公差配合与技术测量技术教案.docx

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1、公差配合与技术测量技术教案课程性质和任务性质：是机械类各专业的一门专业基础课。任务：是使学生获得技术工所必须具备的公差和技术测量方面的基础知识与一定的实际工作技能，为专业工种应用公差标准和掌握检测技术打下基础。课程教学目标1掌握公差配合、形位公差和表面粗糙度的标准及应用即看懂并学会有关公差与配合内容在图纸上的标注方法和查阅有关表格。2了解有关测量的基本知识，理解常用量具的读数原理，掌握常用量具的使用方法。绪论课时：2 课时教学目的和要求：本模块作为本课程的开篇 ,通过对互换性的讲解 ,引出了全课程的内容 ,因此教学中要充分利用趣味性来引导学生对本课程特点的理解 ,提高学生的学习积极性 .为此提

2、出如下要求：1. 了解互换性的含义；2. 懂得学习公差配合与技术测量基础的重要性。教学重点及难点：(1) 掌握互换性的概念及其在机械制造业中的应用。(2) 掌握加工误差与公差之间的关系。(3) 理解标准化与计量、优先数的概念。教学内容 :一、互换性的概述1、互换性的含义 在机械工业中 ,互换性是指制成的同一规格的一批零件或部件 ,不需作任何挑选 ,调整或辅助加工 （如钳工修配 ）,就能进行装配 ,并能满足机械产品的使用性能要求的一种特性。 例：同型号的轴承、光管、螺钉等等。互换性内容：几何参数，力学性能，物理化学性能等方面。2、作用有利于组织专业化协作。 有利于用现代化工艺装配。有利于采用流水

3、线和自动线生产方式。 提高生产效率，降低成本，延长机器使用寿命。3、分类 完全互换性： 若零件在装配或更换时，不作任何选择，不需调整或修配， 就能满 足预定的使用要求， 则成为完全互换性（当不限定互换范围时，称为完全互换法， 也叫 绝对互换法）。 不完全互换性： 由于某种特殊原因只允许零件在一定范围内互换时， 称为不完全 互换法。4、互换性条件 一批相同规格的零件具有互换性的条件为： 实际尺寸在允许的范围内； 形状误差在允许 的范围内；位置误差在允许的范围内；表面粗糙度达到规定的要求。二、几何量的误差1 、几何误差： 零件在加工过程中由于某种因素的影响， 而造成的误差称为几何误差。2 、公差：

4、 几何误 差及其控制范围，称为公差。3 、国家标准尺寸的大小公差与配合 形位公差：宏观几何形状形状公差相互位置关系位置公差 微观几何形状表面粗糙螺纹尺寸的大小螺纹公差公差标准和标准化定义：对零件的公差和相互配合所制定的标准称为公差标准几何量的测量 对零件的测量是保证互换性生产的一个重要手段。小结：掌握互换性的概念及其意义、 互换性的条件。 了解公差与配合标准与技术测量发展概况， 了解优先数和优先数系 ,明确本课程的性质和特点。作业： P31. 2. 3. 4. 5. 6题第一章 光滑圆柱结合的公差与配合教学目的和要求：本模块教学的根本目的在于使学生能看懂图纸上标注的公差配合要求，学会有关表格的

5、查 阅.为此提出如下要求：1熟悉基本术语和定义，掌握有关尺寸偏差、尺寸公差的概念及其与极限尺寸的关系、配 合的概念及其配合的种类、盈隙量的计算；2. 掌握尺寸公差带的组成要素（标准公差、其本偏差）和正确应用；3. 掌握极限与配合标准的基本规定；4. 学会公差配合在图纸上的标注方法和会查阅有关表格。1-1 基本术语及定义课时：2 课时教学目的和要求:掌握有关尺寸、公差的术语及定义，学会有关尺寸及偏差计算，能绘制尺寸公差带图 教学重点及难点：尺寸、公差、偏差概念，尺寸公差带图的作法教学内容：一、孔和轴 孔指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（由二平行平面或切面形成 的包容面） 轴指工件的圆柱

