濟(jì)源市技工學(xué)校電子教案（2013—2014學(xué)年第一學(xué)期）課程名稱：互換性與技術(shù)測量授課班級(jí)：13機(jī)電、13機(jī)械制造、13數(shù)控教師：劉偉蘋教研組：課題：第一章第二章授課時(shí)間：學(xué)時(shí)數(shù)：理解互換性的定義及.加工誤差與公差的含義；掌握極限與配合中的基本術(shù)語及定義會(huì)準(zhǔn)確查表，標(biāo)注以及掌握優(yōu)先公差帶掌握基準(zhǔn)制，公差等級(jí)，配合類別的選擇原則教學(xué)目標(biāo)：互換性的定義；極限與配合中的基本術(shù)語及定義；基準(zhǔn)制，公差等級(jí)，配合類別的選擇原則。教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)：互換性的定義；極限與配合中的基本術(shù)語及定義；基準(zhǔn)制，公差等級(jí)，配合類別的選擇原則。教學(xué)方法：講授法教學(xué)過程設(shè)計(jì)備注教學(xué)步驟及主要內(nèi)容教學(xué)過程：（一）組織教學(xué)，引入課題（二）新課教學(xué)第一章緒論互換性的意義與作用互換性的概念舉例：螺釘，燈泡，汽車，飛機(jī)，彩電等等。分類：完全互換與不完全互換完全互換定義：同一規(guī)格工件不作任何挑選，不需輔助加工，就能裝到所需的部件上，并能滿足其使用要求優(yōu)點(diǎn)：提高生產(chǎn)率，有利于專業(yè)化大生產(chǎn)，縮短維修時(shí)間，降低生產(chǎn)成本等。誤差：尺寸，形狀，位置，表面粗糙度。公差：研究幾何量的誤差及控制范圍，換言之，公差是允許的最大誤差。區(qū)別：誤差在加工中產(chǎn)生，而公差是在設(shè)計(jì)中給定。互換性的作用1、互換性原則的技術(shù)意義2、互換性原則的社會(huì)意義互換性的種類1、按互換性的程度分類（1）完全互換性（2）不完全互換性2、按互換的部位分類（1）內(nèi)互換性（2）外互換性互換性生的簡史標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù)系為使工件有互換性，又須滿足設(shè)計(jì)與制造的要求就應(yīng)制定一個(gè)標(biāo)誰。枝術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：GB國家標(biāo)準(zhǔn)HB,JB部門標(biāo)準(zhǔn)QB企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)是保證互換性的基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)互換性生產(chǎn)的基礎(chǔ)。幾何量精度設(shè)計(jì)與測量技術(shù)幾何量精度設(shè)計(jì)幾何量測量第二章孔、軸的極限與配合概述基本術(shù)語與定義一有關(guān)尺寸的術(shù)語定義1、尺寸（SIZE）——用特定單位表示線性尺寸值的數(shù)字2、基本尺寸（Basicsize）——設(shè)計(jì)給定的尺寸?？?--D軸---d3、實(shí)際尺寸（Actualsize）——通過測量獲得的某一孔、軸的尺寸?！飳?shí)際尺寸≠尺寸真值孔——Da軸——da4、極限尺寸（Limitsofsize）——允許尺寸變化的兩個(gè)界限。最大極限尺寸：孔——Dmax，軸——dmax；最小極限尺寸：孔——Dmin，軸——dmin。★Dmax（dmax）≥Da（da）≥Dmin（dmin）二、偏差和公差的術(shù)語及定義1尺寸偏差——deviation，某一尺寸減去基本尺寸的代數(shù)差。(1)極限偏差上偏差下偏差★孔{ES=Dmax-D；EI=Dmin-D}軸{es=dmax-d；ei=dmin-d}★上下偏差的“+”、“-”號(hào)不能遺漏。(2)實(shí)際偏差孔：Ea=Da-D；軸：ea=da-d}例1：設(shè)計(jì)一孔，D=Φ50mm,Dmax=Φ,Dmin=Φ,求ES,EI解：ES=Dmax-D==+EI=Dmin-D==-0.009mm例2、加工一軸，d=Φ30mm,es=,ei=,求dmax，dmin解：dmax=d+es=30+=dmin=d+ei=30+=29.970mm練習(xí):課后題第6題2、尺寸公差——tolerance，允許尺寸的變化量T孔——Th軸——Ts(1)從極限尺寸入手：Th=∣Dmax-Dmin∣Ts=∣dmax-dmin∣(2)從極限偏差看：Th=∣ES-EI∣Ts=∣es-ei∣(3)三者之間的關(guān)系：Th=∣Dmax-Dmin∣=∣（D+ES）-（D+EI）∣=ES-EIl尺寸公差是用絕對值來定義的，沒有正、負(fù)的含義，不能取零值。l從加工的角度看，基本尺寸相同的零件，公差值越大，加工就越容易，反之加工就越困難。例3、求軸Φ25的公差值。解：dmax=d+es=25+=dmin=d+ei=25+=Ts=∣dmax-dmin∣=∣或：Ts=∣es-ei∣=∣（）-∣=練習(xí):課后題第6題3、零線、公差帶與公差帶圖解（1）零線水平繪制，表示基本尺寸。（2）公差帶兩個(gè)要素：大?。汗钪档拇笮∥恢茫河苫酒畲_定三、配合的術(shù)語及定義1、孔和軸判斷方法：從裝配關(guān)系上看從加工過程上看2、配合——公差帶之間的關(guān)系（基本尺寸相同）3、間隙與過盈孔—軸{其差值為正是間隙“X”；其差值為負(fù)是過盈“Y”}4、間隙配合——具有間隙（含Xmin=0）的配合?？自谳S的公差帶之上。最大間隙Xmax=Dmax-dmin=ES-ei最小間隙Xmin=Dmax-dmax=EI-es平均間隙Xp=1/2（Xmax+Xmin）5、過盈配合——具有過盈（含Ymin=0）的配合?？