互换性与测量技术基础

包含互换性前五章的内容。由于课本改版，部分内容需要以课本为准。整理不易，如有错漏，多多包涵。

互换性

• 绪论
  • 互换性
    • 统一规格的零部件，不需要任何挑选，调整，或修配，就能装配到机器上去，并且符合使用性能要求，即互换性
    • 意义
      • 减小设计工作量，缩短设计周期
      • 制造，实现加工装配机械化，自动化，生产率高质量高成本低
      • 及时更换磨损部件，减少维修的时间和费用，提高设备利用率
    • 分类
      • 按互换的范围
        • 几何参数
          • 尺寸
          • 位置
          • 形状
        • 功能互换
          • 几何参数
            • 尺寸
            • 位置
            • 形状
          • 物理性能
          • 化学性能
          • 力学性能
      • 互换的程度
        • 完全互换
          • 装配精度要求高，制造精度要求高，加工困难，成本提高
        • 不完全互换
          • 降低制造精度便于加工，测量并按实际尺寸分组，分组装配，组内具有互换性
    • 必要条件
      • 合理确定公差，正确进行检测
  • 公差
    • 尺寸公差
      • 轴和孔
    • 形状公差
      • 直线度，平面度，圆柱度
    • 位置公差
      • 平行度，垂直度，同轴度
    • 表面粗糙度
  • 检测
    • 判断完工后的零件是否满足公差要求
    • 检验
      • 确定零件的几何参数是否在规定的极限范围内，作出合格性判断
    • 测量
      • 将被测量与标准量进行比较，以确定具体数值的过程
    • 检验仅得出合格不合格 测量得出具体数值
    • 作用
      • 评定产品质量
      • 分析不合格原因
      • 调整生产，监督工艺过程，预防废品
  • 标准化
    • 对重复性事物和概念所做的统一的规定
      • 不同等级标准
        • 国家标准
          • GB GB/T
        • 行业标准
          • JB
        • 地方标准
          • DB
        • 企业标准
          • Q
      • 国际标准
        • ISO 国际标准化组织
        • IEC国际电工委员会
    • 标准化
      • 制定发布实施标准，达到统一
    • 优先数和优先数系
      • 用于工程上各种技术参数的简化，协调统一
      • 优先数系
        • 十进制等比数列
          • 分为十进段，1～10，10~100
        • 基本系列
          • R5
            • 1.6
              • 1 1.6 2.5 4.00 6.30 10.00
          • R10
            • 1.25
              • 1.00 x x x x x x x x 10.00
          • R20
            • 1.12
          • R40
            • 1.06
        • 补充系列
          • R80
            • 1.03
        • 公比 计算优先数
          • 把每个十进段分成了k段，R k
          • 每个数系包含之前的数系的数值
          • 计算值，取四位小数，5位有效数字
          • 常用值，两位小数，3有效数字
          • 不用记，考试给
        • 对各种技术参数的数值进行协调 简化 统一 的一种数值制度
      • 派生系列
        • 从基本系列和补充系列中 隔项取值，如R5/2系列

测量技术基础

• 概述
  • 测量的概念
    • 为确定被测量的量值而进行的实验过程
    • 将被测量与复现计量单位的标准量进行比较的过程
    • 基本测量方程式 L=qE
      • L 被测量值
      • E计量单位
      • q 比值
  • 测量过程
    • 测量对象
      • 几何量
    • 计量单位
      • 长度 m mm nm
      • 角度 rad ‘ ”
    • 测量方法
      • 测量原理
      • 计量器具
      • 测量条件
      • 测量步骤
    • 测量精确度
      • 测量结果与真值的一致程度
  • 测量要求
    • 使用统一的标准量
    • 使用适当的测量方法和器具
    • 达到必要的测量精确度
• 计量单位
  • 定义
    • 有明确的的定义和名称，且数值为1的一个固定物理量
  • 要求
    • 统一，稳定，能够复现，便于应用
  • 我国计量单位相关法律
    • 中华人民共和国计量法
    • 中华人民共和国法定计量单位
  • 长度计量单位 与量值传递
    • 基本单位
      • 米
        • 国际米原器
        • 光的波长的为基准，在真空中
        • 氦氖激光波长
