公差配合與技術(shù)測(cè)量技術(shù)教案

公差配合與技術(shù)測(cè)量技術(shù)教案

《公差配合與技術(shù)測(cè)量技術(shù)》教案

課程性質(zhì)和任務(wù)

性質(zhì)：是機(jī)械類各專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。

任務(wù)：是使學(xué)生獲得技術(shù)工所必須具備的公差和技

術(shù)測(cè)量方面的基礎(chǔ)知識(shí)與一定的實(shí)際工作技能，為專業(yè)

工種應(yīng)用公差標(biāo)準(zhǔn)和掌握檢測(cè)技術(shù)打下基礎(chǔ)。

課程教學(xué)目標(biāo)

1.掌握公差配合、形位公差和表面粗糙度的標(biāo)準(zhǔn)

及應(yīng)用即看懂并學(xué)會(huì)有關(guān)公差與配合內(nèi)容在圖紙上的

標(biāo)注方法和查閱有關(guān)表格。

2.了解有關(guān)測(cè)量的基本知識(shí)，理解常用量具的讀

數(shù)原理，掌握常用量具的使用方法。

緒論

課時(shí)：2課時(shí)

教學(xué)目的和要求：

本模塊作為本課程的開篇,通過對(duì)互換性的講解，引

出了全課程的內(nèi)容,因此教學(xué)中要充分利用趣味性來引

導(dǎo)學(xué)生對(duì)本課程特點(diǎn)的理解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性.為

此提出如下要求：

1.了解互換性的含義；

2.懂得學(xué)習(xí)《公差配合與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)》的重要性。

教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn):

(1)掌握互換性的概念及其在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用。

(2)掌握加工誤差與公差之間的關(guān)系。

(3)理解標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量、優(yōu)先數(shù)的概念。

教學(xué)內(nèi)容：

一、互換性的概述

1、互換性的含義

在機(jī)械工業(yè)中，互換性是指制成的同一規(guī)格的

一批零件或部件，不需作任何挑選,調(diào)整或輔助加

工(如鉗工修配),就能進(jìn)行裝配，并能滿足機(jī)械產(chǎn)品

的使用性能要求的一種特性。例：同型號(hào)的軸承、

光管、螺釘?shù)鹊取?/p>

互換性內(nèi)容：幾何參數(shù)，力學(xué)性能，物理化學(xué)性

能等方面。

2、作用

有利于組織專業(yè)化協(xié)作。

有利于用現(xiàn)代化工藝裝配。

有利于采用流水線和自動(dòng)線生產(chǎn)方式。

提高生產(chǎn)效率，降低成本，延長機(jī)器使用壽命。

3、分類

①完全互換性：若零件在裝配或更換時(shí)，

不作任何選擇，不需調(diào)整或修配，就能滿足預(yù)

定的使用要求，則成為完全互換性(當(dāng)不限定

互換范圍時(shí)，稱為完全互換法，也叫絕對(duì)互換

法）。

②不完全互換性：由于某種特殊原因只允

許零件在一定范圍內(nèi)互換時(shí)，稱為不完全互換法。

4、互換性條件

一批相同規(guī)格的零件具有互換性的條件為：實(shí)

際尺寸在允許的范圍內(nèi)；形狀誤差在允許的范圍

內(nèi)；位置誤差在允許的范圍內(nèi)；表面粗糙度達(dá)到

規(guī)定的要求。

二、幾何量的誤差

1、幾何誤差：零件在加工過程中由于某種因

素的影響，而造成的誤差稱為幾何誤差。

2、公差：幾何誤差及其控制范圍，稱為公

差。

3、國家標(biāo)準(zhǔn)

尺寸的大小一公差與配合

形位公差：宏觀幾何形狀一一形狀公差

相互位置關(guān)系一一位置公差

微觀幾何形狀一一表面粗糙

螺紋尺寸的大小一一螺紋公差

公差標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化

定義：對(duì)零件的公差和相互配合所制定的

標(biāo)準(zhǔn)稱為公差標(biāo)準(zhǔn)

