极限配合与技术测量基础

教案第周教学过程:绪论一、互换性的概述1.互换性的概念在机械工业中,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。课型分类理论课上课时间年月日（第节）教学课题绪论（30分钟）教学目标1、理解互换性的基本概念，互换性的分类及互换性存在的必要性；2、了解标准化概念和公差标准发展概况；3、明确本课程的学习要求及学习方法。教学重点互换性的基本概念及分类教学难点几何量误差的理解教学后记2③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）。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：实际尺寸在允许的范围内；形状误差在允许的范围内；位置误差在允许的范围内；表面粗糙度达到规定的要求。二、几何量的误差1、几何误差：零件在加工过程中由于某种因素的影响，而造成的误差称为几何误差。2、公差：几何误差及其控制范围，称为公差。3、国家标准尺寸的大小—公差与配合形位公差：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——表面粗糙螺纹尺寸的大小——螺纹公差三、差标准和标准化定义：对零件的公差和相互配合所制定的标准称为公差标准四、几何量的测量3对零件的测量是保证互换性生产的一个重要手段。五、本课程的性质和任务1、掌握极限与配合方面的基本计算方法及代号的标注和识读；2、掌握形位公差代号的标注方法；3、掌握表面粗糙代号，符号的注法；4、掌握常用量具的使用方法。教案第周课型分类理论课上课时间年月日（第节）教学课题基本术语及定义教学目标1、掌握尺寸、孔和轴、偏差、公差的概念，并能准确计算相关极限公差；2、准确计算孔、轴的最大过盈、最小过盈等极限配合尺寸；3、准确绘制公差带图、公差配合图和配合公差带图。教学重点尺寸、孔和轴、偏差、公差的基本概念教学难点公差带图、公差配合图的绘制教学后记教学过程:第一章光滑圆柱的公差与配合§1-1基本术语及定义4精度设计包括：零件的精度、零件与零件之间、部件与部件之间的相互位置精度。尺寸公差与配合的标准化是一项综合性的技术基础工作，是推行科学管理、推动企业技术进步和提高企业管理水平的重要手段。它不仅可防止产品尺寸设计中的混乱，有利于工艺过程的经济性、产品的使用和维修，还利于刀具、量具的标准化。一、有关孔和轴的定义1．孔（hole）：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）。P5图1-1a2．轴（shaft）：工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面（由二平行平面或切面形成的被包容面）。P5图1-1b二、有关尺寸的术语定义1.尺寸用特定单位表示长度值的数字。在机械制造中一般常用毫米(mm)作为特定单位。尺寸由数值和单位两部分组成。长度包括直径、半径、宽度、深度、高度、中心距等。2.基本尺寸（D,d）设计给定的尺寸。如图a中的ø30mm。。设计时，由计算法(强度、刚度计算)大概确定类比法（资料、经验）按GB321—1980进行圆整注：要说明圆整的目的是为了减少定尺寸刀具、量具的规格和数量。3.极限尺寸允许零件实际尺寸变化的两个界限值，叫极限尺寸。其中较大的一个尺寸称为最大极限尺寸，较小的一个尺寸称为最小极限尺寸。最大极限尺寸(孔Dmax、轴dmax)最小极限尺寸(孔Dmin、轴dmin)尺寸合格条件：Dmin≤Da≤Dmaxdmin≤da≤dmax4.实际尺寸零件制成后，通过测量所得的尺寸1.由于测量误差－实际尺寸不一定是尺寸的真值。2.由于形状误差－同一表面不同部位的实际尺寸往往不相等，因此要用二点法进行测量。三、有关偏差、公差和公差带的定义51、偏差某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。偏差分为称极限偏差和实际偏差。尺寸偏差有上偏差、下偏差（统称极限偏差）和实际偏差。(1)极限偏差极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为极限偏差上偏差最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为上偏差下偏差最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为下偏差孔{ES=Dmax-D；EI=Dmin-D}轴{es=dmax-d；ei=dmin-d}偏差标注的国际规定：上偏差标在基本尺寸的右上角，下偏差标在基本尺寸的右下角。(2)实际偏差{Ea=Da-D；ea=da-d}注：a.偏差可正可负。除零外，偏差值前面必须加正负号；b.实际偏差必须介于上偏差和下偏差之间。极限偏差用于控制实际偏差。有关偏差的计算例题讲解。2、尺寸公差定义：允许尺寸的变动量叫做尺寸公差，简称公差。即：公差＝最大极限尺寸-最小极限尺寸或：公差＝上偏差-下偏差孔：Th=∣Dmax-Dmin∣=∣（D+ES）-（D+EI）∣=ES-EI轴：Ts=∣dmax-dmin∣=es-ei图1-2术语图解6上图1-2表示了一对互相结合的孔与轴的基本尺寸、极限尺寸、偏差、公差的相互关系。尺寸公差的计算例题讲解。3、零线与公差带(1).零线它是在公差配合图解(简称公差带图)中，确定偏差的一条基准直线，即零偏差线。通常以零线表示基本尺寸，偏差由此零线算起，零线以上为正偏差，零线以下为负偏差(2).尺寸公差带(简称公差带)它是由代表上下偏差的二条直线所限定的一个区域。表示公差大小和相对于零线位置的一个区域。一般只画出孔和轴的上、下偏差围成的方框简图，称为公差带图，见图1-3。基本偏差用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。往往是离零线近的或位于零线的偏差。