几何量公差与测量技术

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出版者:东北大学出版社
作者:张玉等编
出品人:
页数:256 页
译者:
出版时间:1999年1月1日
价格:22.00元
装帧:平装
isbn号码:9787810544238
丛书系列:
图书标签:
  • 几何尺寸与公差
  • GD&T
  • 测量技术
  • 机械设计
  • 制造工艺
  • 质量控制
  • 精密测量
  • 公差分析
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具体描述

精密制造的基石:现代公差设计与先进测量技术 内容简介 本书深入探讨了现代机械制造领域中至关重要的两大核心支柱:精密公差的设计理念与实施,以及与之相匹配的高精度测量技术体系。面对当前制造业对产品可靠性、互换性和功能性日益严苛的要求,传统依赖经验的制造模式已无法满足需求。本书旨在为工程师、技术人员和相关专业学生提供一套系统、前沿且极具实践指导意义的知识框架,助力他们掌握如何从源头上控制误差,并通过先进手段实现对产品几何形状与尺寸的精确表征。 本书结构严谨,内容覆盖面广,从基础的误差理论出发,逐步深入到复杂的形位公差体系,并无缝衔接至当前工业界广泛采用的最新测量方法论。 第一部分:几何精度控制的理论基础与现代公差体系 本部分奠定了理解和应用公差技术所需的理论根基,并系统梳理了国际标准下的形位公差(Geometric Product Specification, GPS)体系。 1. 误差的本质与统计学基础 我们将首先剖析制造过程中误差的来源、分类(系统误差与随机误差)及其对零件功能的影响。重点介绍误差的统计学描述方法,包括正态分布、过程能力指数(Cp, Cpk)的应用,使读者能够从概率角度理解公差带的实际意义,而非仅仅将其视为一个固定的上下限范围。讨论如何利用统计过程控制(SPC)来实时监控和改进加工精度。 2. 现代公差规范:GPS体系的深入解读 详细阐释国际标准化组织(ISO)制定的GPS体系(ISO 1101系列标准)与传统尺寸公差体系的区别与联系。本书强调GPS的核心理念——“功能导向的设计”,即公差的设定应直接服务于零件的装配和使用要求。 特征的完整描述: 深入解析轮廓、方向、位置、跳动四大类形位公差要素。对于每个要素(如垂直度、平行度、同轴度、圆跳动等),本书不仅会给出标准的符号和定义,更会结合实际工程案例,阐述其在不同装配关系中的功能意义。 基准的选择与建立: 详细讨论基准的系统性要求,包括单一基准、组合基准和建立基准(Datum Reference Frame, DRF)的原则。强调DRF在保证多特征间相互关系确定性中的关键作用,并指导读者如何依据功能需求合理选择和顺序排列主、次、辅基准。 包容性与独立性原则: 深入解析公差原则对设计灵活性的影响。重点讲解最小化包容原则(Maximum Material Requirement, MMR)、最大化包容原则(Least Material Requirement, LMR)、等效原则(Reciprocity)以及无此原则(No Requirement)在实际图纸标注中的应用,以及它们如何影响零件的加工余量和互换性。 3. 表面结构的纳入与功能影响 公差控制不再局限于几何形状,表面结构的质量(粗糙度)对摩擦、密封、疲劳寿命至关重要。本书讲解了表面结构的参数(如Ra, Rz, Rsm等)及其与形位公差的交互作用。讨论在实际工程中如何根据不同的摩擦副或密封要求来确定合适的表面质量要求。 第二部分:高精度几何测量技术与数字化实现 本部分聚焦于如何精确地“测量”出设计和加工所要求的几何精度,重点介绍与GPS体系高度兼容的先进测量技术。 4. 计量学基础与测量系统分析(MSA) 在引入先进设备前,必须确保测量系统的可靠性。本章系统介绍测量学中的误差传递原理、不确定度评估方法,并详细阐述测量系统分析(MSA),包括量具重复性和再现性(Gage R&R)的研究,确保测量数据的有效性和可信度,这是所有高精度测量的前提。 5. 接触式测量技术及其应用 虽然非接触测量技术日益普及,但接触式测量(如三坐标测量机CMM)仍是几何量测量的主力。 CMM的原理与误差补偿: 深入讲解三坐标测量机的结构、坐标系建立、运动学误差源及误差补偿技术。 探针测量的挑战与策略: 探讨探针测头选择(球径补偿)、接触力的影响,以及在测量复杂曲面和精密特征时如何规划最优的测量路径,以保证数据点的有效性和代表性。 专用量具的优化应用: 针对特定特征,如螺纹、齿轮、圆度、圆柱度等,介绍高精度专用量具(如齿轮测量中心、圆度仪)的工作原理和使用规范。 6. 非接触式与数字化测量前沿技术 本章全面介绍现代制造业中快速、无损地获取三维信息的关键技术,以及这些数据如何直接用于公差评定。 光学扫描技术: 详细比较激光位移传感器、结构光、白光扫描等非接触式三维扫描技术的工作原理、优缺点及适用场景。重点讲解点云数据的获取、配准与优化。 基于点云的GPS评定: 这是现代测量的核心。本书指导读者如何将扫描获取的海量点云数据,映射到GPS标准定义的最小二乘基准(Least Squares Datum)和最小包容区域上来,实现对形位公差的数字化、客观化评定。介绍拟合法(如最小二乘拟合法、最小包容区拟合法)在复杂特征公差评定中的具体实施流程。 在线与在机测量系统: 探讨如何将传感器集成到生产设备中(如机床内置探针),实现加工过程中的快速反馈和误差补偿,从而实现“边加工边检验”的闭环控制,极大提高生产效率和成品率。 第三部分:公差与测量的集成与管理 本部分将理论与技术有机结合,探讨如何在整个产品生命周期中进行有效的几何精度管理。 7. 尺寸链分析与公差配合优化 系统介绍封闭尺寸链与开放尺寸链的分析方法,包括线性尺寸链和角度尺寸链的计算。重点讲解如何运用公差配合分析(如链式法、蒙特卡洛模拟法)来优化设计,确保在满足功能要求的前提下,避免过度公差带来的成本增加,实现经济性最优的公差分配。 8. 数字化质量管理与互操作性 探讨现代质量管理体系中对几何精度数据的要求。介绍如何利用产品制造信息(PMI)将公差和测量要求直接嵌入到三维模型中,实现设计、制造、检测过程的无缝衔接。强调数据标准和互操作性在构建智能工厂中的作用。 总结 《精密制造的基石:现代公差设计与先进测量技术》不仅是一本工具书,更是一部关于“如何精确制造”的系统指南。它强调从设计源头控制误差,并运用最前沿的测量手段进行精确验证,是致力于提升产品制造精度和质量的工程师案头必备的参考资料。全书贯穿着严谨的科学态度和丰富的工程实例,确保读者能够将所学知识快速有效地应用于实际生产环境,应对未来更复杂、更精密的制造挑战。

