机械加工中工件尺寸精度测量的5大方法
工件获得尺寸精度的方法
工件获得尺寸精度的方法
获得工件尺寸精度的方法通常取决于所使用的测量工具、设备和测量方法。
以下是一些常见的工件尺寸测量方法：
1. 卡规测量：使用卡规（卡钳）可以快速、相对简便地测量工件的长度、宽度和高度。
卡规通常有不同的测量精度，你可以选择适合你需要的卡规来进行测量。
2. 游标卡尺测量：游标卡尺是一种精密测量工具，适用于测量较小尺寸的工件。
它具有高度的分辨率，可以提供相对较高的精度。
3. 三坐标测量机：三坐标测量机是一种高精度的测量设备，适用于测量三维工件的形状和尺寸。
它通常配备了各种探头和传感器，可以实现对复杂工件的全方位测量。
4. 光学投影仪：光学投影仪可以用于测量平面尺寸，尤其是对于平面零件的轮廓和表面特征的检查。
5. 激光扫描仪：激光扫描仪可以生成工件的三维点云数据，进而提供详细的形状和尺寸信息。
6. X射线测量：对于一些密闭结构或内部特征的工件，X射线测量是一种非破坏性的检测方法，可以提供对内部尺寸的准确测量。
7. 坐标测量机：坐标测量机是一种自动化测量设备，可以通过运动控制系统测量三维工件的尺寸。
8. 扫描电子显微镜：对于微小尺寸的工件，扫描电子显微镜可以提供高分辨率的图像，并允许进行微米级别的测量。
在选择测量方法时，考虑工件的尺寸范围、形状复杂度、精度要求以及测量设备的可用性是很重要的。
同时，要确保所使用的测量工具经过校准，并按照正确的程序进行测量，以确保得到准确可靠的尺寸数据。
零件的技术要求.
（一）改善切削性能
用作改善切削性能的热处理方法有正火和退火。通常安排在毛坯加工之
后、切削加工之前进行。
（二）改善零件的使用性能
用作改善零件的使用性能的热处理方法有调质和正火。调质处理一般安
排在粗加工之后、半精加工之前进行。
（三）提高表面硬度
用作提高表面硬度的热处理方法有表面淬火、表面渗碳和表面渗氮等。 表面淬火、渗碳热处理一般安排在磨削加工之前；渗氮热处理通常安排 在精磨之前。 （四）消除内应力 用作消除内应力的方法有正火、退火热处理，以及人工时效、冰冷和振 动时效等方法。
（四）主动测量法 1、在加工过程中，利用自动测量装置边加工边测量加工尺寸，并将测量 结果与要保证的工序尺寸比较后，或使机床继续工作，或使机床停止 工作，就是主动测量法。 2、该方法生产率高，加工精度稳定，是目前机械加工的发展方向之一。 （五）自动控制法 1、在加工过程中，利用测量装置或数控装置等，自动控制加工过程的加
(三) 仿形法
通过仿形装置作进给运动对工件进行加工的方法称为仿形法。随着数控 加工的广泛应用，机械式仿形法的应用将日益减少。
(四) 展成法
利用工件和刀具作展成切削运动进行加工的方法称为展成法。如滚齿和 插齿加工就是典型的展成法加工。
三、位置精度
• 位置精度指加工后零件的几何图形的实际位置与理想位置的符合（接 近）程度。 • 常用的有平行度、垂直度、同轴度、对称度等。 • 国家标准GB/T1182-1996《形状和位置公差》中规定，形状和位置公 差共有14个项目，见附表所示。 • 获得位置精度的方法 （一）一次安装获得法：把零件上有相互位置要求看相关表面安排在工 件的一次装夹中进行加工，从而保证其相互位置精度。 （二）多次安装获得法：该方法是人为地将工件的加工过程分作几次装 夹来完成，每次装夹有关表面的位置精度可采用适当的装夹方法（如 找正法或夹具）获得，随着装夹加工的次数不断增多，加工表面与定 位基准之间的位置精度也不断提高，最终实现工件的位置精度。
简述零件尺寸的测量方法
简述零件尺寸的测量方法
零件尺寸的测量方法有很多种，以下是一些常见的测量方法：- 线性尺寸测量：一般可用直尺测量；若孔径较小时，可用带测量深度的游标卡尺测量；有时遇到用直尺或游标卡尺都无法测量的壁厚，这时则需用卡钳来测量。
