《公差協作與技術測量技術》教案

課程性質和任務

性質：是機械類各專業的一門專業基礎課。

任務：是使學生獲得技術工所必需具備的公差和技術測量方面的基礎學問與

肯定的實際工作技能，為專業工種應用公差標準和駕馭檢測技術打下基礎。

課程教學目標

1.駕馭公差協作、形位公差和表面粗糙度的標準與應用即看懂并學會有關公

差與協作內容在圖紙上的標注方法和查閱有關表格。

2.了解有關測量的基本學問，理解常用量具的讀數原理，駕馭常用量具的運

用方法。

緒論

課時：2課時

教學目的和要求：

本模塊作為本課程的開篇，通過對互換性的講解，引出了全課程的內容，因此

教學中要充分利用趣味性來引導學生對本課程特點的理解,提高學生的學習主動

性.為此提出如下要求：

1.了解互換性的含義；

2.懂得學習《公差協作與技術測量基礎》的重要性。

教學重點與難點：

(1)駕馭互換性的概念與其在機械制造業中的應用。

(2)駕馭加工誤差與公差之間的關系。

(3)理解標準化與計量、優先數的概念。

教學內容：

一、互換性的概述

1、互換性的含義

在機械工業中，互換性是指制成的同一規格的一批零件或部件，不需作任

何選擇，調整或協助加工（如鉗工修配），就能進行裝配，并能滿意機械產品的

運用性能要求的一種特性。例：同型號的軸承、光管、螺釘等等。

互換性內容：幾何參數，力學性能，物理化學性能等方面。

2、作用

有利于組織專業化協作。

有利于用現代化工藝裝配。

有利于采納流水線和自動線生產方式。

提高生產效率，降低成本，延長機器運用壽命。

3、分類

①完全互換性：若零件在裝配或更換時，不作任何選擇，不需調整或修

配，就能滿意預定的運用要求，則成為完全互換性（當不限定互換范圍時，

稱為完全互換法，也叫肯定互換法）。

②不完全互換性：由于某種特別緣由只允許零件在肯定范圍內互換

時，稱為不完全互換法。

4、互換性條件

一批相同規格的零件具有互換性的條件為：實際尺寸在允許的范圍內；形

態誤差在允許的范圍內；位置誤差在允許的范圍內；表面粗糙度達到規定的

要求。

二、幾何量的誤差

1、幾何誤差：零件在加工過程中由于某種因素的影響，而造成的誤差

稱為幾何誤差。

2、公差：兒何誤差與其限制范圍，稱為公差。

3、國家標準

尺寸的大小一公差與協作

形位公差：宏觀幾何形態一一形態公差

相互位置關系一一位置公差

微觀幾何形態一一表面粗糙

螺紋尺寸的大小一一螺紋公差

公差標準和標準化

定義：對零件的公差和相互協作所制定的標準稱為公差標準

幾何量的測量

對零件的測量是保證互換性生產的一個重要手段。

小結：

駕馭互換性的概念與其意義、互換性的條件了解公差與協作標準與技術測

量發展概況，了解優先數和優先數系，明確本課程的性質和特點。

作業;P31.2.3.4.5.6題

第一章光滑圓柱結合的公差與協作

教學目的和要求：

本模塊教學的根本目的在于使學生能看懂圖紙上標注的公差協作要求，學會

有關表格的查閱.

為此提出如下要求：

1.熟識基本術語和定義，駕馭有關尺寸偏差、尺寸公差的概念與其與極限尺

寸的關系、協作的概念與其協作的種類、盈隙量的計算；

2.駕馭尺寸公差帶的組成要素（標準公差、其本偏差）和正確應用；

3.駕馭極限與協作標準的基本規定；

4.學會公差協作在圖紙上的標注方法和會查閱有關表格。

§1-1基本術語與定義

課時：2課時

教學目的和要求：

駕馭有關尺寸、公差的術語與定義，學會有關尺寸與偏差計算，能繪制尺寸公

差帶圖。

教學重點與難點：

尺寸、公差、偏差概念，尺寸公差帶圖的作法

教學內容：

一、孔和軸

①孔一一指工件的圓柱形內表面，也包括非圓柱形內表面（由二平行平

面或切面形成的包涵面）

②軸一一指工件的圓柱形外表面，也包括非圓柱形外表面（由二平行面

或切面形成的被包涵面.）

二、尺寸的術語和定義

1、尺寸

①定義用特定單位表示長度值的數字稱為尺寸。

②內容尺寸指的是長度的值，由數字和特定單位兩部分組成包括長

度，寬度和中心距等。

2、基本尺寸（D,d）

①定義：標準規定，設計時給定的尺寸稱為基本尺寸。孔的基本尺寸用“D”

表示，軸的基本尺寸用“d”表示，后同。

②標準尺寸：標準化了的尺寸稱為標準尺寸％適用于有互換性或系列化要

圖1-1車床主軸箱中間軸裝配圖和零件圖

、7%9

Q斗

44

,--/丁0015.