    • 量值传递系统
      • 0.633微米波长标准
        • 刻线量具
          • 线纹尺
        • 端面量具
          • 量块
      • 量块
        • 没有刻度的平面平行端面量具
        • 以两相互平行的测量面之间的距离
        • 特殊合金
        • 作用
        • 特点
          • 线胀系数低
          • 长方六面体
          • 两个平行测量面
          • 没有刻度
          • 研合性好
            • 表面粗糙度小
          • 按一定尺寸系列成套成产供应，组合使用
        • 尺寸L
          • 量块测量面上中心点的量块长度
          • >=6
            • 名义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
          • <6
            • 名义尺寸刻在上测量面上
        • 使用
          • 组合使用
            • 块数尽量少，不超过4，减小累计误差
              • 最少才最优
            • 必须从同一套量块中选取，不能混选
            • 测量面与非测量面不能研合
            • 组合时，下测面一律朝下
            • 组合方法，从消去尺寸的最末位开始逐一选取
            • 原则
          • 按级使用
            • 以标称尺寸为工作尺寸，包含制造误差
            • 工件尺寸= 标称长度+ 读数
          • 按等使用
            • 以实测中心长度为工作尺寸，排除制造误差,包含检定误差，精度更高
            • 工件尺寸=标称长度+读数+(实际尺寸-标称长度)
            • 工件尺寸=标称长度+读数-示值误差
          • 说明书
        • 精度等级
          • 按制造精度分级
            • k 0 1 2 3
          • 按检定精度分等
            • 1 2 3 4 5
  • 角度计量单位 与量值传递
    • 角度量值传递
      • 无需自然基准
      • 高精度分度以多面棱体作为角度基准
        • 配合激光 利用光学平面完成分度
        • 正十二面棱体 30度
      • 角度量块
        • 三角形
          • 一个工作角，10 ～79
        • 四边形
          • 四个工作角，
            • 80  ～ 100 
          • 相邻工作角之和
            • 180 
• 计量器具和测量方法
  • 器具分类
    • 按用途
      • 标准计量器具
        • 量块 多面棱体 线纹尺
      • 通用计量器具
        • 千分尺 百分表 测长仪
      • 专用测量器具
        • 量规 （卡规 塞规）圆度仪
    • 工作原理
      • 机械式
        • 百分表 千分表 杠杆齿轮式比较仪
      • 光学式
        • 自准直仪 投影仪 干涉仪 光学比较仪
      • 气动
        • 水柱式 浮标式气动量仪
      • 电动
        • 电感式电容式比较仪 电动轮廓仪
      • 光电
        • 光电自准直仪 光电显微镜🔬 光电测长仪
  • 基本度量指标
    • 作用
    • 指标
      • 分度值
        • 标尺相邻两刻线之间所代表被测量的量值
      • 标尺间距
        • 标尺相邻两刻线之间的距离
      • 示值范围/标尺范围
        • 计量器具所能表示的最小值到最大值的范围
      • 测量范围
        • 计量器具能测量的零件的最小值到最大值
      • 普通仪器相同，特殊仪器如比较仪不同
    • 灵敏度
      • 计量器具对测量变化的反应能力
      • 单位一致时也称为放大比
    • 测量力
      • 计量器具的测头与被测表面之间的接触力
    • 示值误差
      • 示值-真值 的代数差
        • 可用修正值修正
    • 示值变动量
      • 测量条件不变，计量器具对被测量多次测量所得示值中的最大差值
    • 回程误差
      • 相同条件下，往返两个方向测量时，示值的最大变动量
    • 不确定度
      • 综合指标，由于误差的存在而对被测量不能肯定的程度，用极限误差表示
        • 查表
        • 不可修正
  • 测量方法
    • 所测之量是否被测量
      • 直接测量
        • 直接从计量器具获得被测量的量值
      • 间接测量
        • 有一定函数关系的量
    • 完整数值？
      • 绝对测量
        • 示值范围等于测量范围
      • 相对测量
        • 比较仪
    • 被测参数的数量
      • 单项测量