自谳S的公差帶之下。最小過盈Ymin=Dmax-dmin=ES-ei最大過盈Ymax=Dmin-dmax=EI-es平均過盈Yp=1/2（Ymin+Ymax）6、過渡配合——可能具有X或Y的配合。此時(shí)孔軸公差帶相互交疊。公式用以上X，Yl判斷孔和軸配合性質(zhì)的判別條件：當(dāng)EI≥es時(shí)，是間隙配合ES≤ei時(shí)，是過盈配合，若兩者都不成立時(shí)，是過渡配合。例4、已知Φ50的孔和Φ50的軸相結(jié)合，試計(jì)算配合的極限間隙或極限過盈，并確定其配合的性質(zhì)。解：∵EI=0＜es=+ES＞ei∴此配合為過渡配合Xmax=ES-ei=(+-(+=+Ymax=EI-es=0-(+=l間隙數(shù)值前“+”號(hào)，過盈數(shù)值前加“-”號(hào)。l練習(xí)：課后題l7、配合公差——允許X或Y的變動(dòng)量。Tf=Th+Ts間隙配合：Tf=∣Xmax-Xmin∣過盈配合：Tf=∣Ymin-Ymax∣過渡配合：Tf=∣Xmax-Ymax∣結(jié)論：配合精度與零件的加工精度有關(guān)，若要配合精度高，則應(yīng)降低零件的公差，即提高工件本身的加工精度。反之亦然。一配合制配合制是指同一極限制的孔和軸組成配合的一種制度。對孔與軸公差帶之間的相互位置關(guān)系，規(guī)定了兩種基準(zhǔn)制：基孔制和基軸制1、基孔制配合定義：基本偏差為一定的孔的公差帶與不同基本偏差的軸的公差帶形成各種配合的一種制度。★標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：基孔制配合中孔的Dmin=D，即EI=0。l基孔制中的孔稱為基準(zhǔn)孔，用“H”表示，基準(zhǔn)孔以下偏差為基本偏差，且數(shù)值為零。其公差帶位置在零線上側(cè)。l2、基軸制定義：基本偏差為一定的軸的公差帶與不同基本偏差的孔的公差帶形成各種配合的一種制度?！飿?biāo)準(zhǔn)規(guī)定：基軸制配合中軸的dmax=d，即es=0。l基軸制中的軸稱為基準(zhǔn)軸，用h表示，基準(zhǔn)軸的上偏差為基本偏差且等于零，公差帶位置在零線下側(cè)。l二、標(biāo)準(zhǔn)公差系列標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值與兩個(gè)因素有關(guān)：標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)和基本尺寸分段。1、標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)------是指確定尺寸精度的等級(jí)。由于零件和零件上不同部位的尺寸對精確程度的要求往往不相同，為了滿足生產(chǎn)的需要，國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置了20個(gè)公差等級(jí)。2、IT01.IT0.IT1.IT2.IT3.…IT183、高←公差等級(jí)→低4、小←公差數(shù)值→大5、難←加工程度→易6、IT6:標(biāo)準(zhǔn)公差6級(jí)或6級(jí)標(biāo)準(zhǔn)公差7、∵D↑△D↑∴D↑T↑8、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：同一公差等級(jí)對所有基本尺寸的一組公差被認(rèn)為具有同等精確程度。確定公差等級(jí)，要同時(shí)考慮零件的使用要求和加工的經(jīng)濟(jì)性能這兩個(gè)因素。9、基本尺寸分段三．基本偏差系列1、基本偏差——靠近零線的偏差。代號(hào)及特點(diǎn)(1)代號(hào)：共28個(gè)。孔與軸的基本偏差代號(hào)孔ABCDEFfGgHhJjKMNPpRrSsTtUuVZAvCDEFFGJS軸abcdekmncdeffgjsz(2)它決定了公差帶相對于零線的位置。(3)特點(diǎn)：見圖1-19①軸：a-h:es絕對值漸小；j-zc:ei絕對值漸大。②孔:A-H:EI絕對值漸?。籎-ZC:ES絕對值漸大。③另一偏差取決于標(biāo)準(zhǔn)公差的大小。六、公差與配合在圖樣上的標(biāo)注1.公差帶代號(hào)與配合代號(hào)。1)公差帶代號(hào)：φ50H8φ60Js68cd7φ50或φ50H8()2)配合代號(hào)：用孔、軸公差帶的組合表示，寫成分?jǐn)?shù)形式，分子為孔的公差帶代號(hào)，分母為軸的公差帶代號(hào)。如：φ50或φ50H8/f7。2.零件圖中尺寸公差帶的三種標(biāo)注形式所示標(biāo)注方法應(yīng)用最廣泛。七、常用和優(yōu)先的公差帶與配合GB/T1801-1999對孔、軸規(guī)定了一般、常用和優(yōu)先公差帶?？椎囊话愎顜?05種，常用公差帶44種，優(yōu)先公差帶13種軸的一般公差帶116種，常用公差帶59種，優(yōu)先公差帶13種先用公差帶時(shí)應(yīng)按優(yōu)先、常用、一般公差帶的順序選取。（詳見P24，P25圖2-14，圖2-15及表2-7）八、一般公差——線形尺寸的未注公差1.線性尺寸的一般公差的概念——主要用于較低精度的非配合尺寸。2.一般公差的作用：可簡化制圖，使圖樣清晰易讀，使圖樣上突出了標(biāo)有公差要求的部位，以便在加工和檢驗(yàn)時(shí)引起重視，還可簡化零件上某些部位的檢驗(yàn)。3.線性尺寸的一般公差標(biāo)準(zhǔn)：按GB/T1804-m。九、溫度條件極限與配合制明確規(guī)定：尺寸的基準(zhǔn)溫度是20℃。配合制的選擇1．一般情況下采用基孔制，特殊情況下采用基軸制。2．與標(biāo)準(zhǔn)件相配合時(shí)，基準(zhǔn)制的選擇通常依標(biāo)準(zhǔn)件而定。