机械工程制图

机械识图知识点总结

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机械识图知识点总结

图之功能各国标准尺度比例线之种类与用途角法与视图

图之功能

1.信息传递：把设计者之构想绘制成图，传递给加工制作人员、检验人员等。

2.国际性：图为技术界的国际语言，即须具有国际语言之性格，如图形表法，标注方法

或符号定义必须完全统一规格。

3.泛用性：随着技术的发展，目前在各种产业上的互相关连加深，因此需画出各种行业

均能了解之图。

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各国标准

ANSIAmericanNationalStandardInstitute国家标准学会

ASMEAmericanSocietyofMetals,U.S.A.美国金属学会

BSBritishStandards英国标准

CNSChineNationalStandards,TAIWAN.R.O.C.

CSACanadianStandardsAssociation,CANADA加拿大标准协会

DINDetuscheNormen,GERMANY德国标准

IEEE

InstituteofElectricalandElectronic

Engineers,U.S.A.

美国电子及电机工程师学会

ISO

InternationalStandardizationOrganization国际标准

化组织

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JSIJapaneIndustrialStandard.,Japan日本工业标准

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尺度比例

尺度单位

工至机械制图用基本长度单位，通常采用mm，可以不用在图中表示。儒需使用其它单

位时，则必须注明单位符号。英制则以in.为基本长度单位，而不必标注。

常用比例

机械制图再绘图时，因尽量画出较大之圆形，以便于微缩影储存。通常以2,5,10之倍

数为常用比例或按实物大小画出。

长用比例如下所列：

实大比例：1：1

缩小比例：1：2，1：2.5，1：4，1：5，1：10，1：20，1：50，1：100，1：200，1：

500，1：1000。

放大比例：2：1，5：1，10：1，20：1，50：1，100：1。

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线之种类与用途

种

类

式样粗细画法用途

实

粗连续线可见轮廓线，图框线。

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线

细连续线

尺度线、尺度界线、

剖面线、作图线、因

圆角而消失的棱线、

旋转剖面的轮廓线

等。

细不规则连续线

折断线

细

含锯齿型弯折之连续

线，两相对锐角角度

30，其尖角高度约

2mm。

虚

线

中

每段约3mm，间隔

1mm。

隐藏线

链

线

细

线长约20mm，中间为

一点(用机器绘制时，

可为约1mm之短

划)，间隔约1mm。

中心线、节线、假想

线等。

粗同上

表示需特殊处理物面

的范围

粗、

细

两端及转角粗，中间细，

粗线长误超过10mm。

割面线

线之粗细与其使用

通常绘图时，粗实线之线宽须按图之大小与其复杂程度而订定，在同一张图中使用粗线

之线宽必须均匀一致，中线与细线亦同理。

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粗10.80.70.60.5

中0.70.60.50.40.35

细0.350.30.250.20.18

虚线之起讫与交会

虚线之起讫，如下图所示，虚线与其它线条交会时，除虚线无实线之延长外，其余应尽

量维持相交。

1.实线与虚线相交

2.虚线与虚线相交

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投影与视图

第一角法与第三角正投影法之比较

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第一角投影法起于法国，盛行于欧洲大陆、德、法、义、俄等国，其中美、日及荷兰等

国原先亦采用第一角投影法，后来改采用第三角法讫今。目前国内使用第一角投影法之机构

约35%，而采用第三角投影法之机构约65%。因此为适应国内使用者之需求，于最新修订

之CNS3，CNS3-1，CNS3-2，…，CNS3-11等工程制图国家标准规定“第一角法及第三

角法同等适用”。唯于同一张图中，不的同时使用两种投影法，且每张图上均应于明显部位

标示“投影法”，以资鉴别。

第一角投影法与第三角投影法之异同如下：

(1)对同一投影方向上而言，两者投影面之位置不同。第一角投影法之投影面在物体之后方，

而第三角投影法之投影面则在物体前方。

(2)两中投影法之各视图彼此完全相同。

(3)两者之投影相于展开后视图排列，则因投影面之不同而有所分别，以前视图为基准而展

开时，除前视图以外，其它各视图之位置相反。

(4)判断视图为第一角或第三角时，可先假定为其中任一者，以侧视图之轮廓线判断误，表

示假定正确，若虚实线相反，表示假定错误。

剖视图

对物体作假想剖切，以了结其内部形状，假想之割切面称为割面，而割面体所见之线，

称为割面线，如图1-1所示。割面线可以转折，两端及转折处用粗实线画出，中间以细链线连

接。转折处之大小如图1-2所示。

如有多个割面图时，应以大楷拉丁字母区别之，同一割面之两端以相同字母标示，字母写在

箭头外侧，书写方向一律朝上。割面线箭头标示剖视图方向，割面线之两端需伸出视图外约

10mm，其箭头之大小形状如图1-3所示。

割面及剖面线

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假想剖切所得剖面，须以细实线画出剖面线，剖面线虚为与主轴线或机件外形线成45°

之均匀并行线，（但应避免将剖面线画成垂直或水平）。若剖面线与轮廓线平行或近平行时，

必须改变方向如图1-4所示。

同一机件被剖切后，其剖面线之方向与间隔必须完全相同。在组合图中，相邻两机件，

其剖面线应取不同之方向或不同之间隔，如图1-5所示。机件剖面之面积较大时，其中间部

分之剖面线可以省略，但画出之剖面线须整齐，如图1-6所示机件剖面之面积甚为狭小时，

由于不易画出剖面线，则可全部涂黑之，但在相邻两机件之间须留空白，如图1-7各图所示

之型钢、铁板、薄垫圈、弹簧……等。

全剖面

机件被依割面完全剖切着，称为全剖面获全剖视图，如图1-8所示。必要时，割面线随

机件转折，如图1-9所示。图形机件作转折剖面时，其剖面需转折成同平后，在作正投影，

如图1-10所示。经机件的中心线剖切时，或剖切位置不标注亦能明确认时，其割面线可予

省略，如图1-11所示。

半剖面

对称机件之视图，以中心线为界，其中一半画成剖视图以表示其内部形状，另依半仍画

外形轮廓线称为半剖面或半剖视图，如图1-12图所示。图中分界之中心线不得画成粗实线，

其剖面线通常居予省略，未剖部分之内隐藏线通常可省略不画。

局部剖面

只需表示机件某部分之内部形状，并仅剖切该部分，以折断线分界者，称为局部剖面或

局部剖视图，如图1-13所示。

旋转剖面

机件之剖面在割切处原地旋转90°，以细实线重迭画出剖面轮廓形状者，如图1-14所

示，或以折断线断裂员机件并以粗实线画出轮廓形状者，如图1-15所示，均称为旋转剖面

或旋转剖视图。

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移转剖视图

将旋转剖面沿其割面线，移画原图外者，以粗实线画出其轮廓形状，称为移转科面或移

转剖视图，如图1-16所示。必要时得平移至任何位置，但不得旋转。

辅助视图

六个主投影面以外之倾斜投影面上，所作之投影视图，统称为辅助视图，但习惯上辅助

视图通常仅绘出局部视图，如图1所示。如有需要，辅助视图可平行移至任何位置画出，但

不得旋转其方向，且须在其投影方向加绘箭头及文字说明，并于辅助视图之正下方用相同文

字注明，如图2所示。

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尺度与批注之组成角度标注圆弧标注尺度安排

尺度标注

绘制工作图或其它机械工程图时须标注各部位之尺度，以描述机件形状大小或设计之

细节尺度，使制造者加工及检验时有所依循。标注尺度用之数字及文字，依规定于注写时不

得与任何线条相交，如下图1、3所示均为不良的方法，而2、4图为良好的标注方法。

尺度与批注之组成

物体之长度落彼此距离以其在空间中各点线或面间之线性尺度来表示。而线或面间所夹

之角则可依角度弧度或弪度数值表示之。标注尺度时，需借助尺度线、尺度界线及箭头等还

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表明各型体之界线或范围。批注则以文字说明之方式表明非尺度数值之其它数据，通常均用

指线引至视图外适当空间驻写如图所示。

尺度界限

尺度界限以指出轮廓限界之位置，在欲标驻轮廓之两端沿轮廓直方向用细实线延伸画出，

但其前端需与轮廓线保留约1mm之空隙，尾端则须超出尺度线约3~5mm，如图所示。尺

度界线可以利用轮廓线或中心线，如图所示。当尺度界线与轮廓线近似平行时，可由其两端

引出与尺度线约成60°之倾斜线作为尺度界线如图所示。

尺度线

用细实线画出，两端带有箭头指在尺度界在线，表明尺度之方向及范围，如图2-5所示。

尺度线通常与尺度界线成垂直，图则为例外情形，若以轮廓县作为尺度界限时，则尺度线应

垂直该轮廓，如图中R50，R20及ψ80等尺度之尺度线。除了半径、直径等尺度以外，

型体之尺度线应与该尺度两端点间之轮廓现成平行画出，如图所示。

尺度线与物体轮廓线之间隔约为字高之2~3倍，尺度线与尺度县间之距离约为字高之2

倍。各线之间隔应求均匀画一，如图所示。轮廓线、中心线及剖面线等，不得用作尺度线，

如图所示。

箭头

箭头尺度如图所示，箭头之尖端须与尺度界线接触，如尺度过小时，可将箭头移至尺度

界线外侧，若相邻两尺度之空间皆甚狭窄时，可用清楚的小黑圆点代替箭头，如图所示。

指线

指线用细实线画出，其指示端与水平线成45°或60°，带有箭头与标示位置接触，

应避免与尺度线、尺度界线或剖面线平行。指线尾部为一水平线，批注文字写在此水平线之

上方，同时文字应与水平线等长，如图所示。

批注较长时，可将指线尾端之水平线折断，一横是书写之方式续写于其上方并对齐之，如图2

所示。

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尺度数字与其书写方向

尺度标驻用数字及文字书写方向，应依下列规定：

1.尺度线不可中断，长度尺度数值应写在尺度在线之上方中央部份，如图所示。倾斜

之长度尺度，其数字言尺度线垂直方向书写，如图所示，及方向以朝上、朝左为原则，

若朝上与朝左互相冲突时，则以朝上、朝右为原则。尺度线之位置应尽量避免在图中之阴影

线部份，不可避免时，则如图标注。

2.角度数值应写在尺度线上方之中央部份，角度尺度线亦不得中断，其数值之书写方向

可正交尺度线书写，如图所示。亦可一律朝上书写，如图所示，且在同一张图中不可参杂

使用两种书写，以免混淆。

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角度标注

通常在线和面间所夹之角，及直径差或高度差与长度之比值较大之锥体或斜面，均以角

度标注之。而两者之比值较小者，则大多以锥度或斜度标注之。有关标注之各种情形分述如

下：

夹角标注

标注夹缴之尺度线为圆弧，奇圆心即为该夹角之顶点，如图所示。由于标注之部位窄小

或为易于读图起见，尺度界线夹角可标注于其对顶角之方向，如图所示。

去角标注

机件上有去角时，须注名其去角宽度。标注方法有三种，如图(a)所示为标注宽度及去

角面夹角，(b)所示为宽度、去角面与水平线夹角，(c)为简便标注法，也是最长采用之

一种方式。

斜度标注

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斜度为物体两端高度差与长度之比值，等于斜角之正切值，如下列所列：

标注斜度时，可选择H，h，L，β四者中任三个如图所示，较常用为(a)，(b)，

(c)三种，但不可同时使用四个尺度。也可使用斜度符号，符号之形状及大小如图(a)所示，

其高度为自高之0.5倍，线与数字笔画之粗细相同。标注斜度时，不论倾斜方向为何，符号

尖端应一律朝向右方，不得采用其它方向标注。使用斜度符号标注斜度时，需用指线自倾斜

面之边视线上引出，斜度值注明于符号右方，如图(b)所示。

锥度标注

锥度为锥体两端直径差与其长度比值，及半径追矫正切值之两倍，如下是所列：

例如：追度比值为1：5，即表示沿锥体轴向前进5个单位，其直径及增大或减小1

个单位。锥度如同斜度由标注法ψD，ψd，θ，L四者，如图(a)所是中之任一三个决

定其值。使用锥度符号(如图(a)所示)标注锥度时，需用指线自锥体轮廓在线引出，锥

度直注写于符号之右方，如图所示。并且符号之垂直高度，线条粗细必须和数字之粗细相同。

标注锥度时，不论锥体之大小端朝向何方，符号尖端应一向右，不得采用其它方向之标

注。锥度标注亦可采用一班尺度标注法，及标注直径及长度等，如图(c)，但通常以图(b)

所示的两种标注法较易看懂。特殊规定之锥度，例如莫式锥度、公制锥度…等，于标柱时可

在锥度符号之后，写明其代号以代替比值，如图所示。

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圆弧标注

直径标注

圆标注直径尺度时，必须使用直径符号“ψ”于尺度数字之前方。符号之形状及大小如

图所示。为一圆及一水平约成75°倾斜经过圆心知直线所行成，其高度及线粗与尺度数字

相同。圆柱或圆孔之直径，以标注在非圆形视图上为原则，以避免混乱，如图所示。

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必要时，全圆之直径亦可标注于圆形视图上。标注时若不用尺度界线，及应使尺度线通

过圆心且与中心线成倾斜。若由圆周引出尺度界线，择期尺度线必须与其中心线成平行，如

图所示。超过半圆之圆弧须标注其圆弧直径尺度，且须标助于其圆形视图上，而半圆则视情

况之不同可标注直径或半径，其标注方法如图所示。

若所画之视图为半视图或半剖视图时，其省略部份不必画出尺度界线及尺度在线之箭头，

但尺度线之长度必须超过圆心，尺度数字仍写在尺度线上方约略中央之部份，如图所示。

半径标注

标驻其半径尺度，半圆之圆弧亦可标注半径尺度。其大小与尺度数字相同，但圆弧内空

间不足时，也可将尺度线延长或画在圆弧之外侧，但尺度现仍须对准圆心，半径甚大时，可

将尺度线作转折，尺度线必须对准原来圆心画出，另一段尺度线则与前端平行并与圆弧之中

心线相交。

球面标驻

球体表面之尺度，可标注其直径尺度或半径尺度，标注时须用球面符号，符号维拉丁字

母大写S，球面符号写在直径符号或半径符号之前方，其“ψ”及“R”均不得省略。

标准机件之端部或头部，在习惯上均将其制成球面者，且已在图中表示其圆弧形状不致

于被误解时，标注该部位之尺度可省略球面符号，警驻出其直径或半径即可。各种可省略球

面符号之标准零件端面。

半圆与直线相连形态标注

机件上之形态完为半圆与直线相连时，通常须依其加工程序决定其标注方法，如系以钻、

铣及车削一次加工而成之形态，应标注齐全宽(刀具尺度)及中心点距离(进刀行程)，

如警以锻造或铸造成形而不需加工者，应标注其制模尺度，因此不同的加工程序，应有不同

的标注方式。

不规则之曲线标注

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不规则之曲线，无法用直径尺度或半径尺度标注其形状尺度。通常均将其曲线区分成若

