1、第四部分极限、配合与技术测量情境一：互换性与标准化概念掌握互换性的意义和种类。掌握互换性的意义和种类。了解标准化了解标准化的基本概念。的基本概念。本节本节导向导向互换性是指同规格一批产品在尺寸、功能上能够彼此互相替换的功能。1 1.互换性的含义互换性的含义互换性按其程度和范围的不同，可分为完全互换性（绝对互换）和不完全互换性(有限互换)。2 2.互换性的种类互换性的种类是获得产品功能与经济效益的综合最佳效应；是实现生产分工、协作的必要条件；提高产品的竞争能力。3 3.互换性的作用互换性的作用要实现互换性，则要求设计、制造、检验等项工作按照统一的标准进行。标准化是指为在一定的范围内获得最佳秩序，
2、对实际的或潜在的问题制定共同的和重复使用规则的活动。标准化是用以改造客观物质世界的社会性活动。标准化的实现对经济全球化和信息社会化有着深远的意义：标准化是实现互换性生产、组织专业化生产的前提条件；是提高产品质量、降低产品成本和提高产品竞争能力的重要保证；是扩大国际贸易，使产品打进国际市场的必要条件；可以获得显著的经济效益。标准化的意义标准化的意义标准化的含义标准化的含义情境二：公差掌握互换性的意义和种类。掌握互换性的意义和种类。了解标准化了解标准化的基本概念。的基本概念。本节本节导向导向用特定单位表示长度值的数字称为尺寸。由定义可知尺寸由数值和特定单位两部分组成。1 1.尺寸尺寸允许尺寸变化的
3、两个界限值，称为极限尺寸。孔或轴允许的最大尺寸称为最大极限尺寸；孔以“Dmax”表示轴以“dmax”表 示；最 小 极 限 尺 寸 中 孔 以“Dmin”表示轴以“dmin”表示。4 4.极限尺寸极限尺寸设计给定的尺寸称为基本尺寸。孔的基本尺寸用“D”表示，轴的基本尺寸用“d”表示。通过测量获得的尺寸称为实际尺寸。孔以“Da”表示，轴以“da”表示。3 3.实际尺寸实际尺寸2 2.基本尺寸基本尺寸极限偏差是指极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为上偏差，最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为下偏差。孔、轴的上偏差分别以ES和es表示，孔、轴的下偏差分别以E
4、I和ei表示，即ES=Dmax=-D es=dmax-d EI=Dmin=-D ei=dmin-d（1 1）极限偏差极限偏差（2 2）实际偏差）实际偏差实际偏差是指实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差。孔、轴的实际偏差分别以Ea和ea表示。工件尺寸合格的条件也可以用偏差表示如下：对于孔 ESEaEI 对于轴 eseaei1 1偏差偏差允许尺寸的变动量称为尺寸公差。公差是设计时根据零件要求的精度并考虑加工时的经济性能，对尺寸的变动范围给定的允许值。孔和轴的公差分别以Th和Ts表示，则其表达式为：Th=Dmax-DminTs=dmax-dmin由公式可得：Dmax=D+ES Dmin=D+EI 代入公
5、式中可得：Th=Dmax-Dmin =（D+ES）-（D+EI）=ES-EI 同理可推导出：T=es-ei以上两式说明公差又等于上偏差与下偏差代数差的绝对值。2 2公差公差在公差带图中，确定偏差的一条基准直线称为零线，即零偏差线。2.2.尺寸公差带（简称公差带）尺寸公差带（简称公差带）在公差带图中，由代表上下偏差的两条直线所限定的一个区域称为尺寸公差带。尺寸公差带的大小取决于公差的大小；公差带相对于零线的位置取决于极限偏差的大小。1 1.零线零线公差带公差带1 12 23 31.1.公差带代号公差带代号在基本偏差代号之后加注公差等级的代号，就称为公差带代号。2.2.配合代号配合代号将相配孔、轴
6、的公差带代号写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号，就称为配合代号。3.3.公差带与配合的优化公差带与配合的优化由标准公差系列和基本偏差系列可以组成许多公差带，而这些孔、轴公差带又可组成数量很多的配合。配合配合间隙与过盈间隙与过盈间隙配合间隙配合过盈配合过盈配合过渡配合过渡配合孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸为正时是间隙，用“X”表示；孔的尺寸减去与其相配合的轴的尺寸为负时是过盈，用“Y”表示。具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合称为间隙配合。具有过盈的配合称为过盈配合。某一规格的一批孔和某一规格的一批轴,任取其中一对孔、轴，则孔的尺寸总是小于或等于轴的尺寸，其代数差为负值或零，
