互换性与测量技术的课程标准.doc

《互换性与测量技术》课程标准
课程名称：互换性与测量技术
课程类型：专业基础必修课
适用专业：机械设计制造、机电一体化、模具设计与制造
完成时间：2011年8月20日
一、课程性质与作用
1、本专业人才培养目标、岗位需求
本校作为高职院校，其办学定位是生产、建设、管理、服务第一线需要的高素质技能型人才。专业培养目标主要是培养具有较强的金属切削机床操作、机械加工和工艺工装设计能力，了解先进的信息化制造技术与自动控制，适应制造行业生产、管理第一线的技能型人才。专业培养的人才可以担当机械加工工艺员、质检员、绘图员、机床操作工、工装设计及维修等工作岗位。
2、前导后续课程关系
本课程是在学生修完机械制图、机械技术基础、金属工艺学等课程后安排的一门实践性基础课程，通过课程学习，通过本课程的学习，培养学生具备运用相关知识、手册正确地选择公差配合以及选用量具进行技术测量的能力，使学生具备机械加工中零件检验及精度分析的专业核心能力。
3、学生基础及特点
本课程开讲时，学生对专业已经有一定认识，专业知识还未成熟，专业技能渴求度高，独立思考能力强；专业技能已经具备一定水平，但有待提高；学生主动性强，对知识的渴求欲望高，处理实际问题的应变能力有待培养，协作组织等关键能力正在构建。学生的综合素质和自主学习及完成任务的能力需提高，学生正在走向专业能力和关键能力的自我构建的“探索期”。合理改革运用行动导向教学，项目任务驱动，可提高其技术能力和综合素质，很迫切！
4、专业培养目标中的定位及课程目标
（1）定位：按照高职高专人才培养模式的需求，以应用为目的， “必需、够用”为度，以讲清概念、强化应用为重点的原则确定了本课程在专业培养目标中的定位与课程目标。极限配合与测量技术课程是我院机械类各专业的一门重要基础课程，为专业学习起到承前启后的作用，它既突出扎实的理论又有较强的实践性，在整个专业教学计划中占有相当重要的地位。
（2）课程目标：通过本课程的学习，使学生掌握正确地处理本课程的基本知识和正确使用各种国家标准之间的关系；正确地处理设计与制造、公差与误差之间的关系；掌握常用量具的正确使用方法，培养学生独立设计选择零件精度及选择零件精度检测方法和仪器的综合运用能力。为专业知识的学习打下良好的基础。
（一）理论知识目标：
（1）掌握标准化和互换性的基本概念及有关的基本术语和定义；
（2）掌握本课程中几何量公差标准的主要内容；
（3）学会根据机器和零件的功能要求，选用几何量公差与配合；
（4）掌握测量技术的基本概念、基本规定；
（5）掌握常用测量器具的种类、应用范围检测方法；
（6）了解与本课程有关的技术政策法规。
（二）职业专门技术能力目标：
（1）具有与本课程有关的识图、标注、执行国家标准、使用技术资料的能力；
（2）正确选用现场计量器具检测产品的基本技能及分析零件质量的初步能力；
（3）具有设计光滑极限量规的能力。
（三）职业关键能力目标：
（1）树立正确的世界观和人生观，具有较好的道德修养和身心素质，具有一定的团结协作能力；
（2）具有创新意识和创业精神，具有良好的职业道德和敬业精神；
（3）培养严谨的学风和科学的求知精神。
二、理论与实践教学内容和教学要求
课时与学分：《互换性与测量技术》是机械设计与机电一体化专业的一门重要专业基础课，理论学时需50课时，实验课学时需12课时，总共需62学时。总学分为4分。
1、理论教学内容与要求
章
节
重点与难点
教学内容和要求
课时

绪论
§0-1互换性概述
§0-2优先数和优先系数
§0-3本课程的任务
1-1  公差与配合的基本术语和及其定义
1、互换性、标准化与优先数系的概念。
2、有关孔和轴的术语和定义。
3、孔和轴的广义定义。
1、了解本课的作用和任务
2、介绍互换性的概念、类型及作用。
3、什么标准化，了解我国标准的种类。
4、计量工作及其意义
5、什么是优先数，优先数系 
6、误差的概念，加工零件误差的类型。
7、公差概念，公差值的大小顺序。
2
第1章光滑圆柱体的公差与配合
1-1  公差与配合的基本术语和及其定义
1、配合的类别及有关计算
2、画尺寸公差带图
3、孔、轴公差与配合在图样上的标注。
4、画尺寸公差带图

