尺寸、形位公差及表面粗糙度的测量

1、基础知识单元：尺寸、形位公差及表面粗糙度的测量教学目标（以能力描述的目标）通过本单元的学习，使学生掌握常用的形状公差、位置公差以及表面粗糙度的测量方法。重点与难点1. 尺寸公差测量的常用器具2. 形位公差测量的常用方法3. 表面粗糙度的测量方法教学方法设计：讲授法、引导文法、现场（示范）教学法、实例教学法等教学资源：多媒体、课件、投影仪、黑板、动画学习任务与学习成果：标注齿轮泵中轴的表面粗糙度。课时分配：课堂教学环节课堂组织课前复习讲解新课巩固新课布置作业时间分配（分）课程执行情况：项目任务：测量齿轮泵中齿轮轴的尺寸、形位误差及表面粗糙度；要求：（1） 写出尺寸测量的器具；（2） 写出形位误差

2、的测量步骤，并画出测量示意图；（3） 写出表面粗糙度的测量器具。学习成果：（1） 尺寸用游标卡尺或螺旋千分尺测量；（2） 同轴度测量示意图： 垂直度测量示意图：（3） 用表面粗糙度样板或电动轮廓仪测量表面粗糙度值Ra。 教学过程：项目学生工作内容教学组织资讯明确学习任务，分析任务要求，查询相关测量的案例和资料，学习相关知识。1讲授法引导行动的知识指导学生学习测量的相关知识。布置任务，提出任务要求，进行资料准备，为学生讲解相关知识，为学生提供咨询服务。决策计划分析图纸中需要测量的尺寸、形位公差及表面粗糙度，讨论确定测量方案、误差评估等。2学中做指导性的方法，教授解释行动的知识，指导学生的学习过程

3、，帮助学生分析图纸，引导学生制定测量方案，选择测量器具。实施首先对图纸中需要测量的尺寸进行换算，计算出最大和最小极限尺寸，然后选择测量器具，制定测量方案，误差评估方案。3任务设计教学法，教师指导，学生自主，在做中学中反思行动的知识。对学生的任务执行过程进行指导，审查学生的测量方案。对容易出错的问题进行总结。检查评价对完成的任务进行小组评价和老师评价。对学生的完成的任务进行评价，组织学生进行小组相互评价，形成评价意见及最终评价结果，并对整个设计过程进行总结。教学资源：知识点教育属性专业技术属性媒体属性名称格式名称格式名称格式测量的基础知识1.教学课件、教案2.教学设计3.任务单、工作单4.考核评

4、价单5.案例6.习题wordppt尺寸测量形位公差测量形状和位置公差检测规定）GB/T1958-2004pdf表面粗糙度测量表面结构的术语定义及参数GB/T3505-2000接触式仪器的标称特性GB/T6062-2002pdf板书设计：一、 测量的基础知识二、 尺寸测量三、 形位公差测量四、 表面粗糙度测量判断合格性制定测量数据评估方案制定测量步骤选择测量器具确定被测要素和基准要素教学内容教学组织与教学方法以案例为载体综合应用测量知识任务：导轨直线度的测量要求（1） 写出测量器具；（2） 写出测量步骤；（3） 写出数据处理的方法及步骤；（4） 合格性判断。引导性教学一、 测量基础知识1测量的基

5、本概念测量就是把被测量与具有计量单位的标准量进行比较，从而确定被量测量值的过程。2计量器具的分类（1）标注量具 （2）量规 （3）量仪 （4）计量装置3.测量方法的分类（1）根据所测的几何量是否为要求被测的几何量，测量方法可分为:绝对测量和相对测量。（2）根据被量测值是直接由计量器具的读数装置获得，还是通过对某个标准值的偏差值计算得到，量测方法可分为：直接测量和间接测量。（3）根据量测时工件是否运动，量测方法可分为：静态测量和动态测量。4. 测量误差及来源测量误差可以表示为绝对误差和相对误差。误差来源：计量器具误差、标准件的误差、测量方法误差、测量环境的误差和人员误差。讨论：按测量方法的分类，