- 角度尺寸测量：有直角尺、角度尺和正弦尺等，用于角度测量。
- 直径尺寸测量：一般可用游标卡尺测量。
- 中心高尺寸测量：可用游标卡尺或深度游标卡尺测量。
- 孔中心距测量：可用游标卡尺测量。
- 螺纹螺距尺寸测量：可用螺纹规测量。
- 曲面轮廓测量：要求测量很准确时，必须用专门量仪进行测量。
要求不太准确时，常采用下面三种方法测量：用样板或轮廓平板比较测量；用圆弧靠模法测量；用三坐标测量机测量。
还可以通过机器视觉来检测产品的尺寸。
机械加工质量控制
机械加工质量控制机械零件的加工质量包括两个方面：加工精度和表面质量。
（一）加工精度的概念加工精度就是指加工后的零件在形状、尺寸、表面相互边线等方面与理想零件的合乎程度。
它由尺寸精度、形状精度和边线精度共同组成。
尺寸精度：指加工后零件表面本身或表面之间的实际尺寸与理想尺寸之间的符合程度。
形状精度：指加工后零件表面本身的实际形状与理想零件表面形状之间的符合程度。
边线精度：指加工后零件各表面之间的实际边线与理想零件各表面之间的边线的合乎程度。
（二）机械加工精度获得的方法1．尺寸精度的赢得方法1）试切法这是一种通过试切工件—测量—比较—调整刀具—再试切—……再调整，直至获得要求的尺寸的方法。
2）调整法就是按试切不好的工件尺寸、标准件或对刀块等调整确认刀具相对工件定位基准的精确边线，并在维持此精确边线维持不变的条件下，对一批工件展开加工的方法。
3）定尺寸刀具法在加工过程中采用具有一定尺寸的刀具或组合刀具，以保证被加工零件尺寸精度的一种方法。
4）自动控制法通过由测量装置、切削装置和焊接机构以及控制系统共同组成的掌控加工系统，把加工过程中的尺寸测量、刀具调整和焊接加工等工作自动顺利完成，从而赢得所建议的尺寸精度的一种加工方法。
2．形状精度的获得方法机械加工中赢得一定形状表面的方法可以概括为以下三种。
1）轨迹法此法利用刀具的运动轨迹形成要求的表面几何形状。
刀尖的运动轨迹取决于刀具与工件的相对运动，即成形运动。
用这种方法赢得的形状精度依赖于机床的成形运动精度。
2）成形法此法利用成形刀具代替普通刀具来获得要求的几何形状的表面。
机床的某些成形运动被成形刀具的刀刃所取代，从而简化了机床结构，提高了生产效率。
用这种方法赢得的表面形状精度既依赖于刀刃的形状精度，又离不开机床成形运动的精度。
3）范成法零件表面的几何形状是在刀具与工件的啮合运动中，由刀刃的包络面形成的。
因而刀刃必须是被加工表面的共扼曲面，成形运动间必须保持确定的速比关系，加工齿轮常用此种方法。
机械零件的几何精度(尺寸精度)
孔----L
轴----l
3．实际尺寸 通过测量获得的某一孔、轴的尺寸。 孔和轴的实际尺寸分别用La和la表示。
由于存在测量误差 实际尺寸不一定是尺寸的真值；由 于形状误差，同一表面不同部位的实际尺寸往往不相等， 因此实际尺寸只是接近真值的一个随机尺寸。真值是客观 存在的未知量，故只能以测得的尺寸作为实际尺寸。
2.尺寸公差：允许尺寸的变动量。孔和轴的公差分别用Th、Ts表示。
计算： Th=Lmax-Lmin=ES-EI Ts=lmax-lmin=es-ei 说明：①公差值始终为正。
②公差大小反映零件加工的难易程度，尺寸的精确程度。 基本尺寸相同的零件，公差值越大，精度要求越低，加工 越容易，反之，精度要求越高，加工越困难。
孔
EI=ES-IT 或ES=EI+IT
例题:确定轴ø30f7、孔ø30M8的极限偏差和极限尺寸，并画
出公差带图解。
解 查表1-1得：标准。公差 IT7=21μm=0.021mm，IT8=33μm = 0.033mm