1、掌握尺寸的术语、定义
2、掌握尺寸偏差和公差术语及定义。
3、掌握有关配合的述语及定义。
4、能够熟练掌握标准公差数值查表，计算极限偏差、绘制公差带图，配合的类型及极限偏差的计算，绘制配合公差带图。
2
1-2  公差与配合的国家标准
1、准确查表的方法
2、孔和轴的基本偏差系列表
1、掌握基准制的概念及类型。
2、掌握标准公有效期系列
3、掌握具体偏差系列代号、基本偏差系列图的特征，基本偏差数值的确定方法。
4、掌握公差与配合在图样上的标注。
2
§1-3  国家标准规定的公差带与配合
§1-4  公差与配合的选用
1、优先公差带与配合的种类
2、基准制和配合类别的选择
3、未注公差尺寸的极限偏差及其标注方法
1、介绍优先、常用和一般用途的公差带与配合
2、介绍未注公差尺寸的极限偏差
3、讲解公差与配合的选用
2
第2章
测量技术基础
§2-1  测量概述
§2-2  量块
§2-3  计量器具和测量方法
1、量块的特点、精度和应用
2、测量方法
1、理解并掌握测量的概念和测量过程的四个要素。
2、概括了解长度尺寸传递系统。
3、掌握量块分“级”和分“等”的依据。
4、理解测量方法的分类及其特点、计量器具的分类及常用的度量指标。
2
§2-4  测量误差
1、绝对误差和相对误差的概念和计算方法
2、随机误差的特点和正态分布曲线。

1、掌握绝对误差和相对误差的概念和计算方法
2、熟悉测量误差的来源。
3、掌握测量误差的分类以及随机误差的特点和正态分布。
4、理解测量精度的概念和种类
2
§2-5  等精度测量的数据处理
1、系统误差的处理方法
2、随机误差的处理方法
1、掌握系统误差、随机误差、粗大误差的处理方法
2、理解残余误差和标准偏差的概念。
2
§2-6  光滑工件尺寸的测量
1、计量器具的选择原则和选择方法
2、确定验收极限的方法
1、理解安全裕度和验收极限的概念并会确定验收极限
2、理解计量器具的选择原则，并会正确选择计量器具。
2
第3章
形状和位置公差及测量
§3-1  概述
§3-2  形位公差的标注
1、各种形位公差带的含义
2、形状公差的标注方法
3、形位公差带
1、理解形状误差和形状公差的概念
2、理解各种形位公差带的含义。
3、掌握形状公差的标注方法

2
§3-3  形状公差和形状误差
1、各项形状公差带的含义和标注
2、形状误差的评定准则和最小包容区域
1、掌握形状误差的特点和种类
2、理解形状误差的评定准则和最小包容区域。
3、掌握各项形状误差符合最小条件的判断准则。
2
§3-4  位置公差和位置误差
1、各项位置公差带的含义和标注
2、位置误差的评定准则和最小包容区域
3、基准的建立和体现
1、理解定向公差带、定位公差带、跳动公差带的含义
2、理解位置误差的评定准则和最小包容区域。
3、掌握基准建立和体现的方法。
2
§3-5  公差原则（一）
1、各种尺寸的符号和计算公式。
2、有关实效状态和实效尺寸的概念
3、包容要求的应用分析
1、掌握有关作用尺寸、最大实体尺寸、最大实体尺寸边界、最大实体实效尺寸、最大实体实效边界等概念；
2、掌握独立原则、包容要求的基本概念，并会分析应用。
2
§3-5  公差原则（二）
1、最大实体要求的应用分析
2、最小实体要求的应用分析
1、掌握最大实体要求用于被测要素和基准要素
2、掌握可逆要求用于最大实体要求。
3、掌握最小实体要求的概念和应用。
2
§3-6  形位公差的选用            §3-7  形位公差的检测
1、公差原则和公差要求的选用方法
2、形位公差的检测的检测原则和测量方法
1、掌握形位公差的项目、形位公差数值和公差原则的选用方法。
2、掌握形位公差的检测的检测原则和测量方法
2