幾何量的測(cè)量

對(duì)零件的測(cè)量是保證互換性生產(chǎn)的一個(gè)重要

手段。

小結(jié)：

掌握互換性的概念及其意義、互換性的條件。了

解公差與配合標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)測(cè)量發(fā)展概況，了解優(yōu)先數(shù)

和優(yōu)先數(shù)系,明確本課程的性質(zhì)和特點(diǎn)。

作業(yè)：P31.2.3.4.5.6題

第一章光滑圓柱結(jié)合的公差與配合

教學(xué)目的和要求：

本模塊教學(xué)的根本目的在于使學(xué)生能看懂圖紙上標(biāo)

注的公差配合要求，學(xué)會(huì)有關(guān)表格的查閱.

為此提出如下要求：

1.熟悉基本術(shù)語和定義，掌握有關(guān)尺寸偏差、尺寸

公差的概念及其與極限尺寸的關(guān)系、配合的概念及其配

合的種類、盈隙量的計(jì)算；

2.掌握尺寸公差帶的組成要素（標(biāo)準(zhǔn)公差、其本偏

差）和正確應(yīng)用；

3.掌握極限與配合標(biāo)準(zhǔn)的基本規(guī)定；

4.學(xué)會(huì)公差配合在圖紙上的標(biāo)注方法和會(huì)查閱有關(guān)

表格。

§1-1基本術(shù)語及定義

課時(shí)：2課時(shí)

教學(xué)目的和要求：

掌握有關(guān)尺寸、公差的術(shù)語及定義，學(xué)會(huì)有關(guān)尺寸及

偏差計(jì)算，能繪制尺寸公差帶圖。

教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)：

尺寸、公差、偏差概念，尺寸公差帶圖的作法

教學(xué)內(nèi)容：

一、孔和軸

①孔一一指工件的圓柱形內(nèi)表面，也包括非圓

柱形內(nèi)表面（由二平行平面或切面形成的包容面）

②軸一一指工件的圓柱形外表面，也包括非圓

柱形外表面（由二平行面或切面形成的被包容面）

二、尺寸的術(shù)語和定義

1、尺寸

①定義用特定單位表示長度值的數(shù)字稱為

尺寸。

②內(nèi)容尺寸指的是長度的值，由數(shù)字和特定

單位兩部分組成包括長度，寬度和中心距等。

2、基本尺寸（D,d）

①定義：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，設(shè)計(jì)時(shí)給定的尺寸稱為基

本尺寸?？椎幕境叽缬谩癉”表示，軸的基本尺

寸用“d”表示，后同。

②標(biāo)準(zhǔn)尺寸：標(biāo)準(zhǔn)化了的尺寸稱為標(biāo)準(zhǔn)尺寸。

圖1-1車床主軸箱中間軸

裝配圖和零件圖

工

工

S

0

30-01

圖1-1車床主軸箱中間

軸裝配圖和零件圖

a）裝配圖b）中間軸零件圖

0齒輪襯套零件圖

作用：減少定值刀具，量具,

型材和零件尺寸的規(guī)格，(圖1-1)

3、實(shí)際尺寸(Da,da)

定義通過測(cè)量獲得的尺寸。

由于存在測(cè)量誤差，實(shí)際尺寸并非尺寸

的真值。

圖1-2實(shí)際尺寸

實(shí)際尺寸包括零件毛坯的實(shí)際尺寸，零件

加工過程中工序間的實(shí)際尺寸和零件制成后

的實(shí)際尺寸。

4、極限尺寸

①定義允許尺寸變化的兩個(gè)界限值，統(tǒng)稱為

極限尺寸。

最大極限尺寸：一個(gè)孔或軸允許的最大尺

寸稱為最大極限尺寸(Dmax,dmax)。

最小極限尺寸：一個(gè)孔或軸允許的最小尺

寸稱為最小極限尺寸(Dmin,dmin)。

根據(jù)課本P7圖L3講解

b)