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在精密制造行业,尺寸和形状的精确性是衡量产品质量的关键因素。我一直在寻找一本能够系统性地讲解“几何量公差与测量技术”的权威书籍,它不仅要理论扎实,更要贴近实际生产需求。这本书的出现,可以说是满足了我多年的期待。它的内容非常全面,从基本概念的引入,如公差的产生原因、公差的分类、基本尺寸、偏差等,到形位公差的详细阐述,如平面度、直线度、圆度、圆柱度、轮廓度、平行度、垂直度、角度、对称度、跳动等,都进行了详尽的介绍。我特别欣赏作者在讲解每一项公差时,都配有清晰的图例,并且结合实际零件的工程图,解释了这些公差的含义、作用以及在测量时需要注意的关键点。例如,在讲解“轮廓度”时,书中不仅区分了直线轮廓度和曲线轮廓度,还详细说明了如何通过“参照要素”来定义廓形的局部区域,并提供了多种测量方法和评定方法。此外,书中对于测量技术的介绍也极为详尽,从常用的量具如卡尺、千分尺,到精密测量仪器如三坐标测量机(CMM)、光学影像测量仪,再到更先进的激光扫描仪,都进行了深入的介绍,包括它们的原理、操作方法、测量不确定度分析以及数据处理的技巧。我尤其对书中关于CMM测量策略的章节印象深刻,它详细介绍了如何根据零件的几何特征和公差要求,优化测量路径,提高测量效率和精度。这本书的实用性非常强,它不仅能帮助我理解公差理论,更能指导我在实际工作中如何有效地进行测量和质量控制。