第4章
表面粗糙度及测量
§4-1  表面粗糙度概述
§4-2  表面粗糙度的评定参数
§4-3  表面粗糙度的符号和代号及标注方法
1、表面粗糙度的高度评定参数的含义及应用场合
2、表面粗糙度的标注方法。
1、了解表面粗糙度的实质及对零件使用性能的影响。
2、了解表面粗糙度、取样长度、评定长度、基准线等的概念
3、掌握表面粗糙度的评定参数（重点是高度评定参数）的含义及应用场合。
4、掌握表面粗糙度的标注方法。
2
§4-4  表面粗糙度的选用
§4-5  表面粗糙度的测量
1、表面粗糙度的选用方法。
2、表面粗糙度的测量方法。
1、初步掌握表面粗糙度的选用方法。
2、了解表面粗糙度的测量方法的原理。
2

第5章
光滑极限量规

§5-1  光滑极限量规概述
§5-2  量规尺寸公差带
§5-3  量规设计
§5-4  量规的技术要求
1、量规的作用。
2、工作量规公差带的分布。
3、光滑极限量规的设计方法。
1、了解光滑极限量规的作用、种类及特点
2、掌握量规的尺寸公差带。
3、掌握光滑极限量规的设计。
2
第7章
圆锥的公差及测量
§7-1  圆锥概述
§7-2  圆锥公差
§7-3  圆锥的测量
1、圆锥公差的项目
2、圆锥的测量方法
3、圆锥公差给定方法

1、了解圆锥配合的特点、种类和使用要求
2、熟悉圆锥公差的项目和圆锥公差给定方法。
3、掌握圆锥的测量方法
2

第8章
螺纹的公差配合与测量
§8-1  螺纹概述
§8-2  普通螺纹主要参数对互换性的影响
作用中径的概念和中径合格性判断原则。
1、了解普通螺纹的使用要求、主要几何参数及其对互换性的影响；
2、理解作用中径的概念和中径合格性判断原则；
2
§8-3  普通螺纹的公差与配合
§8-4  机床丝杠与螺母公差简介
§8-5  普通螺纹的测量
普通螺纹公差与配合的选用和正确标注。
3、初步掌握普通螺纹公差与配合的选用和正确标注。
4、了解普通螺纹常用的检测方法。
第9章
平键和花键的公差配合及测量
§9-1  平键联接的公差及测量
§9-2  花键联接的公差及测量
1、平键连接的公差与配合、形位公差和表面粗糙度的选用与标注。
2、矩形花键连接的公差与配合、形位公差和表面粗糙度的选用与标注。；
3、平键与矩形花键连接采用的基准制。
1、了解平键连接和矩形花键连接的特点。
2、掌握平键连接的公差与配合、形位公差和表面粗糙度的选用与标注。
3、掌握矩形花键连接的公差与配合、形位公差和表面粗糙度的选用与标注。
4、掌握平键与矩形花键的检测方法。
2
第10章
圆柱齿轮传动的公差及测量
§10-1  圆柱齿轮传动概述
 §10-2  齿轮误差评定项目及检测
1、影响齿轮传递运动准确性的误差项目及检测。
2、影响齿轮传动平稳性的误差及检测。
1、明确齿轮传动的四项基本要求。
2、掌握影响齿轮传递运动准确性的误差项目及检测。
3、掌握影响齿轮传动平稳性的误差及检测。
2
§10-2  齿轮误差评定项目及检测
§10-3  渐开线圆柱齿轮的精度标准及应用
1、影响载荷分布均匀性的误差及检测。
2、渐开线圆柱齿轮的精度标准。
1、掌握影响载荷分布均匀性的误差及检测。
2、掌握齿轮副的安装误差及检测。
3、了解齿轮副的精度要求。
2

第11章
尺寸链
§11-1  尺寸链概述
§11-2  用完全互换法解尺寸链
1、尺寸链的建立及解算方法。
2、用完全互换法解尺寸链基本公式。
3、用基本公式进行正计算
1、了解尺寸链的基本概念和有关尺寸链的基本术语。
2、掌握尺寸链的建立及计算方法。
3、会用基本公式进行正计算
2
§11-2  用完全互换法解尺寸链
§11-3  用概率互换法解尺寸链
1、用反计算法和中间计算法解尺寸链的步骤。
2、用概率互换法解尺寸链基本公式。
1、掌握用反计算法和中间计算法解尺寸链的步骤。
2、掌握用概率互换法解尺寸链基本公式。
3、掌握用概率互换法解尺寸链。
2