      • 综合测量
        • 螺旋
    • 工件与测头接触？
      • 接触测量
      • 非接触测量
    • 测量时机与加工过程的关系
      • 在线测量
        • 主动测量 在加工过程中测量工件
      • 离线测量
        • 被动测量，在加工后测量工件
    • 测量条件？
      • 等精度测量
        • 决定测量精度的全部因素或条件不变
      • 不等精度测量
        • 决定测量精度的全部因素或条件可能完全改变或部分改变
• 测量误差
  • 人在一定环境中用特定仪器 特定方法完成测量
  • 测量误差公理
    • 在测量的过程中，测量误差始终存在
    • 推论
      • 不可能确切得知被测量的真值
      • 可以在一定置信条件下得知被测量的真值所处的置信区间
  • 概念
    • 测量值与真值之差
    • 绝对误差
      • 不可知
    • 相对误差
      • 决定测量精度
  • 来源
    • 计量器具误差
      • 设计
        • 近似设计或不符合阿贝原则
          • 被测长度与基准长度沿测量轴线成直线排列
      • 制造
        • 零件制造和装配误差
      • 使用
        • 零件变形，表面磨损等 标准器误差
      • 计量器具本身在以上过程中造成的误差
    • 测量方法误差
      • 测量方法不完善引起的
      • 计算公式不准
      • 方法选择不当
      • 测量基准不统一
      • 工件安装不合理
    • 测量环境误差
      • 测量时环境条件不符合标准引起的
        • 温度 湿度 振动 气压 灰尘
    • 人员误差
      • 熟练程度，分辨能力，思想情绪
  • 误差的种类
    • 系统误差
      • 一定测量条件下，多次测量同一量值，误差的大小 符号均不变或者按一定规律变化的误差
        • 正确度
          • 在同一条件下 对同一几何量经多次测量 该几何量测量结果与真值的符号程度
          • 精密度较差，正确度较好
    • 随机误差
      • 一定测量条件下，多次测量同一量值，误差的大小 符号 以不可预定的方式变化的误差
        • 精密度
          • 在同一条件下 对同一几何量经多次测量 该几何量各次测量结果的一致程度
          • 精密度较好，正确度较差
        • 正态分布
          • 99.73%
    • 准确度
      • 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
    • 粗大误差
      • 主观疏忽或客观条件下突变产生的数值较大的误差
    • 测量精度
      • 指几何量的测得值与其真值的接近程度，描述测量误差的影响
• 测量数据处理
  • 随机误差
    • 估计其数值范围，减小影响
      • 算术平均值
        • 近似为真值
      • 剩余误差 v
        • 残差
        • 测量值与算术平均值之差
      • 标准偏差
        • 贝塞尔公式
      • 极限误差
      • 测量结果
  • 粗大误差
    • 剔除
  • 步骤
    • 求算数平均值
    • 求剩余误差
      • 绝对误差
        • 不可知
    • 求单次测量值的标准偏差估计值
    • 求单次测量的极限误差
      • 99.7%
    • 判断并剔除粗大误差
      • 一次剔除一个
    • 求算数平均值的标准偏差
    • 测量结果
      • 一个区间
  • 系统误差
    • 发现后消除或修正
    • 发现
      • 定值系统误差
        • 实验对比方法发现
      • 变值系统误差
        • 剩余误差观察法
    • 修正
      • 从误差产生根源消除
      • 加修正值
      • 两次读数
      • 对称测量法
      • 半波法消除

尺寸公差 配合 检测

• 基本术语
  • 尺寸公差与配合也称为 圆柱体结合的公差与配合
    • 一批轴，一批孔之间的配合
    • 圆柱体结合
      • 实现回转
      • 定心
      • 联结功能
    • 实际尺寸
      • Da da 测量所得
      • 实际尺寸并非真值
    • 基本尺寸
      • 孔Ｄ 轴d 设计者给定
      • 经过圆整的尺寸，非 理想尺寸
    • 极限尺寸
      • Dmax Dmin dmax dmin
      • 尺寸允许变化范围的界限，判别零件实际尺寸合格
  • • 极限偏差
      • 极限尺寸➖基本尺寸 代数差
      • 上偏差
        • ES=Dmax-D
        • es=dmax-d
      • 下偏差
        • EI=Dmin - D
        • ei=dmin-d
    • 尺寸公差
      • 上偏差-下偏差
      • 孔公差
        • Th=Dmax-Dmin=ES-EI
      • 轴公差
