本书以机械加工工艺为主线,系统介绍和分析了机械加工过程中的精度测量及质量控制技术。主要内容包括:零件的加工质量、线性尺寸公差、几何公差、表面粗糙度、测量技术概述、测量误差及数据处理、几何量精度的测量、典型零件(轴类零件、套类零件、盘盖类零件、壳体类零件、齿轮类零件和螺纹类零件等)的精度测量方法及质量控制的措施,以及先进测量技术等。第三版主要扩展了3D 测量技术,新增了人工智能测量技术,这些内容被整合进第4篇“先进测量技术”。此外,根据最新国家标准更新了线性尺寸公差和公差原则等内容。同时,精简了部分内容,并增加了若干拓展阅读资料作为电子资源。
本书可供机械制造业工程技术人员、技术工人使用,也可供工科院校机械类和近机械类师生参考。

第1篇 机械加工的精度要求
第1章 零件的加工质量
1.1 零件的工作能力与加工质量的关系 001
1.1.1 零件的工作能力 001
1.1.2 零件的加工质量 002
1.2 零件加工质量的主要影响因素 003
1.2.1 工艺系统的原始误差 003
1.2.2 提高加工精度的工艺措施 011
1.3 零件加工质量的控制 013
1.3.1 零件尺寸精度的控制 013
1.3.2 零件几何精度的控制 015
1.3.3 零件加工表面质量的控制 017

第2章 线性尺寸公差
2.1 概述 018
2.1.1 基本术语 018
2.1.2 偏差和公差相关术语 020
2.1.3 配合相关术语 021
2.1.4 ISO配合制相关术语 024
2.2 线性尺寸公差国家标准 026
2.2.1 标准公差系列 026
2.2.2 基本偏差系列 027
2.2.3 公差带与配合的国家标准 032
2.3 线性尺寸公差的选择 033
2.3.1 ISO配合制的选择 033
2.3.2 公差等级的选择 035
2.3.3 配合的选用 038
2.4 线性尺寸的一般公差 041

第3章 几何公差
3.1 概述 043
3.1.1 几何误差产生的原因及对零件使用性能的影响 043
3.1.2 几何公差的有关术语 044
3.1.3 几何公差的几何特征及符号 045
3.1.4 几何公差代号 046
3.2 几何公差的标注 047
3.2.1 被测要素的标注 047
3.2.2 基准要素的标注 050
3.2.3 几何公差标注示例 051
3.3 几何公差的公差带 052
3.3.1 形状公差及公差带 052
3.3.2 方向公差及公差带 055
3.3.3 位置公差及公差带 063
3.3.4 跳动公差及公差带 070
3.4 尺寸公差与几何公差的关系 075
3.4.1 有关术语及定义 075
3.4.2 独立原则 078
3.4.3 公差原则 078
3.5 几何公差的选择 086
3.5.1 几何特征项目的选择 086
3.5.2 基准的选择 087
3.5.3 尺寸公差和几何公差关系的选择 088
3.5.4 公差等级的选择 088
3.5.5 几何公差的选择方法与举例 093

第4章 表面粗糙度
4.1 概述 095
4.1.1 表面粗糙度的概念 095
4.1.2 表面粗糙度对机械零件使用性能的影响 096
4.2 表面粗糙度的评定 097
4.2.1 有关基本术语 097
4.2.2 表面粗糙度的评定参数 098
4.2.3 表面粗糙度的数值规定 099
4.3 表面粗糙度的选择和标注 101
4.3.1 表面粗糙度评定参数及数值的选择 101
4.3.2 表面结构要求在图样上的标注 103