2、实训教学内容与要求
实训是使学生了解几何参数测量的基本测量器具和测量方法。通过实验，使学生初步具备使用和调整测量器具的能力，巩固有关公差标准的理论和概念，培养学生的实际操作能力。教学安排上，将实验安排在有关章节讲授之后进行。学生在实验中，应亲自动手操作，并认真完成实验报告。学生在实验之前应根据实验指导书对实验内容做好预习。（教师作必要地抽查），在实验过程中，应遵守实验守则，听从指导教师的指挥。
实训项目
实训目的和要求
使用仪器和量具
课时
实训一   外径千分尺测量轴径
1、熟悉外径千分尺的结构原理及使用方法。
2、掌握使用外径千分尺测量轴直径的操作方法
外径千分尺、被测工件
2
实训二   内径百分表测量孔径
1、熟悉内径百分表的结构原理及使用方法。
2、掌握使用内径百分表测量内孔直径的操作方法。
内径百分表、被测工件
2
实训三   用合像水平仪测量直线度误差
1、了解合像水平仪的结构并熟悉使用它测量直线度的方法。
2、掌握给定平面内直线度误差值的评定方法。
3、掌握按照两端点连线和最小条件作图求解直线度误差的方法。
合像水平仪、被测工件
2
实训四   用光切法测量表面粗糙度
1、了解用双管显微镜测量表面粗糙度的原理和方法
2、完成对表面粗糙度的评定参数:微观不平度十点高度Rz值的测量。
双管光切显微镜、被测工件
2
实训五   用正弦规测量轴锥角
1、熟悉内正弦规的结构原理及使用方法。
2、掌握使用正弦规测量轴锥角的操作方法。
正弦规、量块、千分表及表座、被测工件
2
实训六   测量外螺纹中径
1、熟悉测量外螺纹中径的原理和方法
2、掌握用螺纹千分尺测量外螺纹中径的方法
3、掌握用三针法测量螺纹中径的方法
螺纹千分尺、三针、杠杆千分尺、被测工件
2

3、教学情境与安排表
学习情境
子学习情境
项目载体
主要内容
学时
尺寸
误差
检测
内径、
深度
检测
阶梯轴
极限配合基本理论
内径、深度测量的基本原理与方法
用内径指示表、卧式测长仪、游标卡尺等进行内径和深度的测量
8
外径
检测
轴套
外径测量的基本原理与方法
用立式光学比较仪、立式测长仪、千分尺等进行外经的测量
4
形位
误差
检测
形状
误差
检测
单拐曲轴
形位公差基本理论
形状误差测量原理与方法
用合像水平仪、光学分度头、圆度仪等进行形状误差测量
10
位置
误差
检测
连接盘
位置误差测量原理与方法
用千分表、 三坐标测量机等进行位置误差的测量
6
表面
粗糙度
检测
表面
粗糙度
检测
轴套
表面粗糙度基本理论
表面粗糙度测量原理与方法
用电动轮廓仪、光切显微镜、干涉显微镜等进行表面粗糙度测量
6
锥度
误差
检测
内锥度
检测
锥套
锥度公差基本理论
内锥度测量原理与方法
用锥度样板、 圆锥塞规等进行内锥度测量
2
外锥度
检测
锥体
外锥度测量原理与方法
用正弦规、 圆锥环规等进行外锥度测量
2
螺纹
误差
检测
螺纹
误差
检测
丝杠
螺纹公差的基本理论
螺纹测量原理与方法
在大型工具显微镜上用影像法测量螺纹参数
用三针法测量螺纹参数
6
齿轮
误差
检测
齿轮
误差
检测
齿轮
齿轮公差基本理论
齿轮测量原理与方法
用万能测齿仪、齿圈径向跳动检查仪、齿厚游标卡尺、公法线千分尺、齿轮双面啮合检查仪等分别测量齿轮各参数
8
量规
设计
与使用
量规
设计
与使用
套筒
量规设计原理与方法
依据生产零件要求设计量规，并能进行合格性检测
4
零件的
综合
检测
综合
检测
箱体
公差配合理论及典型零件公差知识
对箱体尺寸、形位、表面精度等进行综合测量
6