        • Ts=dmax-dmin=es-ei
  • 公差带图解
    • 无需单位
    • 零线
      • 偏差的基准线。基本尺寸所指的线
    • 公差带
      • 上下偏差两条直线限定的区域
      • 剖面线
        • 孔////
        • 轴\\\\\
    • 标准公差
      • 确定公差带的大小
    • 基本偏差
      • 确定相对于零线的位置
        • 靠近零线的上偏差
        • 靠近零线的下偏差
  • 配合
    • 基本尺寸相同，相互结合的孔和轴公差带的关系
    • 轴 shaft 包括非圆柱形外表面
    • 孔hole 包括非圆柱形内表面
    • 在孔和轴的配合中，孔的尺寸➖轴的尺寸得到的代数差 正间隙 负过盈
    • 配合
      • 间隙配合
        • 孔的公差带在轴的公差带之上
        • 相对运动，滑动副
      • 过盈配合
        • 孔的公差带在轴的公差带之下
        • 传递扭矩，永久联结
      • 过渡配合
        • 可能有间隙或过盈的配合，轴的公差带与孔的公差带相互交叠
        • 定心定位 可拆联结
      • 配合公差
    • 配合制 基准制
      • 基孔制配合
        • 孔为基准件，称基准孔，轴为非基准件
      • 基轴制配合
        • 轴为基准件，称基准轴，孔为非基准件
    • 计算
• 尺寸的公差与配合
  • 标准公差系列
    • 标准公差等级
      • 确定尺寸精确程度的等级，共20级
    • • 基本尺寸分段
        • 13个主段落
          • 中间段落
  • 基本偏差系列
    • 基本偏差及其代号28种
      • 确定相对于零线的位置
        • 靠近零线的上偏差
        • 靠近零线的下偏差
    • 公差带代号
      • 基本偏差代号+公差等级数
    • 轴的基本偏差数值
    • 孔的基本偏差数值
      • 由轴的基本偏差换算得到
        • 换算原则 同名配合 H9/f9与F9/h9，H7/p6与P7/h6
        • 同名 极限间隙相同
        • 同名同级 倒影原则
        • 同名不同级 存在derta 保证配合性质不变
  • 装配图的标注
  • 常用公差带及配合
    • 公差带
      • 轴 544 孔 543
  • 未注公差
    • 特点
      • 公差带对称分布
      • 图样中只标注基本尺寸，在技术要求中注明公差等级代号
      • 当允许比一般公差更大的公差且更经济时，直接注极限偏差数值
      • 一般不检验，抽查即可
• 尺寸公差与配合的选用
  • 基准制选择
    • 优先选择基孔制
      • 从工艺和经济效益考虑，减少定值刀具和量具数量
      • 中等尺寸高精度的孔，一般用铰刀 拉刀定制工具加工，一般选用基孔制
    • 其次选择基轴制
      • 轴是标准件或不需要机械加工的原材料
      • 直径小于1mm的精密轴
      • 同一基本尺寸的轴上装配不同配合要求的孔件 一轴配多孔
    • 特殊 非基准制
      • 一孔多轴 一轴多孔
        • 轴承端盖和箱体孔
  • 公差等级选择
    • 确定尺寸的制造精度
      • 协调使用要求与制造成本 尽可能低（大）的公差等级
    • 注意
      • 高精度配合 孔比轴低一级，低精度配合，孔轴同级
      • 过盈和过渡配合公差等级不能太低
        • 间隙小 等级高
        • 间隙大 等级低
      • 非基准制配合，精度要求不高 可与配合零件差2～3级
  • 基本偏差代号
    • 配合种类选择
    • 类比法
      • 类别选择
        • 间隙配合
          • 无相对运动用紧固件来保证无相对运动，需要拆装方便
          • 有相对运动
          • 基本偏差a～h
        • 过渡配合
          • 基本偏差及～n
          • 对中性好 便于拆装
          • 无相对运动
        • 过盈配合
          • 无需紧固件传递载荷 不常拆装
          • 无相对运动
          • 基本偏差p～zc
    • 计算法
      • 计算题
• 尺寸的检测
  • 验收极限与计量器具的选择原则
    • 只接受位于规定的验收极限之内的工件
      • 原则：允许误废，不允许误收
    • 特点
      • 普通计量器具检测
      • 一次测量
      • 存在误废和误收的可能
    • 验收极限
      • 检验工件尺寸 判断合格与否的尺寸界限
      • 方法一
        • 根据极限尺寸和安全裕度A确定
          • 安全裕度A取工件公差的1/10
          • 上验收极限=最大极限尺寸-A 下验收极限=最小极限尺寸+A
        • 包容要求E
      • 方法二
        • 根据极限尺寸确定
          • 上验收极限=最大极限尺寸 下验收极限=最小极限尺寸
        • 用于非配合尺寸和一般尺寸
        • 正态分布