福■5k61,0002卜

圖1-1車床主軸箱中間軸裝配圖和零件圖

a）裝配圖b）中間軸零件圖c）齒輪襯套零件圖

作用：削減定值刀具，量具，型材和零件尺寸的規

格，（圖1-1）

3、實際尺寸（Da,da）

定義通過測量獲得的尺寸。

由于存在測量誤差，實際尺寸并非尺寸的真值。

?、F

招招招

圖1-2實際尺寸

實際尺寸包括零件毛坯的實際尺寸，零件加工過程中工序間的實際尺寸

和零件制成后的實際尺寸。

4、極限尺寸

①定義允許尺寸變更的兩個界限值，統稱為極限尺寸。

最大極限尺寸：一個孔或軸允許的最大尺寸稱為最大極限尺寸

(Dmax,dmax)o

最小極限尺寸：一個孔或軸允許的最小尺寸稱為最小極限尺寸

(Dmin,dmin)o

依據課本P7圖1-3講解

a）b）

圖1-3所示:

D=63O.nmd=630mm

Dmax=D30.021mmdmax=29.993mm

Dmin=（I）30mmdmin=（1）29.980mm

分析：①基本尺寸和極限尺寸是設計時給定的。

②基本尺寸可以在極限尺寸確定的范圍內，也可以在極限尺寸所確定

的范圍外。即基本尺寸大于，等于，小于極限尺寸。

③尺寸合格條件

最小極限尺寸W實際尺寸W最大極限尺寸；

孔：DminWDaWDmax

軸：dninWdaWdmax

作業P321、2、3、4題

［教學回顧］

1、尺寸、基本尺寸、實際尺寸、極限尺寸的定義與符號。

2、基本尺寸、實際尺寸、極限尺寸的關系。

［課題引入］

從基本尺寸、實際尺寸、極限尺寸的關系我們可以看出，當用極限尺寸減

基本尺寸或者用實際尺寸減基本尺寸時，兩者之間會等到一個差值，這個值我

們把它叫做偏差值。這就是我們這節課要講解并描述的內容：

［講授新課］

三、公差與偏差的術語與定義

尺寸偏差（簡稱偏差）

定義：尺寸偏差是指某一尺寸減其基本尺寸所得的代數差。

注：由于尺寸有極限尺寸，實際尺寸之分，因此偏差可分為極限偏

差和實際偏差。

⑴極限偏差

定義極限尺寸減其基本尺寸所得的代數差稱為極限偏差。

由于極限尺寸有最大極限尺寸和最小極限尺寸之分，極限偏差又可分為

上偏差和下偏差(圖1-4)。

①上偏差：最大極限尺寸減其基本尺寸所得的代數差，(ES,es),ES=Dmax

-D

es=dmax—d(1-la)

下偏差：最小極限尺寸減其基本尺寸所得的代數差。(EI,ei)o

EI=Dmin—D

ei=dmin—d(1-lb)

強調：①偏差可以為正值、負值、零值,

②計算時應留意偏差的正，負符號，應一起代到計算式中運算

③偏差的五種類型：

a、上正下正：b、上負下負：c、上正下負：

d、上正下零；e、上零下負。

(2)實際偏差(Ea,ea)

定義：實際尺寸減其基本尺寸所得的代數差稱為實際偏差。

公式：孔：Ea=Da—D軸：ea=da-d

零件合格條件：孔；EIWEaWES軸：ei於eaWes

因此，合格零件的實際偏差應在上，下偏差之間。

(3)尺寸偏差計算舉例

1-5—計算心L6馳的僦示例

例IT；已知某孔基本尺寸為650mm,最大極限為小50.（Mgnini,最小極限

尺寸為650.0091nm（圖1-5）,試求上偏差、下偏差各為多少？

解：ES=Dmax-D=50.048—50=+0.048mm

EI=Dnin-D=50.009—50二+0.009mm

例1-2設計一軸，其直徑的基本尺寸為。60mni,最大極限尺寸為小

60.018mm,最小極限尺寸為659.988mm（圖1-6）,求軸的上偏差、下偏差。

解：es=dnax—d=60.018—60=+0.018mm

ei=dnin—d=59.988—60=-0.012mm

零線與尺寸公差帶圖

為了清楚地表達上述各量與相互關系，一般采納極限與協作公差帶圖，

在圖中將公差和極限偏差部分放大，如圖「9所示

公差帶圖解定義：不必畫出孔與軸的全形，只要掃著標準的規定將有

關的部分放大畫出來的圖示方法稱為尺寸公差帶圖解（圖1-10所示）。

S

Q

機

酬

■一

J

/

S-

S

圖1-9極限與協作示意圖1-10公差帶圖解

（1）零線

①定義：表示基本尺寸的一條直線稱為零線。（或在公差帶圖中，確

一偏差的一條基準線稱為零線）。

②零線畫法

a:通常將零線沿水平方向繪制，在其左端畫出表示偏差大于的縱坐

標軸并標上“0”和“+”“一”號，在其左下方畫上單向箭頭的尺寸

線，并標上基本尺寸值。

b:正偏差位與零線上方，負偏差位于零線下方，零偏差于零線重

合。

(2)公差帶

公差帶定義：在公差帶圖中，由代表上、下偏差的兩條直線所限定

的一個區域稱為尺寸公差帶，簡稱公差帶。

①一般在同一圖中，孔和軸的公差帶的剖面線的方向應當相反,

且疏密程度不同。

②公差帶包括了公差帶大小與公差帶位置兩要素，大小由標準公

差確定，位置由基本偏差確定。

③標準公差

標準極限與協作制中，所規定的任一公差。見表1—3。

④基本偏差

在標準極限與協作制中，確定公差帶相對零線位置的那個極限

偏差。

標準規定：一般以靠近零線的那個偏差作為基本偏差。

四、協作的術語與定義

1、協作

基本尺寸相同的，相互結合的孔和軸公差帶之間的關系稱為軸合。

2、間隙與過盈

(1)間隙(X)

孔尺寸減去相協作的軸的尺寸所得的代數差，當此值為正值時稱為間

隙。間隙數值應標“十”號。

(2)過盈(Y)

孔的尺寸減去軸的尺寸所得的代數差，當此值為負值時稱為過盈。

過盈數值前面應標上“一”號

3、協作的類型

(1)間隙協作：

具有間隙(包括最小間隙等于零)的協作稱為間隙協作。孔的公差帶

在軸的公差帶之二。

(2)過盈協作

具有過盈(包括最小過盈等于零)的協作稱為過盈協作。

過盈協作時孔的公差帶在軸的公差帶之下。

(3)過渡協作

可能具有臆隙或過盈的協作稱為過渡協作。

當孔的尺寸大于軸的尺寸時，具有間隙；小于軸的尺寸時，具有

過盈.

