公差配合与技术测量技术教案

. 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：（）掌握互换性的概念及其在机械制造业中的应用。 （）掌握加工误差与公差之间的关系。 （）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： 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： P3 1. 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寸。 图1-1 车床主轴箱中间轴装配图和零件图图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：减少定值刀具，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。 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=30mm d=30mmDmax=30.021mm dmax=29.993mmDmin=30mm dmin=29.980mm分析：基本尺寸和极限尺寸是设计时给定的。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实际尺寸最大极限尺寸；孔：DminDaDmax轴: dmindadmax 作业 P32 1、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=DmaxD es=dmaxd （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=DminD ei=dmind （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，负符号，应一起代到计算式中运算偏差的五种类型：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=DaD 轴：ea=dad零件合格条件： 孔：EIEaES 轴：eieaes因此，合格零件的实际偏差应在上，下偏差之间。（3）尺寸偏差计算举例例1-1： 已知某孔基本尺寸为50mm，最大极限为50.048mm，最小极限尺寸为50.009mm（图1-5），试求上偏差、下偏差各为多少？ 解： ES=DmaxD=50.04850=0.048mm EI=DminD=50.00950=+0.009mm例1-2 设计一轴，其直径的基本尺寸为60mm，最大极限尺寸为60.018mm，最小极限尺寸为59.988mm（图1-6），求轴的上偏差、下偏差。解： es=dmaxd=60.01860=0.018mm ei=dmind=59.98860=-0.012mm零线与尺寸公差带图为了清晰地表达上述各量及相互关系，一般采用极限与配合公差带图，在图中将公差和极限偏差部分放大，如图1-9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)。图1-9 极限与配合示意 图1-10 公差带图解（1）零线定义：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）。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“+”“”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。 一般在同一图中，孔和轴的公差带的剖面线的方向应该相反，且疏密程度不同。 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。标准公差标准极限与配合制中，所规定的任一公差。见表13。基本偏差在标准极限与配合制中，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、配合的术语及定义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称为轴合。2、间隙与过盈(1) 间隙（X）孔尺寸减去相配合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“+”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“”号3、配合的类型（1）间隙配合: 具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合称为间隙配合。孔的公差带在轴的公差带之上。（2）过盈配合 具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合称为过盈配合。过盈配合时孔的公差带在轴的公差带之下。（3）过渡配合可能具有臆隙或过盈的配合称为过渡配合。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。过渡配合时孔的公差带和轴的公差带相互交叠。（4）配合公差（Tf）定义 允许间隙或过盈的变动量称为配合公差间隙配合公差等于最大间隙与最小间隙之代数差的绝对值。TfXmaxXminThTs 过盈配合公差等于最小过盈与最大过盈三代数差的绝对值.TfYminYmaxThTs 过渡配合公差等于最大间隙与最大过盈之代数差的绝对值。小结：熟练掌握孔和轴；有关尺寸的术语定义；有关尺寸偏差、公差的术语定义；有关配合的术语定义；熟练计算极限尺寸、极限偏差、尺寸公差、基本偏差。作业： P32 5、 7、 8 、 9、 11题1-2 极限与配合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、公差及配合代号 1、孔、轴公差带代号 2、配合公差代号教学重点及难点：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:一、标准公差标准公差： 极限与配合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1-11、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，阿拉伯数字公差等级。（3）标准规定：同一公差等级对所有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：IT01，IT0，IT1IT18，其中IT01最高，IT18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，使用性能提高，但加工难度大，生产成本高；公差等级低，零件的精度低，使用性能降低，但加工难度减小，生产成本低。因而要同时考虑零件的使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1-1。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，其加工程度不一定相同。（6）考虑到基本尺寸的因素，不能以公差值的大小来判断零件精度的高低，而应以公差等级作为判断的依据。二、基本偏差1、基本偏差及其代号定义： 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。基本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,O,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、基本偏差系列图及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，绝对值依次逐渐减小；j至zc基本偏差为下偏差ei，除j和k的部分外都为正值，其绝对值依次逐渐增大。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有三种不同的情况（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40H6 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（表示直径） 轴公差带代号450za6 公差等级数字（公差带大小要素）轴基本偏差代号（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：450H6：450 ：450H6（）3、公差带的系列 孔公差带543种，轴公差带544种。 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1-221-23）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直接利用公式计算而得。孔的基本偏差数值一般情况下可以按公式直接计算而得，称为通用规则。 特殊规则： 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，必须在公式计算的结果上附加一个值，此称为特殊规则。2、另一极限偏差数值的确定对于孔：EI=ESIT， ES=EI+IT （1-16a）对于轴：ei=esIT， es=ei+IT (1-16b)例1 已知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1-1得：IT7=15um=0.015mmei=es-IT7=-0.025-0.015=-0.040mm例2 已知10m6，查标准公差和基本偏差并计算另一极限偏差。解：查表1-1得: IT6=0.009mm查表得： ei=+6um=+0.006mmes=ei+IT=0.006+0.009=+0.015mm3、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 根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。 在极限偏差中首先找到基本偏差代号，再从基本偏差代号下找到公差等级数字所在的列。 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1-1得：IT12=210um=0.21mm查表得：es=-110um=-0.11mm故 ei=es-IT=-0.11-0.21=-0.32mm例2、55H1的极限偏差解：查表1-1得：IT1=2um=0.002mm查表得：EI=0mm故 ES=EI+IT1=0.002+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、配合1、配合制定义： 配合制是指同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度。