          • Cp=T/cxigema =T/6xigema>=1
      • 偏态分布
  • 计量器具选择原则
    • 计量器具的不确定度值<=测量不确定度u1的允许值u1 。
      • u1的值一般为I、II、III三档
        • 工件公差的1/10，1/6，1/4。IT6~IT11分I、II、III三档，IT12~IT18分为I、II两档。优先选用I档，其次II档、III档。
  • 尺寸的测量方法
    • 光滑极限量规
      • 光面塞规
      • 卡规
      • 锥度塞规
    • 通用计量器具
      • 单件小批量生产
      • ➢ 游标类器具：游标卡尺、游标深度尺、游标高度尺 ➢ 螺旋测微器具：外径千分尺、内径千分尺 ➢ 指示表：百分表、千分表、杠杆百分表、内径百分表 ➢ 精密计量器具：卧式测长（分度值1um 精确值0.1um）仪、光学比较仪、电感测微仪、浮标式气动量仪

几何公差与检测

• 基本概念
  • 几何要素：构成零件几何特征的点、线、面。
    • 结构特征
      • 组成要素
        • （轮廓要素）
        • 构成零件外形的点、线、面。
      • 导出要素
        • （中心要素）
        • 由一个或几个组成要素对称中心得到的中心点、中心线或中心平面
    • 存在状态
      • 实际要素
        • 零件上实际存在的要素。
      • 理想要素
        • 具有几何意义的要素，图样上表示的要素
    • 所处地位
      • 被测要素
        • 图样上给出几何公差要求的要素，检测的对象。
      • 基准要素
        • 用来确定被测要素方向或位置的要素
    • 功能关系
      • 单一要素
        • 仅对要素自身给出形状公差的要素。
      • 关联要素
        • 对其它要素有方位要求的要素，规定方向、位置和跳动公差的要素
    • 提取或拟合
      • 提取要素
        • 按规定的方法，由实际要素提取有限数目的点所形成的要素，近似替代实际要素。
        • 由一个或几个提取组成要素得到的中心点、中心线或中心面。
      • 拟合要素
        • 按规定的方法，由提取要素形成并具有理想形状的要素。
  • 几何公差带
    • 用来限制被测提取要素的区域，零件提取要素在该区域内为合格
    • 具有
      • 形状 大小 方向 和 位置
        • 四要素
  • 理论正确尺寸
    • 不附带公差，用方框表示
    • 它只表达设计时，对被测要素的理想要求
  • 被测要素的标注
    • 被测要素为轮廓要素时，箭头指向该要素的轮廓线或其延长线上，但必须与尺寸线错开
      • 对圆度公差，指引线的箭头应垂直指向回转体的轴线。
      • 箭头方向为公差带的宽度方向。
    • 被测要素为中心要素时，指引线箭头应对准尺寸线
    • 指引线原则上只能从公差框格的一端引出，可以曲折，但一般不得多于两次
    • 公差框格
      • 细实线
      • 两格用于形状误差
      • 多格用于位置公差
  • 基准
    • 单一基准：只由一个要素建立的基准
    • 公共基准（组合基准）A-B
      • 由两个或两个以上要素建立一个独立的基准
    • 基准体系（三基面体系）CAB
      • 由三个相互垂直的平面构成一个基准体系
  • 简化标注
    • 同一要素，多项要求可叠加
    • 同一公差，成组要素可标注一个，在公差框格上方标明要素的数量
    • 同一公差，多项要素可标注一个，多个指引箭头
  • 比较
    • 形状公差值应小于方向公差值
    • 一般给出方向公差值即可
    • 几何公差带与尺寸公差带的异同
      • 相同点：公差带的功能是相同的，限制实际要素变动的区域
      • 不同
        • 几何公差带通常是一个空间区域
          • 形状、大小、方向、位置
        • 尺寸公差带是平面区域
          • 位置、大小
• 形状公差
  • 特点
    • 单一要素 没有基准
    • 直线度公差带形状不唯一，其他唯一
    • 公差带的方向和位置浮动
    • 公差带大小由公差值t 决定
  • 直线度公差
    • 限制直线要素的变动量
      • 给定平面内
        • 线纹尺刻线
        • 公差带在两平行直线内
      • 给定方向上
        • 公差带在两平行平面内
        • 刀口尺，导轨
      • 给定两个相互垂直的方向
        • 公差带在两组平行平面内
        • 三棱尺
      • 任意方向上ф
        • 公差带在一圆柱范围内
        • 回转体轴线
  • 平面度公差
    • 圆度公差
      • 圆柱度公差
        • 同心圆，但圆心未被限制
  • 形状误差及其评定
    • 误差是被测实际要素相对理想要素得到的变动量
      • 理想要素由最小条件准则确定
        • 被测实际要素相对于理想要素的最大变动量为最小
        • 轮廓要素的最小条件
          • 理想要素位于零件实体之外与提取要素接触，并使被测要素对理想要素的最大变动量为最小
