互换性测量教案.doc

课 时 计 划 表科目：互换性测量 任课教师：傅方波 课次 ：1授课班级10数控（六）讲 课类 型讲授授课时间9月 3日章 节名 称1-1 互换性概述1-2 互换性实现条件教 学目 的了解互换性的含义及重要性；掌握互换性的分类，；掌握公差、标准种类；了解公差的检测教学重点和 难 点互换性的分类及其特点；公差的定义（内容、时间、方法）教 学 过 程一、互换性概述15分二、互换性的重要性15分三、互换性的种类15分四、公差与检测15分五、标准与标准话15分六、优先数与优先数系15分布 置作 业教 具准 备多媒体课 后记 述首次上课应以了解为主，作好预习布置第一章 绪论1-1互换性概述一、互换性的定义概念：同一规格的一批零部件，任取其一，不经任何挑选和修配就能装在机器上，并能满足其使用功能要求的特性叫做互换性。举例：机器上的螺钉、灯泡，自行车、缝纫机、钟表上的零部件。机械制造业中的互换性通常包括几何参数和力学性能的互换性的互换，本课程仅讨论几何参数的互换性。二、互换性的重要性1. 设计方面：可以最大限度地采用标准件、通用件和标准部件，大大简化了绘图和计算工作，缩短了设计周期，并有利于计算机辅助设计和产品的多样化。2制造方面：有利于组织专业化生产，便于采用先进工艺和高效率的专用设备，有利于计算机辅助制造，及实现加工过程和装配过程机械化、自动化。3使用维修方面：减少了机器的使用和维修的时间和费用，提高了机器的使用价值。三、互换性的分类分类：互换性按其互换程度分为完全互换和不完全互换。定义：完全互换装配时不需挑选和修配。不完全互换装配时允许挑选、调整和修配。应用：零部件厂际协作应采用完全互换，部件或构件在同一厂制造和装配时，可采用不完全互换。1-2实现互换性的条件一、公差与检测零件几何参数误差的允许范围叫做公差，包括尺寸公差、形状公差、位置公差、角度公差等。检测包含检验和测量。前者指确定零件的几何参数是否在规定的极限范围内，并作出合格性判断，而不必得出具体数值；后者是指将被测量与作为计量单位的标准量进行比较，以确定被测量的具体数值的过程。二、标准与标准化标准是对重复性事物和概念所作的统一规定，它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。标准化是指在经济、技术、科学及管理等社会实践中，对重复性事物和概念通过制定、发布和贯彻实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益。标准化包括制定标准和贯彻标准的生产活动过程。标准按不同的级别颁发。我国标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。对需要在全国范围内统一的技术要求，应当制定国家标准，代号为GB，对没有国家标准而又需要在全国某个行业范围内统一的技术要求，可制定行业标准，如机械标准（JB）等；对没有国家标准和行业标准而又需要在某个范围内统一的技术要求，可制定地方标准或企业标准，它们的代号分别用DB、QB表示。三、优先数与优先数系在机械设计中，常常需要确定很多参数，而这些参数往往不是孤立的，一旦选定，这个数值就会按照一定规律，向一切有关的参数传播。例如，螺栓的尺寸一旦确定，将会影响螺母的尺寸、丝锥板牙的尺寸、螺栓孔的尺寸以及加工螺栓孔的钻头的尺寸等。由于数值如此不断关联、不断传播，所以，机械产品中的各种技术参数不能随意确定。为使产品的参数选择能遵守统一的规律，使参数选择一开始就纳入标准化轨道，必须对各种技术参数的数值作出统一规定。优先数和优先数系国家标准（GB32180）就是其中最重要的一个标准，要求工业产品技术参数尽可能采用它。 GB32180中规定以十进制等比数列为优先数系，并规定了五个系列，它们分别用系列符号R5、 R10、 R20、 R40和R80表示，其中前四个系列作为基本系列， R80为补充系列，仅用于分级很细的特殊场合。各系列的公比为； R5的公比： q51.60； R10的公比： q101.25； R20的分比： q201.12； R40的公比： q401.06； R80的公比： q801.03。