公差配合与技术测量技术教案

《公差协作与技术测量技术》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需具备的公差和技术测量方面的基础学问与

肯定的实际工作技能，为专业工种应用公差标准和驾驭检测技术打下基础。

课程教学目标

1.驾驭公差协作、形位公差和表面粗糙度的标准与应用即看懂并学会有关公

差与协作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学问，理解常用量具的读数原理，驾驭常用量具的运

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,提高学生的学习主动

性.为此提出如下要求：

1.了解互换性的含义；

2.懂得学习《公差协作与技术测量基础》的重要性。

教学重点与难点：

(1)驾驭互换性的概念与其在机械制造业中的应用。

(2)驾驭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

何选择，调整或协助加工（如钳工修配），就能进行装配，并能满意机械产品的

运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。

有利于采纳流水线和自动线生产方式。

提高生产效率，降低成本，延长机器运用寿命。

3、分类

①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，就能满意预定的运用要求，则成为完全互换性（当不限定互换范围时，

称为完全互换法，也叫肯定互换法）。

②不完全互换性：由于某种特别缘由只允许零件在肯定范围内互换

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

态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：儿何误差与其限制范围，称为公差。

3、国家标准

尺寸的大小一公差与协作

形位公差：宏观几何形态一一形态公差

相互位置关系一一位置公差

微观几何形态一一表面粗糙

螺纹尺寸的大小一一螺纹公差

公差标准和标准化

定义：对零件的公差和相互协作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：

驾驭互换性的概念与其意义、互换性的条件了解公差与协作标准与技术测

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协作

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协作要求，学会

有关表格的查阅.

为此提出如下要求：

1.熟识基本术语和定义，驾驭有关尺寸偏差、尺寸公差的概念与其与极限尺

寸的关系、协作的概念与其协作的种类、盈隙量的计算；

2.驾驭尺寸公差带的组成要素（标准公差、其本偏差）和正确应用；

3.驾驭极限与协作标准的基本规定；

4.学会公差协作在图纸上的标注方法和会查阅有关表格。

§1-1基本术语与定义

课时：2课时

教学目的和要求：

驾驭有关尺寸、公差的术语与定义，学会有关尺寸与偏差计算，能绘制尺寸公

差带图。

教学重点与难点：

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

①孔一一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

面或切面形成的包涵面）

②轴一一指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面（由二平行面

或切面形成的被包涵面.）

二、尺寸的术语和定义

1、尺寸

①定义用特定单位表示长度值的数字称为尺寸。

②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）

①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。

②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

图1-1车床主轴箱中间轴装配图和零件图

、7%9

Q斗

44

,--/丁0015.

福■5k61,0002卜

图1-1车床主轴箱中间轴装配图和零件图

a）装配图b）中间轴零件图c）齿轮衬套零件图

作用：削减定值刀具，量具，型材和零件尺寸的规

格，（图1-1）

3、实际尺寸（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。

〜、F

招招招

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

①定义允许尺寸变更的两个界限值，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)o

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)o

依据课本P7图1-3讲解

a）b）

图1-3所示:

D=63O.nmd=630mm

Dmax=D30.021mmdmax=29.993mm

Dmin=（I）30mmdmin=（1）29.980mm

分析：①基本尺寸和极限尺寸是设计时给定的。

②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。

③尺寸合格条件

最小极限尺寸W实际尺寸W最大极限尺寸；

孔：DminWDaWDmax

轴：dninWdaWdmax

作业P321、2、3、4题

［教学回顾］

1、尺寸、基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸的定义与符号。

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解并描述的内容：

［讲授新课］

三、公差与偏差的术语与定义

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。

⑴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)。

①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

-D

es=dmax—d(1-la)

下偏差：最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。(EI,ei)o

EI=Dmin—D

ei=dmin—d(1-lb)