3.為了滿足配合的特殊需要，允許采用任一孔，軸公差帶組成的配合。例如：Ф60D10/js6公差等級(jí)的選擇原則：1．當(dāng)公差等級(jí)≤IT8時(shí)，推薦孔比軸低一級(jí)的配合，但對＞IT8級(jí)的配合，則應(yīng)采用同級(jí)配合。2．選擇時(shí)，既要滿足設(shè)計(jì)要求，又要考慮工藝的可能性與經(jīng)濟(jì)性。即：在滿足使用要求的前提下，盡量擴(kuò)大公差值。配合的選擇1.選擇順序：優(yōu)先→常用→一般→任意組合。2.代號(hào)的確定：(1)間隙配合，|軸基本偏差|=Xmin.故可按Xmin來確定基本偏差的代號(hào)。(2)對于Y配合，在確定了基準(zhǔn)件的等級(jí)后，即可按Ymin來配合件的基本偏差代號(hào)，并依據(jù)Tf要求確定孔軸的公差等級(jí)。3.選擇方法：(1)計(jì)算法，理論上。(2)實(shí)驗(yàn)法，重要的配合。(3)類比法，經(jīng)驗(yàn)。課堂小結(jié)作業(yè)布置課后反思課題：第三章第四章授課時(shí)間：學(xué)時(shí)數(shù)：了解技術(shù)測量的定義及技術(shù)測量的四個(gè)方面要素；掌握計(jì)量器具的分類方法；了解計(jì)量器具各項(xiàng)性能指標(biāo)的定義及其對測量精度的影響；掌握測量方法分類的原則，了解各種測量方法的特點(diǎn)及其應(yīng)用場合；理解測量誤差的概念，特別是相對誤差的概念及其作用，了解各種類型測量誤差產(chǎn)生的原因、特點(diǎn)及處理方法。掌握形位公差的項(xiàng)目的分類以及各特征項(xiàng)目的名稱和對應(yīng)的符號(hào)；形位公差代號(hào)和基準(zhǔn)符號(hào)的組成；教學(xué)目標(biāo)：理解形位公差帶由形狀、大小、方向和位置四個(gè)因素確定；掌握注出公差值的選擇原則以及未注公差值的標(biāo)注說明方法。理解各形位公差項(xiàng)目的定義及其基本內(nèi)容；掌握形位公差代號(hào)和基準(zhǔn)符號(hào)的標(biāo)注方法各種測量方法的特點(diǎn)及其應(yīng)用場合；測量誤差;形位公差代號(hào);各形位公差項(xiàng)目的定義及其基本內(nèi)容;形位公差代號(hào)和基準(zhǔn)符號(hào)的標(biāo)注方法教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)：各種測量方法的特點(diǎn)及其應(yīng)用場合；測量誤差;形位公差代號(hào);各形位公差項(xiàng)目的定義及其基本內(nèi)容;形位公差代號(hào)和基準(zhǔn)符號(hào)的標(biāo)注方法教學(xué)方法：講授法教學(xué)過程設(shè)計(jì)備注教學(xué)步驟及教學(xué)過程：（一）組織教學(xué)，引入課題（二）新課教學(xué)第3章幾何量測量基礎(chǔ)測量與檢驗(yàn)的概念主要內(nèi)容測量：指確定被測對象量值為目的的全部操作。檢驗(yàn)：指為確定被測幾何量是否在規(guī)定的極限范圍之內(nèi)，從而判斷被測對象是否合格，而無須得出具體的數(shù)值。一個(gè)完整的測量過程包括：1、測量對象2、計(jì)量單位組織上從國務(wù)院到地方成立各級(jí)計(jì)量管理機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)其管轄范圍的計(jì)量和量值傳遞工作，組成了嚴(yán)密的全國計(jì)量網(wǎng)。技術(shù)上從基準(zhǔn)譜線開始，通過兩個(gè)平行的系統(tǒng)向下傳遞。一是刻線量具系統(tǒng)（線紋尺系統(tǒng)），另一個(gè)是端面量具系統(tǒng)（量塊系統(tǒng)），這兩個(gè)系統(tǒng)都是長度傳遞的媒介，直到把基準(zhǔn)量值準(zhǔn)確的傳遞到生產(chǎn)中應(yīng)用的計(jì)量器具和工件上。3、測量方法4、測量精度3.長度和角度計(jì)量基準(zhǔn)與量值傳遞長度與角度基準(zhǔn)長度與角度量值傳遞系統(tǒng)量塊1、量塊的形狀、用途及尺寸系列形狀特點(diǎn)：長方體，兩個(gè)平行的工作面。（研合性）應(yīng)用：檢定和校準(zhǔn)其它量具、量儀，相對測量時(shí)調(diào)整量具和量儀的零位，以及用于精密機(jī)床的調(diào)整、精刻劃線和直接測量精密零件等。尺寸系列：見表2-1所示。2、量塊的尺寸組合及使用方法選擇原則：為了減少量塊組合的累積誤差，使用量塊時(shí)，應(yīng)盡量減少使用的塊數(shù)，一般要求不超過4～5塊。尺寸組合的方法：選用量塊時(shí)，應(yīng)根據(jù)所需組合的尺寸，從最后一位數(shù)字開始選擇，每選一塊，應(yīng)使尺寸數(shù)字的位數(shù)減少一位，依此類推，直至組合成完整的尺寸。計(jì)量儀器和測量方法分類計(jì)量儀器分類1、量具定義：以固定形式復(fù)現(xiàn)量值的計(jì)量器具。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，沒有傳動(dòng)放大系統(tǒng)，用于測量。種類：①單值量具：量塊、直角尺等；②多值量具：游標(biāo)卡尺、鋼板尺、千分尺、萬能角度尺等。2、量規(guī)特點(diǎn)：沒有刻度，用于檢驗(yàn)。3、量儀定義：能將被測幾何量的量值轉(zhuǎn)換成可直接觀察的指示值或等效信息的計(jì)量器具。特點(diǎn)：具有傳動(dòng)放大系統(tǒng)。按原始信號(hào)的轉(zhuǎn)換原理不同，量儀可分為：①機(jī)械式量儀②光學(xué)式量儀③電動(dòng)式量儀④氣動(dòng)式量儀4、計(jì)量裝置計(jì)量器具的基本技術(shù)指標(biāo)1．