過渡協作時孔的公差帶和軸的公差帶相互交疊。

(4)協作公差(Tf)

定義允許間隙或過盈的變動量稱為協作公差

間隙協作公差等「最大間隙與最小間隙之代數差的肯定值。

Tf=Xmax-Xmin=Th+Ts

過盈協作公差等于最小過盈與最大過盈三代數差的肯定值.

Tf=Ymin-Ymax=Th+Ts

過渡協作公差等于最大間隙與最大過盈之代數差的肯定值。

小結:

嫻熟駕馭孔和軸；有關尺寸的術語定義；有關尺寸偏差、公差的術語定義;

有關協作的術語定義；嫻熟計算極限尺寸、極限偏差、尺寸公差、基本偏差。

作業:P325、7、8、9、11題

1-2極限與協作標準的基本規定

課時：2課時

教學目的和要求：

一、標準公差系列

1、標準公差2、公差等級

二、基本偏差代號

1、定義2代號3基本偏差表

三、公差與協作代號

1、孔、軸公差帶代號

2、協作公差代號

教學重點與難點：

了解標準公差系列、基本偏差系列與新標準，學會查表并計算極限偏差值。

教學內容：

一、標準公差

標準公差：《極限與協作》標準已對公差值進行標準化，標準中所規定

的任一公差稱為標準公差。

標準公差的數值與兩個因素有關：標準公差等級和基本尺寸分段。見

表1-1

1、標準公差等級

（1）定義：確定尺寸精確程度的等級稱為公差等級。

（2）國標規定了標準公差20級。各級代號由字母IT與阿拉伯數據字兩部公組

成。IT——標準公差，阿拉伯數字一一公差等級。

（3）標準規定：同一公差等級對全部基本尺寸的一組公差被認為具有同等精

確程度。

（4）等級系列為：ITOLITO,IT1……IT18,其中IT01最高，1T18精確度最

低。

（5）標準公差的數值，一是公差等級有關，二與基本尺寸有關。

（6）公差等級高，零件的精度高，運用性能提高，但加工難度大，生產成本高:

公差等級低，零件的精度低，運用性能降低，但加工難度減小，生產成本低。

因而要同時考慮零件的運用要求和加工的經濟性能這兩個因素，合理確定公差

等級。

2、基本尺寸分段

（1）標準公差數值不僅與公差等級有關，還與基本尺寸有關。

（2）基本尺寸可分為主段落和中間段落。

（3）將至3150mm的基本尺寸分為21個主段落，將至500mm的常用尺寸段分

為13個主段落。

（4）主段落用于標準公差中的基本尺寸分段，見表中間段落用于基本偏

差中的基本尺寸分段。

（5）同一公差等級的不同尺寸段，其標準公差值不相等，但其精確程度和加工

難易程度應理解為相同。反之，其公差值相等時，其加工程度不肯定相同。

（6）考慮到基本尺寸的因素，不能以公差值的大小來推斷零件精度的凹凸，而

應以公差等級作為推斷的依據。

二、基本偏差

1、基本偏差與其代號

定義：用以確定公差帶相對零線位置的上偏差或下偏差稱為基本偏差。

基木偏差的代號用拉丁字母表示，大寫代表孔的基本偏差，小寫代表軸的

基本偏差。除去易于其它代號混的I,L,0,Q,W（I,l,o,q,w）5個字母外，再加

上用CD,EF,FG,ZA,ZB,ZC,JS（cd,ef,fg,za,zb,zc,js）兩個字母表示的7個代

號，共有28個代號，即孔和軸各有28個基本偏差

2、基本偏差系列圖與特征

從基本偏差系列圖可以看出：

（1）孔與軸同字母的基本偏差基本相對零線呈對稱分布。

軸：a至h基本偏差為上偏差es,h的上偏差為零，其余均為負值，肯定

值依次漸漸減小；j至zc基本偏差為下偏差ei,除j和k的部格外都為正

值，其肯定值依次漸漸增大。

孔：A至H基本偏差為下偏差Ei,J至ZC為上偏差ES。

（2）代號JS和js,在各公差等級中完全對稱。

（3）代號K,k,N它們隨公差等級不同而有兩種基本偏差數據值；M有三種不

同的狀況（正值、負值、或零值）

（4）基本偏差系列圖中，公差帶的另一端取決于公差等級和這位基本偏差

的組合。

三、公差帶

1、公差帶代號

孔、軸公差帶代號用基本偏差代號與公差等級代號組成。

例如:孔公差帶代號

①40H6

公差等級數字（公差帶大小要素?）

孔基本偏差代號（公差帶位置要素）

基本尺寸值（中表示直徑）

軸公差帶代號

①450za6

公差等級數字（公差帶大小要素）

軸基木偏差代號（公差帶位置要素）

2、公差帶在圖樣上的標注

國標規定公差帶在圖樣有三種標注方法：

I：O450H6

II：0450

+0.040

III：①450H6（。）

3、公差帶的系列

①孔公差帶543種，軸公差帶544種。

②國標規定了優先，常用和一般用途的軸公差帶119種，孔的優先，常

用和一般用途公差帶105種（圖1-22?1-23）

③軸常用的公差帶59種，孔常用的公差帶44種；孔、軸各有13種優

先公差帶。

四、孔、軸的基本偏差數值

1、基本偏差的數值

通用規則：軸的基本偏差數值是干脆利用公式計算而得。孔的基本偏差

數值一般狀況下可以按公式干脆計算而得，稱為通用規則。

特別規則：有些代號孔的基本偏差數值在某些尺寸段和標準公差等級時,

必需在公式計算的結果上附加一個△值，此稱為特別規則。

2、另一極限偏差數值的確定

對于孔：EI=ES-IT,ES=EI+IT(l-16a)

