《公差配合与技术测量》教案.docx

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《公差配合与技术测量》教案

教案

编号：

QD-751b-19版本：

A/0流水号：

课程名称

极限配合与技术测量基础

授课

班级

16高技机电班

课题

绪论

章节

第一章

授课

方式

讲授

授课

时间

第1周

课时

2

授课

教师

梁卫芳

教学目标

让学生了解互换性、几何量误差、公差等概念的区分

内容分析

主要了解本门课程的重要性和一些基本术语及其定义

教学重点

1、明确本课程的任务

2、理解互换性的概念

3、理解和掌握互换性、误差和公差的概念

教学难点

理解和掌握互换性、误差和公差的概念

教学过程

1.组织教学：

师生相互问候，点名，管理课堂纪律

2.复习旧课：

课程性质为械类专业的一门专业基础课。

课程内容包括尺寸公差、配合、常用机械式量仪的使用等方面的基础知识。

3.课堂导入：

提问

4.教授新课：

互换性、误差和公差的概念

5.课堂练习：

习题册

6.小结

7.布置作业：

习题册

课后纪要

本节课主要学习互换性、误差和公差的概念，大部分学生认真听讲，积极回答问题，课堂气氛较好，基本完成教学任务。

授课教师：

梁卫芳审阅签名：

提交时间：

审阅日期

教学内容

绪论

引入课题

课程性质为械类专业的一门专业基础课。

课程内容包括尺寸公差、配合、常用机械式量仪的使用等方面的基础知识。

掌握的知识点及操作：

一、互换性概述

1．互换性的概念

互换性——指在机械工业中，制成的同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需做任何挑选、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。

互换性应用的例子：

具有互换性的螺母、具有互换性的主轴轴承、同规格的自行车轮胎可以相互替换而不影响使用、尽管品牌不同，同型号的电池都可令相同的电器正常使用、汽车的零件一般采用分散加工，但汽车整体是集中装配的

互换性的优势：

●使用和维修方面

●加工和装配方面

●设计方面

互换性包括：

几何参数（如尺寸、形状等）的互换

力学性能（如硬度、强度等）的互换

2．几何量误差、公差和测量

零件的几何量误差——零件在加工过程中，由于机床精度、计量器具精度、操作工人技术水平及生产环境等诸多因素的影响，其加工后得到的几何参数会不可避免地偏离设计时的理想要求而产生误差

几何量误差主要包含：

●尺寸误差

●几何误差

●表面微观形状误差

零件的几何量公差——零件几何参数允许的变动量，它包括尺寸公差公差和几何公差等。

只有将零件的误差控制在相应的公差内，才能保证互换性的实现。

小结：

通过本课学习，使学生了解互换性、几何量误差、公差的概念。

任务驱动：

学生课堂练习，完成本次课堂作业并提交。

作业：

习题册

教案

编号：

QD-751b-19版本：

A/0流水号：

课程名称

极限配合与技术测量基础

授课

班级

16高技机电班

课题

极限与配合

章节

第一章（§1-1、§1-2、§1-3）

授课

方式

讲授

授课

时间

第2周

课时

2

授课

教师

梁卫芳

教学目标

让学生了解公称尺寸、极限尺寸、尺寸公差、配合、基本偏差

内容分析

主要了解本门课程的重要性和一些基本术语及其定义

教学重点

理解互换性、孔和轴的概念；理解和掌握公称尺寸、实际（组成）要素、极限尺寸的概念及其关系；掌握标准公差数值表和基本偏差数值表的查表方法

教学难点

理解尺寸公差带代号；掌握极限偏差表的查表方法

教学过程

1.组织教学：

师生相互问候，点名，管理课堂纪律

2.复习旧课：

互换性、误差和公差的概念

3.课堂导入：

提问

4.教授新课：

互换性、孔和轴的概念；公称尺寸、实际（组成）要素、极限尺寸的概念及其关系；标准公差数值表和基本偏差数值表的查表方法

5.课堂练习：

习题册

6.小结

7.布置作业：

习题册

课后纪要

本节课主要学习公称尺寸、实际（组成）要素、极限尺寸的概念及其关系；标准公差数值表和基本偏差数值表的查表方法，大部分学生认真听讲，积极回答问题，课堂气氛较好，基本完成教学任务。

