《公差配合与测量技术》课程教学资源（讲义）精度检测技术（1/2）

课次:26 授课课题:课题六、机械精度检测技术 基本要求:了解安全裕度、验收极限、测量不确定度等基本概念 掌握用通用计量器具检测工件 重点难点:通用计量器具的选择及验收极限的确定 作业:6-1 参考资料:《公差配合与测量技术》

课次：26 授课课题：课题六、机械精度检测技术 基本要求：了解安全裕度、验收极限、测量不确定度等基本概念 掌握用通用计量器具检测工件 重点难点：通用计量器具的选择及验收极限的确定 作业：6-1 参考资料：《公差配合与测量技术》

精度检测技术 、测量器具的选择 1、测量器具选择时应考虑的因素 普通测量器测量器具的选择应综合考虑以下几方面的因素 (1)测量精度:所选的测量器具的精度指标必须满足被测对象的精度要 求,才能保证测量的准确度。被测对象的精度要求主要由其公差的大小来体现。 公差值越大,对测量的精度要求就越低;公差越小,对测量的精度要求就越髙 般情况下,所选测量器具的测量不确定度只能占被测零件尺寸公差的1/10 1/3,精度低时取1/10,精度高时取1/3。 (2)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、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器具,尽量降低测量成本。 (3)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 2、普通测量器具的选择 普通测量器具包括游标尺、千分尺、指示表和分度值不小于00005mm, 放大倍数不大于200倍的比较仪等。普通测量器具广泛用于检验光滑工件尺 (1)检验条件要求 A)工件尺寸合格与否按一次测量结果来判断 B)普通测量器具一般只用来测量尺寸,不用来测量工件上可能存在的形状误 C)对偏离测量的标准条件所引起的误差以及测量器具和标准器不显著的系统 误差等一般不进行修正 (2)安全裕度A与验收极限 在上述检验条件下检验时,因测量器具的内在误差和测量条件误差综合作 用结果,引起测量结果的分散 A)测量不确定度:评定测量结果的分散程度。由测量器具不确定度u1和温度、 工件形状误差及压陷效应等因素所引起的不确定度u2两部分组成。 B)安全裕度A:测量不确定的允许值。 为防止受测量不确定度的影响而使工件的实际尺寸超出两个极限尺寸范围, 标准规定了检验的安全裕度A。 将验收极限从规定的最大实体尺寸和最小实体尺寸分别向公差带内移动 安全裕度,这样就尽可能防止误收,从而保证工件的配合质量。 安全裕度A由被测工件的尺寸公差来查表确定

精度检测技术 一、测量器具的选择 1、测量器具选择时应考虑的因素 普通测量器测量器具的选择应综合考虑以下几方面的因素： （1） 测量精度：所选的测量器具的精度指标必须满足被测对象的精度要 求，才能保证测量的准确度。被测对象的精度要求主要由其公差的大小来体现。 公差值越大，对测量的精度 要求就越低；公差越小，对测量的精度要求就越高。 一般情况下，所选测量器具的测量不确定度只能占被测零件尺寸公差的 1/10～ 1/3，精度低时取 1/10，精度高时取 1/3。 （2） 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、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器具，尽量降低测量成本。 （3） 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。 2、普通测量器具的选择 普通测量器具包括游标尺、千分尺、指示表和分度值不小于 0.0005mm， 放大倍数不大于 2000 倍的比较仪等。普通测量器具广泛用于检验光滑工件尺 寸。 （1）检验条件要求 A）工件尺寸合格与否按一次测量结果来判断。 B）普通测量器具一般只用来测量尺寸，不用来测量工件上可能存在的形状误 差。 C）对偏离测量的标准条件所引起的误差以及测量器具和标准器不显著的系统 误差等一般不进行修正。 （2）安全裕度 A 与验收极限 在上述检验条件下检验时，因测量器具的内在误差和测量条件误差综合作 用结果，引起测量结果的分散。 A）测量不确定度：评定测量结果的分散程度。由测量器具不确定度 u1 和温度、 工件形状误差及压陷效应等因素所引起的不确定度 u2 两部分组成。 B）安全裕度 A：测量不确定的允许值。 为防止受测量不确定度的影响而使工件的实际尺寸超出两个极限尺寸范围， 标准规定了检验的安全裕度 A。 将验收极限从规定的最大实体尺寸和最小实体尺寸分别向公差带内移动一 安全裕度，这样就尽可能防止误收，从而保证工件的配合质量。 安全裕度 A 由被测工件的尺寸公差来查表确定

