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）检验条件要求工件尺寸合格与否按一次测量结果来判断。
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。
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。
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。
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。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。
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）检验条件要求工件尺寸合格与否按一次测量结果来判断。
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。
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。
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。
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。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。