强调：①偏差可以为正值、负值、零值,

②计算时应留意偏差的正，负符号，应一起代到计算式中运算

③偏差的五种类型：

a、上正下正：b、上负下负：c、上正下负：

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：孔：Ea=Da—D轴：ea=da-d

零件合格条件：孔；EIWEaWES轴：ei於eaWes

因此，合格零件的实际偏差应在上，下偏差之间。

(3)尺寸偏差计算举例

1-5—计算心L6驰的僦示例

例IT；已知某孔基本尺寸为650mm,最大极限为小50.（Mgnini,最小极限

尺寸为650.0091nm（图1-5）,试求上偏差、下偏差各为多少？

解：ES=Dmax-D=50.048—50=+0.048mm

EI=Dnin-D=50.009—50二+0.009mm

例1-2设计一轴，其直径的基本尺寸为。60mni,最大极限尺寸为小

60.018mm,最小极限尺寸为659.988mm（图1-6）,求轴的上偏差、下偏差。

解：es=dnax—d=60.018—60=+0.018mm

ei=dnin—d=59.988—60=-0.012mm

零线与尺寸公差带图

为了清楚地表达上述各量与相互关系，一般采纳极限与协作公差带图，

在图中将公差和极限偏差部分放大，如图「9所示

公差带图解定义：不必画出孔与轴的全形，只要扫着标准的规定将有

关的部分放大画出来的图示方法称为尺寸公差带图解（图1-10所示）。

S

Q

机

酬

■一

J

/

S-

S

图1-9极限与协作示意图1-10公差带图解

（1）零线

①定义：表示基本尺寸的一条直线称为零线。（或在公差带图中，确

一偏差的一条基准线称为零线）。

②零线画法

a:通常将零线沿水平方向绘制，在其左端画出表示偏差大于的纵坐

标轴并标上“0”和“+”“一”号，在其左下方画上单向箭头的尺寸

线，并标上基本尺寸值。

b:正偏差位与零线上方，负偏差位于零线下方，零偏差于零线重

合。

(2)公差带

公差带定义：在公差带图中，由代表上、下偏差的两条直线所限定

的一个区域称为尺寸公差带，简称公差带。

①一般在同一图中，孔和轴的公差带的剖面线的方向应当相反,

且疏密程度不同。

②公差带包括了公差带大小与公差带位置两要素，大小由标准公

差确定，位置由基本偏差确定。

③标准公差

标准极限与协作制中，所规定的任一公差。见表1—3。

④基本偏差

在标准极限与协作制中，确定公差带相对零线位置的那个极限

偏差。

标准规定：一般以靠近零线的那个偏差作为基本偏差。

四、协作的术语与定义

1、协作

基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系称为轴合。

2、间隙与过盈

(1)间隙(X)

孔尺寸减去相协作的轴的尺寸所得的代数差，当此值为正值时称为间

隙。间隙数值应标“十”号。

(2)过盈(Y)

孔的尺寸减去轴的尺寸所得的代数差，当此值为负值时称为过盈。

过盈数值前面应标上“一”号

3、协作的类型

(1)间隙协作：

具有间隙(包括最小间隙等于零)的协作称为间隙协作。孔的公差带

在轴的公差带之二。

(2)过盈协作

具有过盈(包括最小过盈等于零)的协作称为过盈协作。

过盈协作时孔的公差带在轴的公差带之下。

(3)过渡协作

可能具有臆隙或过盈的协作称为过渡协作。

当孔的尺寸大于轴的尺寸时，具有间隙；小于轴的尺寸时，具有

过盈.

过渡协作时孔的公差带和轴的公差带相互交叠。

(4)协作公差(Tf)

定义允许间隙或过盈的变动量称为协作公差

间隙协作公差等「最大间隙与最小间隙之代数差的肯定值。

Tf=Xmax-Xmin=Th+Ts

过盈协作公差等于最小过盈与最大过盈三代数差的肯定值.