分度值標(biāo)尺分度所代表的量值。2．示值由測量器具所指示的被測量值。3．示值范圍計(jì)量器具所能顯示的最底值到最高值的范圍。4．測量范圍計(jì)量器具所能測量的最小值到最大值的范圍。5．靈敏度量儀對被測量變化的反應(yīng)能力。6．測量力測量器具對被測件的被測表面（位置）施加的測量壓力。7、刻度間距是指標(biāo)尺或刻度盤上兩相鄰刻線中心的距離。8、示值誤差是指計(jì)量器具的指示值與被測尺寸真值之差。9、示值穩(wěn)定性10、校正值11、靈敏閾測量方法分類1、根據(jù)所測的幾何量是否為要求被測的幾何量，測量方法可分為：（1）直接測量：直接由計(jì)量器具上得到被測尺寸的數(shù)值或偏差。例如：有用游標(biāo)卡尺測量軸的直徑。（2）間接測量：通過測量與被測尺寸有函數(shù)關(guān)系的其它尺寸，通過計(jì)算得到被測量值。2、要據(jù)被測量值是直接由計(jì)量器具的讀數(shù)裝置獲得，還是通過對某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值的偏差值計(jì)算得到，測量方法可分：（1）絕對測量：測量時(shí)，被測量的全值可以直接從計(jì)量器具的讀數(shù)裝置獲得。例如：用游標(biāo)卡尺測量軸的直徑。（2）相對測量（比較測量方法）：將被測量與同它只有微小差別的已知同種量相比較，通過測量這兩個(gè)量值間的差值以確定被測量值。3、根據(jù)被測工件表面是否與計(jì)量器具的測量元件接觸，測量方法可分為：（1）接觸測量：量具測頭與被測表面直接接觸，并有機(jī)械作用的測量力。（2）非接觸測量：量具測頭與被測表面不直接接觸，無機(jī)械作用的測量力。4、根據(jù)工件上同時(shí)測量的幾何量的多少，測量方法可分為：（1）綜合測量：測量被測零件上與幾個(gè)參數(shù)有關(guān)聯(lián)的綜合參數(shù)，從而綜合判斷零件的合格性。（2）單項(xiàng)測量：分別測量零件上彼此沒有聯(lián)系的各個(gè)參數(shù)。5、根據(jù)測量時(shí)工件是否運(yùn)動(dòng)，測量方法可分為：（1）靜態(tài)測量：測量時(shí)被測表面與計(jì)量器具的測量頭處于相對靜止?fàn)顟B(tài)。（2）動(dòng)態(tài)測量：測量時(shí)被測表面與計(jì)量器具的測量頭處于相對運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。6、根據(jù)測量在加工過程中所起的作用，測量方法可分為：（1）被動(dòng)測量：對完工后的零件進(jìn)行測量，其作用在于發(fā)現(xiàn)和剔出廢品。（2）主動(dòng)測量：在零件加工過程中進(jìn)行測量。同時(shí)按測量結(jié)果直接控制零件的加工過程，能防止廢品的發(fā)生和縮短零件的生產(chǎn)周期。測量誤差誤差的概念及產(chǎn)生的原因（1）測量誤差的基本概念定義：由于計(jì)量器具本身的誤差和測量條件的限制而使測量結(jié)果與真值之間形成的差值。測量誤差常采用以下兩種指標(biāo)評定：①絕對誤差（δ）：是測量結(jié)果(x)與被測量的真值(x0)之差。δ=x-x0②相對誤差（f）：測量的絕對誤差與被測量真值之比。即f=δ/x注：用絕對誤差的大小可以評定同一尺寸的不同測量的精確度，用相對誤差的大小可以評定不同尺寸的精確度。（2）測量誤差產(chǎn)生的原因①計(jì)量器具誤差②方法誤差③環(huán)境誤差④人員誤差第4章幾何公差與檢測4．1概述一、形狀和位置公差在機(jī)器制造中的作用規(guī)定出合理的形狀和位置公差，用以限制形狀和位置誤差，保證零件的使用性能。二、形狀和位置公差標(biāo)準(zhǔn)三、形位公差的符號(hào)及代號(hào)1、形位公差項(xiàng)目的符號(hào)有或無基準(zhǔn)公差特征項(xiàng)目形狀符號(hào)要求形狀平面度圓度直線度無無無圓柱度形狀或位置面輪廓度位置無輪廓定向線輪廓度有或無平行度有或無有垂直度傾斜度定位同軸（同心）度有有位置度圓跳動(dòng)有或無有有有對稱度跳動(dòng)全跳動(dòng)有2、形位公差的代號(hào)國標(biāo)GB/T1182—1996規(guī)定，形位公差在圖樣中應(yīng)采用代號(hào)標(biāo)注。代號(hào)由公差項(xiàng)目符號(hào)、框格、指引線、公差數(shù)值和其他有關(guān)符號(hào)組成。形位公差框格用細(xì)線繪制，可畫兩格或多格，要水平（或鉛垂）放置，框格的高（寬）度是圖樣中尺寸數(shù)字高度的二倍，格長度根據(jù)需要而定?？蚋裰械臄?shù)字、字母和符號(hào)與圖樣中的數(shù)字同高，框格內(nèi)由左至右（或由下至上）填寫的內(nèi)容為：第一格為形位公差項(xiàng)目符號(hào)，第二格為形位公差及其有關(guān)符號(hào)，以后各格為基準(zhǔn)代號(hào)，的字母及有關(guān)符號(hào)，如下圖所示。3、基準(zhǔn)符號(hào)標(biāo)注位置公差的基準(zhǔn)，要用基準(zhǔn)代（符）號(hào)。基準(zhǔn)代號(hào)由粗短畫線、圓圈、連線和字母組成。圓圈直徑與框格高（寬）度相同，圓圈內(nèi)填寫基準(zhǔn)的字母符號(hào)。無論基準(zhǔn)代號(hào)在圖樣上的方向如何，圓圈內(nèi)的字母均應(yīng)水平書寫。圓圈和連線用細(xì)實(shí)線繪制，連線必須與基準(zhǔn)要素垂直。為了避免誤解，基準(zhǔn)字母一得采用E、I、J、M、O、P、L、R、F。四、零件的幾何要素形位公差的研究對象是零件的幾何要素,它是構(gòu)成零件幾何特征的點(diǎn),線,面的統(tǒng)稱.