授课教师：

梁卫芳审阅签名：

提交时间：

审阅日期

教学内容

第一章极限与配合

组织教学：

师生相互问候，点名，管理课堂纪律。

复习旧课：

复习上次课主要知识点

教授新课：

§1-1基本术语及其定义

一、孔和轴

孔——通常指工件各种形状的内表面，包括圆柱形内表面和其它由单一尺寸形成的非圆柱形包容面。

轴——通常指工件各种形状的外表面，包括圆柱形外表面和其它由单一尺寸形成的非圆柱形被包容面。

二、尺寸的术语及其定义

1．尺寸

2．公称尺寸（D，d）

3．实际（组成）要素（Da，da）

4．极限尺寸

三、偏差与公差的术语及其定义

1．偏差

2．尺寸公差（T）

3．零线与尺寸公差带

四、配合的术语及其定义

1．配合

2．间隙与过盈

3．配合的类型

4．配合公差（Tf）

§1－2极限与配合标准的基本规定

一、标准公差

标准公差——国家标准《极限与配合》中所规定的任一公差。

1．标准公差等级

公差等级——确定尺寸精确程度的等级。

国家标准设置了20个公差等级。

2．公称尺寸分段

二、基本偏差

1．基本偏差及其代号

2．基本偏差系列图及其特征

（1）孔和轴同字母的基本偏差相对零线基本呈对称分布。

（2）在基本偏差数值表中将js划归为上偏差，将JS划归为下偏差。

（3）代号k、K和N随公差等级的不同而基本偏差数值有两种不同的情况（K、k可为正值或零值，N可为负值或零值），而代号M的基本偏差数值随公差等级不同则有三种不同的情况（正值、负值或零值）。