干定点，然后用直角坐标法或极坐标法标注。

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尺度安排

一般位置尺度

通常，平面形态之位置尺度，应标注于该平面上。圆或圆弧形态之位置尺度，应标注奇

圆心点之位置如图(a)所示，但有时为检验程序上之方便，亦可标注于圆弧之边线，尤其是

冲压成型之机件，如图(b)所示，但大多数机械加工无法使用(b)的方式。如有多个相同

方向之位置尺度时，应利用基准面或基准线标注方法，如图(a)所示，不影响机件之功能时，

亦可使用连续尺度标注法，如图(b)所示。

相同形态之位置尺度

机舰上如有多个相同形态，而且其间隔距离或角度均一致时，可不必逐一标驻其位置尺

度，如图各图所示。为减少尺度线之层数，可标注自尺度界线之外侧。各尺度线均采用单向

箭头，基准尺度界线与尺度线之交点，加一小点表示之。

相同形态之尺度标注法

机件上有多数个相同形态时，可择一标注之，如图所示。相同型态有时只需表明其位置

即可，但其尺度之标示须用指线注明其数量及形态，各种相同形态之表示及标注，如表各图

所示。

对称形态之尺度

完全对称之机件，其形态之尺度可以中心线为基准，而省略标注其位置尺度，标注方法

如图所示。

重复尺度

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同一部位之尺度在视图上标注一次即可，不得在其它视图上重复标注，否则即成重复尺

度。

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精度标注法

表面粗糙度与加工符号

机件表面肉眼看起来也许很光滑，但由于加工机械及刀具的振动或是铸模内表面的不规

则，因此机件表面必然存在着高低不平的纹路，灵敏度高的电位或光学仪器则能量出这些细

小纹路的高度、宽度。

机件表面的平滑程度﹙粗糙度﹚、波浪形状、刀具痕迹等质量是影响机件光泽、外观、

机械效率、配合功能以及疲劳寿命的因素，例如轴在滑动轴承中运转时，两者之间所需要的

最小油膜，厚度为两者粗糙高度之和，因此，愈粗糙的表面虚要愈大的油压以产生足够厚度

的油膜，否则即变成干摩擦而效耗动力。又如相同材料制成相同的机件，表面愈光滑者具有

愈大的疲劳强度。因此机械设计工程师必须根据机件性能的要求，以及动态负荷强度分析的

结果，在设计图中指定机件表面质量。

表面粗糙度之表示法

表面粗糙度的表示方法有很多种，而且各国的定义也不尽相同，此处仅列常用的表示方

法：Ra﹙中心线平均粗糙度﹚、Rmax﹙最大高度粗糙度﹚、Rz﹙十点平均粗糙度﹚。

一、中心线平均粗糙度(Ra)

1.定义：若从加工面之粗糙曲线上，截取一段测量长度Ｌ，并以该长度内平均高度之

中心线为x轴，取中心线之垂直线为y轴，则粗糙曲线可用y=f(x)表之。以中心线为

基准将下方曲线反折，如图1所示。然后计算中心线上方经反折后之全部曲线所涵盖面积

﹙图中之斜线部份﹚，再以测量长度除之。所得数值以m为单位，即为该加工面测量长度

范围内之中心线平均粗糙度值，其数学定义：

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2.如图2所示，沿中心线方向细分等间隔后取各分段点所对应之y值，利用下式可得

到Ra的近似值：

3.截除值：中心线平均粗糙度实为表面曲线去掉波状曲线﹙即中心线﹚后再以公式

求得。因此截除值﹙波状曲线之波长﹚的大小影响Ra之测量值，为了测量器的标准化及方

面表示起见，各国标准均采用下列六种截除值：

0.08,0.8,8mm

0.25,2.5,25mm

截除值是否恰当，端视加工而产生的波状高低起伏的间隔﹙波宽﹚而定，若截除值取过大，

则粗糙度曲线中包含了形状误差曲线；若截除值取得过小，则粗糙度曲线被去掉一部份粗糙

度较大的部份，因此不同加工方法其加工适合的截除值并不相同。如表3-1所示，为各种加

工方法适当的截除值。

因为各种加工适合的截除值均含有0.8mm，因此0.8被指定为截除值之标准值，若使用

0.8为截除值，在标驻Ra时可以不附记截除值。求Ra时的测量长度

，应为截除值的三倍以上，才能得到表面曲线足够的中心线，此时也可省略附近测量长度，

除此以外，标示表面中心线平均粗糙度时，一定得附记上截除值及测量长度。例如铣床粗加

工面恰当之基准长度为8mm，当测量长度为15mm时，则Ra之标注应包括中心线平均

糙度、截除值、测量长度三项，若测量长度为25mm，则标注Ra及截除值二项。

•中心线平均粗糙度之界限值

工作图上指定零件表面中心线平均粗糙度，一般都以容许的最大粗糙度表示面可允许的粗糙

度为0m至指定值，该值即为中心线平均粗糙度之界限值，为了标准化及方便起见，界线

的标准值可规定成如3-2所示，各相邻值之间比例为2倍且省略小数点一位。

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偶而也因经济上等非加工技术性理由，指定Ra之下限来代替0m，此时便需将上限、

下限同时表示，例如1.6a~6.3a表示表面可容许之中心线平均粗糙度为1.6m以上，

6.3m以下。

•表面粗糙度因不同的制造方法或机械加工方法而异，即使相同的加工方法，仍因加工方

法、工具机之精度、操作工人的技术以及材料本身的加工性而异，因此每一种制造法或加工

法所得到的机件表面都有一定范围的粗糙度，为了使设计者及质量检验者有所依据，因此各

国标准均有加工方法应对中心线平均表面粗糙范围的规定，其参考表如3-3所示。

•最大高度(Rmax)

•定义：由表面曲线上截取基准长度L做为测量长度，如图3-3所示，自该长度内曲线

之最高点与最低点，分别画出与曲线平均线平行之线时，该二线之间距即为最大高度值，也

就是测量长度内沿垂直方向取最高点与最低点距离。Rmax值以m为单位，并在数值后

加上小写字母S以区分Ra值。

•基准长度：Rmax的测定长度即为基准长度，基准长度的标准有六个，与Ra之截除

值完全相同。量测Rmax时，根据表面情况决定标准长度，CNS中规定Rmax，Rz之

测定长度，以及Ra截除值均被定义为基准长度，表3-4所列求Rmax,Rz之基准长度

建议值。

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在工作图表中，零件表面标注最大高度值时，并须附注基准长度，但在基准长度符合上表之

规定时，则可省略不标。

•Rmax的界限值与Ra具有相同的涵意，在JIS规格中Rmax界限值如下：

(0.05s)0.1s0.2s0.4s0.8s1.6s

3.2s6.3s12.5s25s35s50s

70s100s200s400s

•十点平均粗糙度

•定义：由表面曲线上截取基准长度L做为测量长度，求出第三高波峰与第三深波谷，如

图4所示，分别画出二条并行线，两并行线间距即为十点平均粗糙值Rz其值以m为单

位，并在数值后加上小写字母z以区别另两种粗糙度。

•十点平均粗糙度之界限标准值，基准长度及图面标注法均与最大高度相同。

1‧2三种粗糙度值之关系

前述三种粗糙度数值间之关系约为：

Rz≒Rmax≒4Ra

其数值之对照，如表3-5所示。

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1‧3粗糙标准等级符号

标注标面粗糙度时，除了能使用粗糙度数值外，也可用“粗糙度等级”表示之，其等级共分

为十二级，分别是N1,N2,N3,……N12。各等级与Ra粗糙度值之对照，如表3-6所

示。

1‧4各种机件之表面粗度参考值

机件表面粗糙度操控产品价格，性能及寿命而影响了产品之市场竞争能力。因此，关于精密

零件之表面粗糙范围属于各工厂之机密数据，每一种产品最适当的粗糙度是由设计工程师，

现场加工人员，修护人员，使用者经长时期互相沟通而逐渐改进的，并随产品结构，市场需

求等非技术性因素而导向。因此这种数据非常珍贵而难以完整建立档案。目前虽然各国均以

实施工业标准化，但粗糙度之标准却只能制订在大致的范围内。

1‧5表面符号与加工符号

CNS3-3工程制图─表面符号标准中规定，标注表面粗糙度符号时，采用中心线粗糙值“R

a”数值表示法，通常标注可省略该数值后之“a”，若标注最大粗糙度值或十点平均粗糙

度值时，Rmax数值之“s”或Rz数值之“z”则必须写出，以区别三种数值所代表

不同之粗糙度意义。

字，其顶点必须与代表加工面之线或延长线接触之，如图3-5所示。

表面符号标注在指定粗糙度的机件表面上，标注项目包括：

•切削加加工符号：指出表面是否得利用机械加工，削除表面部份。

•粗糙度限界值（m），一般均标注Ra值。

•加工方法之代号或表面处理方式。

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•加工花纹或刀痕方向符号。

•加工欲度（mm）：欲加工表面之切削去除量。

或称为留削量。

•基准长度（mm）：Ra的场合等于截除值，Rmax或Rz的场合等于测量长度。各

项目必须依照图3-6的规定位置书写。

表面符号标注项目分为必要项及选择项两项，必要项必须标注于图面上，选择项则视实际需

要而决定是否标注。

•必要项

•切削加工符号：已指出标示的表面在机件那一个位置及是否加工。

•粗糙度限界数值：通常只需标出容许的最大粗糙度限界。

•选择项

•加工方法：当加工完成后的表面性质〈如残留加工应力、结晶方向性等〉会严重影响零

件功能时，则设计工程师得选择适当加工方法，并标注在图面上，否则由工厂根据指定的粗

糙度来决定加工方法。

•加工花纹或刀痕方向：若基于外观的需要，或机件摩擦特性及影响磨耗等理由，设计工

程师可指定之，否则不须管制。

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•基准长度：根据前面3‧1‧1节所述，若基准长度等于标准值则可省略不标。若基

于技术上的理由或量具的限制而无法使用标准值时，则基准长度须加注于表面符号内。

•加工裕度：在ISO1302中根据表面粗糙制定留削量的标准，使前级加工留下合理的后

级加工切除量，否则裕度太小时，加工达到粗糙度要求后，会使机件尺寸过小，若留太多，

则又浪费后级精加工时间。除非为了非技术上的要求面违背ISO1302之标准，否则不必标

注。

二、加工符号

•加工符号

如图所示，在?面画一短横线构成封闭三角形如（a），表示必须加工切削的表面，不得切

削加工的区别如（b），在基本符号上面加画一内接圆，此内接圆最高点与V字形之短边

等高。若除了最大粗糙度以外无其它要求时，可由工厂人员决定是否切削加工，则标示线不

附加前两项如（c）所示。

1‧6表面符号之标注方法

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•标注位置

如图所示，表面符号的标注，在下列四个位置时，均能明显地表现出所要标注的表面为何。

•表面轮廓线

•表面延长线

•表面尺度界线

•由表面延伸的引线

•底面轮廓

•右面轮廓

CNS规定表面符号之标注位置如下

•表面符号以标注机件工作图之各加工面边视图上为原则，同一机件上不同表面之表面符

号，可分别标注在不同视图上，但不得遗漏或重复。如图3-12所示

•除非不得已，表面符号不宜标注在轮廓线内缘，如图3-13（a）所示，但可

标注于孔内或槽内，如图3-13（b）所示

•表面符号应标注于最易识别之视图上，以免混淆，如图3-14所示，凸缘部份切除平面

以外的圆柱面为备料滚扎面，被指定不加工时，若将加工符号放在右边的剖视图时，反而不

易表示其意义。

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•标注表面符号应选择适当的标注位置，避免与其它线条交叉，或致使其它线

条因而切断让开，如图3-15所示。

•圆锥、圆柱或孔之表面符号，除非有必要，否则以标注在非圆形视图上为原则。如图3-16

所示。

•标注方向

•标注表面符号，以朝上或朝左为原则，如图3-17所示，并须与表面成垂直。假使表面

符号中仅有粗糙度界限值时，则该界限值数字须朝上或朝左。

•若加工面为倾斜面，该表面符号之方向仍应与代表该面之边式轮廓线成垂直，但须避免

符号之向下或向右，或用指引线引出，将表面符号划于指引线尾端之短横在线，如图3-18所

示。

•加工面之轮廓线为曲线﹙包括圆弧﹚时，可选择曲面上之适当位置标注表面符号，如图

3-19所示，该符号应与标注点之切线成垂直。

•表面符号之省略表示法

•机件全部表面具有相同性质时，表面符号不标注在物体表面，而选择下列三种方法之一

表示之。

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•在单一零件图上，将表面符号记在标题栏内。

•在单一零件图上若标题栏未留空位，则标注在图面作一般性批注之空白位置。

•若工作图有两个以上的零件时，将表面符号记在各零件之件号右侧。如图3-20所示。

•若同一机件上除少数表面，大部分之表面符号均相同时，可将相同之表面符号标驻于该

机件之件号右侧，少数不同之表面符号则分别标注于视图内之各加工面上。同时在件号右侧

依照粗操度之粗细，由粗至细顺序标驻在公用表面符号之右侧，两端并加括号，同时应布置

于整组视图之正上方，并离最上之尺度约10~20mm，如图3-21所示。此种作用纯粹为了

提醒工作人员检视每一个加工符号所指定加工面的位置。

•表面符号完全相同之多个邻近加工面，可用指线加画指示端，分别指在各加工面或其延

伸线，而标注一个表面符号于指在线，如图3-22所示。

•若需标注之表面符号数量甚多时，可用代号分别标注在加工表面上或其延伸在线，而将

各代号与其所代表之实际表面符号并列于标题栏内，空白处等适当位置，如图3-23所示。

•圆角或倒角之性质标注法。

圆角与倒角表面性质通常与其相邻两面之较粗糙的一面相同，故可省略或倒角面之表面符号

如图3-24所示。

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•表面处理之表面符号标注法

机件表面须经热处理、电镀、喷漆、珠击、硬面喷敷等部位，在图中以粗链线表示其范围。

标注时表示处理前之表面符号，应标注在该机件轮廓在线，而表示处理后之表面符号应标注

在粗链在线，并注明其处理方式，如图3-25所示。

•分段不同加工程度之表面符号标注法

1‧7旧制(代用)表面符号

各国标准旧制的表面符号被称为最终加工符号(finishmark)，目前工程师必须同时面临新

旧两种标准。

2精度(II)：尺度公差与配合

尺度若要至成完全正确是极为困难的，恰巧产生的一、二件随机结果。工程师必须允许尺度

落在两个限界内才属合理，这两个极限尺度差的绝对值，被称为公差。愈小则机件性能愈高、

质量愈好。愈精密相对的提高制造成本。是由最少两个以上的零件组件组合而成，基础偏差

量为基本尺度与最靠近的限界尺度之差值。配合(fits)种类，该两机件紧密固定或相对运

动的性能。

2‧1名词解释

•尺度：包含三度空间及角度等尺寸、精度单位总称

•尺寸：系以单位长度、角度表示其大小之数值。

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•标称尺度：系以基本数值表示尺度之标注。在图中亦可作为代表性的一般尺度。

•实际尺度：实际尺度系指测量机件实体所得之尺度。

•限界尺寸：限界尺度指机件尺度所允许之两个极限尺度，亦即机件之实际尺度必须在该

二极限尺度之间。

•基本尺度：基本尺度为设计所要求之理想尺度，作为形体实际尺寸之基准，并据以订立

限界尺度，通常与标准尺度同值。

•偏差：偏差量最大限界尺度与基本尺度之代数差称为“上偏差”，最小限界尺度与基本

尺度之代数差称为“下偏差”