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在我学习工程制图的过程中,对“几何量公差与测量技术”这个主题的理解一直存在一些模糊的认识,很多概念和符号总是让我感到难以捉摸。直到我接触到这本《几何量公差与测量技术》,我才觉得茅塞顿开。这本书的语言风格非常清晰、逻辑性强,它从最基本的“尺寸公差”入手,详细解释了“基本尺寸”、“偏差”、“公差带”等概念,并介绍了各种“配合”的类型及其在实际中的应用。然后,它循序渐进地深入到“形位公差”的世界,逐一阐述了平面度、直线度、圆度、圆柱度、轮廓度、平行度、垂直度、角度、对称度、跳动等各种公差的定义、图示、测量方法和评定原则。我尤其欣赏作者在解释这些抽象概念时,总是配以大量的示意图和实际零件图,通过直观的方式让我理解了这些公差的实际意义。书中对于“轮廓度”的讲解尤其精彩,它区分了直线轮廓度和曲线轮廓度,并详细介绍了如何通过“参照要素”来限定公差区域,以及如何进行测量和评定。此外,这本书还花了很多篇幅介绍各种测量技术,从基础的量具,如游标卡尺、千分尺、高度尺,到更高级的坐标测量机(CMM)、光学影像测量仪,再到便携式测量设备如激光跟踪仪,都进行了详细的介绍,包括它们的原理、操作、优缺点以及在不同场景下的应用。我通过阅读这本书,不仅掌握了如何准确地标注和理解工程图纸上的公差,还学会了如何选择合适的测量工具和方法来验证这些公差,这对我的学习和未来的工作都至关重要。

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我最近一直在为我负责的一个精密仪器项目寻找可靠的技术参考资料,尤其是关于如何准确地控制和验证零件的几何精度。市场上充斥着各种各样的技术手册,但很多要么过于宽泛,缺乏针对性,要么就是对细节的处理不够深入。当我拿到这本《几何量公差与测量技术》时,我几乎是立刻就被它所吸引了。这本书的结构安排非常合理,它首先从最基础的公差概念讲起,循序渐进地引入了尺寸公差、形位公差等核心内容。我尤其欣赏作者在介绍每一种公差时,都配有大量的示意图和实际图纸的截图,这对于我这样需要将理论知识应用于实际工作的工程师来说,简直是如获至宝。例如,在讲解“位置度”时,作者不仅详细解释了其定义和计算方法,还通过不同类型的零件图,展示了如何正确标注位置度公差,以及在测量时需要注意的关键点。书中还专门辟出了章节介绍各种常用的测量仪器,如游标卡尺、千分尺、高度尺、角度尺,以及更复杂的坐标测量机(CMM)和光学测量系统。对于CMM的使用,书中不仅介绍了其基本原理和操作流程,还重点强调了测量路径的规划、测量不确定度的评估以及数据处理的方法,这对我来说是极其宝贵的经验。我发现,这本书不仅是一本理论教科书,更是一本实用的操作指南,它帮助我理解了为什么这些公差如此重要,以及如何在实际生产中有效地实现和检验它们。

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说实话,我对“几何量公差与测量技术”这个主题一直感到有些头疼。在学校的时候,虽然学过一些皮毛,但总觉得不系统,很多概念也模糊不清。工作后,更是因为缺乏这方面的深入理解,在与供应商沟通零件图纸时吃了不少亏。这本书的出现,对我来说简直就是一场及时雨。我特别喜欢它在开头部分对“公差”这个概念的深入剖析,它不仅仅是简单的“允许的误差范围”,而是包含了设计意图、制造能力以及功能要求的复杂考量。作者通过生动的语言和丰富的图例,将那些抽象的术语变得鲜活起来。比如,在讲到“基准”的时候,我之前一直觉得基准就是随便选几个面就行了,但这本书让我明白了基准的选择、定义以及基准体系的建立对于保证零件互换性和测量结果的准确性有多么关键。尤其是关于“基准特征”和“基准要素”的区别,这本书给出了非常清晰的界定。接着,书中对各种形位公差的讲解,如垂直度、平行度、对称度等,都配有详细的图示,并结合实际的零件模型,解释了这些公差的意义、测量方法以及如何通过改变设计参数来满足公差要求。我最欣赏的是,这本书并没有止步于理论的阐述,而是花了相当大的篇幅介绍了各种测量技术。从基础的手持测量工具,到高精度的三坐标测量机,再到光学影像测量仪,书中都对它们的原理、操作、注意事项以及数据分析进行了详细的介绍。我尤其关注了关于三坐标测量机(CMM)的测量策略和不确定度分析的部分,这对我将来在工作中选择合适的测量设备和方法,以及如何解读测量报告非常有帮助。