7、则这批孔与这批轴的配合为过盈配合。可能具有间隙或过盈的配合称为过渡配合。基本尺寸相同的相互结合的孔和轴的公差带之间的关系称为配合。表面粗糙度就是指加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性，即表面微观的不平度。一般由所采用的加工方法或其他因素而形成。表面粗糙度符号及说明表面粗糙度符号及说明（1 1）表面粗糙度的符号）表面粗糙度的符号1 1表面粗糙度的概念表面粗糙度的概念2 2表面粗糙度的符号、代号及注法表面粗糙度的符号、代号及注法符号符号说明说明基本符号，表示表面可以用任何方法获得。表示表面是用取出材料的方法获得。表示表面是用不去除材料的方法获得。在上述三个符号的上边均可加一横线，
8、用于标注有关参数和说明。（1）在满足零件表面功能要求的情况下，尽量选用较大的表面粗糙度数值。（2）同一零件上，工作面表面粗糙度参数值小于非工作面表面粗糙度数值。（3）摩擦表面比非摩擦表面和滑动表面粗糙度的参数值要小；滚动摩擦表面比滑动摩擦表面粗糙度的参数值要小；运动速度高、单位压力大的摩擦表面应比运动速度低、单位压力小的摩擦表面的粗糙度参数值要小。（4）受循环载荷的表面和容易引起应力集中的部分应取较小的表面粗糙度参数值。（5）配合性质要求高的结合表面，配合间隙小的配合表面，以及要求连接可靠、受重载荷的过盈配合表面等，都应取较小的表面粗糙度数值。（6）对有防腐或密封要求的零件的表面粗糙度数值要小
9、。通常在尺寸公差和表面形状公差小时，表面粗糙度数值也小。3 3表面粗糙度选用表面粗糙度选用选择原则选择原则情境三：测量技术基础掌握常用的长度计量单位。掌握常用的长度计量单位。掌握常用测量器具的使用方法。掌握常用测量器具的使用方法。本节本节导向导向当前国际上通常使用的长度单位有米制和英制两种。目前，我国采用的长度单位制是国际单位制。单位名称单位名称代号代号对基本单位的比对基本单位的比千米km10m 米m基本单位分米dm10-1m厘米cm10-2m单位名称单位名称代号代号对基本单位的比对基本单位的比毫米mm10-3m微米m10-6m纳米nm10-9m皮米pm10-12m我国长度法定计量单位我国长度
10、法定计量单位1 1.测量器具的分类测量器具的分类测量器具包括量具与量仪两大类。量具使用时，以固定形式复现一给定量的一个或多个已知值的一种测量器具。量仪将被测的或有关的量转换成批示值或等效信息的一种测量器具。2.2.测量方法的分类测量方法的分类按是否直接测量被测参数，可分为直接测量与间接测量；按量具与量仪的读数值是否直接表示被测尺寸的数值，可分为绝对测量与相对测量；按被测表面与量具量仪的测量头是否接触，分为接触测量与非接触测量；按一次测量参数的多少，分为单项测量和综合测量。游标类量具的读数值就是测量时的读数精度，常用的有0.1mm、0.05mm、0.02mm三种。在游标尺上读数时，一般分为三个步
11、骤：第一步：在尺身上读出毫米数。第二步：在游标上找出一条线与尺身上刻线对的齐刻线。以该刻线为终线从游标零线开始数格，共有多少格。并将该格数乘上本尺的读数精度即是游标的读数值。第三步：把尺上读数值和游标上的读数值相加即为所需的读数。0.10.1mm游标类量具的刻游标类量具的刻1 1游标类量具的使用方法游标类量具的使用方法螺旋测微量具，是利用螺旋运动原理进行测量和读数的一种测微量具。按用途分为外径千分尺、内径千分尺、深度千分尺、螺纹千分尺、公法线千分尺等。第一步：读出微分筒边缘在固定套管多少毫米（mm）后面；第二步：微分筒上哪一格与固定套筒上基准线对齐；第三步：把以上两个读数相加。在千分尺上读尺寸
12、的方法在千分尺上读尺寸的方法：2 2螺旋测微类量具的使用方法螺旋测微类量具的使用方法千分尺的结构形状千分尺的结构形状百分表的分度值为0.01mm，表盘圆周刻有100条等分刻线。因此，百分表的齿轮传动系统应使测量杆移动1mm，指针回转一圈。百分表的示值范围有03mm、05mm、010mm三种。第一步:百分表装在磁性专用的表架上。第二步:调整表架，使量杆垂直被测量面，并使量杆略有压缩。第三步:转动表圈“对零”。第四步:使量表与被测表面缓慢地产生相对运动。第五步:读出相对长度变化值。（1 1）百分表百分表3 3螺旋测微类量具的使用方法螺旋测微类量具的使用方法百分表的使用方法：百分表的使用方法：内径百
