精度设计与质量控制基础

现代远程教育《精度设计与质量控制基础》课程学习指导书作者：赵凤霞一、课程学习课时分配本课程是工科院校机械类、近机类专业的一门技术基础课，它涉及几何量公差与技术测量两个范畴。

在整个专业培养过程中本课程起到“承上启下”的作用，是联系机械设计课程与机械制造课程的纽带，又是从基础课学习过渡到专业课学习的桥梁。

该课程内容可分为三大部分。

一是产品几何精度及互换性的原理与设计；二是产品几何精度及互换性的检测与保证；三是产品质量控制的基本理论与方法。

因此，本课程的教学目标与任务是：使学生获得互换性、标准化、测量技术及质量工程的基本知识；掌握公差配合、形位公差、表面粗糙度标准的规定并能正确选用及标注。

学习几何量精度分析、设计的一般方法；了解和掌握常用机械零件、机械传动装置的精度及互换性设计过程和步骤。

具有一定的实践能力，为从事机电产品、仪器仪表的设计、制造、维修、开发及科学研究工作打下坚实的基础。

本课课程的知识模块顺序及对应的学时按排如下表所示：二、课程学习方法指导及学习进度安排1、绪言（1学时）1．1 本章学习的目标●理解互换性的定义、保证互换性的条件，以及互换性与标准化的关系。

●熟悉互换性的分类，理解互换性与产品设计、制造、维修和检测方面的关系。

●熟练掌握优先数与优先数系的基本内容和特点，掌握基本系列的公比。

1．2 章节重点、要点重点：互换性的定义，保证互换性生产的条件，优先数系的特点。

难点：优先数系的特点及规律1．3考试大纲●理解互换性的定义、分类，以及保证互换性的条件；●理解互换性与标准化的关系；●熟悉掌握基本优先数系的公比，及基本优先数系之间的关系。

1．4 复习思考题及习题1、什么叫互换性？它在机械制造中有何重要意义？是否只适用于大批量生产？2、完全互换与不完全互换有何区别？各用于何种场合？3、公差、检测、标准化与互换性有什么关系？4、优先数系的基本系列哪些？其公比q各为多少？5、下列数据属于哪种系列？公比q为多少？摇臂钻床的主参数（最大钻孔直径，单位为mm）：25，40，63，80，100，125等。

2 尺寸精度及孔轴结合的互换性（9学时）2．1 本章主要内容：●尺寸公差体系●极限与配合基本术语及定义●极限与配合国家标准的构成规律●尺寸精度及配合的设计2．2 本章学习的目标●掌握极限与配合有关的基本术语及其定义，明确尺寸公差带的特点。