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作为一名刚刚步入机械设计领域的新人,我对于图纸上的各种标注,尤其是那些形形色色的公差符号,总是感到有些困惑。同事们在讨论零件图时,常常会提到“跳动”、“倾斜”、“对称度”等术语,而我却一知半解。偶然间,我接触到了这本《几何量公差与测量技术》,它彻底改变了我对这个领域的认知。这本书的语言非常通俗易懂,即使是对于没有太多专业背景的读者,也能很快地掌握其中的要领。作者从最基础的“尺寸公差”讲起,通过大量的实例,让我明白了什么叫“配合”以及不同配合的含义。然后,它循序渐进地引入了“形位公差”的概念,并详细阐述了平面度、直线度、圆度、圆柱度、轮廓度、平行度、垂直度、角度、对称度、跳动等各种公差的定义、图示、测量方法和评定原则。我尤其喜欢书中关于“跳动”的讲解,它区分了径向圆跳动、轴向圆跳动和综合圆跳动,并配以生动的动画示意图,让我第一次真正理解了这些公差的物理意义。此外,书中还花了很多篇幅介绍各种测量技术,从最基本的游标卡尺、千分尺,到更先进的坐标测量机、影像测量仪,甚至是激光跟踪仪,都进行了详细的介绍,包括它们的原理、操作、优缺点以及适用范围。我通过阅读这本书,不仅学会了如何看懂和标注图纸上的公差,还了解了如何选择合适的测量方法和工具来验证这些公差,这对我今后的设计工作提供了极大的帮助。

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初识这本书,是在一次偶然的机会翻阅一位资深工程师的书架。封面朴实无华,没有花哨的设计,但“几何量公差与测量技术”这几个字,瞬间就吸引了我。作为一个机械制造领域的从业者,我深知这些基础知识的重要性,它们是保证零件精度、实现精密装配的基石。然而,市面上关于这个主题的书籍良莠不齐,很多要么过于理论化,脱离实际,要么过于浅显,无法深入。这本书究竟能否填补我的知识空白,提供真正有价值的指导,是我最期待的。当我翻开扉页,首先映入眼帘的是清晰的目录,每一章节的标题都精准地概括了内容,从基本概念的引入,到各种公差类型的详细阐述,再到测量技术的原理与应用,逻辑性非常强。我特别关注了关于形位公差的部分,这是最容易引起混淆和误解的地方。作者对基准的定义、基准体系的建立,以及各项形位公差(如平面度、直线度、圆度、圆柱度、平行度、垂直度、角度、轮廓度等)的图示、含义、测量方法和评价标准都进行了详尽的描述。我尤其欣赏作者在解释这些抽象概念时,并没有仅仅停留在理论的层面,而是大量地引用了实际的工程案例和图纸,通过三维视图和剖面图,将那些抽象的公差区域形象地展现在读者面前。这种“看得见、摸得着”的讲解方式,极大地降低了理解难度,让我仿佛置身于一个真实的加工车间,亲手感受着每一个尺寸和公差的意义。这本书的价值,不仅仅在于它对理论知识的系统梳理,更在于它能够将这些理论知识转化为解决实际工程问题的工具。

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作为一名机械工程师,我深知“几何量公差与测量技术”是保证产品质量、实现精密制造的核心。我一直在寻找一本能够系统而深入地讲解这一领域知识的书籍,并且能够与实际生产紧密结合。这本书正是满足了我的这一需求。它的内容非常丰富,从基础的尺寸公差、形位公差的定义、标注方法,到各种公差的评定原则和测量技术,都进行了详尽的阐述。我特别欣赏作者在讲解每一项公差时,都配有大量的实例图和实际零件图,并通过生动的语言解释了这些公差的含义、作用以及在设计和制造过程中需要注意的问题。例如,在讲解“对称度”时,书中不仅给出了其标准定义和图示,还详细介绍了如何通过选取对称基准来控制对称公差,以及在测量时需要注意的关键点。让我印象深刻的是,书中还专门辟出章节介绍各种测量仪器,如游标卡尺、千分尺、高度尺、角度尺,以及更复杂的坐标测量机(CMM)和光学测量系统。对于CMM的使用,书中不仅介绍了其基本原理和操作流程,还重点强调了测量路径的规划、测量不确定度的评估以及数据处理的方法,这对我来说是极其宝贵的经验。我发现,这本书不仅是一本理论教科书,更是一本实用的操作指南,它帮助我理解了为什么这些公差如此重要,以及如何在实际生产中有效地实现和检验它们。