其分類及含義如下:1、按存在的狀態(tài)分（1）理想要素具有幾何學(xué)意義的要素稱為理想要素。特點(diǎn)：沒有幾何誤差，在實(shí)際生產(chǎn)不可能得到。（2）實(shí)際要素零件上實(shí)際存在的要素稱為實(shí)際要素,通常都以測得要素代替實(shí)際要素.特點(diǎn)：具有幾何誤差2、按在形位公差中所處的地位分（1）被測要素在零件設(shè)計(jì)圖樣上給出了形狀或(和)位置公差的要素稱為被測要素.按功能關(guān)系不同可分為：A、單一要素：適用于形狀公差B、關(guān)聯(lián)要素：適用于位置公差（2）基準(zhǔn)要素用來確定被測要素的方向或(和)位置的要素,稱為基準(zhǔn)要素.2、按幾何特征分（1）輪廓要素構(gòu)成零件外形能直接為人們所感覺到的點(diǎn)、線、面稱為輪廓要素。（2）中心要素對稱輪廓要素的中心點(diǎn),中心線,中心面或回轉(zhuǎn)表面的軸線,稱為中心要素幾何公差及其功能要求一、形狀公差形狀公差帶的方向和位置一般是浮動(dòng)的。1、直線度：用以限制被測實(shí)際直線對其理想直線變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。被限制的直線有平面內(nèi)的直線，回轉(zhuǎn)體的素線，平面與平面交線和軸線等。1)給定平面內(nèi)的直線度（素線）公差帶：距離為的t兩平行直線之間的區(qū)域，大小，方向，位置，形狀都是變化和浮動(dòng)的。2)給定方向的直線度：有三種，其公差帶分別為：①一個(gè)方向：是距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域。②兩個(gè)方向：公差值分別為t1，t2的四棱柱內(nèi)。③任意方向上的直線度（空間）：公差帶為直徑為φt的圓柱面測量方法有：光隙法（刀口尺）、測微法（百分表）、計(jì)算法、圖解法2、平面度：用以限制實(shí)際表面對其理想平面變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。公差帶：是距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域。測量：平晶測量（小平面且精度高）、對角線法（大平面）3、圓度：用以限制實(shí)際圓對其理想圓變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。職能：它是對圓柱面（圓錐面）的正截面和球體上通過球心的任一截面上提出的形狀精度要求。公差帶：是指在同一正截面上，半徑差為公差值t的兩同心圓之間的區(qū)域。注意：標(biāo)注圓度時(shí)指引線箭頭應(yīng)明顯地與尺寸線箭頭錯(cuò)開；標(biāo)注圓錐面的圓度時(shí)，指引線箭頭應(yīng)與軸線垂直，而不該指向圓錐輪廓線的垂直方向。檢測方法：和尺寸界限須錯(cuò)開、錐體須和軸線垂直。提出難點(diǎn)，進(jìn)行剖析4、圓柱度：限制實(shí)際圓柱面對其理想圓柱面變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。它是對圓柱面所有正截面和縱向截面方向提出的綜合性形狀精度要求。職能：圓柱度公差可以同時(shí)控制圓度、素線直線度和兩素線平行度等項(xiàng)目的誤差。公差帶：是指半徑為t的兩同軸圓柱面之間的區(qū)域。測量：可用全跳動(dòng)來檢測二、形狀或位置公差形狀或位置公差的特點(diǎn)是它可能有基準(zhǔn)，也可能沒有基準(zhǔn)，當(dāng)它有基準(zhǔn)時(shí)，它呈現(xiàn)形狀公差的特性，其公差帶無方向位置限制；當(dāng)它有基準(zhǔn)時(shí)，它呈現(xiàn)位置誤差特性，其公差帶位置受基準(zhǔn)和理論正確尺寸限制。1、線輪廓度：限制實(shí)際曲線對其理想曲線變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。公差帶：包絡(luò)一系列直徑為公差值t的圓的兩包絡(luò)線之間的區(qū)域，諸圓圓心應(yīng)位于理想輪廓線上。注意：理論正確尺寸—確定被測要素的理想形狀、方向、位置的理想尺寸。理想要素需由基準(zhǔn)和理論正確尺寸確定。2、面輪廓度：限制實(shí)際曲面對其理想曲面變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。公差帶：包絡(luò)一系列直徑為公差值t的球的兩包絡(luò)面之間的區(qū)域，諸球球心位于理想輪廓面上。測量：用輪廓樣板二、位置公差定向公差：關(guān)聯(lián)實(shí)際要素對基準(zhǔn)在方向上允許的變動(dòng)全量。包括：∠∥⊥分為：直線和平面被測和基準(zhǔn)之間有；線對線，線對面。面對線，面對面。特點(diǎn)：A：定向公差帶相對于基準(zhǔn)有確定的方向。B：定向公差帶具有綜合控制被測要素的方向和形狀的能力。抓住特點(diǎn)，分析典型（1）平行度：限制實(shí)際要素對基準(zhǔn)在平行方向上變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。（2）垂直度：限制實(shí)際要素對基準(zhǔn)在垂直方向上變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。（3）傾斜度：限制實(shí)際要素對基準(zhǔn)在傾斜方向上變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。1、定位公差：是關(guān)聯(lián)實(shí)際要素對基準(zhǔn)在位置上允許的變動(dòng)全量。特點(diǎn)：A：定位公差帶具有確定的位置B：定位公差帶具有綜合控制被測要素位置、方向和形狀的能力。