优先数和优先数系的特点：优先数系的五个系列中任一个项值均为优先数。按公比计算得到的优先数的理论值，除10的整数幂外，都是无理数，工程技术上不能直接应用。实际应用的都是经过圆整后的近似值。根据圆整的精确程度，可分为： （1）计算值：取五位有效数字，供精确计算用。 （2）常用值：即经常使用的通常所称的优先数，取三位有效数字。课 时 计 划 表科目：互换性测量 任课教师：傅方波 课次 ：2授课班级10数控（六）讲 课类 型讲授授课时间9月4日章 节名 称2-1 概述2-2 极限与配合的常用术语与定义教 学目 的掌握有关尺寸、公差与偏差、配合的术语与定义教学重点和 难 点有关尺寸、公差与偏差、配合的术语与定义（数量太多）（内容、时间、方法）教 学 过 程复习互换性的定义与分类5分一、概述5分二、有关尺寸的术语与定义30分三、有关公差与偏差的术语及定义25分四、有关配合的术语与定义25分布 置作 业书P42题2-1、2-2、2-3、2-4教 具准 备多媒体课 后记 述定义太多，应该归类总结，并加以区分，帮助学生掌握第二章 尺寸极限与圆柱结合的互换性2-1概述圆柱结合的使用要求：用作相对运动副如：滑动轴承与轴颈的结合，导轨与滑块的结合，有一定的配合间隙用作固定连接整体零件拆成两件如：齿轮轴齿轮与轴、蜗轮轮缘与轮毂的结合，必须保证一定的过盈，以在传递足够的扭矩或轴向力时不打滑用作定位可拆连接主要用于保证有较高的同轴度和在不同修理周期下能拆卸的一种结构， 如：一般齿轮与轴、定位销和销孔的结合等，必须保证一定的过盈，但也不能太大 。 公差 协调机器零件的使用要求与制造经济性之间的矛盾 配合 反映机器零件之间有关功能要求的相互关系GB15917459，GB1800180479， GB/T180492GB/T1800.1 1997， GB/T1800.2 1998， GB/T1800.3 1998，GB/T1800.4 1999， GB/T18011999， GB/T180379， GB/T180420002-2 极限与配合的常用术语与定义一、有关尺寸的术语与定义 1、尺寸：用特定单位表示长度值的数字。工程上规定，图样上的尺寸数字的特定单位为 mm。 2、公称尺寸：设计给定的尺寸。计算偏差的起始尺寸，孔、轴的基本尺寸代号分别为 D 和 d。3、实际要素：零件加工后通过测量获得的尺寸，非被测尺寸的真值。孔、轴的实际尺寸代号分别为 Da 和 da。4、孔、轴：孔通常指圆柱形内表面，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）；轴通常指圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面（由二平行平面或切面形成的被包容面）。5、提取组成要素：按规定方法，由实际要素提取有限数目的点所形成的实际要素的近似替代。6、拟合组成要素：按规定方法，由提取组成要素形成的并具有理想形状的组成要素。7、极限尺寸：允许尺寸变化的两个极限值，设计时给定。孔、轴的最大、最小极限尺寸代号分别为 Dmax、 Dmin和 dmax、 dmin8、最大实体状态（MMC）：具有材料量最多时的状态 最大实体尺寸（MMS）：孔的最小极限尺寸和轴的最大极限尺寸9、最小实体状态（LMC）：具有材料量最少时的状态 最小实体尺寸（MMS）：孔的最大极限尺寸和轴的最小极限尺寸10、体外作用尺寸：实际孔、轴都有形位误差，当两者结合时，实际起作用的孔显得小了，轴显得大了。 孔 在配合面的全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸 轴 在配合面的全长上，与实际轴外接的最小理想孔的尺寸二、有关公差与偏差的术语及定义1、尺寸偏差（偏差）：某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差 上偏差 最大极限尺寸减其基本尺寸的代数差 孔 ES, 轴 es 下偏差 最小极限尺寸减其基本尺寸的代数差 孔 EI, 轴 ei 极限偏差 上偏差和下偏差统称 实际偏差 实际尺寸减其基本尺寸的代数差2、尺寸公差（公差）：允许尺寸的变动量 最大极限尺寸与最小极限尺寸的代数差的绝对值 上偏差与下偏差的代数差的绝对值3、尺寸公差带图：由零线和公差带两部分组成 公差及偏差的数值与基本尺寸数值相比差别甚大，不便用同一比例表示零线 ：零偏差线表示基本尺寸。 