對于軸：ei=es—IT,es=ei+IT(l-16b)

例1已知中8e7,查標準公差和基本偏差并計算另一極限偏差。

解：查表得：es=-25um=-0.025mm

查表IT得：n7=15um=0.015mm

ei=es-IT7=-0.025-0.015=-0.040mm

例2已知①10m6,查標準公差和基本偏差并計算另一?極限偏差。

解：查表1T得：IT6=0.009mm

查表得：ei=+6um=+0.006mm

es=ei+IT=0.006+0.009=+0.015mm

3、極限偏差表

1、孔、軸的極限偏差表

軸的極限偏差表(附表一)，用來查軸的極限偏差；另一個是孔的極限

偏差表(附表二)，用來查孔的極限偏差。

2、查表的步驟和方法

⑴依據基本偏差的代號是大寫還是小寫，確定是查孔還是軸的極限

偏差表。

⑵在極限偏差中首先找到基本偏差代號，冉從基本偏差代號下找到公

差等級數字所在的列C

⑶找到基本尺寸段所在的行，則橫和列的相交處，就是所要查的極

限偏差數值。

3、舉例

例1、查表確定20C12的極限偏差表

解:查表1T得：IT12=210um=0.21mm

查表得:es=-110um=-0.11mm

故ei=es-IT=-O.11-0.21=-0.32mm

例2、55II1的極限偏差

解：查表1T得：ITl=2um=0.002mm

查表得：EI=0nim

故ES=EI+IT1=O.002+0=+0.002mm

例3、查表確定100M8的極限偏差

解：查表1-1得：IT8=54um=0.054mm

五、協作

1、協作制

定義：協作制是指同一極限制的孔和軸組成協作的一種制度。

種類：基孔制和基軸制。

（1）基孔制協作

定義：基本偏差為肯定的孔的公差帶與不同基本偏差的軸的公差帶形成

各種協作的一種制度稱為基孔制。

基準孔一一基孔制協作中選作基準的孔稱為基準孔，基本偏差為下偏差，

其數值為零，代號為“H”，上偏差為正值，即其公差帶在零線上側，且上偏

差用兩條虛線段畫出，以表示其公差帶的變動范圍。

依據圖1-24分析：

①當軸的基本偏差為上偏差且W0時，為間隙協作。

②當軸的基本偏差為下偏差〉0時：

孔與軸的公差帶相交疊，為過渡協作；

孔與軸的公差帶錯開時，為過盈協作。

③軸的另一極限偏用一條虛線畫出C

（2）基軸制協作

定義：基本偏差為肯定的軸的公差帶，與不同基本偏差的孔的公差帶形

成各種協作的一種制度，稱為基軸制。

基準軸一一基軸制協作中選作基準的軸稱為基準軸。基本偏差為上偏

差，其數值為零，下偏差為負值，即基準軸的公差帶在零線的下側，且下

偏差用兩條虛線段畫出。

依據圖1-25分析：

①當軸的基本偏差為下偏差時，為間隙協作。

②當孔的基本偏差為上偏差＜0時：

孔與軸的公差帶交疊，過渡協作；

孔與軸的公差錯開時，過盈協作。

（3）混合協作

國標規定如有特別須要允許將任一孔，軸的公差帶組成協作，如

G8/n7,F7/m6等。

2、協作代號

國標對協作的代號規定為：用孔、軸公差帶代號的組成表示，寫成分數形

式，分子表示孔的公差帶代號，，分母表示軸的公差帶代號。

例如：O50F8/h6,G6/H6,10H7/n6等等。

3、常用和優先協作

<500nini范圍內，對基孔制規定了59種常用的協作和13種優先的協作；

對基軸制規定了47種常用的協作和13種優先的協作。

依據課本教材表1-3和表1一4分析

①基孔制就是基準孔H與全部軸組成協作的一種制度；基軸制就是

基準軸h與全部孔組成協作的一種制度。

I、在協作代號中，凡分子為II的，協作的基準制為基孔制。

II、在協作代號中，凡分母為h的，協作的基準制為基軸制。

②協作性質的區分

基孔制協作性質的區分：

I、H與a~h組成的協作皆是間隙協作。

II、H與j、js、k、m的協作皆是過渡協作。

HI、H與r、zc的協作皆是過盈協作。

IV、H與n、p的協作性質需據詳細狀況確定。

基軸制協作性質的區分：

I、h與A'H組成的協作皆是間隙協作。

II、h與J、JS、K、M的協作皆是過渡協作。

山、h與P~ZC的協作皆是過盈協作。

IV、h與N的協作性質需據詳細狀況確定。

六、一般公差一一線性尺寸的未注公差

1、線性尺寸的一般公差的概念在圖樣上不單獨注出公差，而是在圖樣上,

技術文件或技術標準中作出總的說明。

GB/804-79規定未注公差的公差等級為IT12至IT18,基本偏差一般孔

用H；軸用h；長度用+IT/2（即JS或js）。

2、線性尺寸的一般公差標準

（1）適用范圍

線性尺寸的一般公差標準既適用于金屬切削加工的尺寸，也適用于一

般沖壓加工的尺寸，非金屬材料和其他工藝方法加工的尺寸也可參照采

納。GB/1804-1992規定的極限偏差適用于非協作尺寸。

⑵公差等級與數值

有四個等級：f（精密級）,m（中等級）,c（粗糙級）,v（最粗

級）。

七、溫度條件

1、基準溫度20℃o

2、要求：

⑴測量檢驗的結果都應以工件和測量器具的溫度在20℃時為準。

⑵對一般尺寸精度不高的零件的測量檢驗，可不考慮溫度的影響。

小結：

駕馭標準公差的制訂原則，理解軸的基本偏差的制定和孔的基本偏差換算規

則。理解一般、常用和優先運用的公差帶與協作的標準化。新國標規定一般、常

用和優先運用的公差帶與辦作意義，為選擇公差帶與協作作必要的打算。

作業：

P3215、16、19題

€1-3公差帶與協作的選用

課時：2課時

教學目的和要求：

一、協作制的選擇

二、公差等級的選用

三、協作種類的選擇

匹、協作精度設計實例

教學重點與難點：

了解標準公差系列、基本偏差系列與新標準，學會查表并計算極限偏差值。

教學內容：

公差帶與協作的選擇就是協作制、公差等級和協作種類的選擇。

一、協作制的選用

1、一般狀況下，應優先選用基孔制。

⑴目的：可大大削減定尺寸刀具和量具的品種規格，有利于刀具和量具的生

產與儲備，從而降低生產成本。

⑵只有在具有明顯的經濟效果的狀況下，才采納基軸制。如用冷拔鋼作軸，

不必對軸加工，或在同一基本尺寸的周上裝配幾個不同協作的零件（圖l-26）o

翻&.

圖1-26混合協作應用示例

2、與標準件協作時，協作制的選擇通常依標準件而定。

例如：滾動軸承內圈與軸的協作采納基孔制，而滾動軸承外圈與孔的協作采納

基軸制。

3、為了滿意協作的特別要求，允許采納混合協作。

即：在一般狀況下優先采納基孔制，其次采納基軸制，如有特別須要，允許采

納混合協作（圖l-27）o

圖1-27混合協作應用示例

二、公差等級的選用

1、選用公差等級的原則是：以滿意運用要求的前提下，盡可能選用較低的公差

等級，以便很好地解決機器零件的運用要求與制造工藝與成本之間的沖突。

2、表1-12公差等級的主耍應用實例。

IT3~IT5（孔為IT6）：協作公差很小，對加工要求很高，應用較少。

IT6（孔為IT7）：協作公差較小，一般精密加工能夠實現，在精密機械中應

用廣泛。

3、表1T3各種加工方法與公差等級的關系（要求學生熟記）.

三、協作的選用

1、方法：計算法、類比法和試驗法。

2、選用步驟

U）首先依據運用要求，確定協作的類別，即確定是間隙，過盈，還是過渡協

作。

⑵確定類別后，再進一步類比確定選用哪一種協作。

⑶工作條件是選擇協作的重要依據，當待選部位與典型實例在工件上有所不

同時，應對協作的松緊作適當的調整，最終確定選用哪種協作。

小結：

駕馭基準制的選用、公差等級的選用和協作的選用的原則、方法。

嫻熟駕馭基孔制與基軸制的選用、公差等級的選用與協作選用的方法。當給定協

作的間隙或過盈范圍，要求能嫻熟地確定孔、軸公差帶與協作代號。

作業：

P3323、24、25題

其次章技術測量的基本學問與常用計量器具

教學目的和要求:

