公差教案1绪论

●第一次课§1绪论●教学目的和要求（1）理解互换性的概念几在汽车行业中的作用。（2）了解标准化与计量工作的意义。（3）理解优先数系的构成及其应用意义。（4）掌握几何精度与加工误差的基本概念。●教学重点（1）互换性的概念、种类及应用。（2）标准化及其意义。（3）优先数系及其意义。（4）几何精度与加工误差。●教学难点（1）标准化及其意义。（2）优先数系几应用●教学内容及时间安排一、课题引入（3min）二、§1.1互换性的基本概念（7min）三、§1.2标准与标准化（7min）四、§1.3优先数和优先数系（7min）五、§1.4零件的加工误差和公差（8min）六、§1.5测量技术发展概况（3min）七、§1.6本课程的任务（5min）八、小结（5min）●教学内容组织与教学过程设计一、新课引入：列举日常生活的事例，如手机电池、家里的照明用的灯、电脑的CPU等等零部件坏了，只需买同样规格的的零部件换上，手机就能用了，家里的灯能发光了，电脑能上网了等等，因为新零件与同规格的零件具有相互替换的性能。引出新课题——互换性。二、§1.1互换性的基本概念1.1.1互换性的含义1、互换性的概念：互换性是指事物之间可以互相替换的性能。在机械制造行业中，互换性是指按规定技术要求制造的同一规格的零部件，能够彼此相互替换而效果相同的性能。2、互换性的内容：零部件的互换性包括几何量、机械性能和物理化学性能等方面的互换性。1.1.2互换性的分类互换性器中的尺寸和位置整的方法改变零件在机调整法：在装配时用调尺寸按需要进行修配修配法：装配时对零件小分成若干组分组互换法：零件按大）不完全互换（有限互换滚动轴承的内外圈：螺母、螺栓、齿轮、完全互换（绝对互换）1.1.3互换性在机械制造中的应用互换性是现代机械制造业进行专业化生产的前提条件。只有机械零件具有了互换性才可能将一台机器中的成千上万个零部件，进行高效率的、分散的专业化生产，然后集中起来进行装配。它不仅能显著地提高生产效率，而且也能有效地保证产品质量，降低生产成本。1.设计方面：简化计算和绘图工作，缩短设计周期，有利于计算机辅助设计和产品品种的多样化。2.制造方面：有理与组织专业化生产，使用计算机辅助制造，实现加工过程的机械化、自动化，提高质量和产量，降低生产成本。3.装配方面：减轻劳动强度缩短装配周期，便于采用自动装配，大大提高了装配生产率。4.使用方面：减少了机器维修时间和费用，保证了机器能连续持久地运转，提高了设备的利用率。注意：互换性虽然已成为现代机械制造行业中被广泛遵循的重要原则，但是，互换性原则不是在任何情况下都适用，有时候零件只能采用单个配置才能符合经济原则。三、§1.2标准与标准化1.2.1标准与标准化的含义1.标准是对重复性事物和概念所做的统一规定。它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。2.标准化是指在经济、技术、科学及管理等社会实践中，对重复性事物和概念通过制定、发布和实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益。由此可见，标准化包括制定、发布、贯彻实施以及不断修订标准的全部活动过程，其核心内容是贯彻实施标准。1.2.2标准的分类1.2.3标准的级别国内来看：件国家标准指导性技术文.5企业标准.4地方标准.3行业标准.2%80用推荐性国家标准实际应%20用强制性国家标准实际应国家标准.1我国的标注世界范围来：性组织制定发布的标准)国际地区（国家集团国际区域性标准：是指制定发布的标准国际电工委员会国际标准化组织国际标准IECISO四、§1.3优先数和优先数系1.3.1数值标准在设计机械产品时，需要确定许多技术参数。当选定一个数值作为某种产品的参数指标时，这个数值就会按照一定的规律，向一切相关制品和材料等有关的参数指标传播扩散。实践证明，优先数和优先数系就是对各种技术参数的数值进行协调、简化和统一的一种科学的数值制度。1.3.2优先数和优先数系的概念标准化的一项重要工作内容是对工程上的技术参数进行协调、简化和统一。在进行机械产品设计时，需要确定许多技术参数。当选定一个数值作为某产品的参数指标后，这个数值就会按照一定的规律向一切相关的制品和材料等的有关参数指标传播扩散。优先数和优先数系就是对各种技术参数的数值进行协调、简化和统一的一种科学的数值标准。GB/T321—1980《优先数和优先数系》就是其中的一个重要标准。在确定机械产品的技术参数时，应尽可能地选用该标准中的数值。1.3.3优先数系国家标准GB/T321-1980规定了5个不同公比的十进制近似等比数列，作为优先数系。