆的直径 1.测出该劣弧的弦长 b以及相应的弦高 h 2. 通过公式 D=h+b2/4h计算出其直径 D 项目一 零件外圆和长度的测量 2、按被测 参数多少 分别测量零件 的各个参数。 如：螺纹的螺距、中径等 单项测量 综合测量 测出的量值 是几个项目 的综合反映，如：塞规 项目一 零件外圆和长度的测量 3、测量头和工件 有否接触 接触测量 如：游标、千分尺等 非接触测量 如：光栅、工具显微镜 不存在机械测量力 项目一 零件外圆和长度的测量 4、按工艺过程 在加工过程中测量。 可以控制产品的质量， 以防废品产生。 在零件加工后 进行的测量 事后检验“三检制 主动测量 被动测量 项目一 零件外圆和长度的测量 5、 测量中相对状态 被测表面与测量头 处于相对静止状态 被测表面与测量头处于 工作（或模拟）过程中的 相对运动状态 静态测量 动态测量 项目一 零件外圆和长度的测量 三、 测量器具 1. 分类： 按其测量原理 、 结构特点及用途分为五类 （ 1）基准量具和量仪； （ 2）通用量具和量仪 ：固定刻线量具、游标量具、 螺旋测微量具、机械式量仪、光学量仪、气动量仪、 电动量仪； （ 3）极限规；（ 4） 检验量具； （ 5） 主动测量装置。 项目一 零件外圆和长度的测量 测量器具的技术指标 1.刻度 量具标尺上的刻线。 2.分度值 每一刻线间距的量值。 0.01mm、 0.02mm等。 3.测量范围 所能测量的最 大与最小值的范围。 4.示值范围 标尺或 刻度盘内全部刻度所代 表的最大与最小范围。 项目一 零件外圆和长度的测量 常用通用量具和量仪 游标卡尺 项目一 零件外圆和长度的测量 常用通用量具和量仪 螺旋测微器 项目一 零件外圆和长度的测量 机械比较仪 项目一 零件外圆和长度的测量 刻度间距（隔） C：简称刻度，标尺 上相邻两刻线中心线之间的实际距离 （或圆周弧长）。（ 12.5mm） 分度值（刻度值、精度值） i ： 简称 精度，它是指测量器具标尺上一个刻 度间距所代表的测量数值。 示值范围：测量器具标尺上全部刻 度间隔所代表的测量数值。 度量指标： 项目一 零件外圆和长度的测量 量程 ：计量器具示值范围的上限值 与下限值之差。 灵敏度 ： 能引起量仪指示数值变化 的被测尺寸的最小变动量。 示值误差：量具或量仪上的读数与 被测尺寸实际数值之差。 度量指标： 项目一 零件外圆和长度的测量 测量范围：测量器具所能测 量出的最大和最小的尺寸范围。 一般地，将测量器具安装在表 座上，包括： 1）标尺的示值 范围 2）表座上安装仪表的 悬臂能够上下移动的最大和最 小的尺寸范围。 度量指标： 项目一 零件外圆和长度的测量 测量力： 在测量过程中量具 或量仪的测量头与被测表面之 间的接触力。 放大比（传动比） K ： 指量 仪指针的直线位移（或角位移） 与引起这个位移的原因（即被 测量尺寸变化）之比。这个比 等于刻度间距与分度值之比， 即 K=C/ i。 度量指标： 项目一 零件外圆和长度的测量 。 C）（ C）（ 清洁度要高灰尘 远离振动振动 气压 精密计量室温度为 一般计量室温度为 温度 一般为湿度 环境 地点 测量条件 0 0 03.005.020 25.020 %60%50 四 、 测量条件： 项目一 零件外圆和长度的测量 测量误差及其处理 一 、 测量误差 被测量的实际测得值与被测量的真值之间的差异 =XQ 测量误差 绝对误差： =XQ 相对误差： = /Q（ /X） 用来判定相同被 测几何量的测量 精确度 用来判定不同大 小的同类几何量 的测量精确度 项目一 零件外圆和长度的测量 例如：有两个被测量的实际测得值 X 1=100mm， X2=10mm， 1=2=0.01mm， 则其相对误差为： 1=1/ X1 100%=0.01/100 100%=0.01% 2=2/ X2 100%=0.01/10 100%=0.1% 上例可以看出 ， 两个不同大小的被测量 ， 虽然具 有相同大小的绝对误差 ， 其相对误差是不同的 ， 显然 ， 1 2， 表示前者的精确度比后者高 。 项目一 零件外圆和长度的测量 二 、 测量误差产生的原因 1、 计量器具误差 计量器具误差是指由于计量器具本身存在 的误差而引起的测量误差。 具体地说是由于计量器具本身的设计、制 造以及装配、调整不准确而引起的误差，一般 表现在计量器具的示值误差和重复精度上。 项目一 零件外圆和长度的测量 2、 基准件误差 所有的基准件或基准量具，虽然制作的非常 精确，但是都不可避免的存在误差。基准件误 差就是指作为标准量的基准件本身存在的误差。 基准件的误差应不超过总测量误差的 1/31/5 3、 方法误差 方法误差是指选择的测量方法和定位方法 不完善所引起的误差 。 项目一 零件外圆和长度的测量 4、 环境误差 5、 人员误差及读数误差 环境误差是指由于环境因素与要求的标准状态不一 致所引起的测量误差。影响测量结果的环境因素有温 度、湿度、振动和灰尘等。 人员误差是指由于人的主观和客观原因所引起的 测量误差。 