任务二-用外径千分尺测量轴的外径.pdf

项目一轴类零件的测量 任务二：用外径千分尺测量轴的外径 1 机械机械测量技术测量技术教案教案 课 题 任务二（1）：用外径千分尺测量轴的外径（理论知识）课 型 理实一体化 授课日期 年 月 日 授课时数 4 教学目标 1、掌握互换性、尺寸、精度、误差、公差、偏差的概念和相关术语 2、掌握公差、偏差的相关计算、掌握公差带图的画法 3、会查表计算公差、偏差，并判断零件的合格性 教学重点 1、公差带图画法 2、查表求公差、偏差及判断零件的合格性 教学难点 查表计算 学情分析 .学生初次接触专业知识，对尺寸与公差的专业术语比较陌生，理解上存在困难。需多加练习和指导帮助其理解。板书设计 任务二（1）：用外径千分尺测量轴的外径（理论知识）一、互换性 1、定义 2、分类 二、尺寸术语 1、尺寸 2、基本尺寸 3、实际尺寸 4、极限尺寸 三、加工误差与加工精度 1、加工误差 2、加工精度 四、公差及公差术语 1、公差 2、尺寸公差 3、公差带图示法 4、标准公差系列 五、偏差及偏差术语 1、尺寸偏差 2、极限偏差 3、基本偏差 项目一轴类零件的测量 任务二：用外径千分尺测量轴的外径 2 教学程序 教 学 内 容 及 教 学 双 边 活 动 教学手段与教学方法 新授 一、互换性的概念与分类 1.互换性的定义 所谓互换性是指机械产品中同一规格的一批零件或部件，任取其中一件，不需要作任何挑选、调整或附加加工（如钳工修配）就能装上机器（或部件）上，并且达到预定使用性能要求的一种特性。组成现代技术装置和日用机电产品的各种零件，如电灯泡、自行车、手表、缝纫机上的零件、一批规格为 M10-6H 的螺母与 M10-6g 螺栓的自由旋合。在现代化生产中，一般应遵守互换性原则。2.互换性的种类 按互换性的程度可分为完全互换性（绝对互换）与不完全互换性（有限互换）。若零件在装配或更换时，不限定互换范围，以零部件装配或更换时不需要任何挑选或修配为条件，则其互换性为完全互换性。如日常生活中所用电灯泡。因特殊原因，只允许零件在一定范围内互换。如机器上某部位精度愈高，相配零件精度要求就愈高，加工困难，制造成本高，为此，生产中往往把零件的精度适当降低，以便于制造，然后再根据实测尺寸的大小，将制成的相配零件分成若干组，使每组内的尺寸差别比较小，再把相应的零件进行装配。这种仅组内零件可以互换，组与组之间不能互换的互换性，则称之为不完全互换性。除此分组互换法外，还有修配法、调整法，主要适用于小批量和单件生产。二、尺寸术语 1.尺寸 尺寸是指用特定单位表示长度值得数字。长度值包括直径、半径、宽度、深度、高度和中心距等。在机械制图中，图样上的尺寸通常以 mm 为单位，在标注时常将单位省略，仅标注数值。当以其它单位表示尺寸时，则应注明相应得长度单位。2.基本尺寸 基本尺寸是设计给定的尺寸。设计时，根据使用要求，一般通过强度和刚度计算或由机械结构等方面的考虑来给定尺寸。基本尺寸一般按照标准尺寸系列选取。常用 D 表示孔的基本尺寸，用 d 表示轴的基本尺寸。问答法 讲解分析法 图示法 讲授法 项目一轴类零件的测量 任务二：用外径千分尺测量轴的外径 3 教学程序 教 学 内 容 及 教 学 双 边 活 动 教学手段与教学方法 3.实际尺寸 实际尺寸是指通过测量所得的尺寸。由于加工误差的存在，按同一图样要求所加工的各个零件，其实际尺寸往往各不相同。即使是同一工件的不同位置、不同方向的实际尺寸也不一定相同，如图 2.2 所示。故实际尺寸是零件上某一位置的测量值，并非零件尺寸的真值。常用 Da表示孔的实际尺寸，用 da 表示轴的实际尺寸。4.极限尺寸 极限尺寸是指允许尺寸变化的两个界限值。孔或轴允许最大的尺寸称为最大极限尺寸，孔或轴允许最小的尺寸称为最小极限尺寸。孔的最大和最小极限尺寸用 Dmax和 Dmin表示，轴的最大和最小极限尺寸用 dmax和 dmin表示。极限尺寸是根据设计要求而确定的，其目的是为了限制加工零件的尺寸变动范围。若完工的零件，任一位置的实际尺寸都在此范围内，即实际尺寸小于或等于最大极限尺寸，大于或等于最小极限尺寸的零件方为合格。