东华大学机械工程学院实验报告实验名称零件的综合精度测量与评定课程名称自选综合实验专业机械制造学期大四上姓名余欣学号080800326指导教师周亚勤实验成绩实验日期年月日目录一、实验目的及要求 (3)二、实验装置 (3)三、实验内容 (3)四．零件的精度设计要求 (4)五．测量项目的确定 (6)六．测量方案分析，选择测量方法和测量器具 (7)七．设计和搭建专用测量装置（平台）并进行零件综合精度测量及数据记录 (7)八．测量数据分析及零件综合精度评定 (19)九．测量体会与收获 (21)十．参考资料 (21)一、实验目的及要求1.实验目的(1)进一步理解并掌握精密测量相关的概念、仪器量具分类、测量方法和所用器具的技术指标及参数（2）通过零件综合精度的测量和评定，掌握零件精度设计的基本原理和方法；具备零件技术测量的基本技能（3）通过零件综合精度测量专用测量装置方案的设计、测量和分析评定，提高学习综合运用所学专业知识进行零件精度设计的能力，能对设计的零件进行正确的公差标注；能根据零件图设计侧脸装置正确检测零件等，为后续的毕业设计作一次基本训练。
2.实验要求(1)能正确应用专业技术基础知识，分析被测零件图的精度要求和技术要求，确定测量项目。
（2）能正确应用互换性与测量技术基础的基本理论，根据被测零件的技术要求，按照不同的测量项目自己设计测量方案，选择测量方法和测量器具。
（3）能够正确运用实验室的各测量器具和夹具装置，对复杂零件进行专用侧脸装置的设计和搭建，进行零件综合精度的测量。
（4）熟悉和运用有关有关精度设计、测量等手册和资料，测量并评定所测量零件的合格性，培养工程技术人员的基本工作方法。
二、实验装置1、实验室已有测量器具2、零件若干3、常用量具4、组合夹具三、实验内容1、以小组为单位，分配测量对象,明确零件图的精度要求2、确定测量项目3、制定零件测量项目的测量方案，选择测量方法和测量器具4、专用测量装置的设计和搭建5、综合精度的测量和记录6、零件综合精度的评定7、撰写侧脸实验报告四．零件的精度设计要求设计零件的几何精度时，主要方向有：类比法、计算法和试验法三种。
类比法就是与经过实际使用证实合理的类似产品上的相应要素相比较，确定所设计零件几何要素的精度。
计算法就是根据理论建立起来的功能要求与几何要素精度之间的关系，计算确定零件要素的精度。
试验法就是先根据一定条件，初步确定零件要素的精度，并按此进行试制。
该支架零件我采用类比法进行零件精度设计，零件三维模型如图1所示（图1）零件工程视图如图2所示（图2）1：尺寸精度设计：通过分析该支架的使用场合及使用要求和结构特点，并根据以往类似零件的设计经验现对以下几处基本尺寸进行精度设计：（1）关于支架上半部分用来夹持轴的圆孔φ20轴线与支架下半部分端面B的距离基本尺寸为80 mm的数值选取公差等级为IT7，通过查询《互换性与技术测量基础》P15页中表1.4的标准公差数值，取该80基本尺寸的标准公差为0.03 mm ，取基本偏差代号JS为80±0.015 mm（2）同理,关于支架上半部分用来夹持轴的圆孔φ20轴线与支架下半部分端面A的距离基本尺寸为60 mm的数值选取公差等级为IT7，通过查询《互换性与技术测量基础》P15中表1.4的标准公差数值，取该60基本尺寸的标准公差为0.03 mm ，取基本偏差代号JS为60±0.015 mm（3）关于支架下半部分两个固定用孔的轴线距离基本尺寸为40的数值选取公差等级为IT7,通过查询上述表1.4的标准公差数值,取该40基本尺寸的标准公差为0.025mm ,取上偏差+0.012下偏差 -0.013 mm（4）φ20孔取公差等级为IT8公差为0.027，上偏差为+0.027，下偏差为02：形状与位置公差设计：通过分析该支架的使用场合及使用要求和结构特点，并根据以往类似零件的设计经验现对以下几处形状与位置进行公差设计：为描述方便，对需要设计形状与位置公差处进行编号，如图2工程图（1）关于支架此处平面需要有平面度要求，取公差等级为IT7，通过查询《互换性与技术测量基础》P89中表3.9，取该处平面度公差值为0.008 mm（2）关于支架此处孔轴线需要对平面C有垂直度要求，取公差等级为IT7，通过查询《互换性与技术测量基础》中表P90中表3.11，取该处φ11轴线对平面C 的垂直度公差为0.015 mm（3）关于支架此处孔φ20轴线需要对平面A和平面B有平行度要求，取公差等级为IT7，通过查询《互换性与技术测量基础》中表3.11，取该处轴线对平面A 和平面B的平行度都为 0.02 mm（4）关于支架此处2个固定用孔φ15的轴线需要对平面A有垂直度要求，取公差等级为IT7，通过查询《互换性与技术测量基础》中表3.11，取该孔轴线对平面A的垂直度公差为0.015 mm（5）关于支架此处平面B需要有平面度要求，取公差等级为IT7，通过查询《互换性与技术测量基础》中表3.9，取该处平面度公差值为0.015 mm（6）关于支架此处平面需要有平面度要求，取公差等级为IT7，通过查询《互换性与技术测量基础》中表3.9，取该处平面度公差值为0.015 mm（7）关于支架此处平面需要对平面B有垂直度要求，取公差等级为IT7，通过查询《互换性与技术测量基础》中表3.11，取该处平面度公差值为0.015 mm3：表面粗糙度设计：通过分析该支架的使用场合及使用要求和结构特点，并根据以往类似零件的设计经验现对以下几处表面进行表面粗糙度设计：（1）对于上述工程图中的表面A，通过查询《互换性与技术测量基础》中章节4.4.2 ,取该平面的表面粗糙度Ra上限值为3.2 μm（2）对于上述工程图中的表面B，通过查询《互换性与技术测量基础》中章节4.4.2 ,取该平面的表面粗糙度Ra上限值为3.2 μm五．测量项目的确定通过研究分析支架零件的图纸以及对零件的尺寸精度设计和形状与位置公差设计可知：需要对上述所设计的尺寸精度以及形位精度进行测量评定，从而分析研究该支架零件的尺寸大小以及形状位置精度是否达到设计要求，以达到评定该零件的综合精度的目的。