•零线：零线指偏差为零之基线，即基本尺度之尺度限界。

•基础偏差：在标注公差尺度时，选择其限界尺度线较另一限界靠近零线之偏差。

•公差：公差指机件在设计上所允许之尺度差异，亦即最大限界尺度与最小限界尺度之代

数差，或上偏差与下偏差之代数差。

•标准公差级：对所有基本尺度均有相同精度水平之一群公差归为同一等级。

•孔：机件之内在形态

•轴：机件之外在形态

•配合：在组合前所具有之差异关系，于组合后表现出来之松紧程度。

•基孔制：由轴之公差位置来决定。指定孔之下偏差为0。

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•基轴制：由孔之公差位置来决定。指定轴之上偏差为0。

•间隙：亦即孔大于轴时，两者组合发生间隙。

•过盈：亦即轴大于孔时，两者组合发生过过盈或干涉。

•留隙配合：两机件组合时产生间隙之配合。

•过盈配合：两机件组合时产生干涉之配合。

•过渡配合：介于留隙配合与过盈配合二者中间之配合，可能产生间隙，亦可能产生过盈

之配合状态，又称为静配合。

2‧2公差种类

公差依制度有单向公差与双向公差，依用途分类有标准公差与一般公差，另外还有几何公差

包括形状与位置公差。

•单向公差

单向公差又称同侧公差，乃由基本尺寸于同侧或减一变量所成之公差。即设计尺度时于同一

方向(正向或负向)，付予公差。单向公差除了适用于轴孔配合外，亦用于表示轴距等。

•双向公差

双向公差又称两侧公差，由基本尺度于两侧同时或各加减一变量所成之公差。即设计尺寸时

于正负两个方向同时付予公差，即系允许向两个方向发展的公差。双向公差适用于两孔中心

距离及不需配合之面等。

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•标准公差

IT基本公差，ISO将其分为IT01、IT0、IT1、IT2……IT16等共18级。尺度愈

大时，加工误差也愈大。故同一精度等级之公差区域，将随直径或长度之大小而变。如表3-10

所示

•一般公差

一般公差又称为普通容差或公用容差，使用在对精度无特别要求的场合。

•长度的一般公差

制定长度的一般公差，其尺度范围由0.5mm至20mm为止。

表3-11

•各种加工法之一般公差

若图上无任何标示时，工厂本身应印发关于一般公差的数据，或根据工厂制造方法指定一般

公差，以避免加工技术人员浪费劳力将产品做的过于精细，此时可根据各种不同类别的加工

法所订的公差规格，这些规格可采用CNS或JIS，规格名称如表3-12所示。

•?切削加工尺度的一般公差

切削加工的尺度区分与一般公差之数值如表3-13所示，此规格之尺度范围由0.5mm至

2000mm，也可使用表3-11所列之长度一般公差，则尺度范围大至20000mm。

孔加工之尺度公差可采用直径公差之规格，如表3-14所示。

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•?铸件一般公差

以普通砂模铸造的铸铁产品，其毛胚厚度、长度尺寸的一般公差及拔模斜度的一般公差，如

表3-15所列。

•?金属冲压加工品之一般公差

冲压加工品长度尺寸的一般公差以及弯曲角度之一般公差，如表3-16，3-17所示。

•?金属板剪断加工品之一般公差

金属板剪断加工品之一般公差，如表3-18所示。

•角度的一般公差

CNS根据ISO2768规定角度的一般公差，分别以度及百分率(每100mm长度尺度的偏差量

mm值)列于下表3-19中。

至于去角及填角等圆角之取率半径一般公差如表3-20所示。

角度公差之标注与长度公差之标注方式相同，如图3-36所示。分别为限界角度标注如(a)，

及偏差角标注(b)，(c)。

连续性尺度标注方法有三，分别是(一)连锁式尺度标注法(二)平行式尺度标注法

(三)累进式尺度标注法。其中以连锁式为最常用，但易于发生公差累积，因此必须特别注

意。平行式及累进式之尺度标注法不致发生公差累积，因此必须特别注意。平行式及累进式

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之尺度标注法不致发生公差累积，且适用在数值控制工具机或计算机辅助制造(CAM)之制程

控制上。这三种尺寸标注法分述如下：

•连锁式尺度标法

各段的尺度(25、30和20)均有的公差，假如在切削加工时，三段的误差均发

生在负侧，则全长可能为73.5mm如图3-37(b)所示，又若全发生在正侧，则全长最长可为

76.5mm，如图3-37(c)所示。

换言之，在全长仅75mm的零件在极端的情况下其全长竟有3mm之差，则制品即使通过检

查，最后却可能产品无法装配的后果。当然全长75mm也有一般公差，但即使以出粗级之ㄧ

般公差计算，有仅有0.8mm之偏差而已，然而各段偏差的累积?有3mm之多，因而图3-37

中尺度标示的方法是无法排除公差累积的可能性。

上述得情况是假定以轴的右端作为基准的，实际上从图3-37(a)中无法看出究竟基准是在右

端，中间还是左端。因此，在设计时往往采用的方法如下，当零件组合时，对于功能上不须

一致的部份，通常不标示其尺度，或用刮弧以参考尺度的方式来标示。此法一同样适用于有

严格公差标示的情形，如图3-37所示。采用连锁式尺度标示法时，必须对这些标示的意义

充分了解，才能避免发生错误。

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总之，在图上标示尺度或配置尺度实应随时想到其代表的意义。在此引用ISO/R128「尺度

标示法」的说明如下：「所有的尺度都是为了发挥正确的功能，以及给与必须在图面上标示

出来的数据与说明」。因此，对于「功能尺度(functionaldimension)」、「非功能尺度

(non-functionaldimension)」及「参考尺度(auxiliarydimension)」等给予明确定义，

使得尺度标示与配置的用法更加清晰，如图3-39所示。

功能尺度(F)：对于功能友直接影响的尺度，例如与另外零件组合部分的长度，不可由其它

尺度推测或计算求得。

非功能尺度(NF)：与零件、组合、间隙等功能不相干的尺度，通常标注非功能尺度乃为了

满足加工及检验之目的。

2.4配合(fits)

两机件组合时，互相配合的部份多以孔及轴为准。任何零件二平行面间所含之空间适用「孔」

之标准。任何零件二平行面间所含之实体适用「轴」之标准。

一、公差配合符号

国际公差配合符号以英文字母和数字并列表示。数字代表公差等级，英文字母表示公差带与

基准线间的位置关系。孔和轴的偏差位置如图3-42所示。孔的字母标注自A至G的位置

在基本尺度之上，而H恰好在基本尺度上面开始偏上，表示孔径比基本尺度大；自K至Z则

渐离基本尺度而偏下，表示孔径比基本尺度小。J的位置在基本尺度的上下两侧，故为双向

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公差带。轴的字母标注是自a从下渐接近基准线，而又向上偏离，以z为最远，其位置刚

好与孔相反。

若工作图中标注的公差符号，则表示此直径应大于20mm，而其公差等级为9级。

又，则表示此轴径小于20mm，其公差等级为10级。若，则表示工件孔之

尺度可包括20mm，其公差在基本尺度得两侧。若读者要知道此等公差的确实数值，则需查

阅机件设计便览。

二、配合之种类与制度

在设计两组件零件时，互相配合的部份，可根据经验或计算分析来决定最大间隙值或最小干

涉值，最大间隙与最小间隙之差值或最大干涉与最小干涉之差值均称之为「配合之变动量」，

此为配合精度的一种衡量标准，配合变动量愈大则机件功能受损程度也就愈大，但是配合变

动量愈小则加工精度愈高而提高成本，因此，必须尽量选择适当的公差等级，使最大间隙或

最大干涉不致因太大而影响机件之性能，或因太小而造成生产成本不必要的提高。

两机件组合时，欲得到某一程度之松紧关系，于制造时设法使机件尺度全部符合其精度及偏

差要求，则任意取出两机件均可得到适当的组合，若全部机件均具有互换者，称为一般配合。

有时为增加配合时之精确，或为减低制造成本，而将公差区域放大，然后再采用分级选择互

换配合者，称为选择配合，如图3-43所示。

通常两装合机件因实际尺度之相互关系，组合后可能产生间隙，也可能产生过盈(又称干

涉)，至于采用何种配合情况，则机件功能之需求而定。依据配合位置的松紧程度，可分成

下列三种配合情况：

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•留隙配合：两配合件之孔公差区域全部在轴公差区域之外，于组合时具有绝对的互换性，

组合后两配合间具有充分之间隙，可容纳润滑剂，受到外力作用时，两机件即发生相互之滑

动或旋转运动。

•过盈配合：两配合件之孔公差区域全部在轴公差区域之内，于组合时具有某程度之材料

干涉，故须施以相当之压力，或加热含孔件后始能组合。两件组合后即难以取下，成为永久

性之配合，如火车轮与轮轴之配合。

•过渡配合：两配合件孔与轴之公差区域互相重迭，组合时可能为留隙配合，亦可能产生

过盈配合，端视两机件之实际尺度而定。组合后之两机件不致轻易滑动或转动，为半永久性

之配合，例如活塞与活塞销或精密机件之固定组合。

以孔或轴之基本尺度为基准，其它尺度据以变化而达成配合件之松紧程度之规定者，称为“配

合制度”之其孔制与基轴制，如图3-44，分述如下：

•基孔制：基孔制以孔之最小限界尺度为基本尺度，其最大限界尺度则依其指定之加工精

度而定。孔基础偏差符号一律采用“H”，配合裕度及同一精度等级内所规定轴之公差要求，

皆以变化轴之尺度而达成。制造时孔径统一，可用标准工具和特制工具加工达到极高之精度，

为最常用之一种配合制度。

•基轴制：基轴制以轴之最大限界尺度为基本尺度，其最小限界尺度则依指定之加工精度

而定。轴基础偏差符号一律采用“h”，配合裕度及同ㄧ精度等级内所规定孔之公差要求，

皆以变化孔之尺度而达成。制造时轴径一致，(或用订购的标准尺度轴)配合孔径则视欲

度及精度等级之要求加工。

孔轴配合采用基孔制或基轴制时，不同松紧程度的配合，其基础偏差如表3-21所示。常用

配合轴之尺度偏差如表3-23所示。

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三、配合之标注法

在工作图上标注零件之配合部分，可分三种方法：(一)标示上、下限界尺度(二)标

示基本尺度及上、下偏差量。(三)标示基本尺度、偏差符号及标准公差符号。其中以第

一种方法最直接，通常送入工厂给操作工人及品管员阅读的图面应以此种方式标注。否则工

厂内技术人员得携带一份公差表，才能确定限界尺度，实属不便。第三种方法最简单，可保

持图面之整洁，尤其在绘制组合图时，若仅标示符号则较节省纸面空间，因此，适合属于只

在设计室中传输的工作图标注法。

•单一零件之标注法

•上、下偏差表示法

此法是将上下偏差标示于公称尺度之后，如图3-45所示。通常偏差尺度数字之高度可写得

与公称尺度数字相同，下偏差尺度与公称尺度数字对齐。若附记之上下偏差之任ㄧ边为0时，

这个0应与另ㄧ个偏差值之个位数对齐，如图3-46(a)所示，且0的前面不可加上正负号。

如果上下偏差的位数不同时，需将位数较少的一个补0，使二数之位数相同(只小数点以

下之位数)，如图3-46(b)所示。如果上下尺度偏差相等时，只须写出一个，并在该值前

加上正负号即可。如图3-46(c)所示。

•限界尺寸表示法

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用限界尺度表示尺度公差时，须在尺度线上方标示最大限界尺度，如图3-47。在此同样将

二数的小数点对齐，并使小数点以下之位数相等。

•记号表示法

以记号表示尺度公差时，根据基础偏差代号及标准号码之组合符号表示之。例如H6，H表

示偏差位置，6表示公差等级。

•孔(内侧形体)表示法：在尺度在线公称尺度之后附上其基础偏差种类记号及IT标

准公差的等级，如图3-48(a)所示。

•轴(外侧形体)表示法：在尺度在线公称尺度之后附上其基础种类记号及IT标准公

差的等级，如图3-48(b)所示。

在此应注意孔的偏差应以英文大写字母表示，而轴的偏差则以英文小写字母表示。大写字母

的高度均相同，故不会写错；但小写字母的高度因字而异，必须特别注意，小写字母和数字

大小关系如图3-49所示。

•记号和上、下偏差并用表示法

在图上的公差，有时以限界尺度表示较方便，有时须以上下偏差表示较为方便。使用极限量

规方式测定者属于前者，使用螺旋测微器测定则属后者。设计制图时，往往以记号表示较为

方便；但若在制作、检查时，则将其中二法同时标示较佳，通常将记号及上下偏差同时标示，

在使用上非常方便。

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两种并用，也就市(1)及(3)之合成，一般是按照公称尺度、孔、轴的配合种类和公差等

级的记号，以及偏差值得顺序标注。如图3-50所示。

•组合机件标注法

•上下偏差表示法

根据单一零件之标注法(1)的原则，孔(内侧形体)的尺度写在尺度线上方或左侧；轴

(外侧形体)的尺度写在尺度线下方或右侧如图3-51所示。为了避免阅读者发生错觉，应

在尺度之前分别注明孔和轴，如图3-51(a)，也可用零件号码或对照号码表示，如图

3-51(b)。

(2)界限尺度表示法

根据单一零件之标注法(2)的原则，孔的尺度(内侧形体)写在尺度线上方，轴(外侧

形体)的尺度写在尺度线下方，在尺度之前写上孔、轴或是零件号码(或对照号码)的方

法则与本节(一)相同，如图3-52所示。

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(3)记号表示法

根据单一零件之标注法(3)的原则，在尺度线上方依序标明公称尺度，孔的配合种类和公差

等级、轴的配合种类和公差等级。而在孔与轴精度尺度之间则以斜线隔开，如图3-53(a)所

示，或者在公称尺度之后画一短线，其上标明孔的配合种类、公差等级，其下标明轴的配合

种类和公差等级如图3-53(b)所示。使用打字机时以前者较方便，书写时则通常用后者表示。

但应避免在同ㄧ张图面上使用两种表示法。

•记号和上下偏差并用表示法

根据单一零件之标注法(4)的原则，在尺度线上方表示孔(内侧形体)的尺度；在尺度线

下方表示轴(外侧形体)的尺度。在尺度之前不必写上孔轴或零件对照号码，由于代表配

合种类的英文字母大小写已很清楚地区分孔或轴，如图3-53(C)所示。

四、配合之选择

虽然孔和轴可因应机件性能之要求而以任意情况组合，但是每一种机械零件，均有最适当的

配合及合适的精度，因此各国标准或大制造厂根据累积经验，而推荐许多实际应用的配合范

例，使设计者不必计算，即根据范例定出适当的配合种类。

表3-24所列常用配合等级之选择，依基孔制及基轴制分别列于表3-25及表3-26，其公

差区域别如图3-54及3-55所示。

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机械配合采用基孔制或基轴制或由两种方式混合使用，须视产品之结构、材料、形状、工具、