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这本书的价值,远不止于一份简单的技术手册。在我看来,它更像是一位经验丰富的导师,循循善诱地引导着我深入理解“几何量公差与测量技术”这个看似枯燥但却至关重要的领域。我之前对公差的理解,仅仅停留在“允许的误差范围”这个层面,但通过这本书,我才明白公差的本质是功能要求和制造能力的平衡,是产品实现其预定功能的保证。作者在开篇就对公差的哲学意义进行了阐述,这让我从一开始就对这本书产生了浓厚的兴趣。随后,书中对各种公差的讲解,如平面度、直线度、圆度、轮廓度等,都非常深入,并且配以大量的图例和实际案例。我尤其对“位置度”的讲解印象深刻,它不仅解释了位置度的基本概念,还详细介绍了其评定方法,如包容区域法、最大实体边界法等,并结合了实际的加工实例,让我明白了如何通过合理的设计和测量来确保零件的关键尺寸精度。在测量技术方面,这本书也做得非常出色。它详细介绍了各种测量仪器,从基础的量具,到复杂的三坐标测量机,再到新兴的3D扫描仪,都进行了深入的剖析。我尤其关注了关于“测量不确定度”的部分,它不仅解释了不确定度产生的各种因素,还提供了一系列的方法来评估和减小测量不确定度,这对于我来说是极其宝贵的知识。通过阅读这本书,我不仅提升了自己对公差和测量的理解水平,更重要的是,我学会了如何将这些知识应用于实际工作中,从而提高产品质量和生产效率。

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在我参与的许多机械设计项目中,图纸上的各种公差标注总是让我感到头疼。虽然我知道它们的重要性,但对于如何准确理解和实现这些公差,我总感觉力不从心。这本书的出现,彻底改变了我的看法。它以一种非常清晰和易于理解的方式,将“几何量公差与测量技术”这个复杂的主题展现在我面前。我特别喜欢它在开篇就对“公差”的哲学意义进行了深入的探讨,让我从根本上理解了公差的本质,以及它在产品功能和制造过程中的作用。随后,书中对各种形位公差的讲解,如平面度、直线度、圆度、圆柱度、轮廓度、平行度、垂直度、角度、对称度、跳动等,都非常系统和深入。我尤其对“跳动”的讲解印象深刻,它区分了径向圆跳动、轴向圆跳动和综合圆跳动,并配以生动的动画示意图,让我第一次真正理解了这些公差的物理意义。此外,书中还花了很多篇幅介绍各种测量技术,从最基本的量具,到高精度的三坐标测量机,再到新兴的3D扫描仪,都进行了详细的介绍。我尤其关注了关于“测量不确定度”的部分,它不仅解释了不确定度产生的各种因素,还提供了一系列的方法来评估和减小测量不确定度,这对于我来说是极其宝贵的知识。通过阅读这本书,我不仅提升了自己对公差和测量的理解水平,更重要的是,我学会了如何将这些知识应用于实际工作中,从而提高产品质量和生产效率。

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我一直对机械制造的细节有着强烈的求知欲,尤其是那些决定产品精度和性能的关键因素。当我在图书馆翻到这本《几何量公差与测量技术》时,我立刻被它严谨而系统的内容所吸引。这本书的编排结构非常出色,它从最基础的尺寸公差讲起,逐步深入到形位公差的各个方面。我特别喜欢作者在解释形位公差时,采用的“图文并茂”的方式。例如,在讲解“平行度”时,书中不仅提供了标准图例,还配有详细的剖面图和立体图,清晰地展示了平行度公差的区域,以及如何通过测量来判断是否满足要求。让我印象深刻的是,书中还详细介绍了不同类型的“基准”和“基准体系”的建立,以及它们如何影响形位公差的实现和测量。这对于理解复杂的装配关系至关重要。在测量技术部分,这本书更是内容详尽。它介绍了从传统的游标卡尺、千分尺,到现代的三坐标测量机(CMM)、影像测量仪,再到非接触式测量技术如激光扫描,都进行了深入的介绍。我尤其关注了关于CMM测量路径优化和不确定度评估的内容,这对于提高测量效率和保证测量结果的可靠性非常有帮助。书中还提供了一些实际案例,展示了如何根据零件的特点和公差要求,选择最合适的测量方法和仪器。总而言之,这本书不仅是一本理论知识的书籍,更是一本实用的操作指南,它帮助我更深刻地理解了机械制造中的精度控制和质量保证的关键技术。

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