各数列分别用R5、R10、R20、R40和R80表示，依次称为R5系列、R10系列、R20系列、R40系列和R80系列，他们的公比分别是：R5系列q5=55106.1R10系列q10=101025.1R20系列q20=201012.1R40系列q40=401006.1R80系列q80=801003.1可见可见，优先数系的5个数列的公比都是无理数，在实际运用中均采用理论公比经化整后的近似值。1.3.3.1基本系列优先数系中的R5、R10、R20、R404个系列是常用系列，称为基本系列。该系列各项数值见表1-1。系列无限定范围时，用R5、R10、R20、R40表示；系列有限定范围时，应注明界限值。如R5(1.60，…)表示以1.60为下限的R5系列；R10(…，8.00)表示以8.00为上限的R10系列；R40(2.00，…，10.00)表示以2.00为下限、10.00为上限的R40系列。1.3.3.2补充系列R80系列仅在参数分级很细或不能满足需要时才采用，称为补充系列。其代号表示方法与基本系列相同。1.3.3.3派生系列实际应用中，当R5、R10、R20、R40和R805个系列不能满足要求时，还可采用派生系列。派生系列是从R5、R10、R20、R40、R805个系列中，每隔P项取值导出的系列。其公比为：qr/p=q=()=10p/r代号为Rr/p，其中r代表5、10、20、40、80。例如R20/3表示从R20系列中，每隔3项取值导出的系列，该系列为…，1，2，4，8，16…；R10/3(…，10，…)表示含有项值10并向两端无限延伸的派生系列；R20/4(112，…)表示以112为下限的派生系列；R5/2(1，…，10000)表示以1为下限、10000为上限的派生系列。在标准化工作中，许多参数都是按优先数系确定的。本课程中涉及到的尺寸分段、公差分级和表面粗糙度参数系列等也是按优先数系制定的。优先数系在工程技术领域被广泛应用，已成为国际上统一的数值制。五、§1.4零件的加工误差和公差1.4.1加工误差和公差的含义在零件的加工过程中，几何量误差是不可避免的，要使同一规格零件的几何量参数完全一样是不可能，也是没必要的。实践证明，只要将零件实际几何量的变动控制在一定范围内，即可实现互换性。这里，几何量允许的变动范围称为公差。公差越小，几何量精度越高，加工难度越大；反之，几何量精度越低，加工难度越小。公差可以控制误差，从而保证互换性的实现。在加工过程中，由于各种因素的影响，零件的实际几何参数不可能做得绝对准确，即与理想几何参数完全一致，二者之间的差异，称为几何量误差，它包括以下几个方面。1.尺寸误差零件加工后的实际尺寸与理想尺寸之差称为尺寸误差。2.零件的几何形状误差分为如下3种。(1)宏观几何形状偏差。(2)微观几何形状误差。(3)表面波度。3.相互位置误差是指加工后，零件各表面或中心线之间的实际位置与其理想位置之间的差值，如两个平面之间的平行度和垂直度等1.4.2误差与公差的区别加工误差是在零件加工过程中产生的，是不可避免的，是客观存在的，它的大小受到加工过程中的各种因素的影响。公差则是允许零件的尺寸、几何形状和相互位置的最大变动量。它是由设计人员根据零件的功能要求给定的。对于同一个零件，规定的公差值越大，零件越容易加工，反之则越不容易加工。所以在满足零件功能要求的前提下，应尽量规定较大的公差值，以便于加工。零件加工后的误差值若在公差范围之内，则为合格件，若超出公差范围，则为不合格件。所以，公差也是允许的最大误差。六、§1.5测量技术发展概况测量技术是保证零件、部件精度的重要手段，是实现互换性生产的基本技术措施。测量技术的发展与机械加工精度的提高是相辅相成的，一方面，高的加工精度依赖于先进的测量技术来体现和验证；另一方面，加工精度的提高又促进了测量技术的发展。1.检测和计量在我国的发展历史。2.检测技术的应用和提高。3.计算机在检测技术领域哦的应用。七、§1.6本课程的任务1.本课程应达到的要求：（1）掌握互换性与标准化的基本概念及有关术语定义。（2）基本掌握有关公差的主要内容和主要规定。（3）会查用有关公差表格，并能对公差配合要求进行正确标注和解释。（4）具有初步公差与配合的能力。(5)掌握测量技术的基本知识，会选用和使用测量器具，具有对典型几何量实施检测的能力。（6）掌握光滑极限量规的设计原则和基本方法。2.任务：使学生获得机械工艺技术人员所必须具备的几何公差与检测的基本知识和技能。八、小结：1.互换性2.标准与标准化3.优先数与优先数系4.公差与误差九、作业设计习题1-1判断题；1-2填空题；1-3思考题2、3两小题。