量规的种类、生产数量以及成本等因素来决定。通常应在符合精度要求之条件下，采用加工

费最低的方式来作公差之分配。孔不论在加工或检验时，均较轴来的困难。因此，大多数情

形均采用基孔制之配合方式，并使孔拥有较大的公差，其一般标准公差之IT号码均比轴大

ㄧ级或同级，如此可使工厂只须拥有一套标准尺度的孔加工成形刀具及检验量具，而大为降

低成本。除非轴为购入的标准零件，例如键、螺栓等未满足配合后之机件性能要求，而以孔

来凑合轴，则属于基轴制得配合方式。

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通用计量术语

1．［可测量的］量──现象、物体或物质可定性区别和定量确定的属性。

2．量制──彼此间存在确定关系的一组量。

3．基本量──在给定量制中约定地认为在函数关系上彼此独立的量。

4．导出量──在给定量制中由基本量的函数所定义的量。

5．量纲──以给定量制中基本量的幂的乘积表示某量的表达式。

6．无量纲量──在量纲表达式中，其基本量量纲的全部指数均为零的量。

7．［计量］单位──为定量表示同种量的大小而约定地定义采用的特定量。

8．［计量］单位符号──表示量测单位约定符号。

9．［计量］单位制──为给定量制按给规则确定的一组基本单位和导出单位。

10．一贯［导出］［计量］单位──可由比例因数1的基本单位幂的乘积表示的导出测量单

元位。

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11．一贯［计量］单位制──全部导出单位均为一贯单位的测量单位制。

12．国际单位制──由国际计量大会采纳和推荐的一种一贯单位制。

13．基本［计量］单位──给定量制中基本量的测量单位。

14．导出［计量］单位──给定量制中导出量的测量单位。

15．制外［计量］单位──不属于给定单位制的测量单位。

16．倍数［计量］单位──按约定的比率，由给定单位构成的更大的测量单位。

17．分数［量的］单位──按约定的比率，给由定单位构成的更小的测量单位。

18．量值──一般以一个数乘以测量单位所表示的特定量的大小。

19．［量的］真值──与给定的特定量的定义一致的值。

20．［量的］约定真值──对于给定目的具有适当不确定度的、赋予特定量的值，有时该值

是约定采用的。

例：a）在给定地点，取由参考标准复现而赋予该量的值作为约定真值。

b）常数委员会（CODATA）1986年推荐的阿伏加德罗常数值6.0221367×。

注：1.约定真值有时称为指定值、最佳估计值、约定值或参考值。参考值在这种意义上使用

不应与7.7条注中的参考值混淆。

2．常常用某量的多次测量结果来确定约定真值。

21．［量的］数值──在量值表示中与单位相乘的数。

例：3.18例中的5.34,534,15,10和-40。

22．参考值标尺──针对某种特定量，约定地规定的一组有序的、连续或离散的量值，用作

该种量按大小排序的参考。

例：a）莫氏硬度标尺；

b）化学中的PH标尺；

c）用于石油燃料的辛烷值标尺。

23．测量──以确定量值为目的的一组操作。

24．计量──实现单位统一、量值准确可靠的活动。

25．计量学──关于测量的科学。

26．测量原理──测量的科学基础。

27．测量方法──进行测量时所用的按类别叙述的一组操作逻辑次序。

28．测量程序──进行特定测量时所用的，根据给定的测量方法具体叙述的一组操作。

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29．被测量──作为测量对象的特定量。

30．影响量──不是被测量但是对测量结果有影响的量。

31．测量信号──表示被测量并与该量有函数关系的量。

32．［被测量的］变换值──表示给定被测量的测量信号的值。

33．测量结果──由测量所得到的赋予被测量的值。

注：

1．在给出测量结果时，应说明它是示值、未修正测量结果或已修正测量结果，还应表明它

是否为几个值的平均。

2．在测结果的完整表述中应包括测量不确定度，必要时还应说明有关影响量的取值范围。

34．［测量仪器的］示值──测量仪器所给出的量的值。

35．未修正结果──系统误差修正前的测量结果。

36．已修正结果──系统误差修正一的测量结果。

37．测量准确度──测量结果与被测量真值之间的一致程度。

38．［测量结果的］重复性──在相同测量条件下，对同一被测量进行连续多次测量所得结

果之间的一致性。

注：1.这些条件称为重复性条件。

2．重复性条件包括：

相同的测量程序；

相同的观测者；

在相同的条件下使用相同的测量仪器；

相同地点；

在短时间内重复测量。

3．重复性可以用测量结果的分散性定量地表示。

39．［测量结果的］复现性──在改变了的测量条件下，同一被测量的测量结果之间的一致

性。

40．实验标准差──对同一被测量作n次测量，表征测量结果分散性的量s可按下式算出：

s=式中：为第i次测量结果；为所考虑的n次测量结果的算术平均值。

41．测量不确定度──表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。

42．标准不确定度──以标准偏差表示的测量不确定度。

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43．不确定度的A类评定──用对观测列进行统计分析的方法，来评定标准不确定度。

44．不确定度的B类评定──用不同于对观测列进行统计分析的方法，来评定标准不确定度。

45．合成标准不确定度──当测量结果是由若干个其它量的值求得时，按其它各量的方差或

（和）协方差算得的标准不确定度。

46．扩展不确定度──确定测量结果区间的量，合理赋予被测量之值分布的大部分可望含于

此区间。

47．包含因子──为求得扩展不确定度，对合成标准不确定度所乘之数字因子。

48．误差──测量结果减去被测量的真值。

49．偏差──一个值减去其参考值。

50．相对误差测量误差除以被测量的真值。

51．随机误差──测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量得结果的平

均值差。

52．系统误差──在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所行结果的平均值与被

测量的真值之差。

53．修正值用代数方法与未修正测量结果相加，以补偿其系统误差的值。

54．修正因子──为补偿系统误差而与未修正测量结果相乘的数字因子。

55．计量器具──单独地连同辅助设备一起用以进行测量的器具。

56．实物量具──使用时以固定形态复现或提供给定量的一个或多个已知值的器具。

57．测量传感器──提供与输入量有确定关系的输出量的器件。

58．测量链──测量仪器或测量系统的系列单元，由它们构成测量信号从输入到输出的信道。

59．测量系统──组装起来以进行特定测量的全套测量仪器和其它设备。

60．测量设备──测量仪器、测量标准、参考物质、辅助设备以及进行测量所必需的资料的

总称。

61．指示式［测量］仪器──显示示值的测量仪器。

62．记录式［测量］仪器──提供示值记录的测量仪器。

63．累记式［测量］仪器──通过对来自一个或多个源中，同时或依次得到的被测量的部分

值求和，以确定被测量值的测量仪器。

64．积分式［测量］仪器──通过一个量对另一个量积分，以确定被测量值的测量仪器。

65．模拟式指示仪器──其输出或显示为被测量或输入信号连续函数的测量仪器。

机械识图知识点总结

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66．数字式指示仪器──提供数字化输出或显示的测量仪器。

67．指示装置──测量仪器显示示值的部件。

68．记录装置──提供示值记录的测量仪器部件。

69．敏感器──测量仪器或测量链中直接受被测量作用的组件。

70．检测器──用于指示某个现象的存在而不必提供有关量值勤的器件或物质。

71．指示器──显示装置的固定的或可动的部件，根据它相对于标尺标记的位置即可确定示

值。

72．［测量仪器的］标尺──测量仪器显示装置的部件，由一组有序的带有数码的标记构成。

73．村尺长度──在给定标尺上，始末两条标尺标记之间且通过全部最短标尺标记各个中点

的光滑连线的长度。

74．示值范围──极限示值界限内的一组值。

75．标尺分度──标尺上任何两相邻标尺标记之间的部分。

76．标尺间距──沿着标尺长度的同一条线测得的两相邻标尺标记之间的距离。

77．分度值──对应两相邻标尺记的两个值之差。

78．线性标尺──在整个标尺中每个标尺间距与其对应的标尺间隔呈恒定比例关系的标尺。

79．非线性标尺──在整个标尺间距与其对应的标尺间隔呈非恒定比例关系的标尺。

80．抑零标尺──标尺范围内不含零的标尺。

81．扩展式标尺──标尺范围的一部分所占的标尺长度，不成比例地大于其它部分的标尺。

82．度盘──载有一个或几个标尺的固定的或可动的显示装置部件。

83．标尺数码──与标尺标记关联的一组有序数字。

84．［测量仪器的］调整──使测量仪器性能进入适地使用状态的操作。

85．［测量仪器的］使用者调整──可由使用者做调整。

86．标称范围──测量仪器的操纵器件调到特定位置时可得到的示值范围。

87．量程──标称范围两极限之差的模。

88．标称值──测量仪器上表明其特性或指导其使用的量值，该值为圆整值或近似值。

89．工程范围──测量仪器的规定计量特性处于给定极限内的一组被测量的值。

90．额定操作条件──测量仪器的规定计量特性处于给定极限内的使用条件。

91．极限条件──测量仪器的规定计量特性不受损也不降低，其后仍可在额定操作条件下运行而能承受的

极端条件。

机械识图知识点总结

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92．参考条件──为测量仪器的性能试验或为测量结果的相互比较而规定的使用条件。

93．仪器常数──为给出被测量的指示值或用于计算被测量的指示值，必须与测量仪器直接示值相乘的系

数。

94．响应特性──在确定条件下，激励与对应响之间的关系。

例：热电偶的电动势与温度的函数关系。

注：

1．这种关系可以用数学等式、数值表或图表示。

2．当激励按时间函数变化时，传递函数（响应的拉普拉斯变换除以激励的拉普拉斯变换）是响应

特性的一种形式。

95．灵敏度──测量仪器响应的变化除以对应的激励变化。

96．鉴别力──使测量仪器产生未察觉的响应变化的最大激励变化，这种激励变化应缓慢而

单调地进行。

97．分辨力──显示装置能有效辨别的最小的示值差。

98．死区──不致引起测量仪器响应发生变化的激励双向变动的最大区间。

99．稳定性──测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力。

注：

1．若稳定性不是对时间而是对其它量而言，则应该明确说明。

2．稳定性可以用几种方式定量表示，例如：

用计量特性变化某个规定的量所经过的时间；

用计量特性经规定的时间所发生的变化。

100．超然性──测量仪器不改变被测量的能力。

101．漂移──测量仪器计量特性的慢变化。

102．响应时间──激励受到规定突变的瞬间，与响应达到并保持其最终稳定值在规定极限内的瞬间，这

两者之间的时间间隔。

103．测量仪器的准确度──测量仪器给出接近于真值的响应的能力。

104．准确度等级──符合一定的计量要求，使误差保持在规定极限以内的测量仪器的等别、级别。

105．测量仪器的［示值］误差──测量仪器示值与对应输入量的真值之差。

106．［测量仪器的］最大误差──对给定的测量仪器，规范、规程等所允许的误差极限值。

107．［测量仪器的］基值误差──为核查仪器而选用在规定的示值或规定的被测量值处的测量仪器误差。

108．［测量仪器的］零值误差──被测量为零值的基值误差。

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109．［测量仪器的］固有误差──在参考条件下确定的测量仪器的误差。

110．［测量仪器的］偏移──测量仪器示值的系统误差。

111．［测量仪器的］抗偏移性──测量仪器给出不含系统误差的示值的能力。

112．［测量仪器的］重复性──在相同测量条件下，重复测量同一个被测量，测量仪器提供相近示值的

能力。

113．［测量仪器的］引用误差──测量仪器的误差除以仪器的特定值。

114．［计量］基准、标准──为了定义、实现、保存或复现量的单位或一个或多外量值，用作参考的实

物量具、测量仪器、参考物质或测量系统。

115．国际［计量］基准──经国际协议承认的测量标准，在国际上作为对有关量的其它测量标准定值的

依据。

116．国际［计量］基准──经国家决定承认的测量标准，在一个国家内作为对有关量的其它测是标准定

值的依据。

117．原级标准──具有最高的计量学特性，其值不必参考相同量的其它标准，被指定的或普遍承认的测

量标准。

118．次级标准──通过与相同量的基准比对而定值的测量标准。

119．参考标准──在给定地区或在给定组织内，通常具有最高计量学特性的测量标准，在该处所做的

测量均从它导出。

120．工作标准──用于日常校准或核查实物量具、测量仪器或参考物的测量标准。

121．传递标准──在测量标准相互比较中用作媒介的测量标准。

122．搬运式标准──供运输到不同地点有时具有特殊结构的测量标准。

123．溯源性──通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准的值能够与规

定的参考标准，通常是与国家测量标准或国际测量标准联系起来的特性。

124．校准──在规定条件下，为使测量仪器或测量系统指示的量值，或实物量具或参考物质所代表的量

值，与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。

125．测量标准的保持──为使测量标准的计量特性保持在规定限度内的必需的一组操作。

126．标准物质──具有一种或多种足够均匀和很好地确定了特性，用以校准测量装置、评价测量方法

或给材料赋值的一种材料或物质。

127．有证标准物质──附有证书的参考物质，其一种或多各特性值用建立了溯源性的程序确定，使之可

溯源到准确复现的表示该特性值的测量单位，每一种出证的特性值都附有给定置信水平不确定度。

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128．法定单位──由国家法律承认、具有法定地位的计量单位。

129．检定──查明和确认计量器具是否符合法定要求的程序，它包括检查、加标记和（或）

出具检定证书。

130．周期检定──间间隔和规程程序，对计算器具定期进行的一种后续检定。

131．溯源等极图─—一种代表等级顺序的框图，用以表明计量器具的计量特性或给定量的基准之间的

关系。

注：溯源等级图是对给定量或给定定型号计量器具所用的比较链的一种说明，以此作为某溯源

性的证据。

132．国家溯源等级图──在一个国家内，对给定量的计量器具有效的一种溯源等级图，它包括推荐（或

允许）的比较方法和手段。

注：有时也称国家计量检定系统表

长度测量工具

长度测量工具是指将被测长度与已知长度比较，从而得出测量结果的工具，简称测量工具。长度测量

工具包括量规、量具和量仪。习惯上常把不能指示量值的测量工具称为量规；把能指示量值，拿在手

中使用的测量工具称为量具；把能指示量值的座式和上置式等测量工具称为量仪。

最早在机械制造中使用的是一些机械式测量工具，例如角尺、卡钳等；16世纪，在火炮制造中已开始

使用光滑量规；1772年和1805年，英国的瓦特和莫兹利等，先后制造出利用螺纹副原理测长的瓦特

千分尺和校准用测长机；19世纪中叶以后，又出现了类似于现代机械式外径千分尺和游标卡尺的测量

工具；19世纪末期，出现了成套量块。

继机械测量工具之后出现的是一批光学测量工具。19世纪末，首先出现立式测长仪；20世纪初，出

现测长机；到20年代，已经在机械制造中应用投影仪、工具显微镜、光学测微仪等进行测量；1928

年出现气动量仪，它是一种适合在大批量生产中使用的测量工具。

电学测量工具是30年代出现的。最初的是利用电感式长度传感器制成的界限量规和轮廓仪；50年代

后期，出现了以数字显示测量结果的坐标测量机；60年代中期，在机械制造中已应用带有电子计算机

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辅助测量的坐标测量机；至70年代初，又出现计算机数字控制的齿轮量仪。至此，测量工具进入应