公差带：由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。 在国标中，公差带包括了“公差带大小”与“公差带位置”两个参数。4、极限制：经标准化的公差与偏差制度。在国标中，公差带包括了“公差带大小”与“公差带位置”两个参数。5、标准公差 用以确定公差带大小的任一公差6、基本偏差 靠近零线的那个偏差三、有关配合的术语与定义1、配合：基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。2、间隙或过盈：在孔与轴的配合中，孔的尺寸减去轴的尺寸所得的代数差，当差值为正时是间隙（X），当差值为负时是过盈（Y）。3、间隙配合：孔的公差带完全在轴的公差带之上，即具有间隙的配合 （包括 X min =0）4、过盈配合：孔的公差带完全在轴的公差带之下，即具有过盈的配合 （包括Y min =0）5、过渡配合：孔的公差带与轴的公差带相互交迭6、配合公差：最大间隙与最大过盈之代数差的绝对值7、配合制：配合是指一批孔和轴的装配关系，用公差带相互位置关系反映配合比较确切。 配合的两种基准制：基孔制，是基本偏差为一定的孔公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度，基本偏差即下偏差=0 ，基准孔代号：H基轴制，是基本偏差为一定的轴公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度，基本偏差即上偏差=0，基准轴代号：h课 时 计 划 表科目：互换性测量 任课教师：傅方波 课次 ：3授课班级10数控（六）讲 课类 型讲授授课时间9月5日章 节名 称2-3 标准公差系列教 学目 的掌握公差等级极其代号；了解公差数值计算方法；掌握公差查表方法教学重点和 难 点公差查表方法（内容、时间、方法）教 学 过 程复习尺寸、偏差和配合的各个定义15分一、标准公差等级及其代号30二、标准公差数值45布 置作 业书P42题2-6、2-7教 具准 备多媒体课 后记 述查表方法是本门课程的重点2-3 标准公差系列标准公差是为国家标准极限与配合制中所规定的任意公差。它的数值取决于控或轴的标准公差登记和基本尺寸。 一、标准公差等级及其代号 GB/T1800.2-1998将标准公差分为20个等级，它们用符号IT和阿拉伯数字组成的代号表示，分别为IT01、IT0、IT1、IT2IT18表示。其中，IT01等级最高，然后依次降低，IT18最低。而相应的标准公差值依次增大，即IT01公差值最小，IT18公差值最大 高 公差等级 低 小 公差数值 大 难 加工程度 易 IT6: 标准公差6级或6级标准公差 D D D T 故：标准公差与公差等级和基本尺寸有关。二、标准公差数值 i计算标准公差的基本单位。 (1): i=0.45 +0.001D(d) 用于常用尺寸段内，IT5-IT18 (2): I=0.004D+2.1 公差等级系数 a反映加工难易 (1)：在常用尺寸段内:（500mm） IT=ai 用于IT5-IT18 IT5 :a=7 沿用GB59 IT6-IT18 ,用R5系列 （见表2-2） 对于最高的三级： IT01-IT1,则用 IT=A+BD(测量误差) 其中B按q5增长。 考虑公差等级的一致性，都按一定规律来变化。 IT2.IT3,IT4按几何级数分布。 (2): 在大尺寸段：IT=Ai 考虑方式同上。 尺寸分段：如按公式计算标准公差值，则每一个基本尺寸 D（d）就有一个相对应的公差值。 常用： 13个 大尺寸： 8个 （介于其中有2-3个 ）见表2-2 例：求 25孔的IT6,IT7的标准公差？ 