查表1-2得： f的基本偏差（上偏差）es=-20μm=-0.020mm f7的下偏差ei=es-IT=-0.020-0.021=-0.041 mm 轴ø30f7的极限尺寸 dmax = d +es =30 -0.020=29.980mm
国际标准国际标准化组织标准iso二标准化我国标准国家标准gb企业标准行业标准jbhg地方标准由国务院标准化行政主管部门制定适用于需要在全国范围内统一的技术要求由国务院有关行政主管部门制定如机械行业标准jb适用于没有国家标准而又需要在全国某个行业范围内统一的技术要求由由省自治区和直辖市标准化行政主管部门制定适用于对没有国家标准和行业标准而又需要在省自治区直辖市范围内统一的有关要求由企业自己制定适用于对没有国家标准行业标准和地方标准而需要在企业内部统一的相关要求2
机械加工中工件尺寸精度测量的5大方法
机械加工中工件尺寸精度测量的5大方法1.比较测量法：比较测量法是一种常见且简单的尺寸测量方法，适用于工件的外径、内径等直径尺寸的测量。
该方法主要基于对比的原理，使用已知尺寸的模具或测量工具与待测工件进行对比测量。
常用的比较测量工具有卡尺、千分尺、游标卡尺等。
比较测量法具有操作简便、成本低廉的优点，但准确度较低。
2.坐标测量法：坐标测量法是一种应用最广泛的尺寸测量方法之一、它利用测量机床等设备，将工件放置于坐标系中，通过测量机床的坐标轴和传感器实现工件尺寸的测量。
坐标测量法适用于复杂工件尺寸的测量，具有高精度和高灵活性等优点。
3.光学测量法：光学测量法利用光学原理，通过光学传感器或测量仪器对工件尺寸进行测量。
光学测量法适用于形状复杂的工件，如曲面、曲线等。
常用的光学测量仪器有投影仪、显微镜、激光跟踪仪等。
光学测量法具有高精度、非接触、能够获取多个尺寸和形状参数等优点。
4.探触测量法：探触测量法是一种通过机械探针对工件进行接触式测量的方法。
常见的探触测量法包括测微仪、测针、激光测距仪等。
探触测量法适用于表面形状复杂或无法用其他测量方法测量的工件。
它具有测量精度高、重复性好和能够获取多个尺寸参数等优点。
5.三坐标测量法：三坐标测量法是一种先进的工件尺寸测量方法，通过三坐标测量机对工件进行测量，能够快速地获取工件各个尺寸参数。
三坐标测量法适用于高精度工件尺寸测量，具有高精度、快速、自动化程度高等优点。
总结来说，机械加工中的工件尺寸精度测量方法有比较测量法、坐标测量法、光学测量法、探触测量法和三坐标测量法。
根据工件的形状、尺寸和精度要求，选择合适的测量方法可以保证工件的质量和精度。
生产过程中的尺寸精度控制方法
生产过程中的尺寸精度控制方法尺寸精度控制是生产过程中非常重要的一环，它对产品的质量、性能以及使用寿命具有直接的影响。
在制造过程中，如何有效控制尺寸精度，保证产品达到预期设计要求，是每个制造企业都需要重视的问题。
本文将介绍几种常用的尺寸精度控制方法，以帮助企业实现更高的生产质量。
1. 设计合理的公差在产品设计阶段，制定合理的公差范围是尺寸精度控制的首要步骤。
合理的公差设计需要考虑产品的功能需求、材料特性以及生产设备的精度等因素。
公差的设定应符合设计标准，既不能过于苛刻导致生产成本过高，也不能过于宽松导致产品质量低下。
通过详细的尺寸公差设计，可明确制造过程中允许的尺寸变化范围，有利于生产过程的控制。
2. 选用合适的生产工艺不同的生产工艺对尺寸精度的控制能力有所差异。
在制造过程中，选择适合产品要求的生产工艺非常重要。
比如，在零件加工中，传统的机械加工方法相对于数控加工而言，可能存在较大的尺寸误差。
因此，对于对尺寸精度要求较高的产品，更适合采用数控加工等精密加工方法，以提高尺寸精度的控制能力。
3. 有效的装夹技术在加工过程中，装夹技术对尺寸精度控制的影响不可忽视。