讓學生了解常用量具的結構和原理，初步駕馭其運用方法，能對一般機械零件

進行測量，并推斷其合格性。測量方法的分類和計量器具的主要度量指標。

§2-1技術測量的基本學問

課時：2課時

教學目的：

了解常用測量技術的基本概念。

教學重點與難點：

測量器具的分類。

教學內容：

技術測量的一般概念

測量一一將被測幾何量與作為計量單位的標準量進行比較，從而確定被測幾何

量是計量單位的倍數或分數的過程。

檢驗一一指只確定被測幾何量是否在規定的極限范圍之內，從而推斷被測對象

是否合格，而無須行出詳細的數值。

一、計量單位

主要指幾何量，包括長度、角度、表面粗糙度、幾何開頭和相互位置等。

1m是光在真空中(1/299792458)S的時間間隔內所經路徑的長度。按此定

義確定的基準稱為自然基準。

測量方法

是指測量時所采納的計量器具和測量條件的綜合。

測量精度

測量精度是指測量結果與真值的一樣程度。

二、計量器具的分類

計量器具按結構特點可以分為以下四類：

1、量具

量具是以固定形式復現量值的計量器具，一般結構比較簡潔，沒有傳動放大

系統。

可分為單值量具和多值量具兩種。

2、量規

量規是指沒有刻度的專用計量器量，用于檢驗零件要素的實際尺寸與形態，

位置的實際狀況所形成的綜合結果是否在規定的范圍內，從而推斷零件被測的

幾何量是否合格。

3、量儀

量儀是能將被測幾何量的量值轉換成可直觀視察的指示值或等效信息的計量

器量。

4、計量裝置

是指為確定被測幾何量值所必需的計量器具和協助設備的總體。

三、測量方法的分類

1、依據所測的幾何量否為要求被測的幾何量，分為：

（1）干脆測量

（2）間接測量

2、依據被測量值獲得的方法分：

（1）肯定測量

（2）相對測量

3、依據工件上同時測量的幾何量的多少分：

（1）單項測量

（2）綜合測量

四、計量器具的基本計量參數

1、刻度間距

是指標尺或刻度盤上兩相鄰刻線中心的距離

2、分度值：

又稱刻度值，是指標尺或刻度盤上每一刻度間距所代表的量值。

3、示值范圍：

是指計量具器標盡或刻所指示的起始值到終止值的范圍。

4、測量范圍

5、示值誤差

6、校正值

五、測量誤差

測量誤差產生的緣由

1）計量器具誤差2）方法誤差

3）環境誤差4）人員誤差

小結：

本次課程內容特點是講解并描述測量技術基礎。了解常用測量技術的基本概

念。

作業:P711、3題

§2-2測量長度尺寸的常用計量器具

課時：4課時

教學目的：

1.游標卡尺的讀數原理與運用

2.千分尺的讀數原理與運用

3.量塊的運用方法

教學重點與難點：

各測量器具的讀數方法

教學內容：

一、通用量具

1、游標量具

1、游標卡尺的結構和用途

①三用游標卡尺：由尺身、游標、深度尺、刀口內測量爪、外測量爪等組成；

②雙面游標卡尺：由尺身、游標、深度尺、刀口內測量爪、外測量爪、微動裝

置等組成；

③單面卡尺：由尺身、游標、深度尺、刀口內測量爪、微動裝置等組成。

適用范圍：測量外徑、孔距、壁厚、溝槽與深度等。

2、游標卡尺的刻線原理和讀法

1、分類

按測量精度分l/20mm(0.05mm)和l/50mm(0.02mm)兩種，其中1/50應用廣

泛。

2、刻線原理

(1)l/20mm(0.05mm)游標卡尺

尺身上每小格是1mm,當兩量爪合并時，游標上的20格剛好與尺身上的19mm

對正，主副尺格差為1-19/20=0.05mm,所以其測量精度為0.05mm0

(2)l/50mm(0.02mm)游標卡尺

尺身上每小格是1mm,當兩量爪合并時，游標上的50格剛好與尺身上的49mm

對正，主副格差為1-49/50=0.05mm,所以其測量精度為0.05mm0

3、讀法

(1)讀出副尺上零線左面主尺的毫米整數；

(2)讀出副尺上與主尺刻對齊的那條刻線的數值；

(3)把兩個數值相加即為測得尺寸。