Tf=Ymin-Ymax=Th+Ts

过渡协作公差等于最大间隙与最大过盈之代数差的肯定值。

小结:

娴熟驾驭孔和轴；有关尺寸的术语定义；有关尺寸偏差、公差的术语定义;

有关协作的术语定义；娴熟计算极限尺寸、极限偏差、尺寸公差、基本偏差。

作业:P325、7、8、9、11题

1-2极限与协作标准的基本规定

课时：2课时

教学目的和要求：

一、标准公差系列

1、标准公差2、公差等级

二、基本偏差代号

1、定义2代号3基本偏差表

三、公差与协作代号

1、孔、轴公差带代号

2、协作公差代号

教学重点与难点：

了解标准公差系列、基本偏差系列与新标准，学会查表并计算极限偏差值。

教学内容：

一、标准公差

标准公差：《极限与协作》标准已对公差值进行标准化，标准中所规定

的任一公差称为标准公差。

标准公差的数值与两个因素有关：标准公差等级和基本尺寸分段。见

表1-1

1、标准公差等级

（1）定义：确定尺寸精确程度的等级称为公差等级。

（2）国标规定了标准公差20级。各级代号由字母IT与阿拉伯数据字两部公组

成。IT——标准公差，阿拉伯数字一一公差等级。

（3）标准规定：同一公差等级对全部基本尺寸的一组公差被认为具有同等精

确程度。

（4）等级系列为：ITOLITO,IT1……IT18,其中IT01最高，1T18精确度最

低。

（5）标准公差的数值，一是公差等级有关，二与基本尺寸有关。

（6）公差等级高，零件的精度高，运用性能提高，但加工难度大，生产成本高:

公差等级低，零件的精度低，运用性能降低，但加工难度减小，生产成本低。

因而要同时考虑零件的运用要求和加工的经济性能这两个因素，合理确定公差

等级。

2、基本尺寸分段

（1）标准公差数值不仅与公差等级有关，还与基本尺寸有关。

（2）基本尺寸可分为主段落和中间段落。

（3）将至3150mm的基本尺寸分为21个主段落，将至500mm的常用尺寸段分

为13个主段落。

（4）主段落用于标准公差中的基本尺寸分段，见表中间段落用于基本偏

差中的基本尺寸分段。

（5）同一公差等级的不同尺寸段，其标准公差值不相等，但其精确程度和加工

难易程度应理解为相同。反之，其公差值相等时，其加工程度不肯定相同。

（6）考虑到基本尺寸的因素，不能以公差值的大小来推断零件精度的凹凸，而

应以公差等级作为推断的依据。

二、基本偏差

1、基本偏差与其代号

定义：用以确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差称为基本偏差。

基木偏差的代号用拉丁字母表示，大写代表孔的基本偏差，小写代表轴的

基本偏差。除去易于其它代号混的I,L,0,Q,W（I,l,o,q,w）5个字母外，再加

上用CD,EF,FG,ZA,ZB,ZC,JS（cd,ef,fg,za,zb,zc,js）两个字母表示的7个代

号，共有28个代号，即孔和轴各有28个基本偏差

2、基本偏差系列图与特征

从基本偏差系列图可以看出：

（1）孔与轴同字母的基本偏差基本相对零线呈对称分布。

轴：a至h基本偏差为上偏差es,h的上偏差为零，其余均为负值，肯定

值依次渐渐减小；j至zc基本偏差为下偏差ei,除j和k的部格外都为正

值，其肯定值依次渐渐增大。

孔：A至H基本偏差为下偏差Ei,J至ZC为上偏差ES。

（2）代号JS和js,在各公差等级中完全对称。

（3）代号K,k,N它们随公差等级不同而有两种基本偏差数据值；M有三种不

同的状况（正值、负值、或零值）

（4）基本偏差系列图中，公差带的另一端取决于公差等级和这位基本偏差

的组合。

三、公差带

1、公差带代号

孔、轴公差带代号用基本偏差代号与公差等级代号组成。

例如:孔公差带代号

①40H6

公差等级数字（公差带大小要素•）

孔基本偏差代号（公差带位置要素）

基本尺寸值（中表示直径）

轴公差带代号

①450za6

公差等级数字（公差带大小要素）

轴基木偏差代号（公差带位置要素）

2、公差带在图样上的标注

国标规定公差带在图样有三种标注方法：

I：O450H6

II：0450

+0.040

III：①450H6（。）

3、公差带的系列

①孔公差带543种，轴公差带544种。

②国标规定了优先，常用和一般用途的轴公差带119种，孔的优先，常

用和一般用途公差带105种（图1-22〜1-23）

③轴常用的公差带59种，孔常用的公差带44种；孔、轴各有13种优

先公差带。

四、孔、轴的基本偏差数值

1、基本偏差的数值

通用规则：轴的基本偏差数值是干脆利用公式计算而得。孔的基本偏差

数值一般状况下可以按公式干脆计算而得，称为通用规则。

特别规则：有些代号孔的基本偏差数值在某些尺寸段和标准公差等级时,

必需在公式计算的结果上附加一个△值，此称为特别规则。

2、另一极限偏差数值的确定

对于孔：EI=ES-IT,ES=EI+IT(l-16a)

对于轴：ei=es—IT,es=ei+IT(l-16b)

例1已知中8e7,查标准公差和基本偏差并计算另一极限偏差。

解：查表得：es=-25um=-0.025mm

查表IT得：n7=15um=0.015mm

ei=es-IT7=-0.025-0.015=-0.040mm

例2已知①10m6,查标准公差和基本偏差并计算另一•极限偏差。

解：查表1T得：IT6=0.009mm

查表得：ei=+6um=+0.006mm

es=ei+IT=0.006+0.009=+0.015mm

3、极限偏差表

1、孔、轴的极限偏差表

轴的极限偏差表(附表一)，用来查轴的极限偏差；另一个是孔的极限

偏差表(附表二)，用来查孔的极限偏差。

2、查表的步骤和方法

⑴依据基本偏差的代号是大写还是小写，确定是查孔还是轴的极限

偏差表。

⑵在极限偏差中首先找到基本偏差代号，冉从基本偏差代号下找到公

差等级数字所在的列C

⑶找到基本尺寸段所在的行，则横和列的相交处，就是所要查的极

限偏差数值。

3、举例

例1、查表确定20C12的极限偏差表

解:查表1T得：IT12=210um=0.21mm

查表得:es=-110um=-0.11mm

故ei=es-IT=-O.11-0.21=-0.32mm

例2、55II1的极限偏差

解：查表1T得：ITl=2um=0.002mm

查表得：EI=0nim

故ES=EI+IT1=O.002+0=+0.002mm

例3、查表确定100M8的极限偏差

解：查表1-1得：IT8=54um=0.054mm

五、协作

1、协作制

定义：协作制是指同一极限制的孔和轴组成协作的一种制度。

种类：基孔制和基轴制。

（1）基孔制协作

定义：基本偏差为肯定的孔的公差带与不同基本偏差的轴的公差带形成

各种协作的一种制度称为基孔制。

基准孔一一基孔制协作中选作基准的孔称为基准孔，基本偏差为下偏差，

其数值为零，代号为“H”，上偏差为正值，即其公差带在零线上侧，且上偏

差用两条虚线段画出，以表示其公差带的变动范围。

依据图1-24分析：

①当轴的基本偏差为上偏差且W0时，为间隙协作。

②当轴的基本偏差为下偏差〉0时：

孔与轴的公差带相交叠，为过渡协作；

孔与轴的公差带错开时，为过盈协作。

③轴的另一极限偏用一条虚线画出C

（2）基轴制协作

定义：基本偏差为肯定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形

成各种协作的一种制度，称为基轴制。

基准轴一一基轴制协作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线的下侧，且下

偏差用两条虚线段画出。

依据图1-25分析：

①当轴的基本偏差为下偏差时，为间隙协作。

②当孔的基本偏差为上偏差＜0时：

孔与轴的公差带交叠，过渡协作；

孔与轴的公差错开时，过盈协作。

（3）混合协作

国标规定如有特别须要允许将任一孔，轴的公差带组成协作，如

G8/n7,F7/m6等。

2、协作代号

国标对协作的代号规定为：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：O50F8/h6,G6/H6,10H7/n6等等。

