本教材是为了适应我国卓越工程师教育培养计划和工程实践教学改革的需要,根据21世纪人才培养模式的新变化,针对中德合作高层次应用型创新人才培养的特点而编写的。本教材从训练学生的工程实践及应用能力出发,以培养综合创新思维为目标,以及为机械工程实践教学改革提供基本思路。
通过本教材的学习,使学生获得产品几何量测量工程和智能检测系统和仪器设备应用两方面的基本知识、基本理论和相关的工程训练能力。进一步学会运用国家标准、产品几何技术规范(GPS)、几何公差等标准;掌握机械设计过程中的误差知识,并学会分析、计算、处理几何误差;熟悉几何公差的基本内容,并能按照产品几何技术规范,把公差要求正确地标注在图样上;具备根据机器设备、机构部件的功能要求确定产品各类公差及所需配合的能力。
本教材内容涉及“工程制图”“机械设计基础”“智能制造工程”“机械精度设计与测量”“工程力学”“机械加工与工艺分析”“数字化检测技术与智能制造”等专业主干课程相关内容,以满足教师针对不同阶段和不同层次学生的工程实践教学的需要。
本教材可作为高等院校机械设计与制造、机械设计及自动化、机械设计与装备、车辆工程、材料成型及控制,以及其他相关专业的工程应用教材,也可作为研究生及其他专业人员的参考书或培训教材。
社会发展与科学技术的进步客观上要求现代工科院校的教育回归工程、教学回归实践,而实践是能力形成与提高的重要途径。本教材是根据卓越工程师培养要求,并结合高等工科院校培养应用型、创新型工程技术人才的工程教学特点编写的,其主要特色和创新点如下:
(1)产品几何量测量技术和工程实践应用并重,基本工程实践项目与创新性设计实践项目构思独特、体系完整、内容丰富。工程实践项目的安排与项目内容的设置合理,便于实践项目的有效落实。
(2)在工程实践项目上,以工程应用为背景,让学生通过应用相关产品几何技术规范(GPS)、几何公差等标准掌握机械设计制造过程中的误差知识,并学会分析、计算、处理几何误差;熟悉几何公差的基本内容,能够正确地运用几何公差标准,并能按照产品几何技术规范,把公差要求正确地标注在图样上。本教材注重实践与理论的联系,以培养并帮助学生从基础实践能力过渡到综合设计能力,进一步拓展学生的实践创新和研究能力。本教材通过归纳整理理论知识,以进一步指导实践的完整过程,为学生独立思考、协同工作,以及善用所学知识分析和解决工程问题提供帮助。
(3)在基本要求上,通过学习本教材使学生对各种机械加深认识,并将理论与实践相结合,从而验证、巩固和发展课堂教学中的相关理论。着重培养学生的工程意识、创新精神,增强学生的工程实践能力;培养学生的劳动观念、自我管理能力,以及在团队中承担个体责任并开展团队合作的能力,培养学生理论联系实际,学以致用;使学生具有一定的质量、安全、环保意识和职业素养,拥有较为系统的工程实践学习经历。
本教材共9章:第1章为绪论;第2~6章为第1篇——几何测量工程,主要阐述了几何量测量方法,以及机械设计制造过程中的误差知识,并对相应的误差进行分析、计算、处理;第7~9章为第2篇——智能检测技术,包括数字化检测技术、光学量仪集成测量、计算机测试系统与虚拟仪器等。本教材由浙江科技学院喻彩丽老师任主编,张亚、蒋晓英参加了编写工作。
限于编者的水平,书中错误及疏漏之处在所难免,恳请广大读者批评指正。
编者
前言
第1章绪论1
11GPS标准的历史和未来前景1
12检测技术的发展趋势4
13新技术在长度计量中的应用5第1篇几何测量工程
第2章长度尺寸测量8
21立式光学计测量8
22内径百分表测量气缸孔16
23数字式测长仪测量17
第3章表面粗糙度测量23
31光切法测量表面粗糙度23
32便携式粗糙度仪测量26
33精密粗糙度仪测量28
第4章角度和锥度的测量35
41常用角度和锥度测量方法及分析35
42正弦规测量锥角42
43钢球法测量圆锥环规45
第5章螺纹测量46
51螺纹的基本知识46
52用工具显微镜测量外螺纹49
53用三针法测量外螺纹中径57
54用螺纹千分尺测量外螺纹中径59
55用工具显微镜进行综合测量60
第6章齿轮测量64
61齿轮齿距偏差的测量65
62齿廓总偏差Fα的测量68
63齿轮分度圆齿厚偏差fsn的测量71
64公法线长度偏差Ew的测量73
65齿轮径向圆跳动Fr的测量76
66齿轮综合偏差的测量79第2篇智能检测技术
第7章数字化检测技术85
71CMM坐标测量技术基础85
72箱体工件数字化检测88
73三坐标测量机自动编程测量96
74测量过程自动控制与数字化检测
集成101
第8章光学量仪集成测量119
81数字式投影仪测量119
82多功能影像测量仪测量121
83先进光学测量系统129
第9章计算机测试系统与虚拟
仪器134
91计算机测试系统简介134
92虚拟仪器141
93虚拟仪器创新测试平台150
参考文献161