課 題：1、表面粗糙度
2、極限與配合
課堂類型：講授
教學目的：1、介紹表面粗糙度的概念和評定參數
2、表面粗糙度代號在圖樣上的標註方法
3、極限和配合的基本術語
教學要求：1、掌握表面粗糙度代號的注法，能了解代號中各種符號和數字的含義
2、能正確理解極限和配合的基本術語
教學重點：1、表面粗糙度符號和高度參數輪廓算術平均偏差Ra的標註和識看
2、極限和配合的基本術語
教學難點：在零件圖上表面粗糙度符號的正確書寫
教 具：挂圖：“表面粗糙度符號的標註”、“基本偏差系列”
教學方法：要精講多練，通過充分練習使學生熟練掌握，達到正確標註和識讀的目的。
教學過程：
一、複習舊課
1、標註尺寸時應注意的事項。
2、常用的零件鑄造工藝結構和機械加工工藝結構。
二、引入新課題
為了使零件達到預定的設計要求，保證零件的使用性能，在零件上還必須註明零件在製造過程中必須達到的質量要求，即技術要求，如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、材料熱處理及表面處理等。技術要求一般應盡量用技術標準規定的代號（符號）標註在零件圖中，沒有規定的可用簡明的文字逐項寫在標題欄附近的適當位置。
三、教學內容
（一）表面粗糙度
1、表面粗糙度的概念
零件在加工過程中，受刀具的形狀和刀具與工件之間的摩擦、機床的震動及零件金屬表面的塑性變形等因素，表面不可能絕對光滑，如圖8—20（a）所示。零件表面上這種具有較小間距的峰谷所組成的微觀幾何形狀特徵稱為表面粗糙度。一般來說，不同的表面粗糙度是由不同的加工方法形成的。表面粗糙度是評定零件表面質量的一項重要的指標，降低零件表面粗糙度可以提高其表面耐腐蝕、耐磨性和抗疲勞等能力，但其加工成本也相應提高。因此，零件表面粗糙度的選擇原則是：在滿足零件表面功能的前提下，表面粗糙度允許值儘可能大一些。
（a） （b）
圖8—20 表面粗糙度
表面粗糙度是以參數值的大小來評定的，目前在生產中評定零件表面質量的主要參數是輪廓算術平均偏差。它是在取樣長度l內，輪廓偏距y絕對值的算術平均值，用Ra表示，如圖8—20（b）。用公式可表示為：
Ra=
?y(x)?dx 或 Ra≈
?yi?
國家標準對Ra（um）的數值作了規定。表8—3和表8—4分別列出常用Ra值及Ra值對應的主要加工方法和應用舉例。對照表8—3和表8—4講解。
2、表面粗糙度的注法
（1）表面粗糙度代號
零件表面粗糙度代號是由規定的符號和有關參數組成的。零件表面粗糙度符號的畫法及意義、零件表面粗糙度代號的填寫格式見表8—5。圖樣上所注的表面粗糙度代號應是該表面加工后的要求。
：基本符號，表示表面可用任何方法獲得。當不加註粗糙度參數值或有關說明時，僅適用於簡化代號標註。
：基本符號上加一短划，表示表面是用去除材料的方法獲得。例如：車、銑、鑽、磨、剪切、拋光、腐蝕、電火花加工、氣割等。
：基本符號上加一小圓，表示表面是用不除材料的方法獲得。例如：鑄、鍛衝壓、變形、熱軋、冷軋、粉末冶金等。 或是用於保持原供應狀況的表面。
：a1、a2 —表面粗糙度參數的允許值(單位:μm)，常見的有Ra,Ry,Rz
b —加工方法、鍍塗或其它表面處理
c —取樣長度（單位：mm）
d —加工紋理方向符號
e —加工余量（單位：mm）
f —表面粗糙度間距參數（單位：μm）
表面粗糙度高度參數輪廓算術平均偏差Ra在代號中用數值表示，參數值前可不標註參數代號， Ra的注寫見表8—6。
（2）表面粗糙度在圖樣上的標註方法
1）標註法則
① 在同一圖樣上，每一表面只標註一次符號、代號，並應標註在可見輪廓線、尺寸線、尺寸界線或它們的延長線上。
② 符號的尖角必須從材料外指向標註表面。
③ 在圖樣上表面粗糙度代號中，數字的大小和方向必須與圖中的尺寸數值的大小和方向一致。
④ 由於加工表面的位置不同，粗糙度符號也可隨之平移和旋轉，但不能翻轉和變形；粗糙度數值可隨粗糙度符號旋轉而旋轉，但需與該處尺寸標註的方向一致。
2）應用標註方法示例，見表8—7。參照表8—7重點講解。
（二）極限與配合
1、互換性和公差
所謂零件的互換性，就是從一批相同的零件中任取一件，不經修配就能裝配使用，並能保證使用性能要求，零部件的這種性質稱為互換性。零、部件具有互換性，不但給裝配、修理機器帶來方便，還可用專用設備生產，提高產品數量和質量，同時降低產品的成本。要滿足零件的互換性，就要求有配合關係的尺寸在一個允許的範圍內變動，並且在製造上又是經濟合理的。
公差配合制度是實現互換性的重要基礎。
2、基本術語
在加工過程中，不可能把零件的尺寸做得絕對準確。為了保證互換性，必須將零件尺寸的加工誤差限制在一定的範圍內，規定出加工尺寸的可變動量，這種規定的實際尺寸允許的變動量稱為公差。有關公差的一些常用術語見圖8—21。
圖8—21 尺寸公差術語圖解
（1）基本尺寸 根據零件強度、結構和工藝性要求，設計確定的尺寸。
（2）實際尺寸 通過測量所得到的尺寸。
（3）極限尺寸 允許尺寸變化的兩個界限值。它以基本尺寸為基數來確定。兩個界限值中較大的一個稱為最大極限尺寸；較小的一個稱為最小極限尺寸。
（4）尺寸偏差（簡稱偏差） 某一尺寸減其相應的基本尺寸所得的代數差。尺寸偏差有：
上偏差=最大極限尺寸—基本尺寸
下偏差=最小極限尺寸—基本尺寸
上、下偏差統稱極限偏差。上、下偏差可以是正值、負值或零。
國家標準規定：孔的上偏差代號為ES，孔的下偏差代號為EI；軸的上偏差代號為es，軸的下偏差代號為ei。
（5）尺寸公差（簡稱公差） 允許實際尺寸的變動量
尺寸公差＝最大極限尺寸－最小極限尺寸＝上偏差－下偏差
因為最大極限尺