（4）代号j、J及P~ZC的基本偏差数值与公差等级有关。

三、公差带

1．公差带代号

孔、轴公差带代号由基本偏差代号与公差等级数字组成。

2．图样上标注尺寸公差的方法

3．公差带系列

四、孔、轴极限偏差数值的确定

1．基本偏差的数值

2．另一极限偏差的确定

另一个极限偏差的数值，可由极限偏差和标准公差的关系式进行计算。

轴es=ei+IT或ei=es－IT

孔ES=EI+IT或EI=ES－IT

3．极限偏差表

查表：

由公称尺寸查行，由基本偏差代号和公差等级查列，行与列相交处的框格有上下两个偏差数值，上方的为上极限偏差，下方的为下极限偏差。

五、配合

1．配合制

2．配合代号

3．常用和优先配合

六、一般公差——线性尺寸的未注公差

1．线性尺寸的一般公差概念

2．线性尺寸的一般公差标准

3．线性尺寸的一般公差的表示方法

1－3公差带与配合的选用

一、公差等级的选用

选择原则：

在满足使用要求的条件下，尽量选取低的公差等级。

选择方法：

类比法。

二、配合的选用

1．配合制的选用

2．配合种类的选用

小结：

通过本课学习，使学生掌握公称尺寸、极限尺寸、尺寸公差、配合、基本偏差。

任务驱动：

学生课堂练习，完成本次课堂作业并提交。

作业：

习题册

教案

编号：

QD-751b-19版本：

A/0流水号：

课程名称

极限配合与技术测量基础

授课

班级

16高技机电班

课题

技术测量的基本知识

章节

第二章（§2-1）

授课

方式

讲授

授课

时间

第3周

课时

2

授课

教师

梁卫芳

教学目标

让学生掌握计量单位、测量方法

内容分析

本节主要简单讲述了技术测量的有关基础知识

教学重点

计量器具的分类，尤其是量具和量仪的区分

计量器具的基本计量参数

教学难点

计量器具的基本计量参数

教学过程

1.组织教学：

师生相互问候，点名，管理课堂纪律

2.复习旧课：

互换性、孔和轴的概念；公称尺寸、实际（组成）要素、极限尺寸的概念及其关系；标准公差数值表和基本偏差数值表的查表方法

3.课堂导入：

提问

4.教授新课：

计量器具的分类，尤其是量具和量仪的区分；计量器具的基本计量参数

5.课堂练习：

习题册

6.小结

7.布置作业：

习题册

课后纪要

本节课主要学习计量器具的分类，尤其是量具和量仪的区分；计量器具的基本计量参数，大部分学生认真听讲，积极回答问题，课堂气氛较好，基本完成教学任务。

授课教师：

梁卫芳审阅签名：

提交时间：

审阅日期

教学内容

§2－1技术测量的基本知识

组织教学：

师生相互问候，点名，管理课堂纪律。

复习旧课：

复习上次课主要知识点

教授新课：

测量——将被测的几何量与具有计量单位的标准量进行比较的实验过程。

测量四要素：

●测量对象（长度、角度、表面粗糙度等）

●计量单位

●测量方法（指计量器具和测量条件的综合）

●测量精度（指测量结果与真值的符合程度）

一、计量的单位

二、计量器具的分类

●量具

●量规

●量仪

●计量装置

三、测量方法的分类

1．按实测量是否为被测量分：

直接测量和间接测量

直接测量又分为绝对测量和相对测量

2．按同时测量被测量参数的数量分：

单项测量和综合测量

1．直接测量和间接测量

直接测量——直接用量具或量仪测出被测几何量值的方法。

间接测量——先测出与被测几何量相关的其他几何参数，再通过计算获得被测几何量值的方法。

绝对测量和相对测量

绝对测量——从量具或量仪上直接读出被测几何量数值的方法。

相对测量（比较测量或微差测量）——通过读取被测几何量与标准量的偏差来确定被测几何量数值的方法。

2．单项测量和综合测量

单项测量——一次测量中只测量一个几何量的量值。

综合测量——一次检测中可得到几个相关几何量的综合结果，以判断工件是否合格。

四、计量器具的基本计量参数

1．刻度间距ｃ

2．分度值i（刻度值）

3．示值范围

4．测量范围

5．示值误差

6．校正值（修正值）