6、形外表面，也包括非圆柱形外表面（由二平行面或切面形成的 被包容面）二、尺寸的术语和定义1、尺寸 定义用特定单位表示长度值的数字称为尺寸。 内容尺寸指的是长度的值，由数字和特定单位两部分组成包括长度，宽度和中心距等。2、基本尺寸（D,d）定义：标准规定，设计时给定的尺寸称为基本尺寸。孔的基本尺寸用“D ”表示,轴的基本尺寸用“ d”表示，后同标准尺寸：标准化了的尺寸称为标准尺寸。适用于有互换性或系列化要求的主要尺 图1-1 车a）装配图 b）:图4车床作用：减少定, XX X-一轴箱中间轴装配图和零件间轴零件图c）齿轮衬套零间轴装配图和零件值刀具，量具，型材和零件尺寸的规格，（图1-1）3、实际

7、尺寸( Da,da )定义 通过测量获得的尺寸。 由于存在测量误差，实际尺寸并非尺寸的真值。图 1-2 实际尺寸 实际尺寸包括零件毛坯的实际尺寸， 零件加工过程中工序间的实际尺寸和零件制成 后的实际尺寸。4、极限尺寸定义 允许尺寸变化 的两个界限值，统称为极限尺寸。最大极限尺寸： 一个孔或轴允许的最大尺寸称为最大极限尺寸( Dmax,dmax )最小极限尺寸： 一个孔或轴允许的最小尺寸称为最小极限尺寸( Dmin,dmin ) 根据课本 P7 图 1-3 讲解a) b)图 1-3 所示：D= 30mmd= 30mmDmax= dmax= Dmin= 30mmdmin= 分析：基本尺寸和极限尺寸

8、是设计时给定的。基本尺寸可以在极限尺寸确定的范围内，也可以在极限尺寸所确定的范围外。 即基本尺寸大于，等于，小于极限尺寸。 尺寸合格条件最小极限尺寸w实际尺寸w最大极限尺寸；孑L: Dmin WDa WDmax轴: dmin wdawdmax作业P321、2、3、4题教学回顾1、尺寸、基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸的定义及符号。 2、基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸的关系。课题引入 从基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸的关系我们可以看出，当用极限尺寸减基本尺寸或 者用实际尺寸减基本尺寸时， 两者之间会等到一个差值， 这个值我们把它叫做偏差值。 这就 是我们这节课要讲述的内容：讲授新课三、公差与偏差的术语及

9、定义 尺寸偏差（简称偏差）定义：尺寸偏差是指某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。注： 由于尺寸有极限尺寸，实际尺寸之分，因此偏差可分为极限偏差和实际偏差。 极限偏差定义 极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为极限偏差。 由于极限尺寸有最大极限尺寸和最小极限尺寸之分，极限偏差又可分为上偏差和下偏 差（图 1-4 ）。 上偏差：最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，（ES,es）, ES=Dmax Des=dmax d（ 1-1a ）下偏差：最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。（EI,ei）。EI=Dmin Dei=dmin d（ 1-1b ）强调：偏差可以为正值、负值、零值。 计算时应注意偏差的正

10、，负符号，应一起代到计算式中运算 偏差的五种类型：d、上正下零； e、上零下负。2 ）实际偏差（ Ea,ea）定义： 实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为实际偏差。公式：孑L: Ea=Da D 轴：ea=da d零件合格条件：孑L: ElWEaWES轴：ei ea0 时：孔与轴的公差带相交叠，为过渡配合；孔与轴的公差带错开时，为过盈配合。 轴的另一极限偏用一条虚线画出。2）基轴制配合定义： 基本偏差为一定的轴的公差带， 与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合 的一种制度，称为基轴制。基准轴基轴制配合中选作基准的轴称为基准轴。 基本偏差为上偏差，其数值为零， 下偏差为负值， 即基准轴的公差带在零

11、线的下侧， 且下偏差用两条虚线段画出 根据图 1-25 分析： 当轴的基本偏差为下偏差时，为间隙配合。 当孔的基本偏差为上偏差 0 时：孔与轴的公差带交叠，过渡配合；孔与轴的公差错开时，过盈配合。3）混合配合国标规定如有特殊需要允许将任一孔，轴的公差带组成配合，如 G8/n7,F7/m6 等。2、配合代号国标对配合的代号规定为： 用孔、轴公差带代号的组成表示，写成分数形式， 分子表 示孔的公差带代号，分母表示轴的公差带代号。例如： 50F8/h6,G6/H6,10H7/n6 等等。3、常用和优先配合 H与j、js、k、m的配合皆是过渡配合。川、H与rzc的配合皆是过盈配合。IV H与n、p的配