圖1.3所不：

D=4>30mmd=630mm

Dmax=630.021mmdmax=4)

29.993mm

Dmin=4)30mmdmin=6

29.980mm

分析：①基本尺寸和極限尺寸是設(shè)計(jì)時(shí)給定的。

②基本尺寸可以在極限尺寸確定的范圍

內(nèi)，也可以在極限尺寸所確定的范圍外。

即基本尺寸大于，等于，小于極限尺寸。

③尺寸合格條件

最小極限尺寸/實(shí)際尺寸《最大極限

尺寸；

孔：DminWDaWDmax

軸：dminWdaWdmax

作業(yè)P321、2、3、4題

［教學(xué)回顧］

1、尺寸、基本尺寸、實(shí)際尺寸、極限尺寸的定義及

符號(hào)。

2、基本尺寸、實(shí)際尺寸、極限尺寸的關(guān)系。

［課題引入］

從基本尺寸、實(shí)際尺寸、極限尺寸的關(guān)系我們

可以看出，當(dāng)用極限尺寸減基本尺寸或者用實(shí)際尺

寸減基本尺寸時(shí)，兩者之間會(huì)等到一個(gè)差值，這個(gè)

值我們把它叫做偏差值。這就是我們這節(jié)課要講述

的內(nèi)容：

［講授新課］

三、公差與偏差的術(shù)語及定義

尺寸偏差（簡(jiǎn)稱偏差）

定義：尺寸偏差是指某一尺寸減其基本尺寸所

得的代數(shù)差。

注：由于尺寸有極限尺寸，實(shí)際尺寸之分,

因此偏差可分為極限偏差和實(shí)際偏差。

⑴極限偏差

定義極限尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差

稱為極限偏差。

由于極限尺寸有最大極限尺寸和最小極限尺

寸之分，極限偏差又可分為上偏差和下偏差（圖

①上偏差：最大極限尺寸減其基本尺寸所得的

代數(shù)差，（ES,es）,ES=Dmax-D

es=dmax-d（1-la）

下偏差：最小極限尺寸減其基本尺寸所得的

代數(shù)差。（EI,ei）o

EI=Dmin—D

ei=dmin—d(1-lb)

強(qiáng)調(diào)：①偏差可以為正值、負(fù)值、零值。

②計(jì)算時(shí)應(yīng)注意偏差的正，負(fù)符號(hào)，應(yīng)一起代

到計(jì)算式中運(yùn)算

③偏差的五種類型：

a、上正下正；b、上負(fù)下負(fù)；c、上正

下負(fù)；

d、上正下零；e＞上零下負(fù)。

(2)實(shí)際偏差(Ea,ea)