五、测量误差

1．计量器具误差

2．方法误差

3．环境误差

4．人员误差

小结：

通过本课学习，使学生掌握计量单位、测量方法。

任务驱动：

学生课堂练习，完成本次课堂作业并提交。

作业：

习题册

教案

编号：

QD-751b-19版本：

A/0流水号：

课程名称

极限配合与技术测量基础

授课

班级

16高技机电班

课题

测量长度尺寸的常用量具

章节

第二章（§2-2）

授课

方式

讲授

授课

时间

第4周

课时

2

授课

教师

梁卫芳

教学目标

让学生掌握游标卡尺、千分尺、量块等量具的测量原理

内容分析

本节主要简单讲述了与实际生产联系比较紧密的技术测量的有关基本知识

教学重点

计量器具的分类，尤其是量具和量仪的区分；计量器具的基本计量参数；理解游标卡尺、千分尺、量块的测量原理；熟练操作各种计量器具

教学难点

熟练操作各种计量器具

教学过程

1.组织教学：

师生相互问候，点名，管理课堂纪律

2.复习旧课：

互计量器具的分类，尤其是量具和量仪的区分；计量器具的基本计量参数

3.课堂导入：

提问

4.教授新课：

计量器具的分类，尤其是量具和量仪的区分；计量器具的基本计量参数；游标卡尺、千分尺、量块的测量原理；操作各种计量器具

5.课堂练习：

习题册

6.小结

7.布置作业：

习题册

课后纪要

本节课主要学习游标卡尺、千分尺、量块的测量原理；操作各种计量器具，大部分学生认真听讲，积极回答问题，课堂气氛较好，基本完成教学任务。

授课教师：

梁卫芳审阅签名：

提交时间：

审阅日期

教学内容

§2－2测量长度尺寸的常用量具

组织教学：

师生相互问候，点名，管理课堂纪律。

复习旧课：

复习上次课主要知识点

教授新课：

一、通用量具

1．游标量具

常用的长度游标量具有游标卡尺、游标深度尺和游标高度尺等。

2．测微螺旋量具

利用螺旋副的运动原理进行测量和读数的一种测微量具。

按用途可分为外径千分尺、内径千分尺、深度千分尺、螺纹千分尺、公法线千分尺等。

1．游标量具

●三用卡尺（Ⅰ型）

●双面卡尺（Ⅲ型）

●单面卡尺（Ⅳ型）

游标量具的读数方法：

（1）根据游标零线所处位置读出尺身在游标零线前的整数部分的读数值；

（2）其次应判断游标上第几根刻线与尺身上的刻线对准，游标刻线的序号乘以该游标量具的分度值即可得到小数部分的读数值；

（3）最后将整数部分的读数值与小数部分的读数值相加即为整个测量结果。

2．测微螺旋量具

（1）外径千分尺

（2）其他类型千分尺

千分尺的读数方法：

（1）先从微分筒的边缘向左看固定套管上距微分筒边缘最近的刻线，从固定套管中线上侧的刻度读出整数，从中线下侧的刻度读出0.5mm的小数；

（2）再从微分筒上找到与固定套管中线对齐的刻线，将此刻线数乘以0.01mm就是小于0.5mm的小数部分的读数，最后把以上几部分相加即为测量值。

二、量块

1．量块的形状、用途及尺寸系列

2．量块的尺寸组合及使用方法

阶段性实习训练一使用游标卡尺测量

一、实训目的

掌握游标卡尺的使用方法，测量零件的实际（组成）要素的尺寸。

二、被测工件

三、量具

游标卡尺

四、量具的维护与保养

正确维护与保养游标卡尺，对保持它的使用寿命具有重要作用。

正确的方法是：

1．不要把游标卡尺的测量爪尖作划针、圆规和螺钉起子（改锥）使用。

2．不要把卡尺游标卡尺当作钩子使用，也不要作为其他工具使用。

3．用完游标卡尺后，用干净棉丝擦净，放入盒内固定位置，然后存放于干燥、无酸、无振动、无强力磁场的地方。

没有装盒的游标卡尺，严禁与其他工具放在一起，以防受压或磕碰而造成损伤。

4．不要用砂纸、砂布等硬物擦游标卡尺的任何部位。

非专职修理量具人员，不得拆卸游标卡尺。

5．实行周期检定。

五、方法与步骤

六、完成测量（填入数据）

小结：

通过本课学习，使学生掌握游标卡尺、千分尺、量块等量具的测量原理。

任务驱动：

学生课堂练习，完成本次课堂作业并提交。

作业：

习题册

教案