用电子计算机的阶段。

测量工具通常按用途分为通用测量工具、专类测量工具和专用测量工具三类；还可按工作原理分为机

械、光学、气动、电动和光电等类型，这种分类方法是由测量工具的发展历史形成的。现代很多测量

工具已经发展成为同时采用精密机械、光、电等原理，并与电子计算机技术相结合的测量工具，因此，

这种分类方法仅适用于工作原理单一的测量工具。

通用测量工具是指可以测量多种类型工件的长度或角度的测量工具。这类测量工具的品种规格最多，

使用也最广泛，有量块、角度量块、多面棱体、正弦规、卡尺千分尺、百分表、多齿分度台、比较仪、

激光干涉仪、工具显微镜、三坐标测量机等。

专类测量工具是指用于测量某种几何参数、形状和位置误差等的测量工具。主要有直线度和平面度测

量工具，如直尺、平尺、平晶水平仪、自准直仪等；表面粗糙度测量工具，如表面粗糙度样块、光切

显微镜、干涉显微镜和表面粗糙度测量仪等；圆度和圆柱度测量工具，如圆度仪、圆柱度测量仪等；

齿轮测量工具，常见的有齿轮综合检查仪、渐开线测量仪、周节测量仪、导程仪等；螺纹测量工具等。

专用测量工具是指仅适用于测量某特定工件的尺寸、表面粗糙度、形状和位置误差等的测量工具。常

见的有自动检验机、自动分选机、单尺寸和多尺寸检验装置等。

长度测量工具的组成结构主要有已知长度、定位瞄准、放大细分和显示记录等部分。量规基本上只有

已知长度部分。在一些量具、量仪中，这几部分也不是截然分开的，有的放大细分和显示实际上是一

个部分，例如百分表类测量工具；有的瞄准、放大细分和显示等部分是一个部件，例如读数显微镜等。

定位瞄准部分是用于确定被测长度与已知长度的相对位置，使两者能正确地比较，从而得到准确的量

值的机构。有接触式和不接触式两种定位瞄准方法。

放大细分部分是把已知长度中的最小单位长度放大细分，使之能准确地分辨出已知长度与被测长度的

微小差值的机构，主要有机械、光学、气动、电学和光电等类型。

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显示记录部分是将测量结果显示、记录出来的机构。常见的显示记录方法有刻度指示、记录显示、数

字显示和图象显示等。

设计测量工具，应尽可能遵守阿贝原则。它是德国的阿贝在19世纪60年代提出的。他认为，在长度

测量中，被测长度应位于线纹尺刻度中心线的延长线上。按此原则设计的测量工具，由导轨直线度误

差引起的测量误差是二阶误差，一般可以忽略不计，这样就可以获得精确的测量结果。

在测量工具设计中也可采用爱宾斯坦平行光学系统，来补偿由于导轨误差引起的测量误差，或采用电

子计算机自动修正由于导轨误差和被测长度定位不正确等引起的测量误差。除了阿贝原则外，设计时

应考虑的还有测量链最短原则、基面统一原则等。

测量工具按检定规程检定合格后，方能使用。一般是利用长度标准器检定，例如用量块检定千分尺和

卡尺；用标准线纹尺检定比长仪和测长机等。

利用两台以上相同精度等级的测量工具相互对比，以确定其精确度。这种方法适用于评定一些精度等

级很高的测量工具，例如激光干涉仪、激光干涉比长仪等，因为对于这类高精度的测量工具，没有合

适精度的长度标准器可供检定之用。

提高测量技术的重要性

在高质量产品的制造和高效率生产环境的构建中，测量技术起到了很大的作用，其重要性与日俱增。

尤其在生产国际化、全球经济一体化迅速发展的时期，要求不同地区生产的高精度零部件，必须具有

良好的互换性，因此，急需建立一种基于国际标准的拥有极佳测量精度及可靠性的测量体制。为了满

足上述要求，精密测量仪器必须具有更高的精度、质量和可靠性。各个仪器生产厂商也都在积极开发

功能更强、服务性能更好的新产品，而从中我们可以看到测量仪器的最新动向。

加工和测量犹如车上的两个轮子

近年来，随着经济的复苏，制造业设备运转率不断提高，长期处于不景气的测量仪器生产也有较大

的增长。日本通商产业省机械统计资料表明，2003年精密测量机（含光学测量机）的产值比2002年

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增长20.7%，2004年1～6月，比2003年同期增长22.1%。

目前，生产现场非常重视提高加工效率和降低生产成本，其中，最重要的便是生产出高质量的产品。

为此，必须实行严格的质量管理，只有在保证高质量生产的前提下，制造业才能生存和发展。作为保

证制造业顺利发展的重要手段，高精度零部件构成的加工机床和由高精度测量仪器组合集成的加工生

产线构建成的自律式加工系统，是很有必要的。据此可以预计，今后，市场对用于质量管理的测量系

统和机器设备的需求将不断增长。

制造业生产现场对测量仪器及装置的要求大致如下：①能够适应广泛范围的环境温度；②抗污染和

防振动性能优异；③测量重复精度高；④使用方便。目前，各厂家以便于在加工环境使用为前提，正

积极地开发新产品，这些新产品能够进行高速、高精度测量，而且稳定性极佳，操作便捷。

在测量技术方面，日本精密测量仪器工业协会常务理事龟井明敏指出：“任何一种加工设备，无论

其多么先进，均会出现由热变形引起的偏移和由工具磨损产生的误差，而要掌握这些偏移和误差，则

必须依靠测量技术。”龟井认为，在现场加工过程中，进行测量作业的目标应该是：“①判断产品质

量是否合格：即在加工过程中配置测量环节，保证其能够进行最终加工；②检测工具磨损、热变形等

引起的误差：根据输出的补偿信号，采取相应的措施；③选取生产节拍和制品精度的最佳配合：不仅

要保证所选适应技术等绝对精度，还应保证获得相对精度，从而提高总体生产效率。在这些过程中，

测量技术起着举足轻重的作用。”

不久前举办的第22届日本国际机床工具展览会（JIMTOF2004）上反映出，人们普遍认识到测量技

术在产品质量管理中的重要作用，因此，在测量仪器相关展台前，参观者总是络绎不绝。

提高测量技术的认识

在汽车零件及其它各种机械零件的测量中，目前已大量采用三坐标测量机，在电气及电子零件测量

方面，则大量采用显微镜或图像测量仪。随着加工精度的提高，测量精度的要求也不断提高。目前，

测量精度达1μm以内的超高精度三坐标测量机、显微镜、图像测量机等已开始普及。其中，初项（首

项）误差为0.35μm的三坐标测量机已投放市场。另外，整个零件均采用摄像头（照相机）或激光进

行测量，并可对尺寸测量及整体形貌进行评价的测量机也已大量使用。

近期，人们对大幅度提高测量精度极为关注。原来为0.1mm左右的精度，现在已能达到10μm甚至

几μm的水平。带摄像头的专用测量机或三坐标测量机已配置带有在线激光测头系统等附属装置，使

之具有多种测量功能。另外，推出的能与接触式测头自动切换、配备轻而小的图像测头的三坐标测量

机，可在一台仪器上实现接触式和非接触式的测量。

如何抑制高速运动和加减速时产生的振动，提高测量机的可靠性，也是人们关注的问题。各公司在

设计产品时，均尽可能提高测量机的刚性和采用高水平的驱动控制技术，以减轻测量过程中的振动。

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目前，在测量仪器制造业中，各方面均占有很大优势的三丰公司（Mitutoyo）、德国卡尔蔡司+东

京精密及海克斯康集团（Leitz、Brown&sharpe、DEA、Tesa、Sheffield及其它）形成了三大巨

头鼎立态势。当然，还有一些公司分别以其独创的技术，尽可能开展一些有别于同行企业的营销战略。

譬如阿卡西公司就特别重视抑制振动的技术，为了满足用户对高灵敏度、高分辨力振动消除器的需求，

该公司将进一步扩大多种振动消除器系列产品的销售业务。大塞公司是一家自动测量检测机生产企

业，该公司将根据市场需求变化及不同用户的特殊需要，开发出新的软件技术，以满足用户的需求。

更高精度要求的应对和竞争

目前，尺寸精度已经由单纯的长度测量进入了综合的形状测量阶段。随着制品不断向高精度和高质

量化发展，对测量技术也提出了更严格的要求。

作为长度基准的测量尺领域内，一方面长度增加和高分辨力是发展的趋势，而对应于按顺序对微细

刻划线技术的增量式测量，已经开发出不计数就能检测出测量尺位置的绝对式测量尺。索尼公司已开

发出短波长磁尺，牌号为SR33/34，并已作为商品投放市场，这种刻度尺采用高密度磁性材料，抗环

境干扰性优异，操作方便，采用屏蔽式结构，响应速度为150m/min。

用于角度测量的圆编码器（角度传感器）也已开发出可进行绝对测量的新产品。如海登海因公司已

开发出可检测绝对位置角度的绝对测量型圆编码器RCN827，其特点是：①采用φ100mm大口径中空轴；

②外表设有油槽，可排除冷却润滑液；③配有自共振频率范围广的软件，可控制性能良好；④最高操

作速度300rpm；⑤最小分辨力为27bit/r。

为了满足设备小型化的测量要求，西铁城钟表公司开发出30×16.5mm极小尺寸的长编码器测量单

元，最小读数1μm，量程3mm。

在齿轮测量方面，对形状精度要求极为严格，大阪精密机械公司开发出一种高精度齿轮测量仪MGL

－26（见图1），其特点是：①采用高精度激光位置检测传感器，可精密测量出齿面形状；②可自动

计算出误差值；③由于采用激光测量，可避免过去测量机驱动系统产生的振动；④测量重复精度

0.3μm，最小分辨力达1nm。

在轴类工件测量方面，已开发出采用CCD阵列传感器的非接触测量技术，可在数10s时间内，测量

出旋转轴的长度、直径、同轴度、圆度、重直度及跳动等多种数据。如Tesa公司开发出一种CNC非

接触式轴类零件测量仪TESASYDN，其测量精度为2+0.01Dμm（D为被测量件的直径）。

微细、小型零件的测量不断增多

在圆度、圆柱度测量仪方面，对其测量精度的要求进一步提高，尤其是随着微小孔和微细零件测量

需求的增多，各公司相继开发出能够满足高精度测量指标的产品。

TaylorHobson公司开发出一种全自动圆度测量仪Talyrond295，其特点是：①依靠高速调同心和

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调水平机构，工件能很容易的迅速调整安装。由于工件和仪器发生干涉的可能性小，测量范围广；②

采用新开发的可动防振台、防风罩，测量精度稳定；③在机器校正方面，已获得英国UKAS（英国检测

协会）的检测鉴定保证书规定的各种相关数据，便于用户购置该机后，进行对比检测；④配有高速找

正机构及水平测量器，工件可快速定位进行测量。该公司负责人指出：“目前，圆度测量仪和表面粗

糙度检查仪虽已制定了行业标准，但只能在表面质量和圆度精度测量方面满足用户的需要。随着自动

化的迅速进展，广大用户要求快速测量工件的整体形状精度，这已成为该领域近期的发展趋势。”“该

领域目前正由接触式测量向非接触测量过渡，TaylorHobson公司开发出一种综合测量仪CLI2000，

可在大范围（□200mm）采用接触式和非接触式两种方式进行测量。公司还销售一种与超精密镜面加

工机床NANOFORM850（纳米级）配套的测量仪，目前，公司正以超精密测量技术为战略性开发方向。”

在表面粗糙度测量方面，各公司已开发出能一次将表面粗糙度和轮廓形状检测出来的表面形状测量

仪。如三丰公司的CS-5000CNC，可自动测量工件的表面形状，而且可同时对多个同一类型或不同类型

工件进行测量。东京精密公司开发出一种牌号为SURFCOM2000DX的测量仪，驱动部分采用直线电机，

可实现低振动高速驱动，测量精度和测量效率均大幅度提高。

激光测量系统方面，雷尼肖公司开发的ML10测量系统适用于机械加工现场，可保持很高的可靠性，

定位精度为±0.7ppm（0～40℃条件下），分辨力为0.001μm，可用于超精密测量领域。东京贸易技

术系统公司的LeiYD激光跟踪仪，利用激光线性光传感器进行非接触测量，测量范围的半径达40m，

测量精度为25μm/2.5m。

在图像测量系统方面，三丰公司开发出一种快速扫描系统Quickvision，它可以不停止地进行高速

图像测量，测量效率比过去提高数倍。YKT公司开发出的显微摄像系统，是在美国OGP公司生产的直

接录像显微镜（VDM）上使用配置光纤光源的EDF镜片，能显示出大深度小孔和看不见的被测物体，

获得彩色三维图像。

接触和非接触测量的优劣之争

三坐标测量机是形状测量的主导产品，目前，三坐标测量正在开发能够适应测量环境变化的新机种，

这种新型三坐标测量机在保持原有精密测量性能的前提下，可以离开恒温恒湿的测量室，在机械加工

现场或装配到机床上使用。例如三丰公司开发的新产品MACH－V9106，便是一种可进行在线测量的三

坐标测量机，它具有很高的测量效率，最大移动速度866mm/s，最大加速度0.86G，指示误差

E=2.5+3L/1000μm。该测量机的环境适应性能十分优异，标准产品带有温度补偿功能，可在15～35℃

环境条件下使用。

东京精密公司开发出一种能适应环境变化的三坐标测量机GageMax（与卡尔蔡司公司合作生产），

它不需要专用检测室即可进行高精度测量。GageMax为悬臂式测量机，所需安置面积较小，可实时处

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理生产线上反馈的信息，为了补偿工件温度变化，测量机配有相应的温度传感器，在15～40℃的环境

条件，可保证获得良好的测量精度。

DEA开发出了DCCGAGE等CNC三坐标测量机，并已正式投放市场。这种测量机采用独立的二段减

速系统，可进行高速测量，移动速度305mm/s，加速度为290mm/s2。

目前，在几何参数测量方面，由于精度要求和传统操作习惯的缘故，测量时大都使用接触传感器。

不过，随着非接触式传感器品种的增多，非接触式测量的范围正在不断扩大。非接触传感器的测量效

率非常高，如在自由曲面整体评价或厚度判断、反求工程等领域的测量中，可快速连续获得由数万个

点形成的点阵参数。工件形状变得复杂时，非接触传感器的姿态也将随之相应改变。因此，采用按编

程可自动改变测量形式进行精密测量的三坐标测量方式，对提高测量效果将更为有利。

接触式和非接触式测量方法孰优孰次，是测量技术行业长期议论的话题。有关人士指出：“近来，

非接触式测量虽已逐渐成为主流，但要获得高度精确的测量值，则仍需进行接触测量。非接触式测量

速度快，可减轻对工件的损伤，与接触式测量相比较，优点很多。但在测量精度和稳定性方面，接触

式测量仍高出一筹。接触式测量是测头与工件表面的某一个点接触进行测量，沿着工件形状进行扫描，

可在短时间内高密度地获得大量点数，测量点数越多，越能获得更为正确的形状参数。”