12、合性质需据具体情况确定。基轴制配合性质的区分：I、h 与 AH 组成的配合皆是间隙配合。U、h与J、JS K、M的配合皆是过渡配合。川、h与PZC的配合皆是过盈配合。V、h 与 N 的配合性质需据具体情况确定。六、一般公差线性尺寸的未注公差1、线性尺寸的一般公差的概念在图样上不单独注出公差，而是在图样上，技术文件或技术标准中作出总的说明。GB/804 79规定未注公差的公差等级为IT12至IT18 ,基本偏差一般孔用H ;轴 用h ;长度用+IT/2 （即JS或js ）。2、线性尺寸的一般公差标准 适用范围线性尺寸的一般公差标准既适用于金属切削加工的尺寸， 也适用于一般冲压加工的尺寸，非金属材

13、料和其他工艺方法加工的尺寸也可参照采用。 GB/1804-1992 规定的极限偏差适用于非配合尺寸。 公差等级与数值有四个等级：f （精密级），m （中等级）,c （粗糙级）,v （最粗级）。七、温度条件1、基准温度 20 C。2 、要求： 测量检验的结果都应以工件和测量器具的温度在20 C时为准。 对一般尺寸精度不高的零件的测量检验，可不考虑温度的影响。小结：掌握标准公差的制订原则， 理解轴的基本偏差的制定和孔的基本偏差换算规则。 理解一般、 常用和优先使用的公差带与配合的标准化。新国标规定一般、常用和优先使用的公差带与配 合意义，为选择公差带与配合作必要的准备。作业：P3215、 16、

14、19 题E1-3公差带与配合的选用课时： 2 课时教学目的和要求：一、配合制的选择二、公差等级的选用三、配合种类的选择四、配合精度设计实例教学重点及难点： 了解标准公差系列、基本偏差系列及新标准，学会查表并计算极限偏差值。教学内容 :公差带与配合的选择就是配合制、公差等级和配合种类的选择。一、配合制的选用 1、一般情况下，应优先选用基孔制。 目的：可大大减少定尺寸刀具和量具的品种规格，有利于刀具和量具的生产及储备， 从而降低生产成本。 只有在具有明显的经济效果的情况下，才采用基轴制。如用冷拔钢作轴，不必对轴加 工，或在同一基本尺寸的周上装配几个不同配合的零件（图 1-26 ）。图 1-26 混

15、合配合应用示例2、与标准件配合时，配合制的选择通常依标准件而定。 例如：滚动轴承内圈与轴的配合采用基孔制，而滚动轴承外圈与孔的配合采用基轴制。3、为了满足配合的特殊要求，允许采用混合配合。即：在一般情况下优先采用基孔制，其次采用基轴制，如有特殊需要，允许采用混合配合 （图 1-27 ）。图 1-27 混合配合应用示例二、公差等级的选用1、选用公差等级的原则是：以满足使用要求的前提下，尽可能选用较低的公差等级，以便很好地解决机器零件的使用要求与制造工艺及成本之间的矛盾。2 、表 1-12 公差等级的主要应用实例。IT3IT5 （孔为 IT6 ）：配合公差很小，对加工要求很高，应用较少。IT6 （

16、孔为IT7）:配合公差较小，一般精密加工能够实现，在精密机械中应用广泛。3 、表 1-13 各种加工方法与公差等级的关系（要求学生熟记） .三、配合的选用1 、方法:计算法、类比法和试验法。2、选用步骤 首先根据使用要求，确定配合的类别，即确定是间隙，过盈，还是过渡配合。 确定类别后，再进一步类比确定选用哪一种配合。 工作条件是选择配合的重要依据， 当待选部位与典型实例在工件上有所不同时， 应对配合的松紧作适当的调整，最后确定选用哪种配合。小结:掌握基准制的选用、公差等级的选用和配合的选用的原则、方法。熟练掌握基孔制与基轴制的选用、公差等级的选用及配合选用的方法。当给定配合的间隙或过盈范围，要