合理的装夹方法可以减小零件加工过程中的变形和位移，从而提高尺寸控制的准确性。
因此，制造企业应注意选择适合的装夹工具和方法，确保零件在加工过程中的稳定性和精度。
4. 引进先进的测量设备尺寸精度控制离不开准确的测量。
随着科技的发展，现代制造业已经出现了许多先进的测量设备，如三坐标测量机、光学测量仪等。
这些设备具有高精度、高稳定性的特点，能够快速准确地测量零件的尺寸。
通过引进这些先进的测量设备，并对操作人员进行培训，有助于提高尺寸精度的控制能力。
5. 定期检验与调整尺寸精度控制是一个持续的过程，而不是一次性的工作。
定期检验和调整是确保尺寸精度控制持续有效的关键。
制造企业应制定合理的检验周期，对生产过程中的尺寸精度进行检查，并根据检查结果及时调整和改善生产工艺。
机械加工质量
（4）调整误差 机械加工过程中的每一道工序都要进行各种各样 的调整工作，由于调整不可能绝对准确，因此必 然会产生误差，这些误差称为调整误差。
2、工艺系统的受力变形 （1）工艺系统的刚度 机械加工过程中，工艺系统在切削力、传动力、惯
性力、夹紧力、重力等外力的作用下，各环节将 产生相应的变形，使刀具和工件间已调整好的正 确位置关系遭到破坏而造成加工误差。例如，在 车床上车削细长轴时，工件在切削力的作用下会 发生变形，使加工出的工件出现两头细中间粗的 腰鼓形
第七章 机械加工质量
尺寸精度
机械加工精度
形状精度
加 工 质 量
表面质量
位置精度 表面粗糙度
表面层的物理、力学性能
第一节 概述 一、机械加工精度 1、机械加工精度的概念
所谓机械加工精度，是指零件在加工后的几何 参数（尺寸大小、几何形状、表面间的相互位 置）的实际值与理论值相符合的程度。符合程 度高，加工精度也高；反之则加工精度低。机 械加工精度包括尺寸精度、形状精度、位置精 度三项内容，三者有联系，也有区别。
3）定尺寸刀具法 用具有一定形状和尺寸精度的刀 具进行加工，使加工表面达到要求的形状和尺寸的 加工方法。如用钻头、铰刀、键槽铣刀等刀具的加 工即为定尺寸刀具法。定尺寸刀具法生产率较高， 加工精度较稳定，广泛的应用于各种生产类型。 4）自动控制法 把测量装置、进给装置和控制机构 组成一个自动加工系统，使加工过程中的尺寸测量、 刀具的补偿和切削加工一系列工作自动完成，从而 自动获得所要求的尺寸精度的加工方法。该方法生 产率高，加工精度稳定，劳动强度低，适应于批量 生产。
原始误差主要来自两方面：一方面是在加工前就存 在的工艺系统本身的误差（几何误差），包括加 工原理误差，机床、夹具、刀具的制造误差，工 件的安装误差，工艺系统的调整误差等；另一方 面是加工过程中工艺系统的受力变形、受热变形、 工件残余应力引起的变形和刀具的磨损等引起的 误差，以及加工后因内应力引起的变形和测量引 起的误差等。
机械加工精度
夹具安装法是指通过夹具保证工件加工表面与定 位基准面之间位置精度的安装方法。这种方法定位迅 速方便，定位精度高且稳定，但专用夹具的制造周期 长，费用高，因此主要用于成批、大量生产。
（3）机床控制法
机床控制法是指利用机床本身所设置的保证相对 位置精度的机构来保证工件位置精度的方法，例如坐 标镗床和数控机床等。
自动控制法生产率高，加工精度稳定，加工柔 性好，能适应多品种生产，是目前机械制造的发展 方向和计算机辅助制造（CAM）的基础。
2．形状精度的获得方法
（1）成形运动法
成形运动法是指使刀具相对于工件作有规律的 切削成形运动，从而获得所要求形状精度的方法， 如2.1节中所介绍的轨迹法、成形法、展成法和相切 法等。成形运动法主要用于加工圆柱面、圆锥面、 平面、球面、回转曲面、螺旋面和齿形面等。
（2）非成形运动法