测量技术的展望

通过问卷调查，测量机用户的需求动向和测量技术的发展前景可归纳如下：

（1）“随着防振要求的提高，测量机正向两极分化的方向发展，面向汽车行业用户的测量机，通

常均为价格较便宜（不需要很高精度）的机种，另一类则是用于设备检测、防灾、防震领域的高灵敏

度机种。根据不同的用途，要求开发相应的最佳测量技术。”（阿卡西公司）

（2）“刀具预调测量仪，目前正由投影仪类型向监测器类型转变。”（大阪工机公司）“仪表校

正等精密工具的测量需求增多。”（柯灵斯公司）

（3）“特殊零件的测量增多，这些零件采用接触式测量时，往往会因测量力而变形；采用非接触

式测量又易出现精度不稳定，因此，需要开发新型测量技术。”（西铁城钟表公司）

（4）“市场需要易于操作的非接触式测量技术。”（FARO日本公司）“测量技术应便于操作，且

具有多种功能。同时，应配装千分尺和个人计算机等装置，提高测量机的附加值。”（大塞公司）

（5）“用户希望开发出高精度、高速、低价格的齿轮测量机。”（大阪精密机械公司）

（6）“汽车行业存在着减少最终集中测试的趋势。主动检测和在线（序后）检测等在加工中得到

推广应用。其中，在保证质量方面，许多用户希望测量技术能实现数据的无线传输。”（日本电气）

如上所述，测量技术的主攻方面仍然是进一步提高测量精度；同时，人们对测量技术的重要性和存

在价值的认识应大幅度提高，这是测量技术今后不断发展的巨大推动力。

机械识图知识点总结

第52页共80页

长度计量技术：圆度测量

长度计量技术中对圆度误差的测量。圆度测量有回转轴法﹑三点法﹑两点法﹑投影法和坐标法等方

法。

回转轴法利用精密轴系中的轴回转一周所形成的圆轨迹(理想圆)与被测圆比较

﹐两圆半径上的差值由电学式长度传感器转换为电信号﹐经电路处理和电子计算机计算后由显示仪

表指示出圆度误差﹐或由记录器记录出被测圆轮廓图形。回转轴法有传感器回转和工作台回转两种形

式(图1回转轴圆度测量方法)。前者适用于高精度圆度测量﹐后者常用于测量小型工件。按回

转轴法设计的圆度测量工具称为圆度仪。

三点法常将被测工件置于V形块中进行测量(图2用三点法测量圆度)。测

量时﹐使被测工件在V形块中回转一周﹐从测微仪(见比较仪)读出最大示值和最小示值﹐两示值差之

半即为被测工件外圆的圆度误差。此法适用于测量具有奇数棱边形状误差的外圆或内圆﹐常用2角为

90°﹑120°或72°﹑108°的两块V形块分别测量。

两点法常用千分尺﹑比较仪等测量﹐以被测圆某一截面上各直径间最大差值之

半作为此截面的圆度误差。此法适于测量具有偶数棱边形状误差的外圆或内圆。

投影法常在投影仪上测量﹐将被测圆的轮廓影像与绘制在投影屏上的两极限同

心圆(图3用投影法测量圆度)比较﹐从而得到被测件的圆度误差。此法适用于测量具有刃口形

边缘的小型工件。

坐标法一般在带有电子计算机的三坐标测量机上测量。按预先选择的直角坐标系

统测量出被测圆上若干点的坐标值﹑﹐通过电子计算机按所选择的圆度误差评定方法计算出被测圆

的圆度误差。

圆度误差评定有4种主要方法(图4圆度误差评定方法)。最小区域法﹕以

包容被测圆轮廓的半径差为最小的两同心圆的半径差作为圆度误差。最小二乘圆法﹕以被测圆轮廓上

相应各点至圆周距离的平方和为最小的圆的圆心为圆心﹐所作包容被测圆轮廓的两同心圆的半径差

即为圆度误差。最小外接圆法﹕只适用于外圆。以包容被测圆轮廓且半径为最小的外接圆圆心为圆心

﹐所作包容被测圆轮廓的两同心圆半径差即为圆度误差。最大内接圆法﹕只适用于内圆。以内接于被

机械识图知识点总结

第53页共80页

测圆轮廓且半径为最大的内接圆圆心为圆心﹐所作包容被测圆轮廓两同心圆的半径差即为圆度误

差。

长度测量器具

标准代号标准名称代替标准代号

GB/T1957-1981光滑极限量规GB/T1957-1980

GB/T6093-2001几何量技术规范（GPS）长度标准量块GB/T6093-1985

GB/T6322-1986光滑极限量规型式与尺寸

GB/T9056-2004金属制直尺GB/T9056-1988

JB/T7980-1999半径样板JB/T7980-1995

JB/T8788-1998塞尺JB/T8788-1995

JB/T10313-2002量块检验方法

GB/T1214.1-1996游标类卡尺通用技术条件

GB/T1214.2-1996游标类卡尺游标卡尺GB/T1214-1985

GB/T1214.3-1996游标类卡尺高度游标卡尺GB/T8126-1987

GB/T1214.4-1996游标类卡尺深度游标卡尺GB/T1215-1987

GB/T6317-1993带表卡尺GB/T6317-1986

GB/T14899-1994电子数显卡尺

JB/T5608–1991电子数显深度卡尺

JB/T5609-1991电子数显高度卡尺

JB/T8370-1996游标类卡尺游标卡尺(测量范围为0～1500mm,0～2000mm)JB1564-75

GB/T1216-2004外径千分尺GB/T1216-1985

GB/T1218-2004深度千分尺GB/T1218-1987

GB/T6312-2004壁厚千分尺GB/T6312-1986

GB/T6313-2004尖头千分尺GB/T6313-1986

GB/T6314-2004三爪内径千分尺GB/T6314-1986

GB/T8061-2004杠杆千分尺GB/T8061-1987

机械识图知识点总结

第54页共80页

GB/T8177-2004两点内径千分尺

GB/T8177-1987

GB/T9057-1988

GB/T9058-2004奇数沟千分尺GB/T9058-1988

JB/T2989-1999板厚千分尺JB/T2989-1981

JB/T4166-1999带计数器千分尺JB/T4166-1985

JB/T6079-1992电子数显外径千分尺ZBJ42002-87

JB/T10005-1999小测头千分尺ZBJ42002-87

JB/T10006-1999内测千分尺ZBJ42003-87

JB/T10007-1999大外径千分尺(测量范围为1000～3000mm)ZBJ42004-87

JB/T10032-1999微米千分尺ZBJ42038-90

JB/T10033-1999测微头ZBJ42039-90

GB/T1219-2000几何量技术规范长度测量器具:指示表设计及计量技术要求

GB/T1219-1985

GB/T6309-1986

GB/T4755-2004扭簧比较仪GB/T4755-1984

GB/T6311-2004大量程百分表GB/T6311-1986

GB/T6320-1997杠杆齿轮比较仪GB/T6320-1986

GB/T6321-2004光学扭簧测微计GB/T6321-1986

GB/T8122-2004内径指示表GB/T8122-1987

GB/T8123-1998杠杆指示表

GB/T6310-1986

GB/T8123-1987

GB/T18761-2002电子数显指示表

JB/T3237-1991杠杆卡规JB/T3237-1983

JB/T3712-1998小扭簧比较仪JB/T3712-1984

JB/T5214-1991曲轴量表

JB/T5216-1991硫化机测力表

JB/T6081-1992深度百分表GL23-62

JB/T7429-1994电子塞规

JB/T8346-1996带表卡尺指示表

JB/T8499-1996电子柱电感测微仪

机械识图知识点总结

第55页共80页

JB/T8787-1998峰值电感测微仪

JB/T8790-1998钢球式内径百分表ZBJ42005-87

JB/T8791-1998涨簧式内径百分表ZBJ42021-88

JB/T10014-1999数显电感测微仪ZBJ42012-87

JB/T10016-1999测厚规ZBJ42014-87

JB/T10017-1999带表卡规ZBJ42015-87

JB/T10035-1999厚度表ZBJ42041-90

JB/T10036-1999电感式测微仪ZBJ42042-90

角度测量器具

标准代号标准名称代替标准代号

GB/T6092-2004直角尺GB/T6092-1985

GB/T6315-1996游标万能角度尺GB/T6315-1986

GB/T10943-20031:4圆锥量规GB/T10943-1989

GB/T11852-2003圆锥量规公差与技术条件GB/T11852-1989

GB/T11853-2003莫氏与公制圆锥量规GB/T11853-1989

GB/T11854-20037:24工具圆锥量规GB/T11854-1989

GB/T11855-2003钻夹圆锥量规GB/T11855-1989

JB/T3325-1999角度量块及其附件JB/T3325-1983

JB/T7973-1999正弦规JB/T7973-1995

JB/T8789-19981:24(UG)圆锥量规

JB/T10015-1999直角尺检查仪ZBJ42013-87

JB/T10018-1999正多面棱体ZBJ42016-87

JB/T10026-1999带表万能角度尺ZBJ42026-88

JB/T10027-1999方形角尺(方箱)ZBJ42028-88

形位误差测量器具

标准代号标准名称代替标准代号

机械识图知识点总结

第56页共80页

GB/T6091-2004刀口形直尺GB/T6091-1985

GB/T16455-1996条式和框式水平仪JB/T3239-1983

JB/T3238-1999合像水平仪JB/T3238-1983

JB/T7974-1999铸铁平板JB/T7974-1995

JB/T7975-1999岩石平板JB/T7975-1995

JB/T7977-1999铸铁平尺JB/T7977-1995

JB/T7978-1999钢平尺和岩石平尺JB/T7978-1995

JB/T10038-1999电子水平仪ZBJ42027-88

JB/T10028-1999圆度仪ZBJ42030-89

表面质量测量器具

标准代号标准名称代替标准代号

GB/T6060.1-1997表面粗糙度比较样块铸造表面GB/T6060.1-1985

GB/T6060.2-1985表面粗糙度比较样块机械加工表面

GB/T6060.3-1986表面粗糙度比较样块电火花加工表面

GB/T6060.4-1988表面粗糙度比较样块抛光加工表面

GB/T6060.5-1988表面粗糙度比较样块喷砂抛丸加工表面

GB/T6062-2002

产品几何量技术规范(GPS)表面结构轮廓法接触(触针)式仪器的

标称特性

GB/T6062-1985

齿轮测量器具

标准代号标准名称代替标准代号

GB/T1217-2004公法线千分尺GB/T1217-1986

GB/T5106-1985圆柱直齿渐开线花键量规

GB/T6316-1996齿厚游标卡尺GB/T6316-1986

GB/T6467-2001齿轮渐开线样板

GB/T6468-2001齿轮螺旋线样板

GB/T10919-1989矩形花键量规

机械识图知识点总结

第57页共80页

JB/T6080-1992电子数显齿厚卡尺

JB/T10008-1999测量蜗杆ZBJ42006-87

JB/T10012-1999万能测齿仪ZBJ42010-87

JB/T10013-1999万能渐开线检查仪ZBJ42011-87

JB/T10019-1999齿轮齿距测量仪ZBJ42018-88

JB/T10020-1999万能齿轮测量机ZBJ42019-88

JB/T10021-1999齿轮螺旋线测量仪ZBJ42020-88

JB/T10022-1999便携式齿轮齿距测量仪ZBJ42022-88

JB/T10023-1999便携式齿轮基节测量仪ZBJ42023-88

JB/T10024-1999立式滚刀测量仪ZBJ42024-88

JB/T10025-1999齿轮双面啮合综合测量仪ZBJ42025-88

JB/T10029-1999齿轮单面啮合整体误差测量仪ZBJ42032-89

螺纹测量器具

标准代号标准名称代替标准代号

GB/T1581-1979米制锥螺纹量规

GB/T3934-2003普通螺纹量规技术条件GB/T3934-1983

GB/T8124-2004梯形螺纹量规技术条件GB/T8124-1987

GB/T8125-2004梯形螺纹量规型式与尺寸GB/T8125-1987

GB/T10920-2003普通螺纹量规型式与尺寸GB/T10920-1989

GB/T10922-1989非螺纹密封管螺纹量规

GB/T10932-2004螺纹千分尺GB/T10932-1989

JB/T1128-1999间隙螺纹量规JB/T1128-1970

JB/T3326-1999量针JB/T3326-1983

JB/T7981-1999螺纹样板JB/T7981-1995

JB/T10031-1999用螺纹密封的管螺纹量规ZBJ42037-89

其它测量器具

机械识图知识点总结

第58页共80页

标准代号标准名称代替标准代号

JB/T5213-1991内、外圆磨加工主动测量仪技术条件

JB/T5215-1991开关触发式三维传感系统

JB/T7982-1999刀具预调测量仪精度JB/T7982-1995

测量链

标准代号标准名称代替标准代号

JB/T3760-1991浮标式气动量仪JB/T3760-1984

JB/T4167-1999薄膜式气动量仪JB/T4167-1985

JB/T5212-1991气动测量头技术条件

JB/T5610-1991双频激光干涉仪

JB/T8371-1996容栅线位移测量系统数显单元0.01mm

JB/T10037-1999磁栅线位移测量系统ZBJ42033-89

JB/T10030-1999光栅线位移测量系统ZBJ42036-89

JB/T10034-1999光栅角位移测量系统ZBJ42040-89

通用器件及附件

标准代号标准名称代替标准代号

JB/T8047-1995V形架GB/T4972-1985

JB/T3323-2001量块附件JB/T3323-1983

JB/T10009-1999比较仪座ZBJ42007-1987

JB/T10010-1999磁性表座ZBJ42008-1987

JB/T10011-1999万能表座ZBJ42009-1987

术语及方法

标准代号标准名称代替标准代号

GB/T17163-1997几何量测量器具术语基本术语

GB/T17163-1997几何量测量器具术语产品术语

机械识图知识点总结

第59页共80页

JB/T7976-1999轮廓法测量表面粗糙度的仪器术语GB/T6061-1985