        • 导出要素的最小条件
          • 理想要素应穿过提取导出要素并对理想要素的最大变动量为最小。
    • 评定误差值用最小包容区域法
      • 包容被测提取要素且具有最小宽度或直径的区域
      • 最小包容区域的形状与形状公差带相同，其大小、方向和位置随提取要素而定
    • 直线度误差评定时的最小包容区域的确定
      • 三点接触
        • “高－低－高”或“低－高－低
      • 首尾两点连线法
        • 求首尾两点是最低点或最高点
    • 平面度误差评定时的最小包容区域的确定，三点或四点相接触
      • 三角形准则
      • 交叉准则
      • 直线准则
    • 圆误差评定时的最小包容区域的确定
      • 有内外交替四点与两同心圆接触
  • 形状误差的检测
    • 检测原则：将被测实际要素与理想要素进行比较的原则
    • 理想要素
      • 由实物体现
        • 直线度误差测量
          • 用刀口尺测量
          • 用优质钢丝和测量显微镜测量
          • 用水平仪测量
          • 用自准直仪和反射镜测量
        • 平面度误差测量
          • 用平晶测量
          • 用平板和带指示表的表架测量
          • 用水平仪测量
          • 用自准直仪和反射镜测量
        • 圆度误差测量
          • 两点法
            • 千分尺或游标卡尺
          • 三点法
            • V形块和指示表
          • /2
          • 坐标法
            • 用三坐标测量机测量
      • 用运动轨迹体现
        • 圆度误差测量
          • 回转轴法
            • 圆度仪测量
• 方向公差
  • 被测关联实际要素的方向对其理论正确方向的允许变动量，理论正确方向由基准确定
  • 特点
    • 相对于基准有确定的方向
      • 位置是不确定的
    • 可以综合控制被测要素的方向和形状
  • 平行度
    • 线对线，给定一个方向
    • 线对线，给定两个相互垂直方向
    • 线对线，任意方向∅
    • 面对面
    • 线对面
    • 面对线
  • 垂直度
    • 面对面
      • 公差带在两平行平面内
    • 线对面∅
  • 倾斜度
    • 面对线
      • 公差带在两平行平面内
    • 线对面
      • 公差带两平行平面
      • 公差带圆柱面
    • 线对线
      • 公差带在两平行平面内
      • 被测直线与基准直线在同一平面
    • 基准＋理论正确角度
      • 箭头垂直于被测表面
  • 方向误差及其评定
    • 方向误差：被测实际要素对一具有确定方向的理想要素的变动量，理想要素的方向由基准确定
      • 理想要素由最小条件准则确定
    • 评定误差值用方向最小包容区域法
      • 按理想要素的方向包容被测提取要素，且具有最小宽度或直径的包容区域
    • 基准的建立
      • 由实际基准要素建立理想基准要素时，应满足最小条件
      • 基准
        • 由提取平面建立基准
        • 由提取直线建立基准直线
        • 由提取轴线或中心线建立基准
        • 公共基准轴线的建立
        • 三基面体系
      • 方法
        • 模拟法
          • 用形状精度足够高的精密表面来体现基准
        • 分析法
          • 通过对基准提取要素进行测量，然后经数据处理求出符合最小条件的拟合要素作为基准
        • 直接法
          • 以形状精度足够高的基准提取要素自身为基准
        • 目标法
          • 以基准提取要素上规定的若干点、线、面构成基准
  • 测量方法
    • 线对线 面对线等方向误差测量
      • 线对线平行度误差
        • 芯轴模拟孔的轴线
        • 导向块上的孔模拟轴的轴线
      • 面对线垂直度误差
    • 面对面方向误差
      • 平板和指示表
• 位置公差
  • 同轴度∅
    • 圆心/轴线与基准重合
  • 对称度
    • 面对面
      • 被测对象为实际中心平面
      • 基准为基准中心平面
    • 线对线
      • 销孔
      • 被测孔的轴线
        • 公差带为两平行平面
    • 面对线
      • 键槽
  • 位置度
    • 点的位置度
      • SΦ0.08
        • 公差带为球面
          • 其球心由基准确定
    • 线的位置度 轴线给定方向
    • 线的位置度 轴线任意方向∅
    • 成组要素∅
    • 面的位置度
  • 位置公差带的特点
    • 相对于基准有确定的位置
      • 公差带的位置由理论正确尺寸确定
    • 同轴度 共线，位置度 共面为主要研究对象
      • 理论正确尺寸为零
    • 公差值t指被测实际要素变动区域的全量，而不是实际要素对理想要素的偏离量