關(guān)聯(lián)要素相對基準(zhǔn)的理想位置由理論正確尺寸確定。（1）同軸度：限制被測軸線偏離基準(zhǔn)軸線的一項(xiàng)指標(biāo)。公差帶是直徑為公差值t且與基準(zhǔn)軸線同軸的圓柱面內(nèi)區(qū)域。（2）對稱度：限制被測線、面偏離基準(zhǔn)直線、平面的一項(xiàng)指標(biāo)。（3）位置度：限制被測要素實(shí)際位置對其理想位置變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。被測要素的理想位置由理論正確尺寸和基準(zhǔn)所確定。分類：點(diǎn)、線、面1）點(diǎn)的位置度：（平面點(diǎn)）公差帶：以φt為直徑的圓柱2）線的位置度：（空間孔位）公差帶：以φt為直徑的小圓柱且垂直A，平行于B、C3)空間孔向的位置度：公差帶：是以t1×t2為尺寸的一個(gè)四棱柱體，它們的平面線由理論正確尺寸確定。2、跳動(dòng)公差：關(guān)聯(lián)實(shí)際要素繞基準(zhǔn)軸線回轉(zhuǎn)一周或連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)所允許的最大跳動(dòng)公差。特點(diǎn)：是以檢測方式定出的公差項(xiàng)目，具有綜合控制形狀誤差和位置誤差的功能。（1）圓跳動(dòng)公差：關(guān)聯(lián)實(shí)際要素繞基準(zhǔn)軸線回轉(zhuǎn)一周時(shí)，為圓跳動(dòng)公差。跳動(dòng)量是指示器在繞著基準(zhǔn)軸線回轉(zhuǎn)的被測表面上測得的。按跳動(dòng)的檢測方向與基準(zhǔn)軸線之間的位置關(guān)系不同圓跳動(dòng)可分為三種類型。A、徑向圓跳動(dòng)：檢測方向垂直于基準(zhǔn)軸線。公差帶是垂直于基準(zhǔn)軸線的任一測量平面內(nèi)，半徑差為公差值t且圓心在基準(zhǔn)軸線上的兩個(gè)同心圓之間的區(qū)域。B、端面圓跳動(dòng)：檢測方向平行于基準(zhǔn)軸線。公差帶是在與基準(zhǔn)軸線同軸的任一直徑位置的測量圓柱面上，沿母線方向?qū)挾葹閠的圓柱面區(qū)域。C、斜向圓跳動(dòng)：檢測方向暨不平行也不垂直于基準(zhǔn)軸線，但一般應(yīng)為被測表面的法線方向。公差帶是在與基準(zhǔn)軸線同軸的任一測量圓錐面上，沿母線方向?qū)挾葹閠的圓錐面區(qū)域。（2）全跳動(dòng)公差A(yù)、徑向全跳動(dòng)：運(yùn)動(dòng)方向與基準(zhǔn)軸線平行。公差帶：半徑為公差值t且與基準(zhǔn)軸線同軸的兩圓柱面之間的區(qū)域。突破難點(diǎn)，引出注意：徑向全跳動(dòng)公差帶與圓柱度公差帶的異同。形位精度設(shè)計(jì)思想相同點(diǎn)：形狀相同。不同點(diǎn)：前者公差帶軸線的位置固定，后者公差帶軸線的位置是浮動(dòng)的；徑向全跳動(dòng)包括了圓柱度誤差和同軸度誤差。圖樣上應(yīng)優(yōu)先標(biāo)注徑向全跳動(dòng)公差，而盡量不標(biāo)注圓柱度項(xiàng)目。B、端面全跳動(dòng)：運(yùn)動(dòng)方向與基準(zhǔn)軸線垂直。公差帶：是距離為公差值t且與基準(zhǔn)軸線垂直的兩平行平面之間的區(qū)域。注意：端面全跳動(dòng)公差帶與端面對軸線垂直度公差帶之間的異同。相同點(diǎn)：形狀相同，均為垂直于基準(zhǔn)軸線的平行平面，用該兩項(xiàng)目控制被測要素的結(jié)果也完全相同。在滿足功能要求的前提下，應(yīng)優(yōu)先選用端面全跳動(dòng)公差。公差原則一、有關(guān)公差要求的基本概念1.作用尺寸、狀態(tài)與邊界1）作用尺寸：尺寸誤差與形位誤差的綜合誤差單一作用尺寸：Dmdm關(guān)聯(lián)作用尺寸：Dm′dm′若對同一關(guān)系對于孔Dm′≤Dm≤Da對于軸dm′≤dm≤daDa.da---局部實(shí)際尺寸2)狀態(tài)和實(shí)體尺寸最大實(shí)體狀態(tài)MMC，孔、軸具有材料量為最多重量最重的狀態(tài)。最小實(shí)體狀態(tài)LMC，孔、軸具有材料量為最少重量最輕的狀態(tài)。最大實(shí)體尺寸MMS，在MMC下的尺寸，d與D最小實(shí)體尺寸LMS，在LMC下的尺寸，dD最大實(shí)體狀態(tài)獲得最緊的配合,而最小實(shí)體狀態(tài)獲得最松的配合3)實(shí)效狀態(tài)：virtualcondition我們知道:零件的自由裝配主要取決于實(shí)際尺寸和形位誤差,而當(dāng)要求達(dá)到MMS和形位誤差達(dá)到最大值(公差)時(shí)形成一種綜合狀態(tài),叫VC單一要素的vc：MMC且中心要求的形狀誤差達(dá)到公差關(guān)聯(lián)要素的vc：MMC且中心要求的位置誤差達(dá)到公差4)實(shí)效尺寸VSvirtualsize實(shí)效狀態(tài)的邊界尺寸,是唯一的.VS是尺寸公差與形位公差的綜合.Dvs=MMS-tdvs=MMS+t5)作用尺寸與實(shí)效尺寸的區(qū)別區(qū)別1實(shí)效尺寸是定值---圖樣給出了{(lán)尺寸公差形位公差}作用尺寸是變量---隨尺寸、形位誤差而變動(dòng).區(qū)別2實(shí)效尺寸在一批零件中是唯一的，作用尺寸則有很多個(gè).區(qū)別3當(dāng)零件實(shí)際尺寸要求處于MMS且形位誤差達(dá)到最大值時(shí),作用尺寸=實(shí)效尺寸區(qū)別4實(shí)效尺寸的作用是控制作用尺寸的邊界尺寸.6)最大實(shí)體邊界與實(shí)效邊界MMC用來限制實(shí)際要素的理想邊界，vc是控制關(guān)聯(lián)實(shí)際要素的理想邊界。