三、考核方式
本课程规定的内容通过预习、课堂教学、做规定的作业和实训来完成学习。课程学习成绩由平时成绩和期末考试成绩两部分组成。平时成绩占40%，主要考核作业和实训任务完成的质量；期末考试占60%，对课程内容进行全面的综合考核。
四、本课程对学生创新能力培养的措施
互换性与测量技术基础是理论与实践结合性很强的一门技术基础课。学生应明确学习本课程的目的、任务及重要性，提高对本门课程学习重要性的认识。教师应认真备课，组织好教学。实验中加强对学生实际操作能力的培养。教师应讲清楚本课重点内容与非重点内容、讲授与自学内容之间的关系。使学生全面系统地掌握本门课程的基本理论。开展课后答疑，有条件还可在学生的机械设计课程设计，毕业设计中加强公差与配合选择与应用的指导，进一步培养学生应用本课程知识的能力和解决实际问题的能力。　
作业是巩固概念、训练技巧、深入理解讲课内容的重要手段。要求学生必须按时、独立完成作业，教师应及时检查、发现并解决存在的问题。
本课程改进的方向与途径
五、本课程改进的方向与途径
逐步建成虚拟的数字化“公差配合与机械测量”理实一体化实训室，实现所有“教、学、做”教学资源的学生自主学习平台，实现教学资源共享，充分体现课程的开放性。本课程改进的方向主要依托我院校办工厂的产品，开发基于工作过程的项目教学。
1．按照“基于工作过程系统化”要求，进一步完善课程的课程目标、形成课程标准，设计学习情境，组织教学活动，按照“教、学、做”一体化的方法进行教学。
2．完善项目驱动和现场教学方法，进一步强化多功能工艺工装实训室与机械加工实训室建设。
3．鼓励和引导教师参加工程实践锻炼，循序渐进地开展应用性科研工作，提升教师的学术水平。
六、教材与参考书
1、教材：《互换性与测量技术基础》 张信群主编，机械工业出版社, 2002.7 。
2、参考书：《互换性与技术测量》 北京农业机械化学院编，农业出版社。
3、国家相关计量标准、手册、计量器具说明书。
七、其它必要的说明 
1、教学方法
      多媒体计算机辅助教学是教学手段改革的方向之一，针对本课程基础性和工程性的特点，我们采用现代与传统教学模式相结合的教学方法。  
     （1）. 针对本课程的特点以及教学的重点和难点，精心进行教学设计与策划，注意授课方法的选用与改进、各种教学手段的使用及教学过程中各个环节的配合，培养和训练学生的学习与实践能力。
      （2）. 将启发式教学贯穿于教学中，根据学生的认知规律组织教学。注重启发、引导学生积极主动思维，循序渐进，将教师的传授与学生的参与相结合，以达到最佳的教学效果。
      （3）. 强化实践性教学环节，拓宽学生的视野，提高形象思维能力，培养工程意识。
2、校外实习基地的建设与利用
我院采用校企合作方式制定人才培养计划（博西华班、东菱班），人才培养紧紧围绕企业用人目标实施教学；实现了培养对象与企业的零距离。且我院与多家企业签定了校企合作协议，在培养计划、实习、实训和毕业生就业方面相比其它院校有很大的优势。与校内实训基地统筹规划，布点合理，功能明确，为课程的实践教学提供真实的工程环境，能够满足学生了解企业实际、体验企业文化的需要。利用校外实习基地一是强化学生的岗位技能训练，实现学生与就业岗位零距离；二是把企业的生产资源转化为学院的教育资源，扩大学院的教育资源，提高职业教学能力与水平。三是学生可直接接触到新设备，学生的技能培养更能接近当今技术发展前沿。我院机械设计与制造专业现有机械加工实训中心、数控加工实训中心、电工电子技术实验室、PLC实验室、管控一体化实验室、CAD/CAM实验室、模具拆装实训室、测量测绘实训室等6个实实训场所，承担了机械设计与制造专业的基础课、专业课的教学实验、实训任务，实验开出率达100%。其中测量测绘实训室是专门为本课程教学提供的实验、实训场所。经过几年来不断的发展建设，，目前已拥有充足的游标卡尺、高度尺、外径千分尺、内径千分尺、内径百分表、万能角度尺等通用量具，并且拥有整套量块、正弦规、合像水平仪、双管显微镜等专用、精密的测量仪器，能够保证本课程学生的实验、实训需要。