解： IT=ai 而i=0.45 +0.001D D= 23.24 i=0.45 +0.00123.241.31（m） 故： IT6=10i=101.31=13.1（m） IT7=16i=161.31=21（m） 课 时 计 划 表科目：互换性测量 任课教师：傅方波 课次 ：4授课班级10数控（六）讲 课类 型讲授授课时间9月 7日章 节名 称2-4 基本偏差系列教 学目 的掌握基本偏差代号及基本偏差数值查表方法；掌握公差和配合的表示方法；教学重点和 难 点基本偏差数值查表方法公差和配合的表示方法（内容、时间、方法）教 学 过 程复习公差查表方法10分一、基本偏差代号30分二、基本偏差数值30分三、公差与配合的表示20分布 置作 业书P43题2-9、2-10、2-11教 具准 备多媒体课 后记 述查表查表还是查表2-4 基本偏差系列一、基本偏差代号 基本偏差靠近零线的那个偏差，使公差带位置标准化的唯一指标。基本偏差系列用拉丁字母表示，按顺序排列，除i, l, o, q, w外的21字母加上cd, ef, fg, za, zb, zc, js共有28个代号孔用大写字母表示，轴用小写字母表示H和h的基本偏差为0，H为基准孔， h为基准轴JS和js是对称分布，基本偏差为+IT/2或-IT/2，逐渐取代近似对称偏差J和j。另一极限偏差由公差等级决定基本偏差字母与公差等级数字并列，且大小相同，如H7不能写成H7 ，因为基本偏差和公差等级是组成公差带的两个独立要素，二者地位等同。二、基本偏差数值1轴的基本偏差 计算公式，是根据使用要求、生产实践经验和科学试验，经数理统计分析整理出来的，是以基孔制配合为基础来考虑的 ah 用于间隙配合，基本偏差的绝对值等于最小间隙 jn 主要用于过渡配合，保证孔轴配合时对中，拆卸不困难 pzc 过盈配合，基本偏差为下偏差，保证足够连接强度，正常传递扭矩 轴的另一个偏差 ei = es IT 或 es = ei +IT 2孔的基本偏差是以轴的基本偏差换算得来的换算的前提是：保证按基轴制形成的配合和按基孔制形成的同名配合相同 25H8/f8 25F8/h8 25F7/h6 25H7/f6 通用规则 用同一字母表示的孔、轴基本偏差的绝对值相等，而符号相反 孔 AH: EI = -es JZC: ES = - ei 特殊规则 孔的基本偏差ES和轴的基本偏差ei符号相反，而绝对值相差。 因为在较高公差等级中，孔比同级的轴加工困难，常采用孔比轴低一级相配。 孔的另一个偏差 EI = ES IT 或 ES = EI + IT三、公差与配合的表示1、公差带表示 用基本偏差代号与公差等级数字共同表示为公差带代号。2、配合的表示 配合用相同公称尺寸后跟孔、轴公差带表示。课 时 计 划 表科目：互换性测量 任课教师：傅方波 课次 ：5授课班级10数控（六）讲 课类 型讲授授课时间9月10日章 节名 称2-5 一般、常用和优先的公差带与配合教 学目 的掌握一般、常用和优先的孔、轴公差带选用特点；掌握常用和优先配合选用特点；教学重点和 难 点一般、常用和优先的孔、轴公差带选用方法常用和优先配合选用方法（内容、时间、方法）教 学 过 程复习基本偏差查表方法15分一、一般、常用和优先的孔、轴公差带40分二、常用和优先配合35分布 置作 业书P44题2-12、2-13教 具准 备多媒体课 后记 述配合的选用应结合实际场合2-5 一般、常用和优先的公差带与配合对选用的公差带与配合要标准化，要有限制。按国标提供的标准公差和基本偏差，可以组成很多种公差带。标准公差20等级，基本偏差28种，孔和轴。公差带种数太多，对生产不利，零件、定值刀、量具和工艺装备根据我国生产实际情况，考虑各种产品的特点，兼顾今后发展的需要，分别推荐了孔和轴的一般、常用和优先的轴公差带以及常用、优先配合优先采用 优先公差带、优先配合其次采用 常用公差带、常用配合再次 一般公差带一、一般、常用和优先的孔、轴公差带一般、常用和优先的轴公差带（尺寸500mm）一般、常用和优先的孔公差带（尺寸500mm）二、常用和优先配合1、基孔制常用、优先配合常用59、优先13 种，轴的标准公差 IT7，与低一级的孔相配合，其余同级2、基轴制常用47、优先13 种配合常用47、优先13 种，孔的标准公差 IT7、8，与高一级的轴相配合课 时 计 划 表科目：互换性测量 任课教师：傅方波 课次 ：5授课班级10数控（六）讲 课类 型讲授授课时间9月10日章 节名 称2-7 尺寸公差与配合的选用教 学目 的掌握基准制的选用方法；掌握公差等级的选用方法；掌握配合的选用方法教学重点和 难 点公差等级的选用方法配合的选用方法（内容、时间、方法）教 学 过 程复习公差带的选用方法15分一、基准制的选用20分二、公差等级的选用30分三、配合的选用25分布 置作 业书P44题2-15、2-16教 具准 备多媒体课 后记 述配合的选用比较难！