《互换性与测量技术》课程标准

《互换性与测量技术》课程标准适用专业：机电一体化、模具、数控、机械开课部门：机电工程学院总学时：36（理论26；实践10）一、课程性质《互换性与测量技术》是一门综合性的应用技术基础学科，它研究机械设计和制造过程中的公差配合与检测技术，将实现互换性生产的标准化领域与计量学领域的有关知识有机结合在一起，涉及机电产品的设计、制造、质量控制和生产组织管理等诸多方面，因而本课程是机电类各专业必修的一门实践性很强的专业技术基础课。其目的与任务是使学生初步了解有关互换性生产原则、公差与配合的规律，以及测量技术方面的基本理论，了解在机电产品设计中确定机械零件几何要素技术要求的基本知识和方法；能根据机械图样上有关几何要素的技术要求选择恰当的技术检测方法，以保证产品的质量，并为后续机械设计、模具设计、模具加工工艺等专业课的学习奠定基础。本课程讨论的不仅仅是满足零件的互换性要求，也非单纯地满足精度要求和配合要求，而是决定产品技术性能、增加技术含量和市场竞争能力的综合技术。由于制造过程又分为加工制作和检测两部分，加工制作以设计为依据，完工产品是否满足设计要求需要通过检测来判断；加工过程的质量控制需要测量提供第一手资料实现。因此，公差与检测相辅相成。它对制造业举足轻重的作用，使得其成为机电类专业高等工程教育中的极为重要的一环。因此，机电一体化、模具、数控专业的学生必须学好这门课，将来才能够顺利进入相关技术岗位，从事机电产品的设计与开发、制造与安装、产品质量检测、生产施工技术管理等专业技术工作。二、课程目标1、职业技能目标：具备通用计量器具的应用能力，了解常用测量器具的工作原理，掌握其调整和正确使用方法；会根据机械图样上有关几何要素的技术要求选择恰当的技术检测方法；具备对机械零件的一般几何量作技术测量的基本能力，并能通过检测对产品的加工质量几何精度作出判断；会根据机械图样上所标注公差配合代号标记查阅相关国家标准和技术手册。2、知识目标：知道《互换性与测量技术》这门学科的性质、功能、研究范围、基本框架和主要内容；懂得标准化、互换性的基本概念及其在生产中的重要作用；理解几何精度、几何量线性尺寸、角度尺寸、形状和位置精度的基本概念，熟悉几何量公差国家标准的主要内容、特点及其应用。了解通用计量器具的性能指标、测量的过程、测量方法及测量数据的处理。3、职业素质养成目标：牢固树立标准化意识，养成耐心细致的工作作风和严谨认真的工作态度，在工程设计、产品加工等技术生产工作中，能严格按照国家公差配合相关技术标准要求控制产品质量，提高产品的综合竞争力。三、课程设计思路1、坚持以高职教育技能型人才培养目标为依据，遵循“以应用为目的，以必需、够用为度”的原则，以“掌握概念、强化应用、培养技能”为重点，力图做到“精选内容、降低理论、加强基础、突出应用”，紧紧围绕“根据互换性要求进行技术检测”这个中心目标组织教学。2、教学内容的安排应符合学生的认知过程和接受能力，按照由浅入深、由易到难、循序渐进的认知规律，从互换性与几何量测量基础、孔、轴公差配合与检测、形状和位置公差与检测、表面粗糙度及其检测、标准件、常用件的公差配合与检测层层深入展开教学与训练。3、教学中应始终坚持以“几何量技术测量”为主导、学生为主体、能力形成为目标，注重培养学生正确使用常用工作计量器具进行几何量技术测量的基本能力。4、为了循序渐进培养能力，该课程的教学应采取“课堂及课后作业——专项实操训练——期末能力测试”的三结合能力培养模式。5、在教学中应注意树立标准化意识，培养敬业爱岗、严谨认真、精益求精的职业道德素养，为今后顺利从事机电产品设计与制造技术工作和进一步的专业提升打好基础。