否则，为不合格。三、零件的加工误差与公差 1、加工误差 零件加工时，任何一种加工方法都不可能把工件加工得绝对准确，一批成品工件总存不同程度的差异。通常，我们称一批工件的尺寸变动为尺寸误差。随着制造技术水平的提高，可以减小尺寸误差，但永远不能消除尺寸误差。加工误差分为以下几种：（1）.尺寸误差 指一批工件的尺寸变动量，即加工后零件的实际尺寸和理想尺寸之差，如直径误差、孔距误差等。（2）.形状误差 指加工后零件的实际表面形状对于其理想形（3）.位置误差 指加工后零件的表面、轴线或对称平面之间的相互位置对其理想位置的差异或偏离程度。如同轴度、位置度等。图示法 讲解分析法 推导法 讲解分析法 图示法 项目一轴类零件的测量 任务二：用外径千分尺测量轴的外径 4 教学程序 教 学 内 容 及 教 学 双 边 活 动 教学手段与教学方法 （4）.表面粗糙度 指零件加工表面上具有的较小间距和峰谷所形成的微观几何形状误差。2、三大精度 1、尺寸精度 2、形位精度 3、表面粗糙度 四、公差及公差术语 公差是指允许尺寸、几何形状和相互位置误差变动的范围，用以限制加工误差。它是由设计人员根据产品使用性能要求给定的。它反映了一批工件对制造精度的要求、经济性要求，并体现加工难易程度。公差越小，加工越困难，生产成本越高。1、尺寸公差 尺寸公差是指允许的尺寸变动量，简称公差，见图 2.3。公差、极限尺寸、极限偏差的关系如下：孔 Th=DmaxDmin=ESEI 轴 Ts=dmaxdmin=esei 注意：公差与偏差是两个不同的概念。公差表示制造精度的要求，反映加工的难易程度；而偏差表示与基本尺寸的远离程度，它表示公差带的位置，影响配合的松紧程度。2、尺寸公差带 公差带表示零件的尺寸相对其基本尺寸所允许变动的范围。用图所表示的公差带，称为公差带图，讲解分析法 图示法 推导法 项目一轴类零件的测量 任务二：用外径千分尺测量轴的外径 5 教学程序 教 学 内 容 及 教 学 双 边 活 动 教学手段与教学方法 课堂课堂 练习练习 由于基本尺寸与公差值得大小悬殊，不便于用同一比例在图上表示，此时可以不必画出孔和轴的全形，而采用简单的公差带图表示，用尺寸公差带的高度和相互位置表示公差大小和配合性质，它由零线和公差带组成。1)零线 在公差带图中，零线是确定极限偏差的一条基准线，极限偏差位于零线上方，表示偏 差为正，位于零线下方，表示偏差为负，当与零线重合时，表示偏差为零。2)公差带 上、下偏差之间的宽度表示公差带的大小，即公差值。公差带沿零线方向的长度可适当选取。公差带图中，尺寸单位为毫米（mm），偏差及公差的单位也可以用微米（m）表示，单位省略不写。3、标准公差系列（1）、公差等级 确定尺寸精确程度的等级称为公差等级。不同零件和零件上不同部位的尺寸，对精确程度的要求往往不同，为了满足生产的需要，国家标准设置了 20 个公差等级，各级标准公差的代号为 IT01、IT0、IT1、IT2、IT18。IT01 精度最高，其余依次降低，标准公差值依次增大。五、偏差及偏差术语 1.尺寸偏差 某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为尺寸偏差（简称偏差）。孔用 E 表示，轴用 e 表示。偏差可能为正或负，亦可为零。2.实际偏差 例举法 讲解分析法 例举法 项目一轴类零件的测量 任务二：用外径千分尺测量轴的外径 6 教学程序 教 学 内 容 及 教 学 双 边 活 动 教学手段与教学方法 实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为实际偏差。孔用 Ea表示，轴用 ea表示。由于实际尺寸可能大于、小于或等于基本尺寸，因此实际偏差也可能为正、负或零值，不论书写或计算时必须带上正或负号。3.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。