图1-3孔、轴公差带图注：1.公差带的大小，是指垂直于零线方向计量。沿着零线方向的宽度，画图时任意确定，不具有特殊含义。在公差带图中，零线是表示基本尺寸的一条直线。当零线画成水平线时，正偏差位于零线的上方，加“＋”。负偏差位于零线的下方，加“－”，偏差值的单位为微米。四、有关配合的定义1、配合基本尺寸相同，相互结合的孔、轴公差带之间的关系，称为配合。2、间隙孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为正，用X表示。73、过盈孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为负，用Y表示。4、配合类别（1）间隙配合孔的公差带在轴的公差带之上图1-4间隙配合图最大间隙eiESdDXminmaxmax最小间隙esEIdDXmaxminmin平均间隙2minmaxXXdDXavavav（2）过盈配合孔的公差带在轴的公差带之下图1-5过盈配合图最大过盈esEIdDYmaxminmax最小过盈eiESdDYminmaxmin8平均过盈2minmaxYYdDYavavav（3）过渡配合孔和轴的公差带相互交叠图1-6过渡配合图最大间隙eiESdDXminmaxmax最大过盈esEIdDYmaxminmax平均过盈2maxmaxXYdDYavavav注：最大间隙和最大过盈的平均值：正时为平均间隙，负时为平均过盈。5、配合公差及配合公差带图（1）定义配合公差是指允许间隙或过盈的变动量。它是设计人员根据机器配合部位使用性能的要求对配合松紧变动的程度给定的允许值。它反映配合的松紧变化程度，表示配合精度，是评定配合质量的一个重要的综合指标。间隙配合Tf=︱Xmax—Xmin︱过盈配合Tf=︱Ymin—Ymax︱过渡配合Tf=︱Xmax—Ymax︱配合公差应为孔公差与轴公差之和Tf=Th+Ts(2)配合公差带的画法9图1-7配合公差带图注：a、与公差带图类似，用长方形区域表示b、零线以上为正，表示间隙；零线以下为负，表示过盈。c、公差带上下两端至零线的距离为极限配合尺寸d、公差带上下两端之间的距离为配合公差五、基准制1.基孔制：基本偏差为一定的孔的公差带,与不同基本偏差的轴的公差带形成各种不同配合的制度。2．基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带,与不同基本偏差的孔的公差带形成各种不同配合的制度。基准孔间隙配合过渡配合过盈配合0-0+基准孔的基本偏差代号为“H”。公差带图：10例1计算021.0030mm孔与020.0033.030mm轴配合的极限间隙、平均间隙和配合公差，并画出公差带和配合公差带图。解：最大间隙meiESX543321max）＝（＝最小间隙mesEIX20)20(0min平均间隙mXXXav342minmax配合公差Tf=︱Xmax—Xmin︱＝54-20＝34um公差带图配合公差带图基准轴间隙配合过渡配合过盈配合公差带图：００-+基准轴的基本偏差代号为“h”。11例2计算021.0030mm孔与061.0048.030mm轴配合的极限过盈、平均过盈和配合公差，并画出公差带和配合公差带图。解：最大过盈mesEIY61610max＝＝最小过盈meiESY274821min平均过盈mYYYav442minmax配合公差Tf=︱Ymax—Ymin︱＝-27-(-61)＝34um公差带图配合公差带图12例3计算021.0030mm孔与021.0008.030mm轴配合的极限间隙、极限过盈、平均过盈和配合公差，并画出公差带和配合公差带图。解：最大过盈mesEIY21210max＝＝最大间隙meiESX13821max＝＝平均过盈mXYYav42maxmax配合公差Tf=︱Ymax—Xmax︱＝34um公差带图配合公差带图13本节是公差配合的基础，涉及的概念都非常重要，在详细讲解的基础上，适当放慢速度，加深学生课堂上的学习记忆效率。对极限配合尺寸的计算、公差带、配合公差带的画法掌握情况很好，但对一些计算公式的熟练程度还不够。教案第周课型分类理论课上课时间年月日（第节）教学课题极限与配合标准的基本规定教学目标1、熟悉标准公差等级和基本偏差系列2、学会查阅基本偏差数值表和标准公差数值表3、了解孔和轴极限偏差的确定方法教学重点基本偏差数值表和标准公差数值表的应用教学难点准确找出极限偏差教学后记教学过程:§1-2极限与配合标准的基本规定为了便于生产，实现零部件的互换性和满足不同的使用要求，国14标对相应的零部件的加工尺寸的变动量进行了统一的规定。现在我们就来研究是如何规定的，通过学习，我们应该掌握如何应用。国家标准对零部件的加工控制采用公差带，公差带由标准公差和基本偏差两个要素组成。一、标准公差国家标准《极限与配合》中规定的公差称为标准公差。标准公差的数值与两个因素有关——标准公差等级和基本尺寸分段。1、标准公差等级（1）标准公差等级——确定零部件尺寸精确程度的等级称为标准公差等级。国家标准设置了20个公差等级，IT01、IT0、IT01---IT18。“IT”表示标准公差，后面的数字表示公差等级；IT01精度最高（同一基本尺寸的标准公差值最小），其余精度依次降低（同一基本尺寸的标准公差值依次增大），IT18精度最低（同一基本尺寸的标准公差值最大）。（2）意义——公差等级是划分尺寸精确程度高低的标志。虽然在同一公差等级中，不同基本尺寸对应不同的标准公差值，但这些尺寸被认为具有相等的精确程度。公差等级越高，零件的精度也越高，但加工难度大，生产成本高；反之公差等级越低，零件的精度也越低，但加工难度小，生产成本降低。2、基本尺寸分段在实际生产中（在相同的加工条件下，即是相同的加工设备和加工技术等），加工误差随着基本尺寸的增大而增大，因此，同一公差等级的标准公差值也随基本尺寸的增大而增大。因此，国标对基本尺寸进行了分段，同一尺寸段内的所有的基本尺寸，在相同公差等级的情况下，15具有相同的公差值。特别注意：查基本尺段时，对于处于基本尺寸段界限声的基本尺寸该属于