3、常用和优先协作

<500nini范围内，对基孔制规定了59种常用的协作和13种优先的协作；

对基轴制规定了47种常用的协作和13种优先的协作。

依据课本教材表1-3和表1一4分析

①基孔制就是基准孔H与全部轴组成协作的一种制度；基轴制就是

基准轴h与全部孔组成协作的一种制度。

I、在协作代号中，凡分子为II的，协作的基准制为基孔制。

II、在协作代号中，凡分母为h的，协作的基准制为基轴制。

②协作性质的区分

基孔制协作性质的区分：

I、H与a~h组成的协作皆是间隙协作。

II、H与j、js、k、m的协作皆是过渡协作。

HI、H与r、zc的协作皆是过盈协作。

IV、H与n、p的协作性质需据详细状况确定。

基轴制协作性质的区分：

I、h与A'H组成的协作皆是间隙协作。

II、h与J、JS、K、M的协作皆是过渡协作。

山、h与P~ZC的协作皆是过盈协作。

IV、h与N的协作性质需据详细状况确定。

六、一般公差一一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

（1）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，非金属材料和其他工艺方法加工的尺寸也可参照采

纳。GB/1804-1992规定的极限偏差适用于非协作尺寸。

⑵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℃o

2、要求：

⑴测量检验的结果都应以工件和测量器具的温度在20℃时为准。

⑵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：

驾驭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、常用和优先运用的公差带与协作的标准化。新国标规定一般、常

用和优先运用的公差带与办作意义，为选择公差带与协作作必要的打算。

作业：

P3215、16、19题

€1-3公差带与协作的选用

课时：2课时

教学目的和要求：

一、协作制的选择

二、公差等级的选用

三、协作种类的选择

匹、协作精度设计实例

教学重点与难点：

了解标准公差系列、基本偏差系列与新标准，学会查表并计算极限偏差值。

教学内容：

公差带与协作的选择就是协作制、公差等级和协作种类的选择。

一、协作制的选用

1、一般状况下，应优先选用基孔制。

⑴目的：可大大削减定尺寸刀具和量具的品种规格，有利于刀具和量具的生

产与储备，从而降低生产成本。

⑵只有在具有明显的经济效果的状况下，才采纳基轴制。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协作的零件（图l-26）o

翻&.

图1-26混合协作应用示例

2、与标准件协作时，协作制的选择通常依标准件而定。

例如：滚动轴承内圈与轴的协作采纳基孔制，而滚动轴承外圈与孔的协作采纳

基轴制。

3、为了满意协作的特别要求，允许采纳混合协作。

即：在一般状况下优先采纳基孔制，其次采纳基轴制，如有特别须要，允许采

纳混合协作（图l-27）o

图1-27混合协作应用示例

二、公差等级的选用

1、选用公差等级的原则是：以满意运用要求的前提下，尽可能选用较低的公差

等级，以便很好地解决机器零件的运用要求与制造工艺与成本之间的冲突。

2、表1-12公差等级的主耍应用实例。

IT3~IT5（孔为IT6）：协作公差很小，对加工要求很高，应用较少。

IT6（孔为IT7）：协作公差较小，一般精密加工能够实现，在精密机械中应

用广泛。

3、表1T3各种加工方法与公差等级的关系（要求学生熟记）.

三、协作的选用

1、方法：计算法、类比法和试验法。

2、选用步骤

U）首先依据运用要求，确定协作的类别，即确定是间隙，过盈，还是过渡协

作。

⑵确定类别后，再进一步类比确定选用哪一种协作。

⑶工作条件是选择协作的重要依据，当待选部位与典型实例在工件上有所不

同时，应对协作的松紧作适当的调整，最终确定选用哪种协作。

小结：

驾驭基准制的选用、公差等级的选用和协作的选用的原则、方法。

娴熟驾驭基孔制与基轴制的选用、公差等级的选用与协作选用的方法。当给定协

作的间隙或过盈范围，要求能娴熟地确定孔、轴公差带与协作代号。

作业：

P3323、24、25题

其次章技术测量的基本学问与常用计量器具

教学目的和要求:

让学生了解常用量具的结构和原理，初步驾驭其运用方法，能对一般机械零件

进行测量，并推断其合格性。测量方法的分类和计量器具的主要度量指标。

§2-1技术测量的基本学问

课时：2课时

教学目的：

了解常用测量技术的基本概念。

教学重点与难点：

测量器具的分类。

教学内容：

技术测量的一般概念

测量一一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。

检验一一指只确定被测几何量是否在规定的极限范围之内，从而推断被测对象

是否合格，而无须行出详细的数值。

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。

1m是光在真空中(1/299792458)S的时间间隔内所经路径的长度。按此定

义确定的基准称为自然基准。

测量方法

是指测量时所采纳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样程度。

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，一般结构比较简洁，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与形态，

位置的实际状况所形成的综合结果是否在规定的范围内，从而推断零件被测的

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视察的指示值或等效信息的计量

器量。

4、计量装置

是指为确定被测几何量值所必需的计量器具和协助设备的总体。

三、测量方法的分类

1、依据所测的几何量否为要求被测的几何量，分为：

（1）干脆测量

（2）间接测量

2、依据被测量值获得的方法分：

（1）肯定测量

（2）相对测量

3、依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

测量误差产生的缘由

1）计量器具误差2）方法误差

3）环境误差4）人员误差

小结：

本次课程内容特点是讲解并描述测量技术基础。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与运用

2.千分尺的读数原理与运用

3.量块的运用方法

教学重点与难点：

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

①三用游标卡尺：由尺身、游标、深度尺、刀口内测量爪、外测量爪等组成；

②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；

③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、沟槽与深度等。

2、游标卡尺的刻线原理和读法

1、分类

按测量精度分l/20mm(0.05mm)和l/50mm(0.02mm)两种，其中1/50应用广

泛。

2、刻线原理

(1)l/20mm(0.05mm)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=0.05mm,所以其测量精度为0.05mm0

(2)l/50mm(0.02mm)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=0.05mm,所以其测量精度为0.05mm0

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)把两个数值相加即为测得尺寸。

4、运用游标卡尺的留意事项

测量前耍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。

游标在尺身上滑动耍敏捷自如，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

不能把卡尺当工具运用，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，避开深度尺变形，甚至折断。

测量结束时，要把卡尺平放，以免尺身弯曲变形。

卡尺运用完后，擦净并上油，放置在专用盒内，防止弄脏或生锈。

不行用纱布或一般磨料擦除刻度尺表面与量爪测量面的锈迹和污物。

卡尺受损后，应交特地修理部门修理。

2、测微螺旋量具

种类：外径千分尺，内径千分尺，深千分尺与专用原螺纹千分尺。

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0.5mm,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0.5mm/50=0.01mm,因

而0.01mm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0.01mm就是小于0.5mm的小部部分的读数。

c：把两部分值相加。

（3）外径千分尺的运用方法

（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2、3声“咔咔”声后即停止读数。

(3)运用E寸，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确

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

二、量块

1、量块的形态、用途与尺寸系列

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，便可以组成所须要的各种尺寸。

2、量块的尺寸组合与运用方法

成组量块尺寸表：在运用组合量块时，为了减小量块组合的累积误差，

应尽量削减运用的块数，一般不超过4s5块。为了快速选择量块，应依

据所需尺寸的最终一位数字选择量块，每选一块至少削减所需尺寸的一位

小数。

例：从83块一套的量块中选取尺寸为38.935nun量块组，其选取方法为：

38.935

一)1.005第一块量块尺寸为1.005mm

37.93

—)1.43其次块量块尺寸为1.43mm

36.5

—)6.5第三块量块尺寸为6.5mm

30第四块量块尺寸为30m

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、原理主耍度量指标

与运用方法。

作业:

P718、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与运用

2.内径百分表的读数原理与运用

3.杠杆百分表的运用方法

教学重点与难点：

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0.01mm。刻度盘上的

转数指针，以长针的一回旋（1mm）为一个刻度。

L盘式指示器的指针随量轴的移动而变更，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。

2.一个刻度是0.01mm,若长针指到10,台阶高差是0.1mm

3,量物若是4mm或5nmi，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）百分表的运用方法

L测量面和测杆要垂直。

2.运用规定的支架。

3.测头耍轻轻地接触测量物或方块规。

4.测量圆柱形产品口寸，测杆轴线与产品直径方向一样。

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与其形态误差的测量。

一.运用前检查

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滑，连接稳固。

二.读数方法

测量孔径，孔轴向的最小尺寸为其直径，测量平面间的尺寸，随意方向内

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.正确运用

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.依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