6、游标卡尺测量圆柱的直径属于哪一种？二、 尺寸公差的测量三、形位公差的测量1.直线度测量（1）测微法应用：测微法用于量测圆柱体素线或轴线的直线度简介：测量示意图如图所示，沿圆柱体在铅垂轴截面上的两条素线；记录两指示表在各自测点的读数M1、M2，取各截面上的(M1-M2)/2中最大值的差值作为该轴截面轴线的直线度误差.（2）节距法应用：节距法适用于长零件的量测简介：将被量测长度分成若干小段.用仪器(如水平仪，自准直仪等)测出每一段的相对读数，最后通过数据处理求出直线度误差。相对高度ai是由原始读数经换算而得出的.假设仪器的分度值为c (如0.005/1000)，量测时的节距为l，从仪器读取的相对刻

7、度数为ni(以格为单位)则ai=c*l*ni 根据表作出误差曲线，按最小包容区域法求得直线度误差f=5m2.平面度测量（打表法）简介：调整被测表面最远的3点，使它们与平板5等高，然后移动表架，用指示表6按一定的布点在整个被测表面上测量，最后按最小条件对测量数据进行处理。3圆度误差测量（1）最理想的量测方法是用圆度仪量测.可通过记录装置将被测表面的实际轮廓形象地描绘在坐标纸上，然后按最小包容区域法求出圆度误差.（2）近似量测方法，如两点法，三点法两点法：两点法量测是用游标卡尺，千分尺等通用量具测出同一径向截面中的最大直径差，此差之半(dmax-dmin)/2就是该截面的圆度误差三点法：对于奇数棱

8、形截面的圆度误差可用三点法量测，其量测装置如图所示。4圆度误差测量（用圆度仪测量）简介：首先将被测件放在圆度仪的转盘上，调整被测件的轴线与转盘同轴，在测头没有径向偏移的情况下重复测量若干个截面，圆度仪根据选定的误差评定方法确定被测件的圆柱度误差。5.平行度测量（1）面对面平行度的测量简介:量测时以平板体现基准，指示表在整个被测表面上的最大最小读数之差即是平行度误差。（2）线对面平行度简介：量测时以心轴模拟被测孔轴线，在长度L1两端用指示表量测.设测得的最大、最小读数之差为a，则在给定长度L1内的平行度误差f为f=L*a/L1。（3）.线对线平行度测量简介：量测时以心轴模拟被测轴线与基准轴线，量

9、测两个互相垂直方向上的平行度误差f1、f2。6.垂直度测量（线对面的垂直度）简介：将被测零件放置在转台上，并使被测轮廓要素的轴线与转台对中（通常在被测轮廓要素的较低位置对中）；按需要，测量若干个轴向界面轮廓要素上的最大读数Mmax与最小读数Mmin，按公式计算出垂直度误差： f=1/2 （Mmax-Mmin ）7.同轴度测量简介：同轴度误差为各径向截面测得的最大读数差中的最大值。8.对称度测量简介：量测时基准线由V形块模拟，被测中心平面由定位块模拟，量测分如下两步：截面量测.调整定位块，使其沿径向与平板平行，测出定位块到平板的距离再将被测轴旋转180重复量测，得到该截面上、下两对应点的读数差a

10、，则该截面的对称度误差f截； 长度量测.沿键槽长度方向量测，取长度方向两点的最大读数差作为键槽的对称度误差。7.跳动误差测量（1）径向圆跳动和径向全跳动测量径向圆跳动：被测件绕基准轴线作无轴向移动的旋转，在回转一周过程中，指示表的最大和最小读数之差，即为该量测截面上的径向圆跳动。在各截面上测出的跳动量中的最大值作为径向圆跳动误差。径向全跳动：被测零件在绕基准轴线作无轴向移动的连续回转过程中，指示表缓慢地沿基准轴线方向平移，量测整个圆柱面，其最大读数差为径向全跳动。 （2）端面圆跳动和端面全跳动端面圆跳动：被测件绕基准轴线作旋转，在回转一周过程中，指示表的最大和最小读数之差，即为该量测截面上的端

