互换性教案汇总

前言《互换性与测量技术》是机械类各专业的一门技术基础课程，是从基础课程学习过渡到专业课程学习的纽带。

本课程的教学目标与任务是使学生初步掌握有关了解互换性生产原则及公差与配合的规律和选用；掌握相关的基本概念和圆柱结合精度检测技术的基本知识，从互换性角度出发，通过系统简练地介绍几何量公差的有关标准、选用方法和误差检测的基本知识，使学生学到有关精度设计和几何量检测的基础理论和基本技能。

本课程的教学目标和能力培养目标是知识教学目标1、系统、简练地宣传贯彻国家颁布的几何量公差的有关标准和选用方法；2、从保证机械零件的互换性和几何精度出发，介绍测量技术的基本理论和方法。

能力培养目标1、掌握有关互换性、公差、检测及标准化概念；2、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；3、基本掌握常用件的互换性规定及常用检测方法；4、掌握尺寸传递概念，理解计量器具的分类、常用度量指标、测量方法并能正确应用；5、掌握尺寸链的计算方法。

本课程的重点、难点及解决办法课程重点1、光滑圆柱体结合的互换性及检测、公差配合的选用、相关标准；2、形位公差及其检测、形位公差的特征项目、标注及检测、公差原则；3、表面粗糙度及检测、表面粗糙度的评定及标注；4、尺寸链的计算。

课程的难点1、公差配合的选用；2、形位公差公差带形状、方向和位置的确定，最小条件，公差原则；3、常用标准件的互换性。

解决方法整个教学过程中，以突出“提高实际应用能力”为主导思想，以教师为主导，学生为主体，结合实验、实训教学，创造真实的加工、使用、检测氛围，理论课程体系与实践课程体系相辅相承。

采用多媒体教学，使用教具、挂图等工具，并使用动画等手段，将“形位公差的公差带”等抽象的概念具体化、立体化；通过学生自行对实验进行分析、设计，提高其应用知识的能力和动手能力。

在实训过程中，开设综合测量项目，组织学生将理论与实践相结合，熟练掌握常用的测量器具及方法。

通过以上方式，提高学生对理论知识的理解，锻炼学生的实际动手能力，取得较好的教学效果。

选用教材本课程选用“普通高等教育‘十五’国家级规划教材”专业基础系列《互换性与测量技术》（第二版），陈于萍、高晓康编著，高等教育出版社出版。

学时分配课题第一章绪论学时1目的要求了解哪些是优先数，为什么要规定优先数。

理解标准化与标准的概念及重要性。

掌握有关互换性的概念及其在设计、制造、使用和维修等方面的重要作用。

本章为一般讲解，要求学生一般掌握。

重点互换性、标准化与优先数系的概念难点零件互换性的基本概念教学方法讲授教学内容：第一节本课程的性质与主要内容性质是机械类各专业的一门技术基础课，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。

内容精度设计、几何量检测的基础理论知识和基本技能。

什么是精度设计？设计时根据使用要求和制造的经济性恰如其分地给出零件的尺寸公差、形状公差、位置公差和表面粗糙度数植，将零件的制造误差限制在一定范围内，使机械产品装配后能正常工作。

零件加工后是否符合精度要求，只有通过检测才能知道，所以检测是精度要求的技术保证，是本课程要研究的另一个重要问题。

第二节机械制造中的互换性一、互换性及其意义1、什么叫互换性?例如：组成现代技术装置和日用机电产品的各种零件，如电灯泡、自行车、手表、缝纫机上的零件、一批规格为M10-6H的螺母与M10-69螺栓的自由旋合。

在现代化生产中，一般应遵守互换性原则。

（1）定义在制成的同一规格的一批零件中，不需任何挑选或附加加修配或再调整，就可装上机器（或部件）上，而且达到规定的使用性能要求，具有上述要求的零部件称为具有互换性的零部件。

（2）互换性给产品的设计、制造和使用带来很大方便1）从设计方面按互换性进行设计可以最大限度地采用标准件、通用件，大大减少绘图、计算等工作量，缩短设计周期，并有利于产品多样化和计算机辅助设计。

2）从制造方面互换性有利于组织大规模专业化生产，有利于采用先先进工艺和高效率的专用设备，有利于计算机辅助制造、实现加工、装配过程的机械化、自动化，减轻工人的劳动强度，提高生产效率，证产品质量，降低生产成本。

3）从使用方面零部件有互换性，可及时更换已经磨损、损坏了的零部件，减少了机器的维修时间和费用，保证机器能够连续而持久的运转，提高了机器的使用寿命。

所以互换性对保证产品质量，提高生产率和增加经济效益具有重要意义，因此互换性是现代机械制造业中一个普遍遵守的原则。

二、互换性的分类按互换的范围分功能互换、几何参数互换本课程研究几何参数互换。

什么是几何参数互换？几何参数互换是指零部件的尺寸、形状、位置及表面粗糙度等参数具有互换性。

按互换程度分完全互换、不完全互换什么是完全互换？一批零件、部件在装配时不需分组、挑选、调整和修配、装配后既能满足预定的要求称为完全互换。

什么是不完全互换？当装配精度要求较高时采用完全互换，将使零件精度要求提高、加工困难、成本增高。

这时可适当降低零件制造精度，使之便于加工。

而在加工好后通过测量将零件按实际尺寸的大小分为若干组，同一组内零件有互换性、组与组之间不能互换、属不完全互换，称为不完全互换。

当使用要求与制造水平、经济效益没有矛盾时采用完全互换，反之采用不完全互换。

三、公差与检测——实现互换性的条件零件在加工过程中不可避免的会产生各种误差,只要把几何参数的误差控制在一定范围内就能满足互换性的要求。

零件几何参数误差的允许范围称为公差。

包括尺寸公差、形状公差、位置公差等。

加工好的零件是否满足公差要求，通过检测来判断，检测是机械制造的“眼睛”，产品质量地提高除设计和加工的精度提高外，更有耐于检测精度地提高。

所以，合理确定公差、正确进行检测，是保证产品质量和实现互换性生产的两个必不可少的手段和条件。

第三节标准化一、标准化和标准什么是标准化？标准化是指制定、贯彻标准的全过程。

是实现互换性的前提。

标准分类按范围分为基础标准、产品标准、方法标准、安全与环境保护标准按级别分为国际标准和区域性标准、国家标准（GB）、部门标准（专业标准，如JB）、企业标准、行业标准、地方标准。