(3)测量器具的选择 测量器具可根据测量器具不确定度允许值来选择。査表3-8、3-9、3-10选 择计量器具,使所选计量器具不确定的值U1′小于等于UI即:U1′≤Ul。 可举例说明 例1被测工件为一φ50f8mm的轴,试确定验收极限并选择合适的测量器 具 解:①确定工件的极限偏差 es=-0.025ei=-0.064 ②确定安全裕度A和测量器具不确定度允许值u。 亥工件的公差为0.039m,从表6-1查得A=0.0039,u1=0.0035。 ③选择测量器具。按工件基本尺寸50mm,从表6-3查知,分度值为0.005mm 的比较仪不确定度u为0.0030m,小于允许值0.0035mm,可满足使用要求 ④计算验收极限。 上验收极限=dm-A=(50-0.025-0.0039)mm=49.9711 下验收极限=dan+A=(50-0.064+0.0039)mm=49.9399mm 当现有测量器具的不确定(u1)达不到“小于或等于Ⅰ档允许值(u)”这 要求时,可选取用表6—1中的第Ⅱ档(u1),重新选择测量器具,否则还可 选择第Ⅲ档。 例2被测工件为一中35e9mm的轴,试确定验收极限并选择合适的测量器 具。 解:①确定工件的极限偏差。 es=-0.050ei=-0.112 ②确定安全裕度A和测量器具不确定度允许值u 该工件的公差为0.062mm,从表6-1查得A=0.0062,u2=0.0056。 ③选择测量器具。按工件基本尺寸50mm,从表6-7查知,分度值为0.01mm 的外径千分尺的不确定度u为0.004mm,小于允许值0.0056mm,可满足使用要 求。 ④计算验收极限。 上验收极限=dm-A=(35-0.050-0.0062)mm=34.9438mm 下验收极限=da+A=(35-0.112+0.0062)mm=34.8942m 目前,千分尺是一般工厂在生产车间使用非常普遍的测量器具,为了提高千分 尺的测量精度,扩大其使用范围,可采用比较测量法。比较测量时,可用产品 样件经高一精度等级的精密测量后作为比较标准,也可用量块作为标准器。 、在精密测量中测量器具的选择方法 在对某一精度要求较髙的工件进行精密测量时,可按测量方法精度系数K 来选择测量器具 测量方法精度系数K=测量方法极限误差Δ÷被测件的公差值T,一般K值

（3）测量器具的选择 测量器具可根据测量器具不确定度允许值来选择。查表 3-8、3-9、3-10 选 择计量器具，使所选计量器具不确定的值 U1′小于等于 U1 即：U1′≤U1。 可举例说明。 例 1 被测工件为一φ50f8mm 的轴，试确定验收极限并选择合适的测量器 具。 解：①确定工件的极限偏差。 es=-0.025 ei=-0.064 ②确定安全裕度 A 和测量器具不确定度允许值 u1。 该工件的公差为 0.039mm，从表 6—1 查得 A=0.0039，u1=0.0035。 ③选择测量器具。按工件基本尺寸 50mm，从表 6—3 查知，分度值为 0.005mm 的比较仪不确定度 u1为 0.0030mm,小于允许值 0.0035mm，可满足使用要求。 ④计算验收极限。 上验收极限=dmax-A=(50-0.025-0.0039)mm=49.9711mm 下验收极限=dmin+A=(50-0.064+0.0039)mm=49.9399mm 当现有测量器具的不确定（u1）达不到“小于或等于Ⅰ档允许值（u1）”这 一要求时，可选取用表 6—1 中的第Ⅱ档（u1），重新选择测量器具，否则还可 选择第Ⅲ档。 例 2 被测工件为一φ35e9mm 的轴，试确定验收极限并选择合适的测量器 具。 解：①确定工件的极限偏差。 es=-0.050 ei=-0.112 ②确定安全裕度 A 和测量器具不确定度允许值 u1。 该工件的公差为 0.062mm，从表 6—1 查得 A=0.0062，u1=0.0056。 ③选择测量器具。按工件基本尺寸 50mm，从表 6—7 查知，分度值为 0.01mm 的外径千分尺的不确定度 u1为 0.004mm,小于允许值 0.0056mm，可满足使用要 求。 ④计算验收极限。 上验收极限=dmax-A=(35-0.050-0.0062)mm=34.9438mm 下验收极限=dmin+A=(35-0.112+0.0062)mm=34.8942mm 目前，千分尺是一般工厂在生产车间使用非常普遍的测量器具，为了提高千分 尺的测量精度，扩大其使用范围，可采用比较测量法。比较测量时，可用产品 样件经高一精度等级的精密测量后作为比较标准，也可用量块作为标准器。 二、在精密测量中测量器具的选择方法 在对某一精度要求较高的工件进行精密测量时，可按测量方法精度系数 K 来选择测量器具。 测量方法精度系数 K=测量方法极限误差Δ÷被测件的公差值 T，一般 K 值

取1/3~1/10。对于公差值较小的工件,K值可等于或接近1/3:对于公差值较 大的工件,K值最小可取为1/10,在一般情况下K值可取为1/5。也可根据被 测工件的公差等级,按测量方法精度系数K的选择表(表6-4)来确定 表6—4测量方法精度系数K选择表 工件精 ITIl 度等级 IT5 IT6 IT7 IT8 I9|1T10 IT16 32.5 27.5 10 选择测量器具时,先根据被测工件的公差确定K值,然后计算出允许的测 量方法极限误差Δ,则所选测量器具的测量方法的极限误差应小于或等于该值。 从经济角度考虑,计算值与实际选择值越接近越好

取 1/3～1/10。对于公差值较小的工件，K 值可等于或接近 1/3；对于公差值较 大的工件，K 值最小可取为 1/10，在一般情况下 K 值可取为 1/5。也可根据被 测工件的公差等级，按测量方法精度系数 K 的选择表（表 6—4）来确定。 表 6—4 测量方法精度系数 K 选择表 工件精 度等级 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11～ IT16 K/% 32.5 30 27.5 25 20 15 10 选择测量器具时，先根据被测工件的公差确定 K 值，然后计算出允许的测 量方法极限误差Δ，则所选测量器具的测量方法的极限误差应小于或等于该值。 从经济角度考虑，计算值与实际选择值越接近越好