    • 位置度公差约束最强
      • 位置
      • 方向
      • 形状
  • 位置误差
    • 被测提取要素对一具有确定位置的理想要素的变动量，理想要素的位置由基准和理论正确尺寸确定
    • 评定误差值用定位最小包容区域法
      • 按理想要素的位置 包容被测提取要素，且具有最小宽度或直径的包容区域
  • 位置误差的测量
    • 同轴度误差的检测
      • V形块加表架法
      • 量规法
    • 对称度误差测量
      • 打表测量
        • 两数相减直接就是T
      • 综合量规测量
    • 位置度误差检测
      • 坐标测量机
      • 综合量规
  • 通常对该要素不再给出方向公差和形状公差
• 轮廓公差
  • 线轮廓度
    • 包络线
      • 被包络圆的圆心在理论正确轮廓线上
    • 有基准
      • 理论正确轮廓线对基准有要求
    • 无基准
  • 面轮廓度
    • 包络面
      • 被包络球的球心在理论正确轮廓面上
  • 轮廓公差带特点
    • 无基准的是形状公差
      • 理论正确轮廓线位置不确定
    • 有基准的是方向或位置公差
      • 理论正确轮廓线位置唯一确定
  • 测量方法
    • 线轮廓误差
      • 轮廓样板
      • 轮廓样板➕指示表
      • 仿形测量装置
        • 三坐标测量机
          • 投影仪
    • 面轮廓误差
      • 成套截面轮廓样板
      • 仿形测量装置、光学跟踪轮廓测量仪、三坐标测量机等
• 跳动公差
  • 关联实际要素绕基准轴线回转一周或连续回转时所允许的最大变动量
  • 圆跳动
    • 径向圆跳动
      • 同心圆 有基准
        • t是半径差
    • 轴向圆跳动
      • 端面圆跳动
        • t是两个等径圆之间的距离
    • 斜向圆跳动
      • 测量方向与被侧面垂直
        • t是素线方向
      • 圆度公差指向回转中心
    • 被测要素在某个测量截面内相对于基准轴线的变动量，在一个截面上测量
  • 全跳动
    • 径向全跳动
      • T是半径差
      • 控制圆柱度、同轴度、圆度、径向圆跳动、素线直线度等
    • 轴向全跳动
      • 端面全跳动
      • t是与基准轴线垂直的两平行平面之间的区域
      • 控制端面对基准轴线的垂直度，也控制端面的平面度误差
    • 整个被测要素相对于基准轴线的变动量，在整个表面上测量
  • 特点
    • 以测量方法为依据，由指示器的最大值和最小值之差反应
    • 只有回转体才能用跳动公差
      • 被测要素为轮廓
      • 被测要素为回转表面或端面 基准要素为轴线
    • 综合控制被测要素的位置 方向 形状
      • 位置固定
        • 公差带始终与基准轴线同轴
      • 位置浮动
        • 公差带半径随被测要素变化
    • 跳动误差值可在测量时直接从指示器中读出，不需要建立最小包容区域
  • 跳动误差的测量方法
    • V形块与指示表法
• 公差原则
  • 术语
    • 局部实际尺寸da
      • 各处实际尺寸往往不同。但每个零件的体外或体内作用尺寸只有一个
    • 作用尺寸
      • 体外作用尺寸dfe Dfe
        • 对配合起作用
      • 体内作用尺寸dfi Dfi
        • 对强度起作用
    • 最大实体状态
      • 最大实体尺寸
        • 最大实体边界MMB
        • 工件材料最多
          • 合格零件的起始尺寸
    • 最小实体状态
      • 最小实体边界
        • 最小实体尺寸LMB
        • 工件材料最少
          • 合格零件的终止尺寸
    • 图纸确定
    • 最大实体实效状态
      • 最大实体实效尺寸
        • 体外尺寸
      • 最大实体且中心要素几何误差＝公差值
      • 最大实体实效边界MMVB
      • 最难装配
    • 最小实体实效状态
      • 最小实体实效尺寸
        • 体内尺寸
      • 最小实体且中心要素几何误差＝公差值
      • 最小实体实效边界LMVB
      • 强度最低
  • 独立原则
    • 尺寸公差与几何公差相互独立，分别满足
  • 相关要求
    • 包容要求E
      • 单一要素或关联要素
        • 最大实体边界
      • 尺寸公差→形状公差
        • 最大实体边界保证必要的最小间隙或最大过盈
        • 最小实体尺寸防止间隙过大或过盈过小
    • 最大实体要求M
      • 中心要素
      • 最大实体实效边界
      • 尺寸公差→形状公差
      • 可逆要求用于最大实体要求
        • 尺寸公差→形状公差
        • 尺寸公差←形状公差
    • 最小实体要求L
    • 可逆要求R
• 几何公差选择
  • 原则
    • 保证零件功能要求的前提下，应尽量使形位公差项目减少，检测方法简便，以获得较好的经济效益
  • 特征选择
    • 分析零件的形体结构