或平面间随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。

为读数便利，可用整数来定零位位置。

5.测量时，摇摆内径百分表，找到釉向平面的最小尺寸（转折点）来读

数。

6.测杆、测头、百分表等配套运用，不要与其他表混用。

三、杠杆百分表

杠杆百分表的读数与运用方法

1、杠杆百分表的分度值为0.01mm,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，运用时须在水平状态，在特别状况下，也应当在25

以下,

3、杠杆白分表体积较小，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,

左右渐渐移动表座，找出工件孔径最底点，调整指针至零位，将表座渐渐向

B端推动。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肯定测量。其分

度值有0.001mm和0.002mm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，比一般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。

运用留意事项

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，不行硬卡，以免测

量面磨损而影响精度。

3）测量工件直径时，应摇摆量具，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、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，肯定要驾驭它们的读数与运用方法。

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，学会运用方法与读数方法，还有工作原理

教学重点与难点：

各测量器具的读数方法与工作原理

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5，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0—320°

之间4个角度段内的随意度值。

二、结构简图与名称：（如图1）

1、直尺2、基尺3、主尺4、卡块5、扇形尺6、制动头7、螺

帽8、游标尺9、角尺

三、运用方法：

1、运用部应先将角度尺各组合件擦净。

2、运用过程中：

1）当测量0—50°的角度时，把基尺按图2—1所示加以组合，将工件干脆

放入基尺与直尺两个工作面之间测量。

2）当测量50°-140°的角度时，把直尺连同直尺的卡块同时卸下，如图2

一2所示，并紧固住卡块，将工件放置在角尺长工作面与基尺之间测量。

3）当测量140°—230°的角度时，把角度尺按2—3所示上移，移至长短

边交点，位于基尺旋转中心为止，将工件放在基尺与角尺短边工作面之间测

量。

4）当测量230°—320°时，把角尺连同卡块全部卸下，如图2—4所示，

将工件放在扇形板与基尺工作面之间测量。

3、运用后将角度尺擦净，放入包装盒内贮存。

二、正弦规

正弦规的运用方法1、用正弦规测量角（锥）度2、在主体侧面和前面分别装

有可供被测件定位用的侧挡板4和前挡板3,它们分别垂直和平行于两圆

柱的轴心线。正弦规的上表面为工作面，在正弦规主体1下方固定有两个

直径相等且相互平行的圆柱体2,它们下母线的公切面与上工作面平行。

在主体侧面和前面分别装有可供被测件定位用的侧挡板4和前挡板3,它

们分别垂直和平行于两圆柱的轴心线。3、量块尺寸H由下式确定

sina二H/L。正弦规按正弦原理工作，即在平板工作面与正弦规一侧的圆

柱之间安放一组尺寸为H的量块，使正弦规工作面相对于平板工作面的倾

斜角度a等于被测角（锥）度的公称值，（

小结：

角度测量仪器中万能角度尺相对而言是测量大范围角度的。正弦规的测量范

围要窄一些，但测量精度较高，水平仪只是测量被测平面相对水平面的微小倾角

的一种计量器具。

作业：

P7222题

§2-5其它计量器具简介

课时：2课时

教学目的：

各测量器具的运用方法

教学重点与难点：

各测量器具的读数方法与工作原理

教学内容：

一、塞尺

塞尺又称测微片或厚薄规，是用于检验间隙的测量器具之一，横截面为直角

三角形,在斜边上有刻度，利用锐角正玄干脆将短边的长度表示在斜边上,

这样就可以干脆读出缝的大小了。

塞尺运用前必需先清除塞尺和工件上的污垢与灰尘。运用时可用一片或数片

重叠插入间隙，以稍感拖滞为宜。测量时动作要轻，不允许硬插。也不允

许测量温度较高的零件。

二、直角尺

直角尺的运用方法：

(1)00级和0级直角尺一般用于检验精密量具；1级用于检验精密工件；2

级用于检验一般工件。

(2)运用前，应先检查各工作面和边缘是否被碰伤。角尺的长边的左、右面

和短边的上、下面都是工件面(即内外直角)。将直尺工作面和被检工作面

擦净.