2-7 尺寸公差与配合的选用一、基准制的选用一般情况下，应优先选用基孔制 减少孔加工用的定尺寸刀、量具基轴制仅用于有明显经济效果的情况；用冷拉钢材作轴，外圆不经加工；在同一基本尺寸的轴上，需装上不同配合的零件；与标准件配合时，依标准件而选；允许采用任一孔、轴公差带组成配合。 特殊情况可采用非基准制配合。二、公差等级的选用尺寸500mm，公差标准高于IT8的，孔比轴低一级，保证产品质量条件下，尽可能选择较低的精度等级。各种加工方法的合理加工精度三、配合的选用计算法 根据一定的理论公式计算出所需的间隙和过盈试验法 可靠但成本较高类比法 广泛应用（1）工作情况对过盈或间隙的影响（2）各种基本偏差的应用说明（3）优先配合选用说明再查： P20 F7 M9 特殊规则：（用于过渡或过盈且为异级） 在较高精度等级时，采用工艺等价。即：孔比轴低一级相互配合。 K 、 M 、 N 8 级 P-ZC 7 级 ES=-ei+( TD - Td ) ES=-ei+ =( TD - Td )（4） 另一偏差的确定 轴： ei=es-IT (a-h) ; es=ei+IT (j-zc) 孔： ES=EI+IT (A-H) ; EI=ES-IT (J-ZC) 例 1 ： 60H7/f6 60F7/h6 解： 60H7 ： EI=0 ES=EI+IT=+0.030 IT7=-30 m 60f6 ： es=-30 m ei=es-IT=-49 m IT6=19 m 60h6 ： es=0 ei=-IT=-0.019 60F7: EI=-es=+30 m ES=30+30=60 m 故： 60 60 例 2 ： 60H9/r9 60R9/h9 解： 60 60 例 3: 60H7/p6 60P7/h6 60H7 ： EI=0 ES=EI+IT=+0.030 IT7=-30 m 60p6 ： es=-32 m ei=es-IT=-51 m IT6=19 m 60h6 ： es=0 ei=-IT=-0.019 60P7: a. IT6=19 m IT7=-30 m b. = TD- Td=IT7-IT6=30-19=11 m ES=-ei+ =-32+11=-21 m EI=ES-IT7=-21-30=-51 m 故： 60P7 ( ) 再查表： P21 表 2-7 例 4 ：查 25S7 的极限偏差？ 解： 25S7: ES=-35+8=-27 m EI=027-21=-49 m 故： 25S7 例 5下列配合属于哪种基准制的哪种配合，确定其配合的极限间隙（过盈）和配合公差。并画出其公差带图。50H8/f730K7/h630H7/p64、公差与配合在图样上的标注 1. 公差带代号与配合代号。 1) 公差带代号： 50H8 60Js6 8cd7 50 或 50H8( ) 2) 配合代号：用孔、轴公差带的组合表示，写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。 如： 50 或 50H8/f7 。 2.零件图中尺寸公差带的三种标注形式所示标注方法应用最广泛。 5、常用和优先的公差带与配合 GB/T1801-1999 对孔、轴规定了一般、常用和优先公差带。 孔的一般公差带 105 种，常用公差带 44 种，优先公差带 13 种 轴的一般公差带 116 种，常用公差带 59 种，优先公差带 13 种 先用公差带时应按优先、常用、一般公差带的顺序选取。（详见 P24 ， P25 图 2-14 ，图 2-15 及表 2-7 ） 6、一般公差线形尺寸的未注公差 线性尺寸的一般公差的概念主要用于较低精度的非配合尺寸。 2.一般公差的作用： P27 3. 