13、分表又称量缸表，是用来测量孔径的，可测量61 000mm的内径尺寸，特别是测量深孔。第一步：确定要测量内孔的大小范围，正确选择合适的测量头。第二步：将对零正确的外径千分尺调整到所需测量尺寸的名义值。第三步：用内径百分表对外径千分尺进行测量，使百分表量杆略有压缩。第四步：转动表圈“对零”。（2 2）内径百分表）内径百分表内径百分表的使用方法：内径百分表的使用方法：情境四：公差与测量了解形位公差的基本概念。了解形位公差的基本概念。熟悉形状和位置公差。熟悉形状和位置公差。理解图形上形位公差符号的技术概念。理解图形上形位公差符号的技术概念。掌握形位误差的常用检测方法。掌握形位误差的常用检测方法。本节本
14、节导向导向形状误差是指被测实际要素对其理想要素的变动量。（1 1）形状误差形状误差（2 2）形状公差）形状公差形状公差就是单一实际要素的形状所允许的变动全量。形状误差是在零件加工过程中产生的，而形状公差是为了限制形状误差，根据对零件的使用要求而人为规定的。1 1形状误差和公差形状误差和公差2 2位置误差和公差位置误差和公差位置误差是指被测实际要素的位置对其理想要素的位置变动量。根据位置误差和公差的特征不同，可分为定向误差和公差、定位误差和公差及跳动误差和公差三类。形位公差带是限制零件上被测要素的实际形状和实际位置变动的区域。像尺寸公差带一样，两种公差带都是分别限制实际尺寸（对尺寸公差带而言）或
15、实际要素（对形位公差带而言）变动的设想区域。只有零件的实际尺寸或实际形状（位置）上的点、线、面处在此区内，才算合格但两种公差带还是有区别的。尺寸公差带通常是平面上的两条直线所限定的区域，而形位公差带通常是空间的区域，如下图所示。1 1形位公差带的含义形位公差带的含义形位公差带的含义形位公差带的含义（1 1）公差带的形状）公差带的形状公差带的形状由被测要素的几何特征和设计要求来确定。如设计要求均为位置度时：当被测要素为点时，其公差带形状是一个圆或球；当被测要素为直线时，其公差带可能为圆柱面区域。当为任意方向的直线度要求时，公差带为圆柱面内的区域。（2 2）公差带的大小）公差带的大小公差带的大小用
16、以体现形位精度要求的高低，是用图样上给出的形位公差值来确定的，一般反映形位公差带的宽度或直径。（3 3）公差带的方向）公差带的方向公差带的方向是指组成公差带的几何要素的延伸方向。（4 4）公差带的位置公差带的位置形位公差带的位置分浮动和固定两种。在形状公差中，公差带的位置均为浮动。在位置公差中，同轴度、对称度和位置度的公差带固定，有基准要求的轮廓度的公差带位置固定。2 2形位公差带的组成形位公差带的组成对较短的被测直线，可用刀口形直尺、平尺、平晶、精密短导轨作标准件；对较长的被测直线，可用光轴、拉紧的优质钢丝等作标准用刀口形直尺检测短小工件时，将刀口尺刃口放在被测工件表面上，刀口形直尺与实际线
17、贴紧时，便符合最小条件。当间隙较大时，可用塞尺直接测出最大间隙值，即被测件的直线度误差；当间隙较小时，可按标准光隙估计其间隙大小。标准光隙由刀口形直尺、量块和平面平晶（或平板）组合而成。（1 1）用刀口形直尺检测用刀口形直尺检测（2 2）用水平仪、自准直仪检测用水平仪、自准直仪检测对精度要求较高而待测直线尺寸又较长的工件，常用水平仪、合像水平仪、自准直仪和电子水平仪等进行分段测量。1 1形状误差的检测形状误差的检测用刀口形直尺测量直线度用刀口形直尺测量直线度（1 1）定向位置误差的检测定向位置误差的检测（2 2）定位误差的检测定位误差的检测仅以打表法为例讲述平行度误差的检测。测量前，先将被测零件1放置在平板2上，并使被测零件底面与平板工作面贴合。测量时，装有指示表的测量架3沿平板工作面作多方向的直线移动，取指示表的最大读数与最小读数之差作为该零件的平行度误差。如右图所示。以同轴度误差的检测为例。同轴度误差的测量可在圆度仪上进行，也可在三坐标测量装置上测量在检测室和车间里常用“V”形架、顶尖等测量工具进行测量。2 2形状误差的检测形状误差的检测测量面对面平行度误测量面对面平行度误