非成形运动法是指通过对加工表面形状的检测， 由工人对其进行相应的修整加工，以获得所要求形状 精度的方法。非成形运动法生产率较低，但当零件形 状精度要求很高或表面形状比较复杂时，常采用此方 法。
3．位置精度的获得方法
（1）找正安装法
找正是指用工具或仪表根据工件上的有关基准， 找出工件在加工或装配时正确位置的过程。用找正 法安装工件称为找正安装。找正安装可分为划线找 正安装和直接找正安装两种。
试切法的生产率较低，对操作者的技术水平要求 较高，主要用于单件、小批量生产。
（2）调整法
调整法是指预先调整好刀具相对于工件加工 表面的位置，并在加工过程中保持这一位置不产率较高，对操作工的要求不高，但 对调整工的要求较高，主要用于成批、大量生产。
（3）定尺寸刀具法
一、尺寸、形状和位置精度
工件的加工精度包括尺寸精度、形状精度和位 置精度三部分内容。
机械零件加工测量尺寸的精度方法
• 自动控制法机械零件加工的质量稳定、生 产率高、加工柔性好、能适应多品种生产， 是目前机械制造的发展方向和计算机辅助 制造（CAM）的基础。
机械零件加中测量工件尺寸 精度的方法，主要有以下几种。
• （1）试切法 即先试切出很小部分加工表面，测量试切所得的尺寸，按照加 工要求适当调刀具切削刃相对工件的位置，再试切，再测量， 如此经过两三次试切和测量，当被加工尺寸达到要求后，再切 削整个待加工表面。 试切法通过“试切－测量－调整－再试切”，反复进行直到达 到要求的尺寸精度为止。例如，箱体孔系的试镗加工。试切法 达到的精度可能很高，它不需要复杂的装置，但这种方法费时 （需作多次调整、试切、测量、计算），效率低，依赖工人的 技术水平和计量器具的精度，质量不稳定，所以只用于单件小 批生产。 作为试切法的一种类型——配作，它是以已加工件为基准，加 工与其相配的另—工件，或将两个（或两个以上）工件组合在 一起进行机械零件加工的方法。配作中最终被加工尺寸达到的 要求是以与已加工件的配合要求为准的。
• （3）定尺寸法 用刀具的相应尺寸来保证工件被加工部位尺寸 的方法称为定尺寸法。它是利用标准尺寸的刀 具加工，加工面的尺寸由刀具尺寸决定。即用 具有一定的尺寸精度的刀具（如铰刀、扩孔钻、 钻头等）来保证工件被加工部位（如孔）的精 度。 定尺寸法操作方便，生产率较高，加工精度比 较稳定，几乎与工人的技术水平无关，生产率 较高，在各种类型的生产中广泛应用。例如钻 孔、铰孔等。
•
（5）自动控制法 这种方法是由测量装置、进给装置和控制系统等组成。它是把测量、进给装 置和控制系统组成一个自动加工系统，加工过程依靠系统自动完成。 尺寸测量、刀具补偿调整和切削加工以及机床停车等一系列工作自动完成， 自动达到所要求的尺寸精度。例如在数控机床上机械零件加工时，零件就是 通过程序的各种指令控制加工顺序和加工精度。自动控制的具体方法有两种： ①自动测量-即机床上有自动测量工件尺寸的装置，在工件达到要求的尺寸时， 测量装置即发出指令使机床自动退刀并停止工作。 ②数字控制-即机床中有控制刀架或工作台精确移动的伺服电动机、滚动丝杠 螺母副及整套数字控制装置，尺寸的获得（刀架的移动或工作台的移动）由 预先编制好的程序通过计算机数字控制装置自动控制。 初期的自动控制法是利用主动测量和机械或液压等控制系统完成的。目前已 广泛采用按加工要求预先编排的程序，由控制系统发出指令进行工作的程序 控制机床（简称程控机床）或由控制系统发出数字信息指令进行工作的数字 控制机床（简称数控机床），以及能适应加工过程中加工条件的变化，自动 调整加工用量，按规定条件实现加工过程最佳化的适应控制机床进行自动控 制加工。
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机械加工中工件尺寸精度测量的5大方