线性尺寸的一般公差标准： P27 课 时 计 划 表科目：互换性测量 任课教师：傅方波 课次 ：7授课班级07数控（六）讲 课类 型讲授授课时间9月 17日章 节名 称3-3 尺寸公差与配合的选用3-4 尺寸的检测教 学目 的掌握基准制极其选用、公差等级的选用掌握配合种类的选用了解测量的器具及方法教学重点和 难 点基准制极其选用、公差等级的选用配合种类的选用（内容、时间、方法）教 学 过 程一、基准制的选用二、公差等级的选用配合种类的选用三、配合种类的选用四、验收极限与计量器具的选择原则五、尺寸的测量方法布 置作 业教 具准 备课 后记 述3-3 公差配合选择一、 基准制的选择 1 一般情况下采用基孔制，特殊情况下采用基轴制。 2 与标准件相配合时，基准制的选择通常依标准件而定。 3. 为了满足配合的特殊需要，允许采用任一孔，轴公差带组成的配合。 例如： 60D10/js6 二、 公差等级的选择原则： 1 当公差等级 IT8 时，推荐孔比轴低一级的配合，但对 IT8 级的配合，则应采用同级配合。 2 选择时，既要满足设计要求，又要考虑工艺的可能性与经济性。即：在满足使用要求的前提下，尽量扩大公差值。 三、 配合的选择 1.选择顺序： 优先 常用 一般 任意组合。 2.代号的确定： (1) 间隙配合， | 轴基本偏差 |=Xmin. 故可按 Xmin 来确定基本偏差的代号。 (2) 对于 Y 配合，在确定了基准件的等级后，即可按 Ymin 来配合件的基本偏差代号，并依据 T f 要求确定孔轴的公差等级。 3.选择方法： (1) 计算法，理论上。 (2) 实验法，重要的配合。 (3) 类比法，经验。 例：有一孔轴配合， 40配合间隙有0.0250.066，试确定基孔制孔轴的公差等级和配合种类。 解： Tf =0.066-0.025=0.041 又因为 T f =T h +T S =0.041 试选 IT6=0.016 IT7=0.025 选基准制 H7 再确定： X min =EI-es es=EI-X min =0-0.025=-0.025 再查轴的基本偏差表知 f为-0.025 轴为40f6 ei=-0.025-0.016=-0.041 校对： X max =0.025+0.041=0.066 Xmin =0-(0.025)=+0.025 结果： 40H7/f6 不是最佳配合. 3-4 尺寸的检测1、安全裕度和验收极限 当采用普通测量器具测量孔、轴尺寸时，由于测量误差的存在，被测尺寸的真值可能大于或小于其测量结果。因此，如果只根据测量结果是否超出图样给定的极限尺寸来判断其合格性，有可能会造成误收或误废。而在验收产品时，我们所采用的验收方法应只接收位于规定的尺寸极限之内的工件，位于规定的尺寸极限之外的工件应拒收。为此需要根据被测件的精度高低和相应的极限尺寸，确定其安全裕度（A）和验收极限。 安全裕度A是测量中总不确定度的允许值（u），主要由测量器具的不确定度允许值u1及测量测量条件引起的测量不确定度允许值u2这两部分组成。安全裕度A值按被检验工件的公差大小来确定，一般为工件公差的1/10。国家标准（GB/T3177-1997）对A值有明确的规定。 验收极限是检验工件尺寸时判断其合格与否的尺寸界限。确定验收极限的方式有内缩方式和不内缩方式。选择验收方式时应综合考虑被测尺寸的功能要求、重要程度、公差等级、测量不确定度和工艺能力等。当采用内缩方式时： 孔尺寸的验收极限：上验收极限=最小实体尺寸（DL）-安全裕度（A） 下验收极限=最大实体尺寸（DM）+安全裕度（A） 轴尺寸的验收极限：上验收极限=最大实体尺寸（dM）-安全裕度（A） 下验收极限=最小实体尺寸（dL）+安全裕度（A）2、测量器具的选择 测量器具的选择应综合考虑以下几方面的因素： 测量精度：所选的测量器具的精度指标必须满足被测对象的精度要求，才能保证测量的准确度。被测对象的精度要求主要由其公差的大小来体现。公差值越大，对测量的精度 要求就越低；公差越小，对测量的精度要求就越高。一般情况下，所选测量器具的测量不确定度只能占被测零件尺寸公差的1/101/3，精度低时取1/10，精度高时取1/3。 测量成本：在保证测量准确度的前提下，应考虑测量器具的价格、使用寿命、检定修理时间、对操作人员技术熟练程度的要求等，选用价格较低、操作方便、维护保养容易、操作培训费用少的测量器具，尽量降低测量成本。 