定義：實(shí)際尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差

稱為實(shí)際偏差。

公式：孔：Ea=Da-D軸：

ea=da-d

零件合格條件：孔：ElWEaWES軸：

eiWeaWes

因此，合格零件的實(shí)際偏差應(yīng)在上，下偏

差之間。

(3)尺寸偏差計(jì)算舉例

1-5孔的偏差計(jì)算示例1-6軸的偏差示例

例1-1：已知某孔基本尺寸為650mm,最大

極限為650.048mm,最小極限尺寸為。

50.009mm（圖1-5）,試求上偏差、下偏差各

為多少？

解：ES=Dmax-D=50.048-50=+

0.048mm

EI=Dmin—D=50.009—

50=+0.009mm

例1-2設(shè)計(jì)一軸，其直徑的基本尺寸為。

60mm,最大極限尺寸為660.018mm,最小極

限尺寸為。59.988mm（圖1?6）,求軸的上偏差、

下偏差。

解：es=dmax—d=60.018—60=+

0.018mm

ei=dmiiid=59.988

60=-0.012mm

零線與尺寸公差帶圖

為了清晰地表達(dá)上述各量及相互關(guān)系，一

般采用極限與配合公差帶圖，在圖中將公差和

極限偏差部分放大，如圖1-9所示

公差帶圖解定義：不必畫出孔與軸的全

形，只要掃著標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定將有關(guān)的部分放大畫

出來的圖示方法稱為尺寸公差帶圖解（圖L10所

示）。

圖>9極限與配合示意

圖公差帶圖解

（1）零線

①定義：表示基本尺寸的一條直線稱為

零線。（或在公差帶圖中，確一偏差的一

條基準(zhǔn)線稱為零線）。

②零線畫法

a:通常將零線沿水平方向繪制，在其

左端畫出表示偏差大于的縱坐標(biāo)軸

并標(biāo)上“0”和“+”“一”號(hào)，在其

左下方畫上單向箭頭的尺寸線，并標(biāo)

上基本尺寸值。

b:正偏差位與零線上方，負(fù)偏差位于

零線下方，零偏差于零線重合。

(2)公差帶

公差帶定義：在公差帶圖中，由代

表上、下偏差的兩條直線所限定的一

個(gè)區(qū)域稱為尺寸公差帶，簡(jiǎn)稱公差帶。

①一般在同一圖中，孔和軸的公差

帶的剖面線的方向應(yīng)該相反，且疏密程度不同。

②公差帶包括了公差帶大小與公

差帶位置兩要素，大小由標(biāo)準(zhǔn)公差確

定，位置由基本偏差確定。

③標(biāo)準(zhǔn)公差

標(biāo)準(zhǔn)極限與配合制中，所規(guī)定的

任一公差。見表1—3o

④基本偏差

在標(biāo)準(zhǔn)極限與配合制中，確定公

差帶相對(duì)零線位置的那個(gè)極限偏差。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：一般以靠近零線的那

個(gè)偏差作為基本偏差。

四、配合的術(shù)語及定義

1、配合

基本尺寸相同的，相互結(jié)合的孔和軸公差帶之

間的關(guān)系稱為軸合。

2、間隙與過盈

(1)間隙(X)

孔尺寸減去相配合的軸的尺寸所得的代數(shù)

差，當(dāng)此值為正值時(shí)稱為間隙。間隙數(shù)值應(yīng)標(biāo)

號(hào)。

(2)過盈(Y)

孔的尺寸減去軸的尺寸所得的代數(shù)差，當(dāng)

此值為負(fù)值時(shí)稱為過盈。過盈數(shù)值前面應(yīng)標(biāo)上“一”號(hào)

3、配合的類型

(1)間隙配合：

具有間隙(包括最小間隙等于零)的配

合稱為間隙配合?？椎墓顜г谳S的公差

帶之上。

(2)過盈配合

具有過盈(包括最小過盈等于零)的配

合稱為過盈配合。

過盈配合時(shí)孔的公差帶在軸的公差帶

之下。

（3）過渡配合

可能具有臆隙或過盈的配合稱為過渡

配合。

當(dāng)孔的尺寸大于軸的尺寸時(shí)，具有間

隙；小于軸的尺寸時(shí)，具有過盈。

過渡配合時(shí)孔的公差帶和軸的公差帶

相互交疊。

（4）配合公差（Tf）

定義允許間隙或過盈的變動(dòng)量稱為

配合公差

間隙配合公差等于最大間隙與最小

間隙之代數(shù)差的絕對(duì)值。

Tf=Xmax-Xmin=Th+Ts

過盈配合公差等于最小過盈與最大

過盈三代數(shù)差的絕對(duì)值.