4、運用游標卡尺的留意事項

測量前耍將卡尺的測量面用軟布擦干凈；

卡尺的兩個兩爪合攏，應密不透光：量爪合攏后，游標零線應與尺身零線對

齊。

游標在尺身上滑動耍敏捷自如，不能過松或過緊，不能晃動，以免產生測量

誤差。

測量時，應使量爪輕觸零件，量爪位置要擺正，不能歪斜。

5、游標卡尺的維護保養

不能把卡尺當工具運用，以免磨損卡尺，影響測量精度。

帶深度尺的游標卡尺，用完后應將量爪合攏，避開深度尺變形，甚至折斷。

測量結束時，要把卡尺平放，以免尺身彎曲變形。

卡尺運用完后，擦凈并上油，放置在專用盒內，防止弄臟或生銹。

不行用紗布或一般磨料擦除刻度尺表面與量爪測量面的銹跡和污物。

卡尺受損后，應交特地修理部門修理。

2、測微螺旋量具

種類：外徑千分尺，內徑千分尺，深千分尺與專用原螺紋千分尺。

1、外徑千分尺

（1）外徑千分尺的結構

由尺架，測微裝置，測力置和鎖緊置裝等組成。

（2）外徑千分尺的讀數原理和讀數方法。

（1）原理：測微螺桿的螺距為0.5mm,微分筒的外圓周上刻有50等

分的刻度。當微分筒轉一周時，螺桿軸向移動0.5mm/50=0.01mm,因

而0.01mm就是千分尺的分度值。

（2）讀法

a：從微分筒的邊緣向左看固定套筒上距微分筒邊緣最近的刻線,

從固定套管中線上側的刻度讀出整數或半毫米數。

b：再從微分筒上找到與固定套管中線對齊的刻線，將此刻線數乘

以0.01mm就是小于0.5mm的小部部分的讀數。

c：把兩部分值相加。

（3）外徑千分尺的運用方法

（1）測量前，檢查測量面間是否密合

(2)測量時先用手轉動千分尺的微分筒，待測微螺桿的測量面接

近工件被測表面時，再轉動測力裝置上的棘輪，使測微螺桿的測量

面接工件表面，聽到2、3聲“咔咔”聲后即停止讀數。

(3)運用E寸，千分尺的測微螺桿的軸線應垂直零件被表面。

(4)外徑千分尺的特點

千分尺的制造精度主要由它的示值誤差和測量面的平行度誤差確

定。制造精度可分為0級和1級兩種，0級精度較高。

2、其它類型千分尺簡介

(1)內徑午分尺

(2)深度千分尺

(3)螺紋千分尺

(4)公法線千分尺

二、量塊

1、量塊的形態、用途與尺寸系列

研合性：

所謂研合性，是指量塊的一個測量面與另一量塊的測量面或另一經精密加工

的類似的平面，通過分子吸力作用而粘合的性能。利用這一特性，

把量塊研合在一起，便可以組成所須要的各種尺寸。

2、量塊的尺寸組合與運用方法

成組量塊尺寸表：在運用組合量塊時，為了減小量塊組合的累積誤差，

應盡量削減運用的塊數，一般不超過4s5塊。為了快速選擇量塊，應依

據所需尺寸的最終一位數字選擇量塊，每選一塊至少削減所需尺寸的一位

小數。

例：從83塊一套的量塊中選取尺寸為38.935nun量塊組，其選取方法為：

38.935

一)1.005第一塊量塊尺寸為1.005mm

37.93

—)1.43其次塊量塊尺寸為1.43mm

36.5

—)6.5第三塊量塊尺寸為6.5mm

30第四塊量塊尺寸為30m

小結:

本節介紹了技術測量的基本概念、方法和計量器具的結構、原理主耍度量指標

與運用方法。

作業:

P718、9、10、14、15、題

§2-3常用機械式量儀

課時：4課時

教學目的：

1.百分表的讀數原理與運用

2.內徑百分表的讀數原理與運用

3.杠桿百分表的運用方法

教學重點與難點：

各測量器具的讀數方法

教學內容：

一、百分表

1）百分表的讀數

帶有測頭的測量桿，對刻度圓盤進行平行直線運動，并把直線運動轉變為

回轉運動傳送到長針上，此長針會把測桿的運動量顯示到圓型表盤上。

長針的一回轉等于測桿的1mm,長指針可以讀到0.01mm。刻度盤上的

轉數指針，以長針的一回旋（1mm）為一個刻度。

L盤式指示器的指針隨量軸的移動而變更，因此測定只需讀指針所指的刻度,

右圖為測量段的高度例圖，首先將測頭端子接觸到下段，把指針調到“0”