编号：

QD-751b-19版本：

A/0流水号：

课程名称

极限配合与技术测量基础

授课

班级

16高技机电班

课题

常用机械式量仪

测量角度的常用计量器具

章节

第二章

（§2-3、§2-4）

授课

方式

讲授

授课

时间

第5周

课时

2

授课

教师

梁卫芳

教学目标

让学生掌握常用机械式量仪和角度量具的测量原理

内容分析

本部分内容主要简单讲述了与实际生产联系比较紧密的技术测量的有关基本知识和测量原理。

教学重点

机械式量仪的测量原理；

角度计量器具的读数方法

教学难点

机械式量仪的测量原理

教学过程

1.组织教学：

师生相互问候，点名，管理课堂纪律

2.复习旧课：

计量器具的分类，尤其是量具和量仪的区分；计量器具的基本计量参数；游标卡尺、千分尺、量块的测量原理；操作各种计量器具

3.课堂导入：

提问

4.教授新课：

机械式量仪的测量原理；角度计量器具的读数方法

5.课堂练习：

习题册

6.小结

7.布置作业：

习题册

课后纪要

本节课主要学习机械式量仪的测量原理；角度计量器具的读数方法，大部分学生认真听讲，积极回答问题，课堂气氛较好，基本完成教学任务。

授课教师：

梁卫芳审阅签名：

提交时间：

审阅日期

教学内容

§2－3常用机械式量仪

§2－4测量角度的常用计量器具

组织教学：

师生相互问候，点名，管理课堂纪律。

复习旧课：

复习上次课主要知识点

教授新课：

机械式量仪借助杠杆、齿轮、齿条或扭簧的传动，将测量杆的微小直线移动，经传动和放大机构转变为表盘上指针的角位移，从而指示相应的数值。

一、百分表

百分表的分度值为0.01mm。

操作提示：

使用百分表时的注意事项：

（1）测量前应检查表盘玻璃是否破裂或脱落，测量头、测量杆、套筒等是否有碰伤或锈蚀，指松动现象，指针的转动是否平稳等。

（2）测量时应使测量杆垂直零件被测表面。

测量圆柱面的直径时，测量杆的中心线要通过被测圆柱面的轴线。

（3）测量头开始与被测表面接触时，测量杆就应压缩0.3~1mm，以保持一定的初始测量力。

（4）测量时应轻提测量杆，移动工件至测量头下面（或将测量头移至工件上），再缓慢放下与被测表面接触。

不能急骤放下测量杆，否则易造成测量误差。

不准将工件强行推入至测量头下，以免损坏量仪。

二、内径百分表

内径百分表由百分表和专用表架组成，用于测量孔的直径和孔的形状误差，特别适宜于深孔的测量。

用内径百分表测量孔径属于相对测量法，测量前应根据被测孔径的大小，用千分尺或其它量具将其调整对零才能使用。

测量时将表杆在测量头的轴线所在平面内轻微摆动，在摆动过程中读取最小读数，即为孔径的实际偏差。

三、杠杆百分表

杠杆百分表是把杠杆测头的位移（杠杆的摆动），通过机械传动系统转变为指针在表盘上的偏转。

杠杆百分表表盘圆周上有均匀的刻度，分度值为0.01mm，示值范围一般为±0.4mm。

使用杠杆表时的注意事项：

（1）夹持杠杆表的表架应牢固可靠，且要有足够的刚度，悬臂长度应尽量短。

表装夹好后如需调整位置，应先松开紧固螺钉，再转动轴套，不能直接转动表体。

（2）测量时应使杠杆表的测量头轴线与测量线尽量垂直。

四、杠杆千分尺

杠杆千分尺是测量外尺寸的一种精密量具，它的外形与外径千分尺相似。

它由螺旋测微部分和杠杆齿轮机构部分组成，螺旋测微部分的分度值为0.01mm，杠杆齿轮机构部分的分度值有0.001mm和0.002mm两种，指示表的标尺示值范围仅为±0.02mm。

分度值为0.001mm杠杆千分尺可用于测量IT6级的尺寸，分度值为0.002mm杠杆千分尺可用于测量IT7级的尺寸。

杠杆千分尺的测量范围为0~25mm，25~50mm，50~75mm，75~100mm四种。

五、万能角度尺

1．结构

2．刻线原理及读数方法

万能角度尺的读数方法和游标卡尺相似，即先从尺身上读出游标零刻度线指示的整度数，再判断游标上的第几格的刻线与尺身上的刻线对齐，就能确定角度“分”的数值，然后把两者相加，就是被测角度的数值。