按照本课程的知识目标和技能目标所要求的必需的理论知识构成，以及机械产品几何量测量基本技能形成的轨迹脉络，《互换性与测量技术》课程由五个项目构成，每个项目所包含的教学和训练内容及其所需课时如下表：教学项目与学时安排表序号项目名称知识技能合计1互换性与几何量测量基础222孔、轴公差配合与检测84123形状和位置公差与检测6284表面粗糙度及其检测225标准件、常用件的公差配合与检测64106综合复习22合计261036四、先修课程本课程的先修课程为《机械制图》和《金工实习》，通过《机械制图》课程的学习，学生应了解互换性相关技术要求在机械工程图样中的表达方法及其用途；通过《金工实习》课程训练，学生应了解机械加工中加工误差的产生，为建立公差配合的概念打好基础。五、教学内容及要求项目一：互换性与几何量测量基础（一）参考课时：2学时（二）学习目标：职业技能：初步建立互换性与公差的概念，了解其分类及应用；建立有关测量的基本概念。职业知识：理解标准化的重要意义，明确本课程的任务及目标。（三）教学内容及要求：1、技能要求：了解测量方法、测量器具的分类，以及计量器具的基本技术指标。2、知识要求：懂得互换性与公差、标准化与优先数系等基本概念，了解长度量值的传递程序及量块的基本知识。3、实践内容：在公差实验室观察常用计量器具及测试仪器，形成技术测量的感性认识。4、教学重点与难点：互换性、标准化、公差的概念及其在生产中的重要作用。（四）教学活动设计：1、参观公差实验室；2、教师多媒体课件授课，讲授相关理论知识；3、学生课后作业；4、教师批改作业后对习题进行讲评与纠错。（五）考核标准：基本建立互换性与标准化、加工误差与公差的概念。项目二：孔、轴公差配合与检测（一）参考课时：12学时；其中理论8学时；实践4学时。（二）学习目标：职业技能：在机械零件加工与装配、设备安装与检测维修等技术工作中，能正确理解零件图装配图中有关公差配合的技术要求，并能恰当选择、熟练使用游标卡尺、外径千分尺、角尺等普通计量器具对产品进行加工误差检测与质量判断；了解在机械产品设计中，如何按照互换性原则与标准化要求，正确选用孔轴公差配合国家标准。职业知识：了解孔轴公差配合国家标准的形成、内容及其在产品设计与加工中的应用。（三）教学内容及要求：1、技能要求：熟练掌握有关孔轴基本尺寸、极限偏差、极限尺寸及尺寸公差的相关计算和公差带图的画法；熟练掌握孔轴配合中有关间隙、过盈、配合公差的计算方法，并能正确判断三种配合性质；了解公差与配合标准的应用，以及正确选择公差等级、基准制及配合种类，进行孔轴尺寸精度设计的一般方法；会正确选择计量器具，进行孔轴尺寸检测与验收。2、知识要求：了解公差与配合国家标准的体系与构成，理解标准公差、基本偏差、基准制的概念、术语及定义，熟悉标准公差系列、基本偏差系列的形成及其代号；理解有关孔和轴基本尺寸、极限偏差、极限尺寸和尺寸公差的基本概念、术语和定义；理解有关配合、配合种类、配合性质的基本概念、术语及定义；了解正确选择常用计量器具进行孔轴尺寸验收的基本原则。3、实践内容：了解游标卡尺、千分尺的组成结构与原理，学会用游标卡尺和千分尺测量轴径与孔径的加工误差，并对照公差判断其合格性。了解立式光学计的结构、工作原理及使用方法，用立式光学计测量圆柱塞规的实际尺寸。4、教学重点与难点：教学重点：孔轴公差与配合国家标准是本章的重点，应结合学生已掌握的互换性与标准化的概念来讲解标准的产生与构成，并通过做习题使学生熟悉和学会查用标准。教学难点：正确地选择公差与配合是本章的难点，应通过典型例题，结合生产实践，讲清公差与配合的选择对机器的性能、产品的质量及技术经济效益的影响，使学生能结合其它有关课程的学习，逐步做到综合全面的考虑，正确合理的选择公差配合。（四）教学活动设计：1、教师多媒体课件授课，讲授相关理论知识；2、结合生产用蓝图中有关孔轴公差配合技术要求典型实例，师生共同讨论分析，练习偏差、公差的有关计算，以及如何选择计量器具3、结合模型或零件实物，练习游标卡尺和千分尺的使用。