第2篇 测量技术基础
第5章 测量技术概述
5.1 测量技术的基础知识 111
5.1.1 测量的定义 111
5.1.2 常用术语 112
5.2 测量器具的分类及主要技术指标 112
5.2.1 测量器具的分类 112
5.2.2 测量器具的主要技术指标 113
5.3 常用测量器具的使用、维护及示例 115
5.3.1 卡尺(普通游标卡尺、高度游标卡尺、深度游标卡尺、带表卡尺、数显卡尺) 115
5.3.2 千分尺(外径千分尺、内径千分尺、杠杆千分尺、深度千分尺、内测千分尺) 129
5.3.3 指示表(内径百分表、杠杆百分表、深度百分表、扭簧比较仪、电感测微仪、气动测量仪) 140
5.3.4 角度量具(直角尺、万能角度尺) 154
5.3.5 量规 (光滑极限量规、螺纹量规) 158
5.3.6 立式光学比较仪、测长仪 164
5.4 测量方法及测量技术的应用原则 170
5.4.1 关于测量方法 170
5.4.2 测量技术的基本原则 172

第6章 测量误差及数据处理
6.1 测量误差的概述 174
6.1.1 测量误差简介 174
6.1.2 测量误差的产生 175
6.2 测量误差的分类及数据处理 178
6.2.1 系统误差 178
6.2.2 随机误差 179
6.2.3 粗大误差 182
6.2.4 测量不确定度 183
6.3 测量精度 185

第7章 几何量精度的测量
7.1 尺寸精度的测量 187
7.1.1 用通用测量器具测量工件 187
7.1.2 用光滑极限量规测量工件 190
7.2 几何精度的测量 195
7.2.1 几何误差的检测条件 195
7.2.2 几何误差及其评定 195
7.2.3 几何精度的测量示例 198
7.3 表面精度的测量 218
7.3.1 表面粗糙度的测量方法 218
7.3.2 表面粗糙度的测量示例 219


第3篇 典型零件的精度测量及质量控制
第8章 轴类零件
8.1 轴类零件的结构特点与技术要求 227
8.2 轴类零件的加工工艺分析 230
8.3 轴类零件的精度 232
8.3.1 轴类零件的精度测量 232
8.3.2 轴类零件精度影响因素及措施 233
8.4 轴类零件精度测量及质量控制示例 234
8.4.1 细长轴 234
8.4.2 花键轴 238
8.4.3 车床主轴 241

第9章 套类零件
9.1 套类零件的结构特点与技术要求 247
9.2 套类零件的加工工艺分析 254
9.3 套类零件的精度 256
9.3.1 套类零件的精度测量 256
9.3.2 套类零件精度影响因素及措施 257
9.4 套类零件精度测量及质量控制示例 259
9.4.1 轴承套 259
9.4.2 液压缸 260

第10章 盘盖类零件
10.1 盘盖类零件的结构特点与技术要求 263
10.2 盘盖类零件的加工工艺分析 264
10.3 盘盖类零件的精度 265
10.3.1 盘盖类零件的精度测量 265
10.3.2 盘盖类零件精度影响因素及措施 266
10.4 盘盖类零件精度测量及质量控制示例 266

第11章 壳体类零件
11.1 壳体类零件的结构特点与技术要求 268
11.2 壳体类零件的加工工艺分析 275
11.3 壳体类零件的精度 278
11.3.1 壳体类零件的精度测量 278
11.3.2 壳体类零件精度影响因素及措施 279
11.4 壳体类零件精度测量及质量控制示例 280
11.4.1 车床主轴箱 280
11.4.2 减速器箱体 283

第12章 齿轮类零件
12.1 齿轮类零件的结构特点与技术要求 286
12.2 齿轮类零件的加工工艺分析 287
12.2.1 齿轮材料、毛坯及热处理 287
12.2.2 齿轮的加工 288
12.2.3 齿轮类零件加工的定位基准和装夹 296
12.3 齿轮类零件的精度 296
12.3.1 齿轮类零件的精度测量 296
12.3.2 齿轮类零件精度影响因素及措施 297
12.4 齿轮类零件精度测量及质量控制示例 300
12.4.1 圆柱齿轮 300
12.4.2 圆锥齿轮 303
12.4.3 蜗杆蜗轮 306