国家标准和行业标准又分为：强制性标准和推荐性标准，80%以上标准属于推荐性标准公差标准属于基础标准。

二、优先数和优先数系（1）数值标准化(数值标准化的必要性)制定公差标准以及设计零件的结构参数时，都需要通过数值表示。

任何产品的参数值不仅与自身的技术特性有关，还直接、间接地影响与其配套系列产品的参数值。

如：螺母直径数值，影响并决定螺钉直径数值以及丝锥、螺纹塞规、钻头等系列产品的直径数值。

为满足不同的需求，产品必然出现不同的规格，形成系列产品。

产品数值的杂乱无章会给组织生产、协作配套、使用维修带来困难。

故需对数值进行标准化。

（2）优先数系优先数系是一种十进制的几何级数。

我国标准GB/T 321-1980与国际标准ISO推荐系列符号R5、R10、R20、R40、R80系列，前四项为基本系列, R80为补充系列。

其公比为：R5系列q5≈1.6 R10系列q10≈1.25R20系列q20≈1.12 R40系列q40≈1.06R80系列q80≈1.03本课程所涉及的有关标准中，诸如尺寸分段、公差分级及表面粗糙度的参数系列等，也采用优先数系。

课题第二章测量技术基础学时 3目的要求解测量的基本概念及其四要素、尺寸传递的概念、测量误差，理解测量方法的分类及其特点、计量器具的分类及常用的度量指标，掌握尺寸传递中的重要媒介、量块的基本知识。

本章为一般讲解，要求学生基本掌握。

重点量块的基本知识及应用难点测量方法教学方法教学内容第一节概述检测的意义为了满足机械产品的功能要求，在正确合理地完成了可靠性、使用寿命、运动精度等方面的设计以后，还须进行加工和装配过程的制造工艺设计，即确定加工方法、加工设备、工艺参数、生产流程及检测手段。

其中，特别重要的环节就是质量保证措施中的精度检测。

测量的基本要素“测量”是以确定量值为目的的全部操作。

测量过程实际上就是一个比较过程，也就是将被测量与标准的单位量进行比较，确定其比值的过程。

若被测量为L，计量单位为E，确定的比值为q，则测量可表示为L*=qE一个完整的测量过程应包含被测对象、计量单位、测量方法（含测量器具）和测量精度等四个要素。

被测对象被测对象在机械精度的检测中主要是有关几何精度方面的参数量，其基本对象是长度、角度、形状、相对位置、表面粗糙度以及螺纹、齿轮等零件的几何参数。

计量单位计量单位（简称单位）是以定量表示同种量的量值而约定采用的特定量。

我国规定采用以国际单位制（SI）为基础的“法定计量单位制”。

它是由一组选定的基本单位和由定义公式与比例因数确定的导出单位所组成的。

如“米”、“千克”、“秒”、“安”等为基本单位。

机械工程中常用的长度单位有“毫米”、“微米”和“纳米”，常用的角度单位是非国际单位制的单位rad、µrad（微弧度）和“度”、“分”、“秒”。

测量方法测量方法是根据一定的测量原理，在实施测量过程中对测量原理的运用及其实际操作。

广义地说，测量方法可以理解为测量原理、测量器具（计量器具）和测量条件（环境和操作者）的总和。

测量精度测量结果与被测量真值的一致程度。

（不考虑测量精度而得到的测量结果是没有任何意义的）。

真值的定义为：当某量能被完善地确定并能排除所有测量上的缺陷时，通过测量所得到的量值。

由于测量会受到许多因素的影响，其过程总是不完善的，即任何测量都不可能没有误差。

对于每一个测量值都应给出相应的测量误差范围，说明其可信度。

第二节长度基准与量值传递一、长度基准在国际单位制及我国法定计量单位中，长度的基本单位名称是“米”。

1983年第17届国际计量大会上通过了作为长度基准的米的新定义，规定：“米”是在真空中在1/299792458s的时间间隔内行进路程的长度。

我国采用碘吸收稳定的0.633µm氦氖激光辐射作为波长标准来复现“米”定义。

二、量值传递在实际应用中，不便于用光波作为长度基准进行测量，为了保证量值的准确和统一，必须把复现的长度基准的量值逐级准确地传递到生产中所应用的各种计量器具和被测工件上去，如图所示2-1为两个平行的系统向下传递，一个是端面量具（量块）系统，另一个是刻线量具（刻纹尺）系统。

其中，以量块为量值传递媒介的系统应用较广。

三、量块量块是没有刻度的、截面为矩形的平面平行端面。

作为长度尺寸传递的实物基准，广泛应用于计量器具的校准、和鉴定，精密画线和精密工件的测量等。

1、量块的材料、形状和尺寸量块是用铬锰钢等特殊合金钢材料制成的，具有线膨胀系数小、性质稳定、耐磨性好、硬度高、工作表面粗糙度值小以及研合性好等特点。

量块通常制成正六面体，它有2个相互平行的测量面和4个非测量面。