(3)运用时，将直角尺靠放在被测工件的工作面上，用光隙法鉴别工件的角

度是否正确。留意轻拿、轻靠、轻放，防止变曲变形。

(4)为求精确测量结果，可将直角尺翻转180度再测量一次，取二次读数算

术平均值为其测量结果，可消退角尺本身的偏差。

三、检验平尺

检验平尺(平行平尺)按JB/T7977-99标准制造，材料HT250,工作面采纳刮

研或精密磨削工艺，用于机床检验中检验不平度和不直度两个工作面是协作

块规，千分尺，水平仪等仪器检验，不同高度，两导轨的平行和不连接导轨

的水平，并可以协作直角尺.

四、水平仪

水平仪的运用和读数

水平仪是用于检查各种机床与其它机械设备导轨的不直度、机件相对位

置的平行度以与设备安装的水平位置和垂直位置的仪器。水平仪是机床制

造、安装和修理中最基本的一种检验工具。一般框式水平仪的外形尺寸是

200X200mm,精度为0.02/1000。水平仪的刻度值是气泡运动一格时的倾斜

度，以秒为单位或以每米多少毫米为单位，刻度值也叫做读数精度或灵敏度。

若将水平仪安置在1米长的平尺表面上，在右端垫0.02毫米的高度，平尺

倾斜的角度为4秒，此时气泡的运动距离正好为一个刻度。

水平仪的读数，应依据它的起点随意一格为0。气泡运动一格计数为1,再运

动一格计数为2,以此进行累计。在实际生产中对导轨的最终加工，无论采

纳磨削、精磨还是手工刮研，多数导轨都是呈单纯凸或单纯凹的状态，机

床导轨的直线度产生曲线性也是少见的（加工前的导轨会有曲线性的现

象）。测量导轨时，水平仪的气泡一般依据一个方向运动，机床导轨的凸凹

是由水平仪的移动方向和该气泡的运动方一直确定。如图：

§2-6光滑极限量规

课时：2课时

教学目的；

角度测量器具的万能角度尺，学会运用方法与读数方法，还有工作原理

教学重点与难点：

各测量器具的读数方法与工作原理

教学内容：

一、极限尺寸推断原则

单一要素的孔和轴遵守包涵要求时，要求其被测要素的实体到处不超过最

大实体边界，而实际要素局部实际尺寸不得超过最小实体尺寸。

二、光滑极限量规的检验原则

依照极限尺寸推断原则设计的量规，称为光滑极限量规（简称量规）。检验

孔用的量规称为塞规，检验轴用的量规叫环规或卡规。量规由通规（通端）和

止规（止端）所组成。通规和止规是成对运用的。检验时，通规通过被检轴、

孔则表示工件的作用尺寸没有超出最大实体边界。而止规不通过，则说明该工

件实际尺寸也正好没有超越最小实体尺寸。故零件合格。

三、滑极限量规的分类

按用途分：工作量规、验收量规、校对量规

1工作量规一一工人在加工中用它来测工件的。通端：T止端:Z

2验收量规——检验部门或用户来验收零件的。

3校对量规一一用来校对轴用量规，以发觉卡规是否已磨损或变形。

TT-校通一通量规（通过被测卡规的通端）防止尺寸过小

TS一校通一损量规（不通过被测卡规的通端）防止尺寸过大

ZT一校止一通量规（通过被测卡规的通端）防止尺寸过小

对于孔量规的校对一般用通用量仪来校对。

四、工作量规的设计

1、工作量规的公差带

1）作量规基本尺寸的确定：各种量规是以被测工件的极限尺寸作为基

本尺寸。

T=MMS：dmaxD

Z=LMS：dminD

2）作量规的公差带

①制造公差一一限制量规制造时产生的误差。

②磨损公差一一规定有一个合理的寿命。

通端：制造、磨损止端:制造

国标规定两种方案：量规公差带以不超出工件极限尺寸为原则

分布在尺寸公差带之内。

通规