4、学生课后习题训练；5、教师批改作业后对习题进行讲评与纠错。（五）考核标准：会正确分析计算机械工程图样中的公差配合技术要求，会使用常用计量器具对工件进行检测和合格性判断。项目三：形状和位置公差与检测（一）参考课时：8学时；其中理论6学时；实践2学时。（二）学习目标：职业技能：在机械零件加工与装配、设备安装调试与检测维修等技术工作中，能正确理解零件图装配图中有关形状和位置公差的技术要求，并能选择恰当的途径对零件或设备的形状位置误差进行检测与评定。职业知识：了解形状位置公差标准的构成、内容及其在产品设计、加工与装配中的应用，了解形位误差的检测原则和评定方法。（三）教学内容及要求：1、技能要求：认识形位公差的标记代号，掌握被测要素和基准要素的标注方法；熟悉形状和位置公差项目代号的含义、公差带的特性及图样标注；了解形位误差的评定方法；会恰当选择检测手段对常见形位误差进行检测和评定；2、知识要求：懂得形状和位置误差的产生，以及形位公差的基本概念和用途；理解形位公差带的分类，以及形状、定向、定位、跳动四种公差带的特性；了解形位误差的检测原则及常用检测手段和途径；了解公差原则的概念；以及独立原则、包容原则、最大实体原则的区别与用途了解形位公差选择的一般原则3、实践内容：用水平仪测直线度误差，并对误差数据进行处理4、教学重点与难点：熟识形位公差项目代号及其在机械工程图样上的标注，正确理解其公差带类型和形状，会恰当选择形位误差的评定原则和评定方法是教学的重点也是难点。（四）教学活动设计：1、教师多媒体课件授课，讲授相关理论知识；2、结合生产用蓝图中有关形位公差技术要求典型实例，师生共同讨论，对其标记代号的含义、控制误差的作用、检测手段进行分析；3、练习使用水平仪测量直线度误差；4、学生课后习题训练；5、教师批改作业后对习题进行讲评与纠错。（五）考核标准：会正确理解形状与位置公差项目在机械工程图样上的标记代号的含义及其控制形位误差的类型，了解其检测途径和方法。项目四：表面粗糙度及其检测（一）参考课时：2学时；其中理论2学时；实践学时。（二）学习目标：职业技能：了解表面粗糙度对零件使用性能的影响，了解表面粗糙度的常用检测方法。职业知识：掌握表面粗糙度的概念及其在生产中的应用。（三）教学内容及要求：1、技能要求：熟练识读机械工程图样中所标注的表面粗糙度的符号代号；会使用表面粗糙度样块对零件的表面粗糙度进行检测。2、知识要求：熟悉国家标准对表面粗糙度的基本术语、评定参数及数值的规定；了解表面粗糙度的检测仪器及检测方法。3、实践内容：观察认识表面粗糙度样块，练习用目测对比法评定零件的表面粗糙度。4、教学重点与难点：表面粗糙度的评定参数及其标注（四）教学活动设计：1、教师多媒体课件授课，讲授相关理论知识；2、结合生产用蓝图中表面粗糙度的标注实例，师生共同讨论，分析其符号和代号的含义；3、练习使用表面粗糙度样块；4、学生课后习题训练；5、教师批改作业后对习题进行讲评与纠错。（五）考核标准：认识表面粗糙度的评定参数，能正确识读和理解机械工程图样中所标注的表面粗糙度的符号代号的含义。项目五：标准件、常用件的公差配合与检测（一）参考课时：10学时；其中理论6学时；实践4学时。（二）学习目标：职业技能：能正确识读和理解机械工程图样中滚动轴承、键连接、螺纹结合及齿轮传动的公差配合相关技术要求。职业知识：了解标准件、常用件的公差配合相关标准的构成、内容及其应用。（三）教学内容及要求：1、技能要求：基本掌握滚动轴承的公差等级及其应用，滚动轴承与轴和外壳孔的配合特性，熟练识读和理解其配合代号在装配图中的标注。熟悉平键联接公差配合标准及其在零件图中的标注；会正确识读普通螺纹的公差与配合及其在机械工程图样中的标记代号；认识机械工程图样中所标注的齿轮精度等级、误差评定指标参数及公差检验项目标记代号的含义和作用。