会用极限尺寸判断原则进行孔轴尺寸合格性的判断。

●掌握常用尺寸段标准公差的GB构成规律。

● 掌握孔基本偏差数值的换算条件、换算规则。

● 掌握未注公差的线性尺寸的公差等级及图样表达方式。

● 学会尺寸精度及配合的设计。

2．3 本章的重点、难点重点：极限与配合的基本术语及定义，极限尺寸判断原则的理解和应用，标准公差和基本偏差的国家标准构成规律，孔基本偏差数值的转换。

难点：尺寸公差带的应用，作用尺寸的含义，极限尺寸判断原则的理解和应用，孔基本偏差数值的换算条件、换算规则，尺寸精度及配合的设计。

2．4考试大纲● 理解极限与配合的基本术语及定义，会用尺寸公差带图进行基本术语的计算。

● 理解标准公差和基本偏差的国家标准构成规律。

● 熟悉掌握极限尺寸判断原则，孔基本偏差数值的转换。

● 能够进行尺寸精度及配合的设计。

2．5 复习思考题及习题填空题1．实际偏差是指＿＿，极限偏差是指＿＿。

2．孔和轴的公差带由＿＿决定大小，由＿＿决定位置。

3．轴φ50js8，其上偏差为＿＿mm ，下偏差为＿＿mm 。

4．孔042.0072.065--φmm 的公差等级为＿＿，基本偏差代号为＿＿。

5．尺寸φ80JS8，已知IT8=46μm ，则其最大极限尺寸是＿＿mm ，最小极限尺寸是＿＿mm 。

6．孔尺寸φ48P7，其基本偏差是＿＿μm ，最小极限尺寸是＿＿mm 。

7．φ50H10的孔和φ50js10的轴，已知IT10=0.100mm ，其ES=＿＿mm ，EI=＿＿mm ，es=＿＿mm ，ei=＿＿mm 。

8．已知基本尺寸为φ50mm 的轴，其最小极限尺寸为φ49.98mm ，公差为0.01mm ，则它的上偏差是＿＿mm ，下偏差是＿＿mm 。

9．常用尺寸段的标准公差的大小，随基本尺寸的增大而＿＿，随公差等级的提高而＿＿。

10．05.0045+φmm 孔的基本偏差数值为＿＿，05.0075.050--φ轴的基本偏差数值为＿＿mm 。

11．国家标准对未注公差尺寸的公差等级规定为 。

12．φ30 +0.021 0mm 的孔与φ30-0.007-0.020mm 的轴配合，属于＿＿制＿＿配合。

13．φ30+0.012-0.009mm 的孔与φ30 0 -0.013mm 的轴配合，属于＿＿制＿＿配合。

14．配合代号为φ50H10/js10的孔轴，已知IT10=0.100mm ，其配合的极限间隙（或过盈）分别为＿＿mm 、＿＿mm 。

15．已知某基准孔的公差为0.013，则它的下偏差为＿＿mm ，上偏差为＿＿mm 。

16．选择基准制时，应优先选用＿＿原因是＿＿。

17．配合公差是指＿＿，它表示＿＿的高低。

18．国家标准规定的优先、常用配合在孔、轴公差等级的选用上，采用“工艺等价原则”，高于IT 8的孔均与＿＿级的轴相配：低于IT 8的孔均和＿＿级的轴相配。

19．φ50mm 的基孔制孔、轴配合，已知其最小间隙为0．05，则轴的上偏差是＿＿。

20．孔、轴的ES ＜ei 的配合属于＿＿配合，EI ＞es 的配合属于＿＿配合。

21．φ50H8／h8的孔、轴配合，其最小间隙为＿＿，最大间隙为＿＿m m 。

22．孔、轴配合的最大过盈为-60μm ，配合公差为40μm ，可以判断该配合属于＿＿配合。

23．002.0023.050+-φmm 孔与φ025.0050.050+-φmm 轴的配合属于＿＿配合，其极限间隙或极限过盈为＿＿和＿＿mm 。

24．公差等级的选择原则是＿＿的前提下，尽量选用＿＿的公差等级。

25．对于相对运动的机构应选用＿＿配合，对不加紧固件，但要求传递较大扭矩的联接，应选用＿＿配合。

26．基本尺寸相同的轴上有几处配合，当两端的配合要求紧固而中间的配合要求较松时，宜采用＿＿制配合。

27．按001.010-φmm 要求加工出100合格的轴，这批轴有 个基本尺寸， 极限尺寸， 个实体尺寸， 实际尺寸， 作用尺寸。

计算题1、已知021.0030+Φ基准孔与下列三轴相配，试计算配合的极限间隙或极限过盈及配合公差，画出公差带图，并指明它们各属于哪类配合。

（1）007.0020.030--Φ （2）028.0016.030++Φ （3）048.0035.030++Φ 2、已知孔轴配合的基本尺寸为50Φmm,配合公差为f T ＝0.041mm,max X =+0.066mm,孔公差为H T ＝0.025mm,轴下偏差ei=－0.041mm,试求孔轴的极限偏差，画出公差带图，说明配合性质。

3、将下列基孔制配合，转换为配合性质相同的基轴制配合，并确定转换前后的极限偏差。

（1）9960f H Φ (2) 67100p H Φ (3) 6730n H Φ3 形状和位置精度及互换性（8学时）3．1 本章主要内容：●形状和位置精度基本术语及定义●形状误差及公差●位置误差及公差●尺寸公差与形位公差的关系●形状和位置精度的设计3．2 本章学习的目标●掌握形状误差及其评定原则，掌握定向最小、定位最小的含义。