种类：基孔制和基轴制。（1）基孔制配合 定义： 基本偏差为一定的孔的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称为基孔制。基准孔基孔制配合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。根据图1-24分析：当轴的基本偏差为上偏差且0时，为间隙配合。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500mm范围内，对基孔制规定了59种常用的配合和13种优先的配合；对基轴制规定了47种常用的配合和13种优先的配合。根据课本教材表13和表14分析 基孔制就是基准孔H与所有轴组成配合的一种制度；基轴制就是基准轴h与所有孔组成配合的一种制度。、在配合代号中，凡分子为H的，配合的基准制为基孔制。、在配合代号中，凡分母为h的，配合的基准制为基轴制。 配合性质的区分基孔制配合性质的区分：、H与ah组成的配合皆是间隙配合。、H与j、js、k、m的配合皆是过渡配合。、H与rzc的配合皆是过盈配合。、H与n、p的配合性质需据具体情况确定。基轴制配合性质的区分：、h与AH组成的配合皆是间隙配合。、h与J、JS、K、M的配合皆是过渡配合。、h与PZC的配合皆是过盈配合。、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/80479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。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：P32 15、16、19题1-3 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（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： P71 1、 3 题 22 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、游标卡尺的刻线原理和读法1、分类按测量精度分1/20mm（0.05mm）和1/50mm（0.02mm）两种,其中1/50应用广泛。2、刻线原理(1)1/20mm（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119/20=0.05mm,所以其测量精度为0.05mm。(2)1/50mm（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149/50=0.05mm,所以其测量精度为0.05mm。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、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)公法线千分尺二、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45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38.935mm量块组，其选取方法为： 38.935 ）1.005 第一块量块尺寸为1.005mm 37.93 ）1.43 第二块量块尺寸为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 8、 9、 10、 14、 15、题23 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 0.01mm 。刻度盘上的转数指针，以长针的一回旋 （ 1mm ）为一个刻度。 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。 一个刻度是0.01mm,若长针指到10,台阶高差是0.1mm 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 测量面和测杆要垂直。 使用规定的支架。 测头要轻轻地接触测量物或方块规。 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，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、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：P72 17、18题24 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0320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 5、扇形尺 6、制动头 7、螺帽 8、游标尺 9、角尺 三、使用方法： 1、使用部应先将角度尺各组合件擦净。 2、使用过程中： 1）当测量050的角度时，把基尺按图21所示加以组合，将工件直接放入基尺与直尺两个工作面之间测量。 2）当测量50140的角度时，把直尺连同直尺的卡块同时卸下，如图22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140230的角度时，把角度尺按23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230320时，把角尺连同卡块全部卸下，如图24所示，将工件放在扇形板与基尺工作面之间测量。 3、使用后将角度尺擦净，放入包装盒内贮存。二、正弦规正弦规的使用方法 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互相平行的圆柱体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由下式决定sin=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：P72 22题25 其它计量器具简介课时：2课时教学目的：各测量器具的使用方法教学重点及难点：各测量器具的读数方法及工作原理教学内容:一、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,利用锐角正玄直接将短边的长度表示在斜边上,这样就可以直接读出缝的大小了。 塞尺使用前必须先清除塞尺和工件上的污垢与灰尘。使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、直角尺直角尺的使用方法： (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)使用前，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)使用时，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。注意轻拿、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，可消除角尺本身的偏差。三、检验平尺检验平尺(平行平尺)按JB/T7977-99标准制造，材料HT250,工作面采用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配合块规，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，并可以配合直角尺.四、水平仪水平仪的使用和读数水平仪是用于检查各种机床及其它机械设备导轨的不直度、机件相对位置的平行度以及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200200mm，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，应按照它的起点任意一格为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后加工，无论采用磨削、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，水平仪的气泡一般按照一个方向运动，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向来确定。如图： 26 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、极限尺寸判断原则单一要素的孔和轴遵守包容要求时，要求其被测要素的实体处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判断原则设计的量规，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。通规和止规是成对使用的。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校对量规用来校对轴用量规，以发现卡规是否已磨损或变形。 TT校通通量规（通过被测卡规的通端）防止尺寸过小 TS校通损量规（不通过被测卡规的通端）防止尺寸过大 ZT校止通量规（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 制造公差控制量规制造时产生的误差。 磨损公差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。 通规的制造公差带对称于Z值。 Z制造公差带中心至被测工件MMS之间的距离，其允许磨损量以工件的MMS 为极限。 止规的制造公差带是以工件的LMS算起。 量规公差带中：大小要素T ；位置要素Z。其值见P93 表4-15 2、验收量规的公差带没有列出单独的公差带规定：检验部门应该使用磨损较多的通规；用户使用通规接近MMS，以及接近LMS的止规。3、校对量规的公差带 TT从通规的下偏差计算起，向通规公差带内分布。 TS从磨损极限算起向轴用公差带内分布 ZT从止规的下偏差算起，向止规内分布。 Tp=1/2 T。校对量规的公差等于工作量规的一半。 4、量规极限偏差的计算 一般步骤如下： 定量规的基本尺寸 查出工件的基本偏差与标准公差 定量规的公差带大小T和位置Z 计算各种量规的上、下偏差 最后画出公差带图五、量规的主要技术要求1外观要求 2材料要求 3量规工作部位的形位公差要求 4量规工作表面的粗糙度要求（见表6-4） 5其他要求六、量规的结构 标准量规结构在GB6322-86光滑极限量规型式和尺寸中已作规定。小结：本节介绍了检验用的量具。