3．测量范围

（1）0°~50°角

（2）50°~140°角

（3）140°~230°角

（4）230°~320°角

六、正弦规

检测示意

锥度偏差

圆锥角偏差

小结：

通过本课学习，使学生掌握常用机械式量仪和角度量具的测量原理。

任务驱动：

学生课堂练习，完成本次课堂作业并提交。

作业：

习题册

教案

编号：

QD-751b-19版本：

A/0流水号：

课程名称

极限配合与技术测量基础

授课

班级

16高技机电班

课题

其他计量器具简介

章节

第二章（§2-5）

授课

方式

讲授

授课

时间

第6周

课时

2

授课

教师

梁卫芳

教学目标

让学生掌握塞尺、直角尺等计量器具的使用方法

内容分析

本节主要简单讲述了与实际生产联系比较紧密其他计量器具的有关基本知识。

教学重点

熟练操作各种计量器具；

理解各种计量器具的使用原理

教学难点

理解各种计量器具的使用原理

教学过程

1.组织教学：

师生相互问候，点名，管理课堂纪律

2.复习旧课：

机械式量仪的测量原理；角度计量器具的读数方法

3.课堂导入：

提问

4.教授新课：

操作各种计量器具；各种计量器具的使用原理

5.课堂练习：

习题册

6.小结

7.布置作业：

习题册

课后纪要

本节课主要学习操作各种计量器具；各种计量器具的使用原理，大部分学生认真听讲，积极回答问题，课堂气氛较好，基本完成教学任务。

授课教师：

梁卫芳审阅签名：

提交时间：

审阅日期

教学内容

§2－5其他计量器具简介

组织教学：

师生相互问候，点名，管理课堂纪律。

复习旧课：

复习上次课主要知识点

教授新课：

一、塞尺

塞尺——又称为厚薄规，是用于检验两表面间缝隙大小的量具。

二、直角尺

直角尺（90°角尺）——用来检测直角和垂直度误差的定值量具。

制造精度有00级、0级、1级和2级四个精度等级，00级的精度最高。

三、检验平尺

检验平尺——用来检验工件的直线度和平面度的量具。

检验平尺有两种类型：

样板平尺：

刀口尺（刀型样板平尺）、三棱样板平尺和四棱样板平尺。

宽工作面平尺：

矩形平尺、工字形平尺和桥形平尺。

四、水平仪

水平仪——用来测量被测平面相对水平面的微小角度的计量器具。

●电子水平仪

●水准式水平仪：

条式、框式和合像水平仪

水平仪原理

相对倾角：

α=4″×n

五、检验平板

一般用铸铁或花岗岩制成，有非常精确的工作平面，其平面度误差极小，在检验平板上，利用指示表和方箱、V形架等辅助工具，可以进行多种检测。

六、偏摆仪

一般用铸铁制成，带有可调整的前后顶尖座和高精度的纵向、横向导轨，并配有专用表架。

利用百分表、千分表可对回转体零件进行各种跳动量的检测。

小结：

通过本课学习，使学生掌握塞尺、直角尺等计量器具的使用方法。

任务驱动：

学生课堂练习，完成本次课堂作业并提交。

作业：

习题册

教案

编号：

QD-751b-19版本：

A/0流水号：

课程名称

极限配合与技术测量基础

授课

班级

16高技机电班

课题

光滑极限量规

章节

第二章（§2-6）

授课

方式

讲授

授课

时间

第7周

课时

2

授课

教师

梁卫芳

教学目标

让学生掌握轴用量规、孔用量规

内容分析

本节主要简单讲述了轴用量规和孔用量规的工作原理和使用方法

教学重点

量规的功用和分类；

轴用量规和孔用量规的使用方法

教学难点

轴用量规和孔用量规的使用方法

教学过程

1.组织教学：

师生相互问候，点名，管理课堂纪律

2.复习旧课：

操作各种计量器具；各种计量器具的使用原理

3.课堂导入：

提问

4.教授新课：

量规的功用和分类；轴用量规和孔用量规的使用方法

5.课堂练习：

习题册

6.小结

7.布置作业：

习题册

课后纪要

本节课主要学习量规的功用和分类；轴用量规和孔用量规的使用方法，大部分学生认真听讲，积极回答问题，课堂气氛较好，基本完成教学任务。

授课教师：

梁卫芳审阅签名：

提交时间：

审阅日期

教学内容

§2－6光滑极限量规

组织教学：

师生相互问候，点名，管理课堂纪律。

复习旧课：

复习上次课主要知识点

教授新课：

一、量规的功用及分类

量规——一种没有刻度的专用计量器具。

分为光滑极限量规（轴用量规和孔用量规）、直线尺寸量规（高度量规、深度量规）、圆锥量规、综合量规（同轴度量规、位置度量规等）、螺纹量规和花键量规等。

按使用性质分：

●工作量规：

操作工人检验工件时所用的量规

●验收量规：

检验部门或用户代表在验收产品时所用的量规

●轴用量规的校对量规：

检验部门用来检定工件量规和验收量规尺寸是否合格而用的量规

二、轴用量规

●尺寸小于100mm时，通规应为全形环规。

●尺寸大于l00mm时，通规可为不全形卡规。

●止规型式均为卡规。

各种轴用量规（环规和卡规）

1．卡规的工作原理

如通规能够通过，表示轴径小于最大极限尺寸。

止规不能通过，则表示轴径大于最小极限