Tf=Ymin-Ymax=Th+Ts

過渡配合公差等于最大間隙與最大

過盈之代數(shù)差的絕對(duì)值。

小結(jié)：

熟練掌握孔和軸；有關(guān)尺寸的術(shù)語定義；有關(guān)尺

寸偏差、公差的術(shù)語定義；有關(guān)配合的術(shù)語定義；熟

練計(jì)算極限尺寸、極限偏差、尺寸公差、基本偏差。

作業(yè):P325、7、8、9、11題

1-2極限與配合標(biāo)準(zhǔn)的基本規(guī)定

課時(shí)：2課時(shí)

教學(xué)目的和要求：

一、標(biāo)準(zhǔn)公差系列

1、標(biāo)準(zhǔn)公差？2、公差等級(jí)

二、基本偏差代號(hào)

1、定義？2代號(hào)？3基本偏差表

三、公差及配合代號(hào)

1、孔、軸公差帶代號(hào)

2、配合公差代號(hào)

教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)：

了解標(biāo)準(zhǔn)公差系列、基本偏差系列及新標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)會(huì)查

表并計(jì)算極限偏差值。

教學(xué)內(nèi)容：

一、標(biāo)準(zhǔn)公差

標(biāo)準(zhǔn)公差：《極限與配合》標(biāo)準(zhǔn)已對(duì)公差值進(jìn)

行標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的任一公差稱為標(biāo)準(zhǔn)公差。

標(biāo)準(zhǔn)公差的數(shù)值與兩個(gè)因素有關(guān)：標(biāo)準(zhǔn)公差

等級(jí)和基本尺寸分段。見表1-1

1、標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)

(1)定義：確定尺寸精確程度的等級(jí)稱為公差等級(jí)。

(2)國標(biāo)規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)公差20級(jí)。各級(jí)代號(hào)由字母IT

與阿拉伯?dāng)?shù)據(jù)字兩部公組成。IT——標(biāo)準(zhǔn)公差，阿

拉伯?dāng)?shù)字一一公差等級(jí)。

(3)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：同一公差等級(jí)對(duì)所有基本尺寸的一

組公差被認(rèn)為具有同等精確程度。

(4)等級(jí)系列為：ITOI,ITO,IT1.......IT18,其中

IT01最高，IT18精確度最低。

(5)標(biāo)準(zhǔn)公差的數(shù)值，一是公差等級(jí)有關(guān)，二與基

本尺寸有關(guān)。

(6)公差等級(jí)高，零件的精度高，使用性能提高，

但加工難度大，生產(chǎn)成本高；公差等級(jí)低，零件的

精度低，使用性能降低，但加工難度減小，生產(chǎn)成

本低。因而要同時(shí)考慮零件的使用要求和加工的經(jīng)

濟(jì)性能這兩個(gè)因素，合理確定公差等級(jí)。

2、基本尺寸分段

(1)標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值不僅與公差等級(jí)有關(guān)，還與基本

尺寸有關(guān)。

(2)基本尺寸可分為主段落和中間段落。

(3)將至3150mm的基本尺寸分為21個(gè)主段落，將

至500mm的常用尺寸段分為13個(gè)主段落。

(4)主段落用于標(biāo)準(zhǔn)公差中的基本尺寸分段，見表

l-lo中間段落用于基本偏差中的基本尺寸分段。

(5)同一公差等級(jí)的不同尺寸段，其標(biāo)準(zhǔn)公差值不

相等，但其精確程度和加工難易程度應(yīng)理解為相

同。反之，其公差值相等時(shí)，其加工程度不一定相

同。

(6)考慮到基本尺寸的因素，不能以公差值的大小

來判斷零件精度的高低，而應(yīng)以公差等級(jí)作為判斷

的依據(jù)。

二、基本偏差

1、基本偏差及其代號(hào)

定義：用以確定公差帶相對(duì)零線位置的上偏差或

下偏差稱為基本偏差。

基本偏差的代號(hào)用拉丁字母表示,大寫代表孔

的基本偏差，小寫代表軸的基本偏差。除去易于

其它代號(hào)混的I,L,O,Q,W(I,l,o,q