11、面圆跳动。端面各直径上测出的跳动量中的最大值作为端面圆跳动误差。端面全跳动：被测零件在绕基准轴线作无轴向移动的连续回转过程中，若指示表沿着与基准轴线的垂直方向缓慢移动时，量测整个端面，则最大读数差为端面全跳动误差。四、表面粗糙度的测量（1）比较法比较法就是将被测零件表面与表面粗糙度样板通过视觉，触感或其他方法进行比较后，对被检表面的粗糙度作出评定的方法。(2)光切法光切法就是利用”光切原理”量测零件表面的粗糙度，工厂计量部门用的光切显微镜(又称双管显微镜，图(b)就是应用这一原理设计而成的。（3）干涉法干涉法就是利用光波干涉原理量测表面粗糙度，使用的仪器叫做干涉显微镜。（4）针描法 针描法又称

12、感触法，它是利用金刚石针尖与被测表面相接触，当针尖以一定速度沿着被测表面移动时，被测表面的微观不平将使触针在垂直于表面轮廓方向上产生上下移动，将这种上下移动转换为电量并加以处理。采用针描法量测表面粗糙度的仪器叫做电动轮廓仪，它可以直接指示Ra 值，也可以经放大器记录出图形，作为Ra，Rz与Ry等多种参数的评定依据。知识综合应用：用合像水平仪测量导轨的直线度。通过导轨直线度的测量，更进一步掌握形位误差的测量。1合像水平仪原理：使用时将合像水平仪放于桥板上相对不动，再将桥板放于被测表面上。如果被测表面无直线度误差，并与自然水平面基准平行，此时水准器的气泡则位于两棱镜的中间位置，气泡边缘通过合像棱镜

13、所产生的影像，在放大镜中观察将出现如图(a)所示的情况。但在实际测量中，由于被测表面安放位置不理想和被测表面本身不直，导致气泡移动，其视场情况将如图（b）所示。此时可转动测微螺旋，使水准器转动一个角度，从而使气泡返回棱镜组的中间位置。 (a) (b)2. 测量步骤（1）测量被测表面长度为1800mm，确定相邻亮点之间的距离（节距）为200mm。（2）以节距为单位把导轨进行划线编号，如图所示；（3）将合象水平（合像水平仪的分度值0.01mmm）仪放于桥板上，然后将桥板依次放在各节距的位置每放一个节距后，要旋转微分筒合像，然后进行读数。先在放大镜11处读数，再在微分筒处读数（此处是螺杆旋转一圈（1

14、00格）的细分读数）；如此顺测（从首点至终点）、回测（由终点至首点）各一次。回测时桥板不能调头，各测点两次读数的平均值作为该点的测量数据。3. 数据处理测 点 序 号 012345678仪器读数（格）顺 测298300290301302306299296回 测296298288299300306297296平 均297299289300301306298296相 对 差 （格）0028349 11注：表中读数，百分数是从放大镜处读得，十和个位数是从微分旋钮处读得。（1）作图。在坐标纸上用横坐标x代表测量点序（分段长度），纵坐标y代表相对于测量基准的量值，即按表中的累积值取点，作出误差曲线图。（

15、2）根据最小包容区域判别法，最高点和最低点应彼此相间，过这些点作两条平行线。两平行直线沿y坐标方向的距离f即直线度误差。 误差0.01×200×1122m故 直线度误差超差。讨论：用上述方法求解直线度误差值时，直线度误差按平行于纵坐标计量，而不是垂直于两条平行包容直线之间距离，为什么？正面教学，学中做LL讲授法 学中用通过讨论加深对基础知识的理解。 正面教学，学中做LL讲授法 形成性内容检测：专业能力：根据图纸标注的公差和表面粗糙度，选择合适的测量方法。自我能力：能做出决策，合理选择测量器具。社会能力: 通过查阅资料，了解目前常用的测量方法、器具。方法能力: 确定被测要素、基准要素，选择测量器具；制定测量方案，制定测量数据评估方案，判断合格性。学习能力: 与其他同学进行沟通比较，讨论最佳的测量方案。小组工作法中培养学生的团结协作、与人沟通等能力。检测的内容：检测学生是否掌握测量的知识，是否能在理解各公差及表面粗糙度的基础上制定合理的测量方案及数据评估方案。检测的方式： 在批改每个学生的项目任务基础上，开展小组讨论，相互交流。教学反思、总结项 目内 容学