位置，然后把測頭調到上段，讀指針所指示的刻度即可。

2.一個刻度是0.01mm,若長針指到10,臺階高差是0.1mm

3,量物若是4mm或5nmi，長針會不斷地回轉時，最好看短針所指的刻度，然

后加上長指針所指的刻度。

2）百分表的運用方法

L測量面和測桿要垂直。

2.運用規定的支架。

3.測頭耍輕輕地接觸測量物或方塊規。

4.測量圓柱形產品口寸，測桿軸線與產品直徑方向一樣。

二、內徑百分表

內徑百分表是將測頭的直線位移變為指針的角位移的計量器具。用比較測量

法完成測量，用于不同孔徑的尺寸與其形態誤差的測量。

一.運用前檢查

1.檢查表頭的相互作用和穩定性。

2.檢查活動測頭和可換測頭表面光滑，連接穩固。

二.讀數方法

測量孔徑，孔軸向的最小尺寸為其直徑，測量平面間的尺寸，隨意方向內

均最小的尺寸為平面間的測量尺寸。

百分表測量讀數加上零位尺寸即為測量數據。

三.正確運用

1.把百分表插入量表直管軸孔中，壓縮百分表一圈，緊固。

2.選取并安裝可換測頭，緊固。

3.測量時手握隔熱裝置。

4.依據被測尺寸調整零位。

用已知尺寸的環規或平行平面（千分尺）調整零位，以孔軸向的最小尺寸

或平面間隨意方向內均最小的尺寸對0位，然后反復測量同一位置2-3次

后檢查指針是否仍與0線對齊，如不齊則重調。

為讀數便利，可用整數來定零位位置。

5.測量時，搖擺內徑百分表，找到釉向平面的最小尺寸（轉折點）來讀

數。

6.測桿、測頭、百分表等配套運用，不要與其他表混用。

三、杠桿百分表

杠桿百分表的讀數與運用方法

1、杠桿百分表的分度值為0.01mm,測量范圍不大于1mm,它的表盤是

對稱刻度的。

2、測量面和測頭，運用時須在水平狀態，在特別狀況下，也應當在25

以下,

3、杠桿白分表體積較小，適合于零件上孔的軸心線與底平面的平行度的

檢查，如圖2所示。將工件底平面放在平臺上，使測量頭與A端孔表面接觸,

左右漸漸移動表座，找出工件孔徑最底點，調整指針至零位，將表座漸漸向

B端推動。也可以工件轉換方向，再使測量頭與B端孔表面接觸，A、B兩端

指針最底點和最高點在全程上讀數的最大差值，就是全部長度上的平行度誤

差。

四、杠桿千分尺

杠桿千分尺是由外徑千分尺的微分筒部分和杠桿卡規中指示機構組合而

成的一種精密量具。

杠桿千分尺既可以進行相對測量，也可以像千分尺那樣用作肯定測量。其分

度值有0.001mm和0.002mm兩種。

杠桿千分尺不僅讀數精度較高，而且因弓形架的剛度較大，測量力由小彈簧

產生，比一般千分尺的棘輪裝置所產生的測量力穩定，因此，它的實際測

量精度也較高。

運用留意事項

1）用杠桿卡規或杠桿千分尺作相對測量前，應按被測工件的尺寸，用量塊

調整好零位。

2）測量時，按動退讓按鈕，讓測量桿面輕輕接觸工件，不行硬卡，以免測

量面磨損而影響精度。

3）測量工件直徑時，應搖擺量具，以指針的轉折點讀數為正確測量值，轉

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小結：

本節介紹了四種測量儀器：量塊、游標卡尺、千分尺和量儀。其游標卡尺、

千分尺是機加工行業最常用的測量工具，肯定要駕馭它們的讀數與運用方法。

作業:

P7217、18題

§2—4測量角度的常用量具

課時：2課時

教學目的：

角度測量器具的萬能角度尺，學會運用方法與讀數方法，還有工作原理

教學重點與難點：

各測量器具的讀數方法與工作原理

教學內容：

一、萬能角度尺

一、概述：

測量范圍為0—320。分度值為2,或5，的萬能角度尺。萬能角度尺簡稱角

度尺。利用游標原理進行讀數，是對工件進行內外角度測量的一種角度測量

工具、它主要由基尺、主尺、直尺、角尺各工作面進行組合，可測量0—320°

之間4個角度段內的隨意度值。

二、結構簡圖與名稱：（如圖1）

1、直尺2、基尺3、主尺4、卡塊5、扇形尺6、制動頭7、螺

帽8、游標尺9、角尺

三、運用方法：

1、運用部應先將角度尺各組合件擦凈。

2、運用過程中：

1）當測量0—50°的角度時，把基尺按圖2—1所示加以組合，將工件干脆

放入基尺與直尺兩個工作面之間測量。

2）當測量50°-140°的角度時，把直尺連同直尺的卡塊同時卸下，如圖2

一2所示，并緊固住卡塊，將工件放置在角尺長工作面與基尺之間測量。

3）當測量140°—230°的角度時，把角度尺按2—3所示上移，移至長短

邊交點，位于基尺旋轉中心為止，將工件放在基尺與角尺短邊工作面之間測

量。

4）當測量230°—320°時，把角尺連同卡塊全部卸下，如圖2—4所示，

將工件放在扇形板與基尺工作面之間測量。

3、運用后將角度尺擦凈，放入包裝盒內貯存。

二、正弦規

正弦規的運用方法1、用正弦規測量角（錐）度2、在主體側面和前面分別裝

有可供被測件定位用的側擋板4和前擋板3,它們分別垂直和平行于兩圓

柱的軸心線。正弦規的上表面為工作面，在正弦規主體1下方固定有兩個

直徑相等且相互平行的圓柱體2,它們下母線的公切面與上工作面平行。

在主體側面和前面分別裝有可供被測件定位用的側擋板4和前擋板3,它

們分別垂直和平行于兩圓柱的軸心線。3、量塊尺寸H由下式確定

sina二H/L。正弦規按正弦原理工作，即在平板工作面與正弦規一側的圓

柱之間安放一組尺寸為H的量塊，使正弦規工作面相對于平板工作面的傾

斜角度a等于被測角（錐）度的公稱值，（

小結：

角度測量儀器中萬能角度尺相對而言是測量大范圍角度的。正弦規的測量范

圍要窄一些，但測量精度較高，水平儀只是測量被測平面相對水平面的微小傾角

的一種計量器具。

作業：

P7222題

§2-5其它計量器具簡介

課時：2課時

教學目的：

各測量器具的運用方法

教學重點與難點：

各測量器具的讀數方法與工作原理

教學內容：

一、塞尺

塞尺又稱測微片或厚薄規，是用于檢驗間隙的測量器具之一，橫截面為直角

三角形,在斜邊上有刻度，利用銳角正玄干脆將短邊的長度表示在斜邊上,

這樣就可以干脆讀出縫的大小了。

塞尺運用前必需先清除塞尺和工件上的污垢與灰塵。運用時可用一片或數片

重疊插入間隙，以稍感拖滯為宜。測量時動作要輕，不允許硬插。也不允

許測量溫度較高的零件。

二、直角尺

直角尺的運用方法：

(1)00級和0級直角尺一般用于檢驗精密量具；1級用于檢驗精密工件；2

級用于檢驗一般工件。

(2)運用前，應先檢查各工作面和邊緣是否被碰傷。角尺的長邊的左、右面

和短邊的上、下面都是工件面(即內外直角)。將直尺工作面和被檢工作面

擦凈.

(3)運用時，將直角尺靠放在被測工件的工作面上，用光隙法鑒別工件的角

度是否正確。留意輕拿、輕靠、輕放，防止變曲變形。

(4)為求精確測量結果，可將直角尺翻轉180度再測量一次，取二次讀數算

術平均值為其測量結果，可消退角尺本身的偏差。

三、檢驗平尺

檢驗平尺(平行平尺)按JB/T7977-99標準制造，材料HT250,工作面采納刮

研或精密磨削工藝，用于機床檢驗中檢驗不平度和不直度兩個工作面是協作

塊規，千分尺，水平儀等儀器檢驗，不同高度，兩導軌的平行和不連接導軌

的水平，并可以協作直角尺.

四、水平儀

水平儀的運用和讀數

水平儀是用于檢查各種機床與其它機械設備導軌的不直度、機件相對位

置的平行度以與設備安裝的水平位置和垂直位置的儀器。水平儀是機床制

造、安裝和修理中最基本的一種檢驗工具。一般框式水平儀的外形尺寸是

200X200mm,精度為0.02/1000。水平儀的刻度值是氣泡運動一格時的傾斜

度，以秒為單位或以每米多少毫米為單位，刻度值也叫做讀數精度或靈敏度。

若將水平儀安置在1米長的平尺表面上，在右端墊0.02毫米的高度，平尺

傾斜的角度為4秒，此時氣泡的運動距離正好為一個刻度。

水平儀的讀數，應依據它的起點隨意一格為0。氣泡運動一格計數為1,再運

動一格計數為2,以此進行累計。在實際生產中對導軌的最終加工，無論采

納磨削、精磨還是手工刮研，多數導軌都是呈單純凸或單純凹的狀態，機

床導軌的直線度產生曲線性也是少見的（加工前的導軌會有曲線性的現

象）。測量導軌時，水平儀的氣泡一般依據一個方向運動，機床導軌的凸凹

是由水平儀的移動方向和該氣泡的運動方一直確定。如圖：

§2-6光滑極限量規

課時：2課時

教學目的；

角度測量器具的萬能角度尺，學會運用方法與讀數方法，還有工作原理

教學重點與難點：

各測量器具的讀數方法與工作原理

教學內容：

一、極限尺寸推斷原則

單一要素的孔和軸遵守包涵要求時，要求其被測要素的實體到處不超過最

大實體邊界，而實際要素局部實際尺寸不得超過最小實體尺寸。

二、光滑極限量規的檢驗原則

依照極限尺寸推斷原則設計的量規，稱為光滑極限量規（簡稱量規）。檢驗

孔用的量規稱為塞規，檢驗軸用的量規叫環規或卡規。量規由通規（通端）和

止規（止端）所組成。通規和止規是成對運用的。檢驗時，通規通過被檢軸、

孔則表示工件的作用尺寸沒有超出最大實體邊界。而止規不通過，則說明該工

件實際尺寸也正好沒有超越最小實體尺寸。故零件合格。

三、滑極限量規的分類

按用途分：工作量規、驗收量規、校對量規

1工作量規一一工人在加工中用它來測工件的。通端：T止端:Z

2驗收量規——檢驗部門或用戶來驗收零件的。

3校對量規一一用來校對軸用量規，以發覺卡規是否已磨損或變形。

TT-校通一通量規（通過被測卡規的通端）防止尺寸過小

TS一校通一損量規（不通過被測卡規的通端）防止尺寸過大

ZT一校止一通量規（通過被測卡規的通端）防止尺寸過小

對于孔量規的校對一般用通用量儀來校對。

四、工作量規的設計

1、工作量規的公差帶

1）作量規基本尺寸的確定：各種量規是以被測工件的極限尺寸作為基

本尺寸。

T=MMS：dmaxD

Z=LMS：dminD

2）作量規的公差帶

①制造公差一一限制量規制造時產生的誤差。

②磨損公差一一規定有一個合理的壽命。

通端：制造、磨損止端:制造

國標規定兩種方案：量規公差帶以不超出工件極限尺寸為原則

分布在尺寸公差帶之內。

通規