互换性与技术测量基础教案及讲义

教案

第1 次课授课时间2017 年2月28日5.6节

说明：

1、教学目标一般应包括理论知识教学目标和技能目标，既理论包括：掌握……；理解……；了解……等；技能包括：能……；会……；能用……；会用……等；

2、课程类型包括：理论课、实验课、现场教学等。

3、教学方法一般包括：讨论、启发、演示、辩论、讲练结合等。

4、教学手段一般包括：多媒体教学、录像带、挂图、幻灯片等。

5、教学过程一般包括教学时间分配、教学内容进程。

一、开场白

教师自我介绍，办公地点，上课纪律及作业要求。

二、讲授新课

1.课程性质、内容和基本要求

该课程是机械类专业一门非常重要的实用课程，总课时为40学时，其中理论36学时，实验4学时，本课程实践及知识运用在该课程地位上是极其重要的。学习该课程不仅需要掌握必要的理论知识，更需要有较强的动手能力，能够准确地对机械零件进行技术测量，判断零件是否满足技术图纸的要求，决定零件是合格产品还是废品。学习时要注意理论联系，考核时实践测量能力占有一定的比重，希望同学给予足够的重视。该课程包含极限与配合、形位公差、表面轮廓粗糙度及技术测量和实验等四个方面内的内容。

2. 互换性

在工业及日常生活中到处都能遇到互换性。例如，机器上丢了一个螺钉，可以按相同的规格装上一个；灯泡坏了，可以换个新的；自行车、缝纫机、钟表的零部件磨损了，也可以换个相同规格的新的零部件，即能满足使用要求。互换性是机器和仪器制造行业中产品设计和制造的重要原则。

所谓互换性是指：同一规格的一批零部件，任取其一，不需任何挑选和修理就能装在机器上，并能满足其使用功能要求。

相互运动的表面，必定存在着摩擦磨损，工作一段时间之后必然需要更换易损件，如轴承、活塞环、刹车片等等。如用6208轴承去替换失效的轴承，机器就能重新正常的工作，说明6208轴承之间能够互换，不仅其外径内径和厚度的基本尺寸一样，而且公差值也控制在允许的范围内。

互换性按其互换程度，可分为完全互换和不完全互换。若一批零部件在装配时，不需要挑选、调整和修配，装配后即能满足预定的要求，这些零部件属于完全互换。零部件在加工

完后，通过测量将零件按实际尺寸大小分为若干组，使各组组内零件间实际尺寸的差别减小，装配时按对应组进行。这样，既可保证装配精度和使用要求，又能解决加工上的困难，降低成本。但此时，仅组内零件可以互换，组与组之间不可互换，故称为不完全互换。装配时需要进行挑选或调整的零部件也属于不完全互换。

3.标准化

所谓的标准化是指以制订、发布标准和贯彻执行技术标准为主要内容的全部活动过程；

标准是从事设计、制造和检测工作的技术依据。如生产电视机的显示屏，它的标准是对角线长度，而不是边长，常见的29寸彩电，指对角线长度为29英寸；21寸彩电也是如此。世界各地都用了这个技术标准。

标准化是指制定标准和贯彻技术标准的全部活动过程。如彩电的标准是21寸、25寸、29寸、34寸，而液晶彩电为32寸、37寸、40寸、42寸等。除此之外在两个尺寸之间不可以再出现其他的标准，这成为彩电生产的普遍的规律，是具有很强的规律性和广泛的指导意义，成为标准化的生产。有利于组织现代化的生产和专业协作交流，及产品的流通与维护。

技术标准一般分成四类，即基础标准、产品标准、方法标准和安全与维护保护标准。现行标准又可分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准四类。

基础标准：如我国普通螺纹采用公制单位为标准，如M6，M8，M10，M12，M16等，而管螺纹以内孔为标准，且采用英寸为单位，如1/2″,3/4″,1″等。

产品标准：如螺纹按精度分成A级和B级二种；联接螺纹的旋合长度分S、N和L三种。铁轨的标准长度为25米。钢筋的标准长度为9米。

方法标准：如钢材的上漆必须经过先除锈再上防锈底漆最后上表面油漆的工艺过程，决不允许在有锈的钢材上直接上表面油漆。

安全与环境保护标准：如进入施工现场必须带安全帽。车工操作车床时不允许带手套。

废水排污必须经过处理后达标才能外排等等。

4.误差

（1）加工误差：零件的实际尺寸和理论上觉得准确尺寸之差称为加工误差；

在生产中由于设备的精度，刀具的磨损，测量的误差等等因素都要影响产品的精度，所以加工的误差是很正常的，是不可避免的。按误差的种类可分为四种：尺寸误差、形状误差、位置误差、表面轮廓误差。

以生产直径φ60mm，长度为100mm的圆形工件为例，如果要求生产10件产品，可以发现这10个工件中外圆直径正好等于60mm的工件不多，也许1个或2～3个，大部分都不可能准确地正好等于60mm，或许多0.01，0.02甚至0.05mm, 也有可能比60mm 小0.01，0.02甚至0.05mm，这直径和长度的误差称为尺寸误差；如果机床的主轴精度差，存在一定的径向跳动，则在100mm长度上，其左端的外圆或许正好是个圆，右端面受径向跳动的影响，可能就不是一个圆，存在着微小的误差，这个误差为形状误差；工件的轴线与端面理论上要求应当是90°的垂直，但由于机床中拖板与床身导轨之间不可能是绝对的垂直，因此加工后的工件端面与轴线必然产生了垂直度的误差，此为位置误差；表面轮廓误差指加工后的零件表面的轮廓粗糙度与理想数值的误差。

四种误差是从四个方面来检测的，但加工中刀具与工件是一次加工而成的，并不是从四个方面分别加工出四种误差。

（2）公差：规定允许零件误差变动的范围值，公差用来限制误差；

如上述工件允许φ60外圆的最大尺寸为φ60.02，最小的为φ59.99，则公差值为

φ60.02-φ59.99＝φ0.03为其公差值，即最大的实际尺寸与最小实际尺寸之差称为公差。在公差范围内的产品都属于合格产品，公差值小，其零件的精度高，加工时间长，制造成本高；公差值大，零件的精度低，其加工容易，制造成本低。所以应当在满足零件使用条件的