能熟练使用公法线千分尺和径向跳动测量仪检测齿轮公法线和齿圈径向跳动误差，会计算处理误差数据并对齿轮质量进行评定。2、知识要求：了解滚动轴承的精度等级、公差项目及公差带的分布特点，其配合性质与一般孔轴配合的区别；了解平键联接三种配合的区别及其用途；了解螺纹结合的种类及作用要求；了解普通螺纹主要几何参数的误差对螺纹互换性（旋入性）的影响及作用中径的概念，以及普通螺纹精度标准；了解齿轮传动的使用要求及主要加工误差，渐开线圆柱齿轮精度标准的构成及其应用，了解齿轮及齿轮副的三组精度及侧隙的评定指标，了解圆柱直齿轮的误差项目及其检测方法。3、实践内容：齿轮公法线误差测量；齿圈径向跳动误差测量。4、教学重点与难点：正确识读和理解滚动轴承、键连接、螺纹结合及齿轮传动的公差配合相关技术要求在机械工程图样中的标记代号的含义及其用途。（四）教学活动设计：1、教师多媒体课件授课，讲授相关理论知识；2、结合生产用蓝图中有关滚动轴承、键连接、螺纹结合及齿轮传动的公差配合标注实例，师生共同讨论，对其标记代号的含义、控制误差的作用、检测手段进行分析；3、练习使用公法线千分尺和径向跳动仪测量齿轮误差；4、学生课后习题训练；5、教师批改作业后对习题进行讲评与纠错。（五）考核标准：能正确识读和理解机械工程图样中滚动轴承、键连接、螺纹结合及齿轮传动的公差配合相关技术要求。六、实施建议（一）教学方法：本课程由互换性与测量技术两大部分组成，它们各自有独立的体系，但又相互联系。互换性的基本概念等内容主要通过课堂授课和课外作业来完成，技术测量部分的内容主要通过实操训练来完成。1、课堂授课是本课程的主要教学环节，本课程涉及的几何量公差标准较多，对于孔轴公差、形状位置公差、齿轮公差、表面粗糙度等作重点内容处理，而其它典型零件的公差（滚动轴承公差、键连接公差、螺纹公差）则侧重其特点和应用。课堂授课应分别采用启发引导式，课堂讨论式，多媒体课件助教等多种教学方法组合。注重以学习者为中心、互动的学习方式，促使学生在“学”的过程中，增强分析问题、解决问题和创造性思维能力的培养，例如，采用启发式教学，讲授各种公差配合技术标准在生产中的应用，均可从零件图（或装配图）入手，采用设问法，提出为什么要有公差配合精度要求，再进一步引出相关的知识点，即采用启发式教学，提出问题、列出解决问题所需的知识点对每一知识点进行分析、讲解，学生总结实现新旧知识（例如机械制图相关知识）的有机结合。多媒体课件助教：各种标准件常用件的的互换性与公差配合标准化知识信息量大，涉及的内容广，利用多媒体图像动画进行教学，既增强了教学效果，又加大了信息量的渗透。2、实操训练是本课程的重要教学环节，其主要目的是使学生了解部分几何量测量的基本原理和基本方法，接受测量技能和处理测量结果的基本训练，应认真组织好实操训练课，实训内容应及时安排在有关课堂授课内容之后。根据不同岗位群对测量技能有不同的要求，对学生测量技术的“基本技能——使用通用计量器具进行一般几何量误差测量；专项能力——使用专用计量器具进行典型零件的误差测量与数据处理；综合运用——正确识读和理解机械工程图样中的互换性技术要求并能恰当选择技术测量手段”三种层次的实践教学内容进行有针对性的训练。3、课外作业是本课程不可缺少的教学环节，它不仅可以巩固课堂授课的内容，也是培养学生熟悉和正确应用公差配合有关标准的重要手段，因此应安排一定数量的作业。（二）教学评价：1、对学生的评价教学效果考核是对教与学的全面验收，是不可缺少的教学环节。学生只有按时完成规定的作业和实操训练任务方允许参加本课程的期末考核。考核采用开卷形式，考核范围不超过本标准的内容。本课程为考查课，成绩考核分为平时作业、实训报告及期末考查三部分，其中平时作业、实验报告和期末考查分别占30、30和40。旷课超过30%，取消考核考评资格。2、对教师的评价按照学校相关规定进行。3、对课程体系的评价按照《课程建设工作条例》评价。（三）