17、求能熟练地确定孔、轴公差带与配合代号。作业:P33 23 、24 、25 题第二章 技术测量的基本知识及常用计量器具教学目的和要求:让学生了解常用量具的结构和原理，初步掌握其使用方法，能对一般机械零件进行测量， 并判断其合格性。测量方法的分类和计量器具的主要度量指标。2-1 技术测量的基本知识 课时：2 课时教学目的：了解常用测量技术的基本概念。教学重点及难点：测量器具的分类。教学内容 :技术测量的一般概念测量将被测几何量与作为计量单位的标准量进行比较，从而确定被测几何量是计量单 位的倍数或分数的过程。检验指只确定被测几何量是否在规定的极限范围之内，从而判断被测对象是否合格， 而无须行出具体的

18、数值。一、计量单位主要指几何量，包括长度、角度、表面粗糙度、几何开头和相互位置等。测量方法是指测量时所采用的计量器具和测量条件的综合。测量精度测量精度是指测量结果与真值的一致程度。二、计量器具的分类计量器具按结构特点可以分为以下四类：1、量具量具是以固定形式复现量值的计量器具，一般结构比较简单，没有传动放大系统。 可分为单值量具和多值量具两种。2、量规量规是指没有刻度的专用计量器量， 用于检验零件要素的实际尺寸及形状， 位置的实际情况所形成的综合结果是否在规定的范围内，从而判断零件被测的几何量是否合格。3、量仪量仪是能将被测几何量的量值转换成可直观观察的指示值或等效信息的计量器量。4、计量装置

19、是指为确定被测几何量值所必需的计量器具和辅助设备的总体。三、测量方法的分类1、根据所测的几何量否为要求被测的几何量，分为：（1）直接测量（2）间接测量2、根据被测量值获得的方法分：（1）绝对测量（2）相对测量3、根据工件上同时测量的几何量的多少分：（1）单项测量（2）综合测量四、计量器具的基本计量参数1、刻度间距是指标尺或刻度盘上两相邻刻线中心的距离2、分度值：又称刻度值，是指标尺或刻度盘上每一刻度间距所代表的量值。3、示值范围：是指计量具器标尽或刻所指示的起始值到终止值的范围。4、测量范围5、示值误差 6、校正值五、测量误差测量误差产生的原因1 ）计量器具误差2）方法误差3 ）环境误差4）人

20、员误差小结：本次课程内容特点是讲述测量技术基础。了解常用测量技术的基本概念。作业： P711、 3 题2 2测量长度尺寸的常用计 量器具课时：4 课时教学目的：1游标卡尺的读数原理及使用2千分尺的读数原理及使用3量块的使用方法教学重点及难点：各测量器具的读数方法教学内容 :一、通用量具1 、游标量具1、游标卡尺的结构和用途 三用游标卡尺：由尺身、游标、深度尺、刀口内测量爪、外测量爪等组成； 双面游标卡尺：由尺身、游标、深度尺、刀口内测量爪、外测量爪、微动装置等组成; 单面卡尺：由尺身、游标、深度尺、刀口内测量爪、微动装置等组成。适用范围：测量外径、孔距、壁厚、沟槽及深度等。2、游标卡尺的刻线原

21、理和读法1、分类按测量精度分 1/20mm ()和 1/50mm ()两种 ,其中 1/50 应用广泛。2、刻线原理(1) 1/20mm ()游标卡尺尺身上每小格是 1mm, 当两量爪合并时 ,游标上的 20 格刚好与尺身上的 19mm 对正 ,主 副尺格差为 1 19/20=, 所以其测量精度为。(2) 1/50mm ()游标卡尺尺身上每小格是 1mm, 当两量爪合并时 ,游标上的 50 格刚好与尺身上的 49mm 对正 ,主 副格差为 1 49/50=, 所以其测量精度为。3、读法(1)读出副尺上零线左面主尺的毫米整数；(2) 读出副尺上与主尺刻对齐的那条刻线的数值；(3) 把两个数值相加