最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为上偏差（ES、es）；最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为下偏差（EI、ei）。用公式表示如下：孔：ES=DmaxD，EI=Dmi nD 轴：es=dmaxd，ei=dmind 上、下偏差皆可能为正、负或零。因为最大极限尺寸总是大于最小极限尺寸，所以，上偏差总是大于下偏差。由于在零件图上采用基本尺寸加上、下偏差的标注，可以直观地表示出公差和极限尺寸的大小，加之对基本尺寸相同的孔和轴，使用上下偏差来计算它们之间相互关系比用极限尺寸更为简便，因此在实际生产中极限偏差应用较广泛。注意：标注和计算偏差时极限偏差前面必须加注“+”或“”号（零除外）。4 基本偏差系列 基本偏差是指零件公差带靠近零线位置的上偏差或下偏差。当公差带位置在零线以上时，其基本偏差为下偏差；当公差带位置在零线以下时，其基本偏差为上偏差。（1）.基本偏差代号 基本偏差的代号用拉丁字母表示，小写字母代表轴，大写字母代表孔。以轴为例，其排列顺序基本上从 a 依次到 z，在拉丁字母中，除去与其它代号易混淆的 5 个字母 i、l、o、q、w，增加了 7 个双字母代号cd、ef、fg、js、za、zb、zc，共组成 28 个基本偏差代号。其排列顺序见下图所示。孔的 28 个基本偏差代号，与轴完全相同，用大写字母表示。讲解分析法 举例分析法 讲解分析法 例举法 项目一轴类零件的测量 任务二：用外径千分尺测量轴的外径 7 教学程序 教 学 内 容 及 教 学 双 边 活 动 教学手段与教学方法 在上图中，表示基本尺寸相同的 28 种轴、孔基本偏差相对零线的位置。图中基本偏差是“开口”的公差带，这是因为基本偏差只是表示公差带的位置，而不表示公差带的大小，其另一端开口的位置将由公差等级来决定。（2）.基本偏差数值 基本偏差数值是经过经验公式计算得到的，实际使用时可查表 2-2和表 2-3。从表 2-3、表 2-4 中可以看到，代号为 H 的孔的基本偏差为下偏差，它总是等于零，称为基准孔；代号为 h 的轴的基本偏差为上偏差，它总是等于零，称为基准轴。讲解分析法 解释说明 教学 后记 项目一轴类零件的测量 任务二：用外径千分尺测量轴的外径 8 机械测量技术机械测量技术教案教案 课 题 任务二（2）：用外径千分尺测量轴的外径（实践操作）课 型 讲授 授课日期 201 年 月 日 授课时数 4 教学目标 1、了解千分尺的主要结构组成和千分尺的类型 2、能正确使用外径千分尺测量工件 3、通过测量，能正确判断零件是否合格 教学重点 外径千分尺的使用 教学难点 能合理选用千分尺或游标卡尺测量长度类的尺寸。学情分析 对于轴类零件，学生比较陌生，首先得熟悉轴的结构，从而再深入讲解轴类零件的测量项目、测量方法及测量器具的选用。板书设计 任务二（2）：用外径千分尺测量轴的外径（实践操作）一、轴径的测量方法 二、千分尺 1、外径千分尺的结构 2、千分尺的工作原理 当测微螺杆顺时针旋转一周时，两测砧面之间的距离就缩小 0.5mm。3、千分尺的读数方法 读出微分筒边缘在固定套管上所显示的最大尺寸，即被测尺寸的毫米数和半毫米数。读出微分筒上哪一格对齐固定套管上的基准线，即半毫米以下的数值。把两个读数相加即得到千分尺实测尺寸。4、千分尺的测量范围和精度 千分尺是一种测量精度比较高的通用量具，按它的制造精度，可分 0 级和 1 级的两种，0 级精度较高，1 级次之。5、千分尺的使用方法与维护 项目一轴类零件的测量 任务二：用外径千分尺测量轴的外径 9 图 2-4 025mm 外径千分尺 1-尺架；2-固定测砧；3-测微螺杆；4-螺纹轴套；5-固定刻度套筒；6-微分筒；教学程序 教 学 内 容 及 教 学 双 边 活 动 教学手段与教学方法 复习复习引入引入 新授新授 1、测量的一般步骤有哪些？2、轴可以分成哪几类？