被测件的结构特点及检测数量：所选测量器具的测量范围必须大于被测尺寸。对硬度低、材质软、刚性差的零件，一般选取用非接触测量，如用光学投影放大、气动、光电等原理的测量器具进行测量。当测量件数较多（大批量）时，应选用专用测量器具或自动检验装置；对于单件或少量的测量，可选用万能测量器具。3、尺寸的测量方法卧式测长仪 立式光学比较仪 电感测微仪 浮标式气动量仪课 时 计 划 表科目：互换性测量 任课教师：傅方波 课次 ：9授课班级07数控（六）讲 课类 型讲授授课时间9月 22日章 节名 称4-1 基本概念4-2 形状公差与误差4-3 位置公差与误差教 学目 的了解形位公差基本概念掌握形状公差、轮廓度公差等内容掌握定位公差、定向公差、跳动公差、位置误差评定等内容教学重点和 难 点行位公差基本概念、行位公差的具体内容（内容、时间、方法）教 学 过 程一、基本概念二、形状公差三、轮廓度公差四、定位公差和定向公差五、跳动公差六、位置误差布 置作 业教 具准 备课 后记 述第四章 形为公差与检测4-1 基本概念一、零件的几何要素与形位误差 零件不论其结构特征如何，都是由一些简单的点、线、面组成，这些点、线、面统称为几何要素。形状是一个要素本身所处的状态，位置则是指两个以上要素之间所形成的方位关系。 1.按结构特征分： 1)轮廓要素：平面，圆柱 2)中心要素：抽象的，但存在 2.按存在的状态分： 1)实际要素：实际存在的 2)理想要素：几何的点、线、面 3.在形位公差中所处的地位分： 1)被测要素：图样上给出形位公差要求的检测对象 2)基准要素：确定被测要素方向和位置的要素，图纸上用基准符号标出 4.按结构的性能分： 1)单一要素：具有形状公差的要求 2)关联要素：与其他要素具有功能关系的要素，位置公差 二、形位公差的项目与符号 GB/T 1182-1996 、 GB/T 1184-1996 、 GB/T 4249-1996 、和 GB/T 16671-1996形位公差项目 公 差 特征项目 符号 有或无基准要求 公差 特征项目 符号 有或无基准要求 形 状 形 状 直线度 无 位置 定向 平行度 有 平面度 无 垂直度 有 圆度 无 倾斜度 有 圆柱度 无 定位 位置度 有或无 形状或位置 轮廓 线轮廓度 有或无 同轴度 有 对度 有 跳动 圆跳动 有 面轮廓度 有或无 全跳动 有 三、形位公差的标注 框格表示法，采用代号标注，若无法标注时，则可用文字说明 1. 被测要素的标注方法： 1) 必须从左面填起，代号，值，基准 2) 线必须和框格垂直并和其连起来 3) 从左面引出线，也可以从右面引出 4) 向被测要素必须注意： 区分是轮廓还是中心要素 轮廓要素时：箭头指向轮廓或引出线上 中心要素时：箭头指向尺寸线（对齐） 箭头指向公共轴线（平面） 分是宽度方向还是直径方向 箭头指向公差带的宽度方向： t 箭头指向公差带的直径方向： t 若公差带为球体，则标：球 t 2.基准要素的标注方法： 基准符号标注法：基准和框格相连 基准代号标注法：不相连 当基准为中心要素时和尺寸线对齐 若为多要素时（中心），直接标上 3.可以简化标注 4.附加要求的标注（文字） 4-2 形状公差与误差一、直线度与平面度 1. 直线度 它是控制零件上被测要素的不直程度，被限制的直线有：平面内的直线，回转体的素线，平面等的交线，轴线等 1)给定平面内的直线度（素线） 公差带：两条平行直线 t ，大小，方向，位置，形状 2)给定方向的直线度： 一个方向：两平行平面 t 两个方向：四棱柱 t1 ， t2 任意方向上的直线度（空间） 公差带为直径为 t 的圆柱面测量方法有：光隙法（刀口尺）、测微法（百分表）、计算法、图解法 2. 平面度 是限制实际表面对其理想平面变动量的一项指标 其公差带为两平行平面 t 测量：平晶测量（小平面且精度高） 、对角线法（大平面） 3. 圆度 它是控制实际圆对其理想圆的变动量（任一截面的圆度） 公差带：半径差为 t 的两同心圆 检测方法：和尺寸界限须错开、锥体须和轴线垂直 测量：圆度仪 4. 圆柱度 （综合性指标） 它控制圆柱面的圆度，素线的直线度，两条直线的平行度以及轴线的直线度等等 公差带：半径差为 t 的两同轴圆柱 测量：可用全跳动来检测 5. 