22、即为测得尺寸。4、使用游标卡尺的注意事项 测量前要将卡尺的测量面用软布擦干净； 卡尺的两个两爪合拢，应密不透光；量爪合拢后，游标零线应与尺身零线对齐。 游标在尺身上滑动要灵活自如，不能过松或过紧，不能晃动，以免产生测量误差。 测量时，应使量爪轻触零件，量爪位置要摆正，不能歪斜。5、游标卡尺的维护保养 不能把卡尺当工具使用，以免磨损卡尺，影响测量精度。 带深度尺的游标卡尺，用完后应将量爪合拢，避免深度尺变形，甚至折断。测量结束时，要把卡尺平放，以免尺身弯曲变形 卡尺使用完后，擦净并上油，放置在专用盒内，防止弄脏或生锈 不可用纱布或普通磨料擦除刻度尺表面及量爪测量面的锈迹和污物。 卡尺受损后，应交

23、专门修理部门修理。2、测微螺旋量具 种类：外径千分尺，内径千分尺，深千分尺及专用原螺纹千分尺。1、外径千分尺（1）外径千分尺的结构 由尺架，测微装置，测力置和锁紧置装等组成。（2）外径千分尺的读数原理和读数方法。（ 1）原理：测微螺杆的螺距为，微分筒的外圆周上刻有 50 等分的刻度。当微分筒 转一周时，螺杆轴向移动 50= ，因而就是千分尺的分度值。（2）读法a :从微分筒的边缘向左看固定套筒 上距微分筒边缘最近的刻线，从固定套 管中线上侧的刻度读出整数或半毫米数。b :再从微分筒上找到与固定套管中线对齐的刻线，将此刻线数乘以就是小于 的小部部分的读数。c :把两部分值相加。（3）外径千分尺的

24、使用方法（1 ）测量前，检查测量面间是否密合（2）测量时先用手转动千分尺的微分筒，待测微螺杆的测量面接近工件被测 表面时，再转动测力装置上的棘轮， 使测微螺杆的测量面接工件表面， 听到 23 声“咔咔“声后即停止读数 。（3）使用时，千分尺的测微螺杆的轴线应垂直零件被表面。（4）外径千分尺的特点千分尺的制造精度主要由它的示值误差和测量面的平行度误差决定。 制造精度可分为 0 级和 1 级两种， 0 级精度较高。2、其它类型千分尺简介(1)内径午分尺(2)深度千分尺(3) 螺纹千分尺(4) 公法线千分尺、量块1、量块的形状、用途及尺寸系列研合性：所谓研合性，是指量块的一个测量面与另一量块的测量面

25、或另一经精密加工的类似的平 面，通过分子吸力作用而粘合的性能。利用这一特性，把量块研合在一起， 便可 以组成所需要的各种尺寸。2、量块的尺寸组合及使用方法 成组量块尺寸表：在使用组合量块时，为了减小量块组合的累积误差，应尽量减少使用的块数，一般不超过4S5块。为了迅速选择量块，应根据所需尺寸的最后一位数字选 择量块，每选一块至少减少所需尺寸的一位小数。例：从 83 块一套的量块中选取尺寸为量块组，其选取方法为：)第一块量块尺寸为)第二块量块尺寸为) 第三块量块尺寸为30 第四块量块尺寸为 30mm小结：本节介绍了技术测量的基本概念、方法和计量器具的结构、原理主要度量指标及使用方法。作业：P71

26、 8、 9、 10、 14、 15 、题2 3 常用机械式量仪课时：4 课时教学目的：1百分表的读数原理及使用2内径百分表的读数原理及使用3杠杆百分表的使用方法教学重点及难点： 各测量器具的读数方法教学内容 :一、百分表1）百分表的读数 带有测头的测量杆，对刻度圆盘进行平行直线运动，并把直线运动转变为回转运动传 送到长针上， 此长针会把测杆的运动量显示到圆型表盘上。长针的一回转等于测杆的 1mm ，长指针可以读到 。刻度盘上的转数指针，以长 针的一回旋 （ 1mm ）为一个刻度。1盘式指示器的指针随量轴的移动而改变， 因此测定只需读指针所指的刻度，右图为测量 段的高度例图，首先将测头端子接触到

