2012年公差配合与技术测量一体化教案

备课本教师班级课程学期教学内容、方法和过程一、本课程的地位、性质地位：是机械类各专业的一门极其重要的核心专业技术基础学科，它涉及几何量公差与测量技术两个范畴。

它在教学计划中起到承上启下的作用，它是联系机械设计课程与机械制造课程的纽带，是从基础课学习过渡到专业课学习的桥梁。

性质：是机械类各专业的一门专业基础课。

二、本课程的学习任务与要求任务：是使学生获得技术工作必须具备的公差极限配合和测量技术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。

关键词：两个方面公差极限配合和测量技术要求：本课程是联系设计系统与工艺系统课程的纽带，是从基础课向专业课过渡的一环。

关键词：公差极限配合-------机械设计系统测量技术------------机械制造系统【思考提问】设计与制造的关系？教学内容、方法和过程理论部分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①有利于组织专业化协作。

②有利于用现代化工艺装配。

③有利于采用流水线和自动线生产方式。

④提高生产效率，降低成本，延长机器使用寿命。

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）。

关键词：二不（不作任何选择，不需调整或修配）②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，称为不完全互换性。

关键词：组与组之间的零件不能互换，采用分组装配法。

4、互换性条件一批相同规格的零件具有互换性的条件为：①实际尺寸在允许的范围内；②形状误差在允许的范围内；③位置误差在允许的范围内；④表面粗糙度达到规定的要求。

关键词：标准化【思考提问】分别举例说出这两种不同互换类型的产品。

实际操作观察自行车的组成结构，分析其组成部件属于互换性的哪一类操作步骤：1.自行车的主要组成传输机构、运动机构、操作机构等2.自行车经济需要更换的部件有哪些轮胎、滚珠轴承、链条等【作业布置】教材P2 （1）（3）题教学内容、方法和过程理论部分1.什么是标准化？在现代化的大量或成批生产中，要求互相装配的零件或部件都要符合互换性原则。

对零部件各项几何参数的变动范围加以限制而制定出的一个统一的变动范围就是标准。

标准化是指以制定标准和贯彻标准为主要内容的全部活动过程。

2.标准化参数①几何参数误差实际几何参数偏离理想几何参数的偏离量尺寸的大小—公差与配合宏观几何形状——形状公差相互位置关系——位置公差微观几何形状——表面粗糙度②几何参数公差零件实际几何参数的变动量③公差标准化几何参数公差是用来控制几何参数误差的大小的，因而需要确定几何参数公差的大小及对零件几何参数制定的相关要求，即制定公差标准。

【思考提问】误差与公差的区别【拓展思考】如何实现产品的标准化？实际操作一堆螺母、一堆螺栓，观察分析实现互换性配合的要求和条件。

在这四项中，哪些是必须满足的条件，才能实现配合。

1.尺寸的大小—公差与配合2.宏观几何形状——形状公差3.相互位置关系——位置公差5.微观几何形状——表面粗糙度【课堂小结】标准化是实现互换性的前提，只有按照一定的标准进行设计和制造，并按一定的标准进行检验，互换性才能实现。

【作业布置】P3 （1）题教学内容、方法和过程理论知识一、孔和轴①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）②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、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---D 轴---- d②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。

2、实际尺寸（Da,da）通过测量获得的尺寸。

注意：由于存在测量误差，实际尺寸并非尺寸的真值。

由于零件表面存在形状误差，所以同一表面的不同位置的局部实际尺寸不一定相等。

图1-2 实际尺寸3、极限尺寸①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）。

图1-3 极限尺寸如图1-3所示：D=φ30mm d=φ30mmD max=φ30.021mm d max=φ29.993mmD min=φ30mm d min=φ29.980mm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≤实际尺寸≤最大极限尺寸；孔：D min≤Da≤D max轴: d min≤da≤d max【思考提问】看下图分析零件的基本尺寸、极限尺寸图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)齿轮衬套零件图实际操作由老师测量一批零件，结合图纸，分析各零件的尺寸。

【课堂小结】基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸的关系是只有实际尺寸是测量出来的，而基本尺寸、极限尺寸都是设计尺寸。

三、公差与偏差的术语及定义[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]1.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 ------- 轴es=dmax－d -------- 孔（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：①偏差可以为正值、负值、零值。

②计算时应注意偏差的正，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：EI≤Ea≤ES 轴：ei≤ea≤es因此，合格零件的实际偏差应在上，下偏差之间。

（3）在图样和技术文件上，尺寸偏差的标注方法①上偏差标准在基本尺寸的右上角，下偏差标准在基本尺寸的右下角②当偏差为零时不能省略④当上下偏差数相同，而符号相反时就简化标注。

尺寸偏差计算举例例1-1：看图样1-5，计算其上偏差、下偏差各为ES=Dmax－D=50.048－50=＋0.048mmEI=Dmin－D=50.009－50=+0.009mm例1-2 设计一轴，其直径的基本尺寸为φ60mm，最大极限尺寸为φ60.018mm，最小极限尺寸为φ59.988mm（图1-6），求轴的上偏差、下偏差。

解： es=dmax－d=60.018－60=＋0.018mmei=dmin－d=59.988－60=-0.012mm【学生练习】某轴设计尺寸为φ60mm，加工时的尺寸范围要求为59.905~φ60.095mm。

求轴的上偏差、下偏差、公差，并将该尺寸范围要求写成偏差标注形式。

加工后的三根轴，其实际尺寸分别为φ59.9 mm、φ60 mm、φ60.095 mm，求各轴的实际偏差并判断各轴的尺寸是否合格。

【课堂小结】（1）偏差的定义及种类。

（2）偏差的计算。

（3）偏差的符号（+、-）。

（4）极限偏差与实际偏差的关系。

2.尺寸公差（T）定义：尺寸公差是最大极限尺寸减最小极限尺寸之差，可上偏差减下偏差之差。

T h———孔的公差， T s——轴的公差。

（1）在数值上公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值。

表达式为： T h=│D max－d min│=│ES－EI│T s=│d max－d min│=│es－ei│强调：①公差是用绝对值定义的，没有正、负含义，在公差值前面不能标“+”号或“－”号；②公差不能取零值。

（2）尺寸公差计算举例例1- 3：求孔φ20104.0020.0++的尺寸公差（图1-7）。

解：由公式（1-2）可得孔的尺寸公差为： T h =D max －d min =20.104－20.020=0.084mm或：T h =ES －EI=0.104－0.020=0.054mm例1- 4： 求轴φ25007.0020.0--的公差（图1-8）解： T s =│d max －d min │=│24.993－24.980│=0.013mm或: T s =│es －ei │=│－0.007－(－0.020)│=0.013mm【课堂练习】例：计算孔Φ50017.0042.0--mm 和轴Φ1000054.0-mm 的公差，并指出其基本偏差。

解：孔： T h ＝ES －EI ＝－0.017－(－0.042)＝0.025mm轴： T s＝es－ei＝0－(－0.054)＝0.054mm孔的基本偏差为：ES＝－0.017轴的基本偏差为：es＝0【思考提问】公差尺寸有大小对零件的加工有什么影响？公差是个绝对值，没有正负。

公差值越小，零件的加工精度越高，制造越困难。

【课堂小结】1.偏差是标注在零件图样上提供给加工者的尺寸范围2.公差是允许尺寸变动的两个界限值【作业布置】P7-8 2.4.7题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 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“+”“－”号，在其左下方画上单向箭头的尺寸线，并标上基本尺寸值。