      • 圆柱形：圆度、圆柱度、轴线直线度、素线直线度
      • 平面零件：平面度；
      • 窄长平面：直线度；
      • 凸轮类零件：线轮廓度；
      • 阶梯轴：同轴度；
      • 键槽：对称度。
    • 分析零件各部位的功能要求
      • 保证孔轴之间相对运动以避免磨损：轴线直线度
      • 孔轴间有相对运动 又要求密封性好：圆柱度
      • 机床导轨：直线度或平面度
      • 安装齿轮轴的箱体孔：孔心线平行度
      • 紧固件联接孔 定位孔 分度孔：位置度
    • 分析检测条件
      • 用径向圆跳动代替同轴度
      • 用端面全跳动代替端面对轴线的垂直度
      • 用径向全跳动代替圆柱度
    • 参照相关专业标准的规定
  • 同一要素上给出多项几何公差的情况
    • 素线的形状公差值应小于由该素线形成的面的形状公差
    • 数值选择
    • 对同一基准，方向公差值应小于其位置公差值
    • 回转表面及其素线的形状、方向、位置公差值应小于相应的跳动公差值
    • 圆跳动公差值应小于全跳动公差值
• 公差
  • 符号
  • 形状 方向 位置
  • 基准
  • 读图 标注
  • 动态公差图

表面粗糙度

• 概述
  • 定义
    • 在零件加工表面存在的一种由较小间距和微小峰谷形成的微观几何形状误差
  • 分类
    • 表面粗糙度
      • 波长＜1mm
        • R轮廓
    • 表面波纹度
      • 1～10mm
        • W轮廓
    • 形状误差
      • 波长＞10mm
        • P轮廓
  • 影响
    • 影响零件耐磨性
      • 太粗糙
      • 太光滑 润滑油被挤出来
        • 分子间吸附作用
    • 配合性质稳定性
      • 间隙配合
        • 磨损 间隙增大
      • 过盈配合
        • 凸峰挤平，减小过盈量 降低连接强度
      • 过渡配合
        • 凸峰挤平！配合变松
    • 影响疲劳强度
      • 凹痕处应力集中 疲劳破坏
    • 影响抗腐蚀性
    • 影响结合密封性
• 评定
  • 中线
    • 具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线
    • 轮廓最小二乘中线
      • 在取样长度内，使轮廓线上各点轮廓偏距的平方和最小的线。确定较为困难
    • 轮廓算数平均中线
      • 在取样长度内划分实际轮廓为上、下两部分，且使两部分面积相等的基准线
  • 取样长度lr
    • 具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。
    • 长度方向与轮廓总的走向一致，一般应包括5个以上的波峰和波谷
  • 评定长度ln=5lr
  • 评定参数
    • 高度参数 越大越粗糙
      • 轮廓的算术平均偏差Ra
        • 太粗糙 卡针
        • 太光滑 测不出开
        • 在一个取样长度内，轮廓偏距z(x)绝对值的算术平均值
      • 轮廓的最大高度Rz
        • 在一个取样长度内，最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和的高度
        • 无函数关系，Rz>Ra
      • 基本参数
    • 间距参数
      • 轮廓单元的平均宽度Rsm
        • 值越大 峰谷越稀 密封性越差
        • 在一个取样长度内，轮廓单元宽度xi的平均值。Rsm是评价轮廓的间距参数
    • 形状参数
      • 轮廓的支承长度率Rmr（c）
        • 值越大！表面实体材料越长，接触刚度和耐磨性越好
        • 在给定水平位置c上，轮廓的实体材料长度Ml(c)与评定长度ln的比率
    • 附加参数
  • • 课本已有新版本描述，以课本为准
  • 参数选用
    • 幅度参数是必选参数，特殊要求下可加选附加参数，附加参数不能单独使用，需与幅度参数联合使用。
    • Ra最常用，在Ra=0.025~6.3µm的常用数值内优先使用，使用轮廓仪测量。
    • 对于很粗糙或很光洁的表面或表面段长度小的表面可选用Rz，使用双管显微镜、干涉显微镜测量。
    • 需要涂镀或有细密度要求的表面，可加选Rsm。
    • 对接触刚度、耐磨性要求较高的表面，可加选Rmr(c)
  • 类比法
    • 满足功能要求的前提下，参数的允许值尽量大
    • 零件的耐磨性、配合性质、接触刚度、抗疲劳强度和抗腐蚀性等功能要求较高时，表面粗糙度的值应小一些。
      • 同一零件上，工作表面粗糙度值小于非工作表面。
      • 摩擦表面粗糙度值小于非摩擦表面。
      • 运动速度高、单位面积压力大，以及受交变应力作用的钢质零件圆角、沟槽处应有较小的粗糙度值。
      • 配合性质要求高的配合表面，如小间隙配合表面，受重载荷作用的过盈配合表面，应取较小的粗糙度数值。
    • 功能要求相同的情况下，凡是加工比较困难的表面粗糙度值可适当取大一些。
      • 内表面相对于外表面，较大的表面相对于较小的表面加工困难。
    • 尺寸精度要求高时，粗糙度参数值应相应地取得小
  • 检测