27、下段，把指针调到“ 0”位置，然后把测头调到 上段，读指针所指示的刻度即可。2个刻度是,若长针指到10,台阶高差是3. 量物若是4mm或5mm,长针会不断地回转时，最好看短针所指的刻度，然后加上长指针所指的刻度。2）百分表的使用方法1测量面和测杆要垂直。2. 使用规定的支架。.测头要轻轻地接触测量物或方块规。4测量圆柱形产品时，测杆轴线与产品直径方向一致。二、内径百分表内径百分表是将测头的直线位移变为指针的角位移的计量器具。用比较测量法完成测 量，用于不同孔径的尺寸及其形状误差的测量。一 使用前检查1 检查表头的相互作用和稳定性。2 检查活动测头和可换测头表面光洁，连接稳固。二读数方法 测量孔

28、径，孔轴向的最小尺寸为其直径，测量平面间的尺寸，任意方向内 均最小的尺寸为平面间的测量尺寸。百分表测量读数加上零位尺寸即为测量数据。三正确使用1 把百分表插入量表直管轴孔中，压缩百分表一圈，紧固。2 选取并安装可换测头，紧固。3 测量时手握隔热装置。4 根据被测尺寸调整零位。用已知尺寸的环规或平行平面（千分尺）调整零位，以孔轴向的最小尺寸 或平面间任意方向内均最小的尺寸对 0 位，然后反复测量同一位置 2-3 次后检查指针是否仍与 0 线对齐，如不齐则重调。为读数方便，可用整数来定零位位置。5 测量时，摆动内径百分表，找到轴向平面的最小尺寸（转折点）来读数。6 测杆、测头、百分表等配套使用，不

29、要与其他表混用。三 、杠杆百分表杠杆百分表的读数及使用方法1 、杠杆百分表的分度值为，测量范围不大于 1mm ，它的表盘是对称刻度的。2 、测量面和测头，使用时须在水平状态，在特殊情况下，也应该在25 以下。3、杠杆百分表体积较小，适合于零件上孔的轴心线与底平面的平行度的检查，如图2 所示。将工件底平面放在平台上，使测量头与 A 端孔表面接触，左右慢慢移动表座， 找出工件孔径最底点，调整指针至零位，将表座慢慢向 B 端推进。也可以工件转换方 向，再使测量头与 B 端孔表面接触， A 、B 两端指针最底点和最高点在全程上读数的最 大差值，就是全部长度上的平行度误差。四、杠杆千分尺 杠杆千分尺是由

30、外径千分尺的微分筒部分和杠杆卡规中指示机构组合而成的一种精密 量具。杠杆千分尺既可以进行相对测量， 也可以像千分尺那样用作绝对测量。 其分度值有和两 种。杠杆千分尺不仅读数精度较高，而且因弓形架的刚度较大，测量力由小弹簧产生，比普通千分尺的棘轮装置所产生的测量力稳定，因此，它的实际测量精度也较高。使用注意事项1）用杠杆卡规或杠杆千分尺作相对测量前，应按被测工件的尺寸，用量块调整好零位2）测量时，按动退让按钮，让测量杆面轻轻接触工件，不可硬卡，以免测量面磨损而影响精度。3）测量工件直径时，应摆动量具，以指针的转折点读数为正确测量值。转载请注明出 自六西格玛品质小结： 本节介绍了四种测量仪器：量块

31、、游标卡尺、千分尺和量仪。其游标卡尺、千分尺是机加 工行业最常用的测量工具，一定要掌握它们的读数及使用方法。作业：P7217 、18 题2 4 测量角度的常用量具课时：2 课时教学目的：角度测量器具的万能角度尺，学会使用方法及读数方法，还有工作原理教学重点及难点：各测量器具的读数方法及工作原理教学内容 :一、万能角度尺一、概述：测量范围为0 320。分度值为2 或的万能角度尺。万能角度尺简称角度尺。利用游标原理进行读数，是对工件进行内外角度测量的一种角度测量工具、它主要由基尺、 主尺、直尺、角尺各工作面进行组合，可测量 0320之间4个角度段内的任意度值。二、结构简图及名称：（如图 1 ）1、直尺 2、基尺 3、主尺 4、卡块