线轮廓度 用来控制平面曲线或空间曲线与截面的交线的公差：实际对理想轮廓所允许的变动全量 公差带：包络一系列直线为 t 的图所形成的两包络线之间的区域，诸圆的圆心应位于理想轮廓线上。 确定被测要素的理想形态、方向、位置的尺寸 测量：用轮廓样板 6.面轮廓度 控制空间曲面的形状误差 公差带：包络一系列直径为公差值 t 的球的两包络面之间的区域。球心应位于理想轮廓面上。 标注应在法线上 测量：三坐标测量仪4-3 位置公差与误差一、定向公差 ：是关联要素对基准在方向上的变动全量 包括： 分为：直线和平面 被测和基准之间有；线对线，线对面。面对线，面对面。 公差带的特点： a 相对于基准有确定的方向。 b 具有综合控制被测要素的方向和形状的能力。 1.平行度：控制被测相对于基准的平行程度。 1）给定方向：一个方向：两平行平面且平行于基准 二个方向：以 t1 t2 为尺寸的两组平行平面且平行于基准 2）任意方向： 以 t 为直径的小圆柱且平行于基准 测量：线对线， X 向， Y 向 2. 垂直度：限制实际要素对基准在垂直方向上允许的变动全量。 1）给定方向：一个方向：两平行平面且平行于基准 二个方向：以 t1 t2 为尺寸的两组平行平面且平行于基准 2）任意方向： 以 t 为直径的小圆柱且平行于基准 测量：线对线 3. 倾斜度：控制被测相对于基准方向在 0 -90 之间，它的被测对基准的倾斜的理想方向由理论正确角度确定。 测量：线对线，线对面，面对面 二 定位公差 公差带特点： a 相对于基准有确定的位置。 b 具有综合限制被测要素的位置，方向和形状的职能。 1. 同轴度 控制圆柱面（圆锥面）与圆柱面（圆锥面）轴线间的同轴程度。此时，轴线可能发生平移，倾斜或弯曲，或同时发生。 公差带：以 t 为直径的圆柱面，且与基准同轴。 注意：单一和组合基准。 测量：用刃口状 V 形块。 2. 对称度 它是用来限制轴线或中心面偏离基准直线或中心平面的一项指标。 给定一个方向：（面对面） 公差带：对称于基准平面的两条平行平面之间的区域。 给定两个方向：（面对线） 两组平行平面且与两个面与基准轴线平行，另二个面垂直。 测量：打表法。 3. 位置度 限制被测要素的实际位置对其理想位置偏离的程度。 分类：点、线、面 1）点的位置度：（平面点） 公差带：以 t 为直径的圆柱 2）线的位置度：（空间孔位） 公差带：以 t 为直径的小圆柱且垂直 A ，平行于 B 、 C 3) 空间孔向的位置度： 公差带：是以 t1 t2 为尺寸的一个四棱柱体，它们的平面线由理论正确尺寸确定。 三、 跳动公差 它是以测量方法定义的位置公差，是限制一个圆要素的形位误差的综合指标。 其特点： a 公差带相对于基准轴线有确定的位置 b 可综合控制被测要素的位置、方向和形状。 1. 圆跳动 关联实际要素绕基准回转一周时可允许的最大跳动量。（最大与最小尺寸之差） 1) 当检测方向垂直于基准轴时为径向跳动。 公差带；在测量面上的两个同心圆。 2) 当检测方向平行于基准轴线时为端面跳动。 公差带：在测量圆柱面上公差值为 t 的一段距离。 3) 若既不垂直也不平行于基准轴线时，叫斜向圆跳动。但此时标注必须是法向方向。 公差带：在测量圆锥面上半径差为 t 的圆环。 2. 全跳动 关联实际要素绕基准连续迴转可允许的最大跳动量。 1)径向全跳动 指示器运动方向与基准轴线平行 公差带；两同轴圆柱，以基准轴线为基准的。 2) 端面全跳动 指示器的运动方向与基准轴线相垂直。 公差带；两平行平面且垂直于基准轴线。 四、形位公差项目之间相互关系 概述 在形位公差项目中，有的公差项目与其他公差项目无关，即该项目的公差只能控制被测要素的本项误差，而不能同时控制同一被测要素或与该要素相联系的有关形位误差，如直线度、圆度等项目；而有的公差项目与其他形位公差项目有关，即一项形位公差可能控制有关的一项乃至几项其他形位误差，如果我们不能准确判断某一形位公差可自然控制的有关形位误差，就会出现给出的形位公差项目的多余现象和公差值矛盾现象。 在国标GB/T1182-1996中，提出了“形位公差之间存在相互关系”，许多资料还提