任务二（2）:用外径千分尺测量轴的外径 一、轴径的测量方法 外尺寸测量：轴径的测量 内尺寸测量：孔径的测量 大批量：用光滑极限量规对外圆和内孔进行测量 一般精度：杠杆千分尺、外径千分尺、内径千分尺、游标卡尺等进行绝对测量，也可用千分表、百分表、内径百分表等进行相对测量 较高精度：用机械式比较仪，光学计，万能测长仪，电动测微仪，气动量仪，接触式干涉仪等精密仪器进行测量 二、千分尺 千分尺称为螺旋测微量具螺旋测微量具，也常称为分厘卡分厘卡。千分尺的种类：外径千分尺、内测千分尺、深度千分尺、壁厚千分尺以及螺纹千分尺和公法线千分尺等。千分尺的作用：用于测量或检验零件的外径、内径、深度、厚度以及螺纹的中径和齿轮的公法线长度等。1、外径千分尺的结构 复习引出新课题 讲解分析法 例举法 项目一轴类零件的测量 任务二：用外径千分尺测量轴的外径 10 教学程序 教 学 内 容 及 教 学 双 边 活 动 教学手段与教学方法 2、千分尺的工作原理 外径千分尺的工作原理就是应用螺旋读数机构，它包括一对精密的螺纹测微螺杆与螺纹轴套，和一对读数套筒固定套筒与微分筒。当测微螺杆在螺纹轴套中旋转时，由于螺旋线的作用，测量螺杆就有轴向移动，使两测砧面之间的距离发生变化。如测微螺杆按顺时针的方向旋转一周，两测砧面之间的距离就缩小一个螺距。同理，若按逆时针方向旋转一周，则两砧面的距离就增大一个螺距。常用千分尺测微螺杆的螺距为 0.5mm。因此，当测微螺杆顺时针旋转一周时，两测砧面之间的距离就缩小 0.5mm。微分筒的圆周上刻有 50 个等分线，当微分筒转一周时，测微螺杆就推进或后退 0.5mm，微分筒转过它本身圆周刻度的一小格时，两测砧面之间转动的距离为：0.550=0.01(mm)。由此可知：千分尺上的螺旋读数机构，可以正确的读出 0.01mm，也就是千分尺的读数值为 0.01mm。3、千分尺的读数方法：读出微分筒边缘在固定套管上所显示的最大尺寸，即被测尺寸的毫米数和半毫米数。读出微分筒上哪一格对齐固定套管上的基准线，即半毫米以下的数值。把两个读数相加即得到千分尺实测尺寸，读法示例如图 25 所示。如图 2-5a，在固定套筒上读出的尺寸为 6mm，微分筒上读出的尺寸为 5（格）0.01mm=0.05mm，上两数相加即得被测零件的尺寸为 6.05mm；图 25b，在固定套筒上读出的尺寸为 35.5mm，在微分筒上读出的尺寸为 12（格）0.01mm=0.12mm，上两数相加即得被测零件的尺寸为35.62mm。讲解分析法 讲解分析法 例举法 项目一轴类零件的测量 任务二：用外径千分尺测量轴的外径 11 教学程序 教 学 内 容 及 教 学 双 边 活 动 教学手段与教学方法 4、千分尺的测量范围和精度 千分尺是一种测量精度比较高的通用量具，按它的制造精度，可分0 级和 1 级的两种，0 级精度较高，1 级次之。千分尺的制造精度主要由它的示值误差和测砧面的平行度公差以及尺架受力时变形量的大小来决定。5、千分尺的使用方法与维护(1)千分尺常用测量范围分 025mm，25mm50mm，50mm75mm，75mm10Omm 等，间隔 25mm。因此，在使用时应根据被测工件的尺寸选择相应的千分尺。(2)使用前把千分尺测砧端面擦拭干净，校准零线。对 025mm 千分尺应将两测量面接触，此时活动套筒上零线上应与固定套管上基准线对齐：对其他范围的千分尺则用标准样棒来校准。如果零线不对准，则可松开罩壳，略转套管，使其零线对齐。(3)测量时，将工件被测表面擦拭干净，并将外径千分尺置于两测量面之间，使外径千分尺测量轴线与工件中心线垂直或平行。(4)测砧与工件接触，然后旋转活动套筒(副尺)，使砧端与工件测量表面接近，这时旋转棘轮盘，直到棘轮发出 2 响3 响“咔咔”声时为止，然后旋紧固定螺钉。(5)轻轻取下千分尺。这时，外径千分尺指示数值就是所测量工件的尺寸。(6)使用完毕后，应将外径千分尺擦拭干净，并涂上一层工业凡土林，存放在卡尺盒内。注意事项：注意事项：使用前必须校对零位；测量时，千分尺要放正，不得歪斜；测量读数时要特别注意半毫米刻度的读取；禁止重压或弯曲千分尺，且两测量端面不得接触，以免影响千分尺的精度；不得用它测量毛坯；不得在工件转动时测量工件尺寸；不得把它当作手锤敲物。布置作业：布置作业：完成任务书 讲解分析法 解释说明 重点突出 教学 后记