6、 测量力引起的变形误差 使用计量器具进行接触测量时，测量力使零件与 测量头接触的部分发生微小变形而产生测量误差。 项目一 零件外圆和长度的测量 三 、 测量误差分类 1、 系统误差 系统误差是指在同一条件下 ， 对同一被测几何 量进行多次重复测量时 ， 误差的数值大小和符号均 保持不变；或按某一确定规律变化的误差 ， 称为系 统误差 。 定值系统误差 变值系统误差 项目一 零件外圆和长度的测量 2、 随机误差 指在同一条件下 ， 对同一被测几何量进 行多次重复测量时 ， 绝对值和符号以不可预 定的方式变化着的误差称为随机误差 。 从表面看 ， 随机误差没有任何规律 ， 表现 为纯粹的偶然性 ， 因此也讲其称为偶然误差 。 多次重复测量 ， 误差的变化服从统计规律 ， 所以 ， 可利用统计原理和概率论对它进行处理 。 项目一 零件外圆和长度的测量 3、 粗大误差 （ 也叫过失误差 ） 是指超出了在一定条件下可能出现的误差 。 它的产生是由于测量时疏忽大意 （ 如读数错误 、 计算错误等 ） 或环境条件的突变 （ 冲击 、 振动 等 ） 而造成的某些较大的误差 。 在处理数据时 ， 必须按一定的准则从测量数据 中剔除 。 项目一 零件外圆和长度的测量 四 、 测量精度分类 测量精度是指几何量的测得值与其真值的 接近程度 。 a）精密度高 b）正确度高 c）准确度高 d）准确度低 项目一 零件外圆和长度的测量 1、 精密度 在同一条件下对同一几 何量进行多次测量时 ， 该 几何量各次测量结果的一 致程度 。 它表示测量结果受随机 误差的影响程度 。 若随机 误差小 ， 则精密度高 。 项目一 零件外圆和长度的测量 2、 正确度 在同一条件下对同一几 何量进行多次测量时 ， 该 几何量测量结果与其真值 的符合程度 。 它表示测量结果受系统 误差的影响程度 。 若系统 误差小 ， 则正确度高 。 项目一 零件外圆和长度的测量 3、 准确度 （ 或称精确度 ） 表示对同一几何量进行 连续多次测量所得到的测得 值与真值的一致程度 。 它表 示测量结果受系统误差和随 机误差的综合影响程度 。 若 系统误差和随机误差都小 ， 则准确度高 。 项目一 零件外圆和长度的测量 三、测量误差及其处理 5.随机误差的特性与处理 实验： 对某一零件用相同的方法进行 150次重复 测量，可得 150个测得值，然后将测得的尺寸进 行分组。 从 7.131、 7.1327.141mm ，每隔 0.001mm为一组，分十一组，各测得值及出现 次数如表所示 ： 随机误差的特性 项目一 零件外圆和长度的测量 频率直方图 项目一 零件外圆和长度的测量 将上述实验的测量总次数 N无限增大（ N ）， 而分组间隔 x无限减小 ( x 0)，且用横坐标表示随机 误差，纵坐标表示对应的随机误差的概率密度，则可以 得到如图所示的光滑曲线，即随机误差的正态分布曲线， 也称 高斯曲线 。 项目一 零件外圆和长度的测量 1.量具的认识与使用 游标卡尺 使用方法 测量前 测量时 测量注意事项 项目一 零件外圆和长度的测量 项目一 零件外圆和长度的测量 项目一 零件外圆和长度的测量 项目一 零件外圆和长度的测量 项目一 零件外圆和长度的测量 项目一 零件外圆和长度的测量 2.外径千分尺 项目一 零件外圆和长度的测量 千分尺 项目一 零件外圆和长度的测量 使用方法： (1) 根据所测尺寸的大小选好相应测量范围 的千分尺，并把工件的被测部位以及千分尺的两 侧砧揩试干净。 (2) 把工件放在顶尖架上或干净的工作台 上，然后左手拿住尺架上的隔热板部位，右手旋 动测力装置，使微分筒和活动测杆移动，直到两 测砧与工件的被测部位接触，这时如果听见测力 装置发出棘轮跳动的咔咔声，则应停止旋动，进 行读数。 项目一 零件外圆和长度的测量 读数方法 项目一 零件外圆和长度的测量 使用注意事项： (1) 外径千分尺属于精密量具之一，使用时应避 免其受到打击和碰撞，因此需小心谨慎。 (2) 外径千分尺的尺架上装有隔热装置，以防手 温引起尺架膨胀造成测量误差。 (3) 外径千分尺使用完毕，应用布擦干净，在固 定测头和活动测头的测量面间留出空隙，放 入盒中。 项目一 零件外圆和长度的测量 3.机械比较仪 项目一 零件外圆和长度的测量 测量头的选择 工作台的调整 按被测零件的基本尺寸组合所需量块尺寸 仪器标尺零件的调整 将被测工件置于工作台上，对所指定位置 进行测量 测量位置，对同一点多次重复测量取平均 值。 仪器的使用与调整 项目一 零件外圆和长度的测量 任务实施 1、采用千分尺或者游标卡尺测量工件直径与长 度 2、采用机械式比较仪精确测量工件外圆直 径与长度 项目一 零件外圆和长度的测量 项目小结 1、加工误差是加工过程中零件实际几何参数 与理想几何参数之间产生的差异。公差是允 许参数变化的变动量，公差值无正负含义， 它表示尺寸变动范围的大小。 2、基本尺寸是设计时给定的尺寸。 3、极限偏差是极限尺寸减去基本尺寸所得到 的代数值。 4、游标卡尺、千分尺等测量工具的使用方法 及测量步骤。 项目一 零件外圆和长度的测量 正确度、准确度、精确度