JB/T8372-1996几何量测量仪器型号编制方法

产品分等标准

（已废止）

标准代号标准名称代替标准代号

JB/T54247.1-1996量具量仪产品质量分等通则JB/GQ.F5050-86

JB/T54247.2-1996量具量仪产品质量分等抽样验收细则JB/GQ.F5050-86

JB/T50047-1999量具量仪产品质量分等电子塞规

JB/T50114-1998量具量仪产品质量分等游标万能角度尺JB/GQ.F5058-86

JB/T50146-2000量具量仪产品质量分等涨簧式内径百分表

JB/T50147-2000量具量仪产品质量分等小扭簧比较仪

JB/T50148-2000量具量仪产品质量分等钢球式内径百分表

JB/T54248-2000量具量仪产品质量分等指示表

JB/GQ.F5051-86

JB/GQ.F5052-86

JB/T54250-1998量具量仪产品质量分等杠杆指示表

JB/T54250-1994

JB/T54251-1994

JB/T54252-1998量具量仪产品质量分等游标卡尺JB/GQ.F5056-86

JB/T54253-1998量具量仪产品质量分等带表卡尺JB/T54253-1994

JB/T54254-1999量具量仪产品质量分等外径千分尺JB/GQ.F5059-86

JB/T54255-1999量具量仪产品质量分等杠杆千分尺JB/GQ.F5060-86

JB/T54256-1994量块产品质量分等标准JB/GQ.F5061-86

JB/T54257-1994刀口尺产品质量分等标准JB/GQ.F5062-86

JB/T54258-1994水平仪产品质量分等标准JB/GQ.F5063-86

JB/T54259-1999量具量仪产品质量分等光滑极限量规JB/GQ.F5064-86

JB/T54260-1999量具量仪产品质量分等铸铁平板JB/GQ.F5065-86

JB/T54261-1999量具量仪产品质量分等岩石平板JB/GQ.F5066-86

机械识图知识点总结

第60页共80页

JB/T54262-1999量具量仪产品质量分等铸铁平尺JB/GQ.F5067-86

JB/T54263-1999量具量仪产品质量分等钢平尺和岩石平尺JB/GQ.F5068-86

JB/T54265-1999量具量仪产品质量分等浮标式气动量仪JB/GQ.F5070-86

JB/T54272-1999量具量仪产品质量分等公法线千分尺JB/GQ.F5077-88

JB/T54273-1998量具量仪产品质量分等齿厚游标卡尺JB/GQ.F5078-88

JB/T54274-1994杠杆齿轮比较仪产品质量分等标准JB/GQ.F5079-88

JB/T54275-1999量具量仪产品质量分等小测头千分尺JB/GQ.F5060-88

JB/T54276-1999量具量仪产品质量分等奇数沟千分尺JB/GQ.F5061-88

JB/T54277-1999量具量仪产品质量分等壁厚千分尺JB/GQ.F5062-88

JB/T54278-1998量具量仪产品质量分等高度游标卡尺JB/GQ.F5063-88

JB/T54279-1999量具量仪产品质量分等尖头千分尺JB/GQ.F5064-88

JB/T54280-1999量具量仪产品质量分等深度千分尺JB/GQ.F5065-88

JB/T54281-1998量具量仪产品质量分等深度游标卡尺JB/GQ.F5066-88

JB/T54282-1999量具量仪产品质量分等微米千分尺JB/GQ.F5088-90

JB/T54283-1999量具量仪产品质量分等电子数显卡尺JB/GQ.F5089-90

JB/T54285-1999量具量仪产品质量分等测微头JB/GQ.F5091-90

JB/T54286-1998量具量仪产品质量分等塞尺JB/T54286-1994

JB/T54288-1999量具量仪产品质量分等电子数显深度卡尺JB/GQ.F5095-90

JB/T54289-1999量具量仪产品质量分等电子数显高度卡尺JB/GQ.F5096-90

JB/T54819-1992电子数显外径千分尺产品质量分等标准

JB/T54820-1992万能渐开线检查仪产品质量分等标准试行版-85

JB/T54821-1992万能齿轮测量机产品质量分等标准JB/GQ.F5071-86

JB/T54822-1992齿轮螺旋线测量仪产品质量分等标准试行版-85

JB/T54823-1992齿轮双面啮合综合测量仪产品质量分等标准试行版-85

JB/GQ.F5055-86扭簧比较仪产品质量分等标准试行版-85

JB/GQ.F5069-86DGB-4、DGB-5型电感式测微仪产品质量分等标准试行版-85

JB/GQ.F5072-86DGY-250、300型滚刀测量仪产品质量分等标准试行版-85

JB/GQ.F5073-86CD320G-B型光栅式齿轮单面啮合测量仪产品质量分等标准

JB/GQ.F5074-86HYQ型圆度测量仪产品质量分等标准试行版-85

机械识图知识点总结

第61页共80页

JB/GQ.F5090-90便携式粗糙度测量仪产品质量分等标准

JB/GQ.F5093-90数显电感测微仪产品质量分等标准

JB/GQ.F5094-90硫化机产品质量分等标准

JB/GQ.F5097-90车、磨、铣、刨、镗表面粗糙度比较样块产品质量分等标准

出口产品标准

标准代号标准名称代替标准代号

LB001-95英制指示表

LB002-98带标尺的直角钢尺

机械识图知识点总结

第62页共80页

常用单位换算表

长度

1千米(km)=0.621英里(mile)

1米(m)=3.281英尺(ft)=1.094码

(yd)

1厘米(cm)=0.394英寸(in)

1英里(mile)=1.609千米(km)1英尺(ft)=0.3048米(m)1英寸(in)=2.54厘米(cm)

1海里(nmile)=1.852千米(km)1码(yd)=0.9144米(m)1英尺(ft)=12英寸(in)

1码(yd)=3英尺(ft)1英里(mile)=5280英尺(ft)1海里(nmile)=1.1516英里(mile)

质量

1吨(t)=1000千克(kg)=2205磅

(lb)=

1.102短吨()=0.934长吨

()

1千克(kg)=2.205磅(lb)1短吨()=0.907吨(t)=2000磅(1b)

1长吨()=1.016吨(t)1磅(lb)=0.454千克(kg)1盎司(oz)=28.350克(g)

密度

1千克/米3(kg/m3)=0.001克/厘米

3(g/cm3)=0.0624磅/英尺3(lb/ft3)

1磅/英尺3(lb/ft3)=16.02千克/米

3(kg/m3)

1磅/英寸3(lb/in3)=27679.9千克/米3(kg/m3)

1磅/美加仑(lb/gal)=119.826千克

/米3(kg/m3)

1磅/英加仑(lb/gal)=99.776千克/

米3(kg/m3)

1磅/(石油)桶(lb/bbl)=2.853千克/米

3(kg/m3)

1波美密度=140/15.5℃时的比重

-130

API=141.5/15.5℃时的比重-131.5

压力

1兆帕(MPa)=145磅/英寸2(psi)1磅/英寸2(psi)=0.006895兆帕(MPa)1巴(bar)=0.1兆帕(MPa)=14.503磅/英

机械识图知识点总结

第63页共80页

=10.2千克/厘米2(kg/cm2)=10巴

(bar)=9.8大气压(atm)

=0.0703千克/厘米2(kg/cm2)=

0.0689巴(bar)=0.068大气压(atm)

寸2(psi)=1.0197千克/厘米2(kg/cm2)

=0.987大气压(atm)

1大气压(atm)=0.101325兆帕

(MPa)=14.696磅/英寸2(psi)

=1.0333千克/厘米2(kg/cm2)

=1.0133巴(bar)

面积

1平方公里(km2)=100公顷

(ha)=247.1

英亩(acre)=0.386平方英里(mile2)

1平方米(m2)=10.764平方英尺(ft2)1公亩(acre)=100平方米(m2)

1公顷(ha)=10000平方米

(m2)=2.471英亩(acre)

1平方英里(mile2)=2.590平方公里

(km2)

1英亩(acre)=0.4047公顷(ha)=40.47*

10-3平方公里(km2)=4047平方米(m2)

1平方英尺(ft2)=0.093平方米(m2)

1平方英寸(in2)=6.452平方厘米

(cm2)

1平方码(yd2)=0.8361平方米(m2)

体积

1立方米(m3)=1000升(liter)

=35.315立方英尺(ft3)=6.290桶

(bbl)

1立方英尺(ft3)=0.0283立方米

(m3)=28.317升(l)

1千立方英尺(mcf)=28.317立方米(m3)

1百万立方英尺(MMcf)=2.8317万立

方米(m3)

10亿立方英尺(bcf)=2831.7万立方

米(m3)

1万亿立方英尺(tcf)=283.17亿立方米(m3)

1立方英寸(in3)=16.3871立方厘米

(cm3)

1英亩·英尺=1234立方米(m3)1桶(bbl)=0.159立方米(m3)=42美加仑(gal)

1美加仑(gal)=3.785升(l)1美夸脱(qt)=0.946升(l)1美品脱(pt)=0.473升(l)

1美吉耳(gi)=0.118升(l)1英加仑(gal)=4.546升(l)

运动粘度

1英尺2/秒(ft2/s)=9.29030*10-2

米2/秒(m2/s)

1斯(St)=10-4米2/秒(m2/s)

1厘斯(eSt)=10-6米2/秒(m2/s)=1毫米2/

秒(mm2/s)

机械识图知识点总结

第64页共80页

动力粘度

1泊(P)=0.1帕·秒(Pa·s)1厘泊(cP)=10-3帕·秒(Pa·s)

1千克力秒/米2=9.80505帕·秒

(Pa·s)

1磅力秒/英尺2(1bf·s/ft2)=

47.8803帕·秒(Pa·s)

力

1牛顿(N)=0.225磅力(1bf)=0.102千

克力(kgf)

1千克力(kgf)=9.81牛顿(N)1磅力(1bf)=4.45牛顿(N)

1达因(dyn)=10-5牛顿(N)

温度

K(开尔文度)=5/9(℉+459.67)K=℃+273.15n℉=[(n-32)*5/9]℃

n℃(摄氏度)=(5/9·n+32)℉1℉(华氏度)=5/9℃(温度差)

传热系数

1千卡(米2·时·℃)[kcal/

(m2·h·℃)]=1.6279瓦/(米2·开尔

文)[W(m2·K)]

1英热单位/(英尺2·时·℉)

[Btu/(ft2·h·℉)]=5.67826瓦/(米

2·开尔文)[W(m2·K)]

1米2·时·℃/千卡(m2·h·℃/kcal)

=0.86000米2·开尔文/瓦(m2·K/W)

1千卡(米2·时)(kcal/m2·h)

=1.16279瓦/米2(W/m2)

热导率

1千卡(米2·时·℃)[kcal/(m2·h·℃)]=1.16279瓦

/(米·开尔文)[W(m·K)]

1英热单位/(英尺2·时·℉)[Btu/(ft2·h·℉)]

=1.7303瓦/(米·开尔文)[W(m·K)]

比容热

1千卡/(千克·℃)[kcal/(kg·℃)]=1英热单位/(磅·℉)[Btu/(lb·℉)]=4186.8焦耳/(千克·开尔文)[J/(kg·K)]

热功

机械识图知识点总结

第65页共80页

1焦耳=0.10204千克·米

=2.778*10-7千瓦·小时=3.777*10-7

公制马力小时=3.723*10-7英制马力

小时=2.389*10-4千卡=9.48*10-4英

热单位

1卡(cal)=4.1868焦耳(J)1英热单位(Btu)=1055.06焦耳(J)

1千克力米(kgf·m)=9.80665焦耳

(J)

1英尺磅力(ft·1bt)=1.35582焦耳

(J)

1米制马力小时(hp·h)=2.64779*106焦耳(J)

1英制马力小时(UKHp·h)

=2.68452*106焦耳(J)

1千瓦小时(kw·h)=3.6*106焦耳

(J)

1大卡=4186.75焦耳(J)

功率

1千克力·米/秒(kgf·m/s)

=9.80665瓦(W)

1米制马力(hp)=735.499瓦(W)1卡/秒(cal/s)=4.1868瓦(W)

1英热单位/时(Btu/h)=0.293071瓦

(W)

速度

1英尺/秒(ft/s)=0.3048米/秒(m/s)1英里/时(mile/h)=0.44704米/秒(m/s)

渗透率

1达西=1000毫达西1平方厘米(cm2)=9.81*107达西

机械加工表面质量

机械识图知识点总结

第66页共80页

机械零件的破坏，一般总是从表面层开始的。产品的性能，尤其是它的可靠性和耐久性，在很大程度

上取决于零件表面层的质量。研究机械加工表面质量的目的就是为了掌握机械加工中各种工艺因素对

加工表面质量影响的规律，以便运用这些规律来控制加工过程，最终达到改善表面质量、提高产品使

用性能的目的。

一、机械加工表面质量对机器使用性能的影响

（一）表面质量对耐磨性的影响

1.表面粗糙度对耐磨性的影响

一个刚加工好的摩擦副的两个接触表面之间，最初阶段只在表面粗糙的的峰部接触，实际接触面积远

小于理论接触面积，在相互接触的峰部有非常大的单位应力，使实际接触面积处产生塑性变形、弹性

变形和峰部之间的剪切破坏，引起严重磨损。

零件磨损一般可分为三个阶段，初期磨损阶段、正常磨损阶段和剧烈磨损阶段。

表面粗糙度对零件表面磨损的影响很大。一般说表面粗糙度值愈小，其磨损性愈好。但表面粗糙度值

太小，润滑油不易储存，接触面之间容易发生分子粘接，磨损反而增加。因此，接触面的粗糙度有一

个最佳值，其值与零件的工作情况有关，工作载荷加大时，初期磨损量增大，表面粗糙度最佳值也加

大。

2.表面冷作硬化对耐磨性的影响

加工表面的冷作硬化使摩擦副表面层金属的显微硬度提高，故一般可使耐磨性提高。但也不是冷作硬

化程度愈高，耐磨性就愈高，这是因为过分的冷作硬化将引起金属组织过度疏松，甚至出现裂纹和表

层金属的剥落，使耐磨性下降。

（二）表面质量对疲劳强度的影响

机械识图知识点总结

第67页共80页

金属受交变载荷作用后产生的疲劳破坏往往发生在零件表面和表面冷硬层下面，因此零件的表面质量

对疲劳强度影响很大。

1.表面粗糙度对疲劳强度的影响

在交变载荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位容易引起应力集中，产生疲劳裂纹。表面粗糙度值愈大，