二、公差原則公差原則：獨(dú)立原則、相關(guān)原則⒈獨(dú)立原則IP（independentprinciple）圖樣上給定的形位與尺寸無關(guān).分別滿足要求的公差原則.應(yīng)用:不配合，精度高的配合.大多數(shù)的零件屬于這一原則，測量分別測量⒉相關(guān)原則：包容原則最大實(shí)體原則(1)包容原則EP（envelopeprinciple）它是要求實(shí)際要素處處位于具有理想形狀包容面內(nèi),該理想形狀為MMS此時(shí)它應(yīng)遵守MMC邊界,即作用尺寸不超出最大實(shí)體尺寸,局部實(shí)際尺寸不超過最小實(shí)體尺寸1）單一要素E在尺寸公差或尺寸公差帶后注上Eforexample該軸的MMS=Ф10應(yīng)滿足下列要求:first:Ф≤局部實(shí)際尺寸≤Ф10second:尺寸由Ф10-Ф形狀誤差由0到third:該銷軸須遵守MMC邊界為Ф10的理想圓柱面.應(yīng)用包容原則時(shí),允許有形位誤差與尺寸公差有關(guān).故可以說尺寸公差控制形位誤差2）于關(guān)聯(lián)要素0M.MMP的特例Forinstance該軸的vs=Ф10+0=Ф10=MMS(vs==該軸應(yīng)滿足:first:Ф≤局部實(shí)際尺寸≤Ф10≤Da≤second:當(dāng)尺寸從直徑10到直徑到垂直度誤差由0到(0到third:該軸須遵守MMC邊界,該邊界是一個(gè)以Ф10為直徑的理想圓柱體,且與A垂直應(yīng)用范圍：配合性質(zhì)要求較嚴(yán)的配合表面，特別是有相對運(yùn)動(dòng)的配合面.(2)最大實(shí)體原則MMMP（MaximumMaterialPrinciple）它是當(dāng)被測試基準(zhǔn)偏離最大實(shí)體狀態(tài)時(shí),而形狀,定位,定向,公差獲得補(bǔ)償?shù)囊环N原則幾何公差的選擇幾何公差的標(biāo)注一、被測要素或基準(zhǔn)要素為輪廓要素時(shí)的標(biāo)注1、當(dāng)被測要素為輪廓線或?yàn)橛蟹e聚性投影的表面時(shí)，將箭頭置于要素的輪廓線或輪廓線的延長線上，并與尺寸線明顯地錯(cuò)開。2、當(dāng)指向?qū)嶋H表面時(shí)，箭頭可置于帶點(diǎn)的參考線上，該點(diǎn)指在實(shí)際表面上，如圖所示。3、當(dāng)基準(zhǔn)要素為輪廓線或有積聚性投影的表面時(shí)，將基準(zhǔn)符號(hào)置于輪廓線上或輪廓線的延長線上，并與尺寸線明顯地錯(cuò)開。4、當(dāng)基準(zhǔn)要素的投影為面時(shí)，基準(zhǔn)符號(hào)可置于用圓點(diǎn)指向?qū)嶋H表面的投影的參考線上。二、被測要素或基準(zhǔn)要素為中心要素時(shí)的標(biāo)注1、當(dāng)被測要素為軸線、中心平面或由帶尺寸的要素確定的點(diǎn)時(shí)，則指引線的箭頭應(yīng)與確定中心要素的輪廓的尺寸線對齊。2、當(dāng)基準(zhǔn)要素為軸線、中心平面或由帶尺寸的要素確定的點(diǎn)時(shí)，則基準(zhǔn)符號(hào)中的連線應(yīng)與確定中心要素的輪廓的尺寸線對齊。三、形位公差值和測量范圍有附加說明時(shí)的標(biāo)注1、限定被測要素或基準(zhǔn)要素的范圍1）如僅要求要素某一部分的公差值，則用粗點(diǎn)劃線表示其范圍，并加注尺寸，如圖所示。課題：第五章第六章授課時(shí)間：學(xué)時(shí)數(shù)：表面粗糙度的概念以及表面粗糙度數(shù)值的大小對零件使用性能的影響；評定表面粗糙度有關(guān)的基本術(shù)語及其定義；表面粗糙度主要評定參數(shù)的含義及數(shù)學(xué)表達(dá)式；標(biāo)準(zhǔn)中評定參數(shù)的系列值和補(bǔ)充系列值表面粗糙度符號(hào)、代號(hào)的意義；教學(xué)目標(biāo)：表面粗糙度符號(hào)、代號(hào)的標(biāo)注方法；表面粗糙度的選用原則；表面粗糙度的主要檢測方法。評定表面粗糙度有關(guān)的基本術(shù)語及其定義;表面粗糙度符號(hào)、代號(hào)的標(biāo)注方法;教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)方法：講授法教學(xué)過程設(shè)計(jì)備注教學(xué)步驟及主要內(nèi)教學(xué)過程：（一）組織教學(xué)，引入課題（二）新課教學(xué)第5章表面粗糙度與檢測表面粗糙度的概念及其對零件使用性能的影響一、表面粗糙度的概念表面粗糙度反映的是零件被加工表面上的微觀幾何形狀誤差。零件表面的形貌可分為三種情況：零件表面的形貌可分為三種情況容(1)表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波長和波高之比一般小于40。屬于微觀幾何形狀誤差。(2)表面波紋度：零件表面中峰谷的波長和波高之比等于40～1000的不平程度稱為波紋度。會(huì)引起零件運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)、噪聲，特別是對旋轉(zhuǎn)零件（如軸承）的影響是相當(dāng)大的目前表面波紋度還沒有制定國家標(biāo)準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織第57技術(shù)委員會(huì)正在制定表面波紋度有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)。(3)形狀誤差：零件表面中峰谷的波長和波高之比大于1000的不平程度屬于形狀誤差。二、表面粗糙度對零件使用性能的影響影響零件的耐磨性。