图3 图4如图3图4所示为 面B 上有三点定位限制三自由度（x,y 移动，z 转动）一辅助支撑，一侧面两点限制两个自由度（x 移动，z 转动），令一侧面一点限制一个自由度（y 移动）。
上压板和螺纹装置起加紧作用.图5 图6如图5图6所示为 底面上有三点定位限制三自由度（x,y 移动，z 转动）一辅助支撑，一侧面两点限制两个自由度（x 移动，z 转动），令一侧面一点限制一个自由度（y 移动）。
上压板和螺纹装置起加紧作用.（3） 关于平面B 的平面度的测量方法，将被测支架零件放在平板上，使用合适的组合夹具进行零件的固定定位，把带千分表的测量架放在平板上，并使千分表测量头垂直地指向被测零件表面，压表并调整表盘，使指针指在零位。
然后，将被测平面B 沿纵横方向均布画好网格，其画线的交点为测量的9个点。
同时记录各点的读数值。
全部被测点的测量值取得后，进行数据处理求出平合适的组合夹具进行零件的固定定位，把带千分表的测量架放在平板上，并使千分表测量头垂直地指向被测零件表面，压表并调整表盘，使指针指在零位。
然后，将被测平面6沿纵横方向均布画好网格，其画线的交点为测量的9个点。
同时记录各点的读数值。
全部被测点的测量值取得后，进行数据处理求出平面度误差值。
支架零件孔轴线对于平面A 平行度的测量方法，将被测支架零件放在平板上，使用合适的组合夹具进行零件的固定定位，将芯轴插入圆孔内，把带千分表的测量架放在平板 线对面平行度误差测量示意图上，并使千分表测量头垂直地指向芯轴表面，压表并调整表盘，使指针指在零位。
测量时，双手推拉表架在平板上缓慢地作前后滑动，当千分表从心轴上素线滑过，找到指示表指针转动的往复点(极限点)后，停止滑动，进行读数。
在被测图7芯轴上确定两个测点a 、b ，设二测点距离为L2，指示表在二测点的读数分别为Ma 、Mb ，若被测要素长度为L1，那么，被测孔对基准平面的平行度误差可按比例折算得到。
计算公式为：f 平行度 =Mb Ma L L -21mm 如图7所示为 低面上有三点定位限制三自由度（x,y 移动，z 转动）一辅助支撑，一侧面两点限制两个自由度（x 移动，z 转动），令一侧面一点限制一个自由度（y 移动）。
上压板和螺纹装置起加紧作用.经过多次测量： 单位：mm所以所求平行度 fA =Mb Ma L L -21 = 823.0282.047.8440.56- = 0.361 mm（6）同理，关于该支架零件孔轴线对于平面B （即上述的平面5）平行度的测量方法，将被测支架零件放在平板上，使用合适的组合夹具进行零件的固定定位，将芯轴插入圆孔内，把带千分表的测量架放在平板上，并使千分表测量头垂直地指向芯轴表面，压表并调整表盘，使 指针指在零位。
测图8量时，双手推拉表架在平板上缓慢地作前后滑动，当千分表从心轴上素线滑过，找到指示表指针转动的往复点(极限点)后，停止滑动，进行读数。
如图8所示为 低面上有三点定位限制三自由度（x,y 移动，z 转动）一辅助支撑，一侧面两点限制两个自由度（x 移动，z 转动），令一侧面一点限制一个自由度（y 移动）。
上压板和螺纹装置起加紧作用.经过多次测量： 单位：mm所以所求平行度 f B =Mb Ma L L -21 = 902.0441.047.8440.56- = 0.308 mm2．使用现代测量方法（即三座标测量机）进行测量：（1） 关于支架上半部分用来夹持轴的圆孔φ20轴线与支架下半部分端面B 的距离基本尺寸为 60mm 的数值测量方法，将平板放置三坐标测量机的台面上如图9所示（低面上有三点定位限制三自由度（x,y 移动，z 转动）一辅助图9支撑，一侧面两点限制两个自由度（x 移动，z 转动），令一侧面一点限制一个自由度（y 移动）。
上压板和螺纹装置起加紧作用。
打开三坐标测量机的电源和气压后，首先进行测头的校验，包括进行测头的半径补偿和消除一些其他的误差。
然后建立零件坐标系，确定坐标原点，接下来就可以打开相关配套的软件进行取点，拟合轴线等工作，最后得出所要求的尺寸大小和形位误差大小，最后进行该支架零件的综合精度评定。
由于该圆孔轴线需要拟合，所以先对该圆孔内壁不同位置取若干个点，用该三座标测量机的配套软件，对所取的点进行拟合，构造出该圆孔轴线。
测量报告如下：平面与直线(轴线)间距离\PN-4262--LN-4267 @距离DS:@61.3368（2） 关于支架上半部分用来夹持轴的圆孔轴线与支架下半部分端面的距离基本尺寸为80mm 的数值测量方法和上述方法一致。