表面的纹痕愈深，纹底半径愈小，抗疲劳破坏底能力就愈差。

2.残余应力、冷作硬化对疲劳强度的影响

余应力对零件疲劳强度的影响很大。表面层残余拉应力将使疲劳裂纹扩大，加速疲劳破坏；而表面层

残余应力能够阻止疲劳裂纹的扩展，延缓疲劳破坏的产生

表面冷硬一般伴有残余应力的产生，可以防止裂纹产生并阻止已有裂纹的扩展，对提高疲劳强度有利。

（三)表面质量对耐蚀性的影响

零件的耐蚀性在很大程度上取决于表面粗糙度。表面粗糙度值愈大，则凹谷中聚积腐蚀性物质就愈多。

抗蚀性就愈差。

表面层的残余拉应力会产生应力腐蚀开裂，降低零件的耐磨性，而残余压应力则能防止应力腐蚀开裂。

（四）表面质量对配合质量的影响

表面粗糙度值的大小将影响配合表面的配合质量。对于间隙配合，粗糙度值大会使磨损加大，间隙增

大，破坏了要求的配合性质。对于过盈配合，装配过程中一部分表面凸峰被挤平，实际过盈量减小，

降低了配合件间的连接强度。

二、影响表面粗糙度的因素

机械识图知识点总结

第68页共80页

（一）切削加工影响表面粗糙度的因素

1.刀具几何形状的复映

刀具相对于工件作进给运动时，在加工表面留下了切削层残留面积，其形状时刀具几何形状的复映。

减小进给量、主偏角、副偏角以及增大刀尖圆弧半径，均可减小残留面积的高度。

此外，适当增大刀具的前角以减小切削时的塑性变形程度，合理选择润滑液和提高刀具刃磨质量以减

小切削时的塑性变形和抑制刀瘤、鳞刺的生成，也是减小表面粗糙度值的有效措施。

2.工件材料的性质

加工塑性材料时，由刀具对金属的挤压产生了塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用，

使表面粗糙度值加大。工件材料韧性愈好，金属的塑性变形愈大，加工表面就愈粗糙。

加工脆性材料时，其切屑呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙。

3.切削用量

（二）磨削加工影响表面粗糙度的因素

正像切削加工时表面粗糙度的形成过程一样，磨削加工表面粗糙度的形成也时由几何因素和表面金属

的塑性变形来决定的。

影响磨削表面粗糙的主要因素有：

砂轮的粒度

砂轮的硬度

砂轮的修整

磨削速度

机械识图知识点总结

第69页共80页

磨削径向进给量与光磨次数

工件圆周进给速度与轴向进给量

冷却润滑液

三、影响加工表面层物理机械性能的因素

在切削加工中，工件由于受到切削力和切削热的作用，使表面层金属的物理机械性能产生变化，最主

要的变化是表面层金属显微硬度的变化、金相组织的变化和残余应力的产生。由于磨削加工时所产生

的塑性变形和切削热比刀刃切削时更严重，因而磨削加工后加工表面层上述三项物理机械性能的变化

会很大。

（一）表面层冷作硬化

1.冷作硬化及其评定参数

机械加工过程中因切削力作用产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生剪切滑移,晶粒被拉

长和纤维化，甚至破碎，这些都会使表面层金属的硬度和强度提高，这种现象称为冷作硬化(或称为

强化)。表面层金属强化的结果，会增大金属变形的阻力，减小金属的塑性，金属的物理性质也会发

生变化。

被冷作硬化的金属处于高能位的不稳定状态，只有一有可能，金属的不稳定状态就要向比较稳定的状

态转化，这种现象称为弱化。弱化作用的大小取决于温度的高低、温度持续时间的长短和强化程度的

大小。由于金属在机械加工过程中同时受到力和热的作用，因此，加工后表层金属的最后性质取决于

强化和弱化综合作用的结果。

评定冷作硬化的指标有三项，即表层金属的显微硬度HV、硬化层深度h和硬化程度N。

2.影响冷作硬化的主要因素

切削刃钝圆半径增大，对表层金属的挤压作用增强，塑性变形加剧，导致冷硬增强。刀具后刀面磨损

机械识图知识点总结

第70页共80页

增大，后刀面与被加工表面的摩擦加剧，塑性变形增大，导致冷硬增强。

切削速度增大，刀具与工件的作用时间缩短，使塑性变形扩展深度减小，冷硬层深度减小。切削速度

增大后，切削热在工件表面层上的作用时间也缩短乐，将使冷硬程度增加。进给量增大，切削力也增

大，表层金属的塑性变形加剧，冷硬作用加强。

工件材料的塑性愈大，冷硬现象就愈严重。

（二）表面层材料金相组织变化

当切削热使被加工表面的温度超过相变温度后，表层金属的金相组织将会发生变化。

1.磨削烧伤

当被磨工件表面层温度达到相变温度以上时，表层金属发生金相组织的变化，使表层金属强度和硬度

降低，并伴有残余应力产生，甚至出现微观裂纹，这种现象称为磨削烧伤。在磨削淬火钢时，可能产

生以下三种烧伤：

回火烧伤

如果磨削区的温度未超过淬火钢的相变温度，但已超过马氏体的转变温度，工件表层金属的回火马氏

体组织将转变成硬度较低的回火组织(索氏体或托氏体)，这种烧伤称为回火烧伤。

淬火烧伤

如果磨削区温度超过了相变温度，再加上冷却液的急冷作用，表层金属发生二次淬火，使表层金属出

现二次淬火马氏体组织，其硬度比原来的回火马氏体的高，在它的下层，因冷却较慢，出现了硬度比

原先的回火马氏体低的回火组织(索氏体或托氏体)，这种烧伤称为淬火烧伤。

退火烧伤

如果磨削区温度超过了相变温度，而磨削区域又无冷却液进入，表层金属将产生退火组织，表面硬度

将急剧下降，这种烧伤称为退火烧伤。

机械识图知识点总结

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2.改善磨削烧伤的途径

磨削热是造成磨削烧伤的根源，故改善磨削烧伤由两个途径：一是尽可能地减少磨削热地产生；二是

改善冷却条件，尽量使产生地热量少传入工件。

正确选择砂轮

合理选择切削用量

改善冷却条件

（三）表面层残余应力

1.产生残余应力的原因

a.切削时在加工表面金属层内有塑性变形发生，使表面金属的比容加大

由于塑性变形只在表层金属中产生，而表层金属的比容增大，体积膨胀，不可避免地要受到与它相连

的里层金属的阻止，因此就在表面金属层产生了残余应力，而在里层金属中产生残余拉应力。

b.切削加工中，切削区会有大量的切削热产生

c.不同金相组织具有不同的密度，亦具有不同的比容

如果表面层金属产生了金相组织的变化，表层金属比容的变化必然要受到与之相连的基体金属的阻

碍，因而就有残余应力产生。

2.零件主要工作表面最终工序加工方法的选择

零件主要工作表面最终工序加工方法的选择至关重要，因为最终工序在该工作表面留下的残余应力将

直接影响机器零件的使用性能。

选择零件主要工作表面最终工序加工方法，须考虑该零件主要工作表面的具体工作条件和可能的破坏

形式。

机械识图知识点总结

第72页共80页

在交变载荷作用下，机器零件表面上的局部微观裂纹，会因拉应力的作用使原生裂纹扩大，最后导致

零件断裂。从提高零件抵抗疲劳破坏的角度考虑，该表面最终工序应选择能在该表面产生残余压应力

的加工方法。

“计量”与“测量”

Measurement本意为"测量"。但是早期汉译受日文"计量"、"计测"等词汇的影响，在汉语中出现了"

计量"和"测量"两种表达。由于没有准确定义两者异同，在一个长期的混乱由此而生。近几年有关名

词的讨论逐步深入，不少专家认为计量、测量不宜混用，并建议在汉译和使用中以"计量"或"计量学"

对应"metrology"，以"测量"对应"measurement"。越来越多的人趋向这种认识。然而新的问题又会出

现：既然metrology定义为关于测量的科学，为何不选用"测量学"或"测量"来表达？这就暗示了"测

量"和"计量"之间的纠葛还将可能延续下去。事实上，远在metrology一词传入中国之前，汉语就

已?quot;计量"和"测量"来对应measurement了。由于对基本术语定义或理解不够统一，才引发了问

题。现在《通用计量术语及定义》已修订，我们应在新规范指导下，认真总结"测量"和"计量"两词的

用法，分清"测量"和"计量"之异同。

一、关于"计量"和"测量"定义的反思

"测量"在汉语使用习惯中基本上与measurement在VIM定义相一致，即"以确定量值为目的的一组操

作"。测量活动存在于全部科学技术领域。在有的部门，例如天文、气象、测绘等部门，测量甚至成

为其主要工作。然而，所有这些测量都不称作"计量"，唯有计量部门从事的测量才被称作"计量"。这

已形成习惯。在《通用计量名词及定义》（JJF1001-99）中，为了照顾习惯，对应measurement做出

了"计量"和"测量"两个词条的定义。其中，"测量"的定义与VIM相符，而"计量"定义为"实现单位统

一和量值准确可靠的测量"。这个"计量"词条这天文馆表达得相当含糊。什么叫"实现单位统一"，难

道其它测量就不须单位统一？什么叫"量值准确可靠的测量"，难道"计量"和"测量"之间的区别就在于

技术水平的高低？这种定义似是而非，没有抓抓住本质。

机械识图知识点总结

第73页共80页

回顾汉语使用习惯，"测量"就是为获取量值信息的活动；"计量"不仅要获取量值信息，而且要实现量

值信息的传递或溯源。"测量"作为一类操作，其对象很广泛?quot;计量"作为一类操作，其对象就是

测量仪器。"测量"可是以孤立的；"计量"则存在于量值传递或溯源的系统中。

综上所述，经过进一步归纳，汉语习惯使用的"计量"作为一类操作，应该这样来理解：为实现量值传

递或溯源而对测量仪器的测量。从这个角度看，"计量"作为一类操作在实际工作中表现为检定、校准、

比对及（对测量仪器）测试等活动。上述观点，揭示了汉语习惯中"计量"作为一类操作的本质特性，

能够将以往对应measurement的"计量"和"测量"在用法上加以明确区分。

最新修订的JJF1001-1998《通用计量术语及定义》中，将"计量"定义为：实现单位统一、量值准确可

靠的活动。有两点值得注意：这次修订将"计量"对应英文metrology，而非measurement；定义的对

象主体是"活动"，而非"测量"。这是计量术语研究的重要进步。从这个定义出发，我们不难理解为何

唯有计量部门从事的测量才被称作"计量"。因为计量部门从事的测量是"实现单位统一、量值准确可

靠的活动"之一。计量对于其它如天文、气象、测绘等部门所从事的测量提供了实现单位的统一、量

值准确可靠的基本保证。而这些基本保证是这些部门测量活动自身无法做到的。我们可以这样来理解：

凡是保证"计量"这一类操作有效进行以及为实现单位统一、量值准确可靠的各项活动，都称作"计量

工作"。这些工作包括测量单位的统一，测量方法（如仪器、操作、数据处理等）的研究，量值传递

系统的建立和管理，以及同这些工作有关的法律、法规的制定和实施等。

二、习惯用法的分析

在过去的用法中，最常见的混乱出现在所有与measurement有关的术语上。由VIM不同版本中文译本

中有关术语的变化可以看出，译者们为measurement伤透了脑筋。VIM中译本对于同一术语，有的版

本用"测量"，有的版本用"计量"。例如："可测的量"和"可计量的量"，"被测的量"和"被计量的量"，

"测量方法"和"计量方法"，"测量误差"和"计量误差"，等等。人们会感到在这些术语中使用"测量"更

通顺些。这是因为以上术语都可以在量值传递以外使用，即可以在实现单位统一、量值准确可靠的活

动以外存在。

反之，在涉及"实现单位统一、量值准确可靠的活动"或活动对象是测量仪器时，就一定要采用"计量"。

例如"计量法"、"法制计量"、"计量部门"、"计量监督"等。

机械识图知识点总结

第74页共80页

实际上，在有的场合使用"计量"还是"测量"并无严格区分的必要，只有是否更合习惯的差别。例如，

人们使用"计量标准"显然比"测量标准"更通顺。但使用"测量标准"也不会引起误会。一般情况如本文

总结的，在量值传递系统中的活动或活动对象是测量仪器的，采用"计量"，其它（为确定量值的操作）

为"测量"。但在涉及测量仪器自身时，则冠以"计量"和"测量"两种表达均可。例如"测量仪器"和"计

量器具"；"测量标准"和"计量基准（标准）"；"测量设备"和"计量设备"。有时还可略去"计"字或"测

"字，如"量具"、"量程"、"量限"等。

习惯用法中，"工作计量器具"这一术语显得多余。按JJF1001-1991定义是"用于现场测量而不用于检

定工作的计量器具"。其实这里指的就是测量仪器，完全不必画蛇添足搞出一个"工作计量器具"来。

三、建议

为避免混乱，名词术语的选择和定义应尽可能与国际规范（如VIM）接轨，并要力争减少与国际接轨

的距离和步骤。

用"计量学"、"计量（的）"对应metrology，国内意见一致和习惯无矛盾。对于measurement，现在

有不少人建议在汉语中一概使用"测量"。实际上这是一个难以一步到位的解决办法。在过去的文献特

别是大量已成文的法律法规文件中，"计量"已成为使用频率极高的术语。如果突然全部以"测量"取而

代之，肯定会引起新的困难。实际上，几年前的VIM的中文版已经做过尝试，结果无论全部使用"计

量"，还是全部使用"测量"，读者都感到十分别扭。本文建议：有关名词术语的使用，应注意所涉操

作或活动是否限于量传或溯源系统中、对象是否为测量仪器，而区别使用"计量"和"测量"两词。

例如，JJF1001-1998中3.1条"测量（measurement）"定义为"以确定量值为目的的一组操作"。按本

文分析，这类操作应不限于量传或溯源系统，其对象也不限于测量仪器。常见有关术语有：测量方法、

测量原理、测量信号、测量结果、测量误差、测量不确定度等。

又如，JJF1001-1998中2.2条"计量（metrology）"定义为"实现单位统一、量值准确可靠的活动"。

按本文分析，这类活动往往与量传或溯源系统有关，其对象与测量仪器有关。常见有关术语有：法制

计量、法定计量单位、计量保证、计量监督、计量评审、计量确认等。

机械识图知识点总结

第75页共80页

对于直接描述测量仪器的有关术语，则"测量"、"计量"二词均可采用。常见有关术语有：测量仪器和

计量器具、测量标准和计量基准（标准）、测量设备和计量设备，以及量具、量程、量限等。

以上建议是在搞清名词术语正确定义的基础上，尊重语言演变的连续性规律，适当兼顾习惯，积极靠

拢而非全盘照搬VIM，从而使计量术语的汉语表达保持一定的中国特色。

粗糙度，表面粗糙度，国家标准，主要术语及定义

主要术语及定义

(1)取样长度l

取样长度是用于判断和测量表面粗糙度时所规定的一段基准线长度，它在轮廓总的走向上取样。

(2)评定长度Ln

由于加工表面有着不同程度的不均匀性，为了充分合理地反映某一表面的粗糙度特性，规定在评定时

所必须的一段表面长度，它包括一个或数个取样长度，称为评定长度Ln。

(3)轮廓中线m

轮廓中线m是评定表面粗糙度数值的基准线。

评定参数及数值

国家规定表面粗糙度的参数由高度参数、间距参数和综合参数组成。

高度参数共有三个：

机械识图知识点总结

第76页共80页

(1)轮廓算术平均偏差Ra

在取样长度l内，轮廓偏距绝对值的算术平均值。

(2)微观不平度十点高度Rz

在取样长度内最大的轮廓峰高的平均值与五个最大的轮廓谷深的平均值之和。

(3)轮廓最大高度Ry

在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离。

间距参数共有两个：

(4)轮廓单峰平均间距S

两相邻轮廓单峰的最高点在中线上的投影长度Si，称为轮廓单峰间距，在取样长度内，轮廓单峰间距

的平均值，就是轮廓单峰平均间距。

(5)轮廓微观不平度的平均间距Sm

含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度Smi，称轮廓微观不平间距。

综合参数

(6)轮廓支承长度率tp

机械识图知识点总结

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轮廓支承长度率就是轮廓支承长度np与取样长度l之比。

粗糙度代号及标注

表面粗糙度的代号见下表和图

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表面粗糙度的测量

表面粗糙度的测量方法有下述四种：

(1)比较法

比较法是车间常用的方法。将被测表面对照粗糙度样板，用肉眼判断或借助于放大镜、比较显微镜比

较；也可用手摸，指甲划动的感觉来判断被加工表面的粗糙度。此法一般用于粗糙度参数较大的近似

评定。

(2)光切法

光切法是利用"光切原理"来测量表面粗糙度。

机械识图知识点总结

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(3)干涉法

干涉法是利用光波干涉原理来测量表面粗糙度。

(4)针描法

针描法是利用触针直接在被测表面上轻轻划过，从而测出表面粗糙度的Ra值。

产品名称：三次元测量仪

产品型号：CE-450A

简单说明：台湾建伟精密公司突破传统式三次元的设计

与运用理念，融合海外尖端技术，最新研发出岛内第一

台三次元量测仪。

详细说明

台湾建伟精密公司突破传统式三次元的设计与运用理念，融合海外尖端技术，最新研发出岛内第一台三

次元量测仪。

新研发三次元测量仪采用复杂工件测量，工作单机一次完全解决。２维平面尺寸用非接式ＣＣＤ影像作

快速测量；３维立体尺寸则采用Probe电子测头作精密接触式测量与相关位置度计算；曲面部分可利

用精密激光作点测量与辅助扫描。

机械识图知识点总结

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该仪器主要性能：

（一）特殊的工件深浅度或厚度可使用精密点激光作测量，绝对精度可达２－６um；重复精度０．１－

２um。

（二）该仪器全机ＣＮＣ数控程控，ＷＩＮＤＯＷＳ操控平台，指导型自动学习模式，操作简单、运用

方便。

（三）功能强大的测量运用软件、自动魔术测量、测量结果立体圆形显示、３６０度旋转检视、ＣＡＤ

兼容档案格式读入与输出、测量路径显示、多功能影像撷取工具，Ｚ轴自动对焦。

（四）采用空气轴承传动方式，提高机台的精度。

（五）多面型复杂立体工件可另行选购自动调角度测头；加快测量速度、提高工作效率。

（六）另可选购自动调光与自动倍率功能，将全机性能发挥到及至。

（七）该机采用０．００１毫米光学尺；另可选用０．５um或０．１um的更高分辨率光学尺。