机械测量技术完全手册：量具/三坐标/误差分析
| 量具 | 测量范围 | 分辨率 | 用途 |
|---|---|---|---|
| 游标卡尺 | 0-150/200/300mm | 0.02mm | 长度、外径、内径、深度 |
| 数显卡尺 | 0-150/200/300mm | 0.01mm | 同上，读数方便 |
| 外径千分尺 | 0-25, 25-50…mm | 0.001mm | 外径、厚度 |
| 内径千分尺 | 5-30, 25-50…mm | 0.001mm | 内径、槽宽 |
| 百分表 | 0-3/5/10mm | 0.01mm | 形位误差、跳动 |
| 千分表 | 0-1/2/5mm | 0.001mm | 精密形位误差 |
| 高度尺 | 0-300/500mm | 0.01mm | 高度、划线 |
| 塞规/环规 | 按规格 | 通止 | 批量零件快速检验 |
- 温度影响：精密测量应在20±0.5℃环境下进行，避免手温影响
- 测量力：千分尺应使用测力装置，避免过压
- 零点校准：每次使用前检查零点，定期送检
- 清洁：测量面和被测件必须清洁，无毛刺
- 读数方向：视线垂直于刻度面，避免视差
| 类型 | 精度 | 特点 | 应用 |
|---|---|---|---|
| 桥式CMM | 1.5-3μm | 精度高，测量范围大 | 精密零件、模具 |
| 悬臂式CMM | 3-5μm | 开放性好，便于装卸 | 大型钣金件 |
| 龙门式CMM | 3-5μm | 超大行程 | 汽车车身、飞机部件 |
| 便携式关节臂 | 20-50μm | 灵活便携 | 现场测量、逆向工程 |
| 误差类型 | 特征 | 来源 | 消除方法 |
|---|---|---|---|
| 系统误差 | 大小方向固定或按规律变化 | 仪器偏差、温度、方法 | 校准、修正、控制条件 |
| 随机误差 | 大小方向随机，不可预知 | 环境波动、读数估计 | 多次测量取平均 |
| 粗大误差 | 明显超出预期 | 操作失误、突然干扰 | 3σ准则剔除 |
| 公差项目 | 测量方法 | 所用仪器 |
|---|---|---|
| 直线度 | 贴切法/节距法 | 刀口尺、平尺、水平仪 |
| 平面度 | 打表法/对角线法 | 平板、百分表 |
| 圆度 | 两点法/三点法/CMM | 圆度仪、V型铁+百分表 |
| 圆柱度 | CMM测量/CYI | 三坐标、圆柱度仪 |
| 同轴度 | 心轴打表/CMM | 心轴、百分表、CMM |
| 位置度 | CMM测量/功能量规 | 三坐标、位置度量规 |
| 圆跳动 | V型铁+百分表 | V型铁、百分表 |
测量结果表示为：Y = y ± U （k=2，置信概率95%）
其中U为扩展不确定度，包含A类评定（统计方法）和B类评定（非统计方法）。
- A类评定：对同一量进行n次重复测量，用标准偏差计算
- B类评定：根据仪器证书、经验、 manufacturer’s specs估计
- 合成标准不确定度：uc = √(u1²+u2²+…)
- 扩展不确定度：U = k×uc （k=2对应95%置信度）
常见问题FAQ
Q1：基准A、B、C是什么意思？
A：基准是建立几何关系的参考。基准A是第一基准（最重要的定位面），基准B是第二基准（与A垂直的定向面），基准C是第三基准（与A、B都垂直）。按3-2-1定位原则确定。
Q2：同轴度和同心度有什么区别？
A：同心度（同轴度的旧称）现在已统一为同轴度。同轴度控制轴线与基准轴线的重合程度。还有一个’同心度’在美国标准ASME中仍存在，控制圆心位置，但国标GB/T已取消，统一用同轴度。
Q3：形位公差有哪些类型？
A：形状公差4种：直线度、平面度、圆度、圆柱度。位置公差8种：平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动、全跳动。共14种，加上基准体系。
Q4：形位公差值怎么选？
A：选择原则：①满足功能要求即可，不要过严 ②与尺寸公差协调，形位公差一般小于尺寸公差 ③考虑加工经济性，精密形位公差成本高 ④参考类似产品或手册推荐值。
Q5：圆跳动和全跳动的区别？
A：圆跳动：被测要素绕基准轴线旋转一周（单圈），指示表读数差。全跳动：被测要素绕基准轴线连续旋转，同时指示表沿轴向或径向移动，全程读数差。全跳动控制更严格。
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