法
(1)试切法
即先试切出很小部分加工表面，测量试切所得的尺寸，按照加工要求适当调刀具切削刃相对工件的位置，再试切，再测量，如此经过两三次试切和测量，当被加工尺寸达到要求后，再切削整个待加工表面。
试切法通过“试切-测量-调整-再试切”，反复进行直到达到要求的尺寸精度为止。
例如，箱体孔系的试镗加工。
试切法达到的精度可能很高，它不需要复杂的装置，但这种方法费时(需作多次调整、试切、测量、计算)，效率低，依赖工人的技术水平和计量器具的精度，质量不稳定，所以只用于单件小批生产。
作为试切法的一种类型——配作，它是以已加工件为基准，加工与其相配的另—工件，或将两个(或两个以上)工件组合在一起进行加工的方法。
配作中最终被加工尺寸达到的要求是以与已加工件的配合要求为准的。
(2)调整法
预先用样件或标准件调整好机床、夹具、刀具和工件的准确相对位置，用以保证工件的尺寸精度。
因为尺寸事先调整到位，所以加工时，不用再试切，尺寸自动获得，并在一批零件加工过程中保持不变，这就是调整法。
例如，采用铣床夹具时，刀具的位置靠对刀块确定。
调整法的实质是利用机床上的定程装置或对刀装置或预先整好的刀架，使刀具相对于机床或夹具达到一定的位置精度，然后加工一批工件。
在机床上按照刻度盘进刀然后切削，也是调整法的一种。
这种方法需要先按试切法决定刻度盘上的刻度。
大批量生产中，多用定程挡块、样件、样板等对刀装置进行调整。
调整法比试切法的加工精度稳定性好，有较高的生产率，对机床操作工的要求不高，但对机床调整工的要求高，常用于成批生产和大量生产。
(3)定尺寸法
用刀具的相应尺寸来保证工件被加工部位尺寸的方法称为定尺寸法。
它是利用标准尺寸的刀具加工，加工面的尺寸由刀具尺寸决定。
即用具有一定的尺寸精度的刀具(如铰刀、扩孔钻、钻头等)来保证工件被加工部位(如孔)的精度。
定尺寸法操作方便，生产率较高，加工精度比较稳定，几乎与工人的技术水平无关，生产率较高，在各种类型的生产中广泛应用。
例如钻孔、铰孔等。
(4)主动测量法
在加工过程中，边加工边测量加工尺寸，并将所测结果与设计要求的尺寸比较后，或使机床继续工作，或使机床停止工作，这就是主动测量法。
目前，主动测量中的数值已可用数字显示。
主动测量法把测量装置加入工艺系统(即机床、刀具、夹具和工件组成的统一体)中，成为其第五个因素。
主动测量法质量稳定、生产率高，是发展方向。
(5)自动控制法
这种方法是由测量装置、进给装置和控制系统等组成。
它是把测量、进给装置和控制系统组成一个自动加工系统，加工过程依靠系统自动完成。
尺寸测量、刀具补偿调整和切削加工以及机床停车等一系列工作自动完成，自动达到所要求的尺寸精度。
例如在数控机床上加工时，零件就是通过程序的各种指令控制加工顺序和加工精度。
自动控制的具体方法有两种：
①自动测量即机床上有自动测量工件尺寸的装置，在工件达到要求的尺寸时，测量装置即发出指令使机床自动退刀并停止工作。
②数字控制即机床中有控制刀架或工作台精确移动的伺服电动机、滚动丝杠螺母副及整套数字控制装置，尺寸的获得(刀架的移动或工作台的移动)由预先编制好的程序通过计算机数字控制装置自动控制。
初期的自动控制法是利用主动测量和机械或液压等控制系统完成的。
目前已广泛采用按加工要求预先编排的程序，由控制系统发出指令进行工作的程序控制机床或由控制系统发出数字信息指令进行工作的数字控制机床，以及能适应加工过程中加工条件的变化，自动调整加工用量，按规定条件实现加工过程最佳化的适应控制机床进行自动控制加工。
自动控制法加工的质量稳定、生产率高、加工柔性好、能适应多品种生产，是目前机械制造的发展方向和计算机辅助制造(CAM)的基础。