●熟悉掌握各形状和位置公差项目符号、公差带特点，以及标注时的注意要点。

●明确独立原则和相关要求的特点，掌握最大实体边界、最大实体实效边界的含义。

●了解并学会形位公差的设计及选用方法。

3．3 本章重点难点重点：形位公差与误差的基本概念和定义；形位公差带的特点。

难点：最小条件的理解及应用，形状和位置公差带四要素，最大实体边界，最大实体实效边界。

3．4 本章考试大纲●熟悉掌握各形状和位置公差项目符号、公差带特点，能根据技术要求进行形位公差各项目的正确标注。

●正确理解最小条件，根据实际测量数据进行形位误差的计算。

●正确理解最大实体边界、最大实体实效边界的含义。

3．5 复习思考题及习题填空题1．圆柱度和径向全跳动公差带相同点是＿＿，不同点是＿＿。

2．在形状公差中，当被测要素是一空间直线，若给定一个方向时，其公差带是＿＿之间的区域。

若给定任意方向时，其公差带是＿＿区域。

3．圆度的公差带形状是＿＿，圆柱度的公差带形状是＿＿。

4．当给定一个方向时，对称度的公差带形状是＿＿。

5．径向圆跳动公差带与圆度公差带在形状方面＿＿，但前者公差带圆心的位置是＿＿而后者公差带圆心的位置是＿＿。

6．在任意方向上，线对面倾斜度公差带的形状是＿＿，线的位置度公差带形状是＿＿。

7．图样上规定健槽对轴的对称度公差为0．05mm，则该键槽中心偏离轴的轴线距离不得大于＿＿mm。

8．9．某孔尺寸为Φ40+0.119+0.030 mm ，轴线直线度公差为 Φ0.005 mm ，实测得其局部尺寸为Φ40．09 mm ，轴线直线度误差为Φ0.003 mm ，则孔的最大实体尺寸是＿＿mm ，最小实体尺寸是＿＿m m ，作用尺寸是＿＿mm 。

10．某孔尺寸为Φ40+0.119 +0.030 mm ○E，实测得其尺寸为Φ40.09 mm ，则其允许的形位误差数值是＿＿mm ，当孔的尺寸是＿＿mm 时，允许达到的形位误差数值为最大。

11．某轴尺寸为Φ200 -0.1 mm ○E ，遵守边界为＿＿，边界尺寸为＿＿mm ，实际尺寸为Φ20 mm 时，允许的形位误差为＿＿mm 。

12．某轴尺寸为018.0028.010--φmm ，被测要素给定的尺寸公差和形位公差采用最小实体要求，则垂直度公差0.01mm 是在被测要素为＿＿时给定的。

当轴实际尺寸为＿＿mm 时，允许的垂直度误差达最大，可达＿＿mm 。

13．形位公差值选择总的原则是＿＿。

综合题采用独立原则。

（2）φd表面粗糙度的最大允许值为R a=1.25μm，φD表面粗糙度的最大允许值为R a =2μm。

4、表面粗糙度（2学时）4.2 本章主要内容：●表面粗糙度与微观表面质量●表面粗糙度GB介绍●表面粗糙度的选择与应用4．2本章学习的目标：●了解零件表面微观几何形状误差的形成和特点及其对互换性的影响。

●掌握表面粗糙度的三个基本术语及其定义；掌握表面粗糙度的基本评定参数。

●了解表面粗糙度评定参数数值标准的基本内容和特点。

●掌握“16%准则”和“100%准则”及在图样上的表达方法。

4．3重点难点：重点：三个基本术语，三个基本评定参数难点：取样长度、评定长度、基本评定参数的定义，最大允许值和上限值的区别。

4．4复习思考题及习题填空题1．表面粗糙度是指＿＿。

2．评定长度是指，规定评定长度的目的在于。

3．测量表面粗糙度时，规定取样长度的目的在于。