影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性。影響零件的疲勞強(qiáng)度。影響零件的抗腐蝕性。影響零件的密封性。對零件的外觀、測量精度、表面光學(xué)性能、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能和膠合強(qiáng)度等也有著不同程度的影響。表面粗糙度的評定基本術(shù)語1、實(shí)際輪廓2、取樣長度l：評定表面粗糙度所規(guī)定的一段基準(zhǔn)線長度。應(yīng)與表面粗糙度的大小相適應(yīng)。規(guī)定取樣長度是為了限制和減弱表面波紋度對表面粗糙測量結(jié)果的影響，一般在一個(gè)取樣長度內(nèi)應(yīng)包含５個(gè)以上的波峰和波谷。（標(biāo)準(zhǔn)見書P108表5-1。）3、評定長度ln：為了全面、充分地反映被測表面的特性，在評定或測量表面輪廓時(shí)所必需的一段長度。評定長度可包括一個(gè)或多個(gè)取樣長度。表面不均勻的表面，宜選用較長的評定長度。評定長度一般按5個(gè)取樣長度來確定。4、基準(zhǔn)線：評定表面粗糙度的一段參考線。有以下兩種：（1）輪廓的最小二乘中線m：在取樣長度內(nèi)，使輪廓上各點(diǎn)至一條該線的距離平方和為最小。即：（2）輪廓算術(shù)平均中線m：在取樣長度內(nèi)，將實(shí)際輪廓?jiǎng)澐稚舷聝刹糠?，且使上下面積相等的直線。即：F1+F3+…+F2n-1=F2+F4+…+F2n5、輪廓峰與輪廓谷二、表面粗糙度的評定參數(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB3505-83和GB/T1031-95中規(guī)定了6個(gè)評定參數(shù)，其中有關(guān)高度特性的參數(shù)3個(gè)，間距特性的參數(shù)有2個(gè)，形狀特性參數(shù)有1個(gè)，其中高度參數(shù)是主要的。（1）輪廓算術(shù)平均偏差Ｒa在取樣長度內(nèi)，被測實(shí)際輪廓上各點(diǎn)至輪廓中線距離絕對值的平均值，即Ｒa參數(shù)能充分反映表面微觀幾何形狀高度方面的特性，且測量方便，因而標(biāo)準(zhǔn)推薦優(yōu)先選用Ｒa。（2）微觀不平度十點(diǎn)高度Ｒz在取樣長度內(nèi)５個(gè)最大的輪廓峰高ypi平均值與5個(gè)最大輪廓谷深yvi平均值之和。（3）輪廓最大高度Ｒy在取樣長度內(nèi)，輪廓的峰頂線和谷底線之間的距離。峰頂線和谷底線平行于中線且分別通過輪廓最高點(diǎn)和最低點(diǎn)。Ry=Ypmax+Yvmax表面粗糙度的選用表面粗糙度參數(shù)值的選擇應(yīng)遵循既滿足零件表面功能要求、又考慮經(jīng)濟(jì)性的原則，一般用類比法確定。表面結(jié)構(gòu)的標(biāo)注一、表面粗糙度符號(hào)序號(hào)符號(hào)意義基本符號(hào)，表示表面可用任何方法獲得。當(dāng)不加注粗糙度參數(shù)值或有關(guān)說明時(shí)，僅適用于簡化代號(hào)標(biāo)注。1表示表面是用去除材料的方法獲得，如車、銑、鉆、磨等。表示表面是用不去除材料的方法獲得，如鑄、鍛、沖壓、冷軋等。在上述三個(gè)符號(hào)的長邊上可加一橫線，用于標(biāo)注有關(guān)參數(shù)或說明。在上述三個(gè)符號(hào)的長邊上可加一小圓，表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求。當(dāng)參數(shù)值的數(shù)字或大寫字母的高度為時(shí)，粗糙度符號(hào)的高度取8mm，三角形高度取，三角形是等邊三角形。當(dāng)參數(shù)值不是時(shí)，粗糙度符號(hào)和三角形符號(hào)的高度也將發(fā)生變化。23456二、表面粗糙度代號(hào)在表面粗糙度符號(hào)的基礎(chǔ)上，注出表面粗糙度數(shù)值及其有關(guān)規(guī)定項(xiàng)目后就形成了表面粗糙度代號(hào)。見下圖a1、a2處為粗糙度高度參數(shù)的允許值（μm）；b處標(biāo)注加工方法、鍍涂或其它表面處理；c處標(biāo)出取樣長度（mm）；d標(biāo)出加工紋理方向符號(hào)；e處標(biāo)出加工余量（mm）；f處標(biāo)出間距參數(shù)值（mm）或輪廓支承長度率。1、表面粗糙度高度參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：高度參數(shù)采用Ra時(shí)，參數(shù)值前可不標(biāo)注參數(shù)符號(hào)，而采用參數(shù)Rz或Ry時(shí)，參數(shù)值前應(yīng)標(biāo)注相應(yīng)的參數(shù)符號(hào)“Ra”“Rz”和“Ry”。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：當(dāng)圖樣上標(biāo)注參數(shù)的最大值（max）或最小值(min)時(shí)，表示參數(shù)所有的實(shí)測值均不得超過規(guī)定值。當(dāng)圖樣上采用上限值或下限值時(shí)（表中未標(biāo)注max或min的），表示參數(shù)的實(shí)測值中允許少于總數(shù)的16%實(shí)測值超過規(guī)定值。2、加工方法、鍍覆或其它表面處理如某零件的加工表面粗糙要求由指定的加工方法獲得時(shí)，用文字標(biāo)注在符號(hào)上邊的橫線上。見下圖3、加工紋理方向需要控制表面加工紋理方向時(shí)，可在符號(hào)的右邊加注加工紋理方向符號(hào)。4、加工余量三、表面粗糙度符號(hào)、代號(hào)在