第13章 螺纹类零件
13.1 螺纹的分类与技术要求 311
13.2 螺纹类零件的加工工艺分析 312
13.3 螺纹类零件的精度 316
13.3.1 螺纹类零件的精度测量 316
13.3.2 螺纹类零件精度影响因素及措施 322
13.4 螺纹类零件精度测量及质量控制示例 327


第4篇 先进测量技术
第14章 3D 测量技术
14.1 3D测量技术的起源与发展 331
14.2 3D测量技术的意义及分类 333
14.3 接触式3D测量技术 336
14.3.1 三坐标测量机 336
14.3.2 测量臂 343
14.4 非接触式3D测量技术 346
14.4.1 三维激光扫描技术 346
14.4.2 三维影像测量技术 348
14.4.3 激光干涉测量技术 350
14.4.4 激光跟踪测量技术 354
14.4.5 结构光测量技术 356
14.4.6 测量机器人测量技术 359
14.4.7 几种非接触式3D测量技术的对比分析 362

第15章 人工智能测量技术
15.1 人工智能测量技术的起源与发展 365
15.2 人工智能测量技术的意义与分类 366
15.3 人工智能测量技术的原理及应用 369
15.3.1 机器学习及其在质量控制中的应用 369
15.3.2 传感器数据处理与分析及其在质量控制中的应用 375
15.3.3 计算机视觉及其在缺陷检测中的应用 383
15.3.4 深度学习及其在缺陷识别中的应用 386
15.4 人工智能在质量管理领域的未来发展趋势 392


参考文献 395

随着我国经济实力的不断提高,机械行业对产品的质量要求越来越高,而零件的加工质量是保证产品质量的基础,零件加工质量的衡量标准即为加工精度。误差在机械加工过程中是不可避免的,需要我们对机械加工工艺过程进行控制,对影响机械加工精度的因素进行分析,提出相应的解决措施,从根本上减少误差的产生,从而提高零件的加工精度。
为使相关的工程技术人员能够掌握机械加工的精度要求、测量技术基础,以及典型零件加工过程中的精度测量和质量控制,了解先进的测量技术,我们以贯彻新颁布的国家标准为主,尽可能多地结合生产中的典型实例,编写了本书,以求内容全面、突出实用性。
本书主要包括以下几方面的内容:
(1)机械加工的精度要求部分。主要介绍了零件的加工质量,以及零件加工精度要求的基础标准:线性尺寸公差、几何公差和表面粗糙度。
(2)测量技术基础部分。主要介绍了测量技术概述、测量误差及数据处理、几何量精度的测量。
(3)典型零件的精度测量及质量控制部分。主要介绍了轴类零件、套类零件、盘盖类零件、壳体类零件、齿轮类零件和螺纹类零件的结构特点、技术要求、加工工艺分析、精度测量方法以及质量控制示例。
(4)先进测量技术部分。主要介绍了3D测量技术和人工智能测量技术内容。
本书在第二版的基础上修订,扩展了3D测量技术并新增了人工智能测量技术,这些内容被整合进第4篇“先进测量技术”。此外,本版根据最新的国家标准更新了线性尺寸公差和公差原则等内容。同时,精简了部分内容,使重点更加突出,并增加了若干拓展阅读资料作为电子资源,帮助读者深入了解测量技术的实际应用和未来发展趋势。
本书由中国人民解放军济南军区锅炉检验所于明,山东建筑大学薛岩,德国慕尼黑工业大学于风翼、李知芸,济南市特种设备检验研究院刘强共同编写。在本书的编写过程中,编写人员付出了大量心血和时间,同时也得到了参编单位的领导和同事的大力支持,在此表示感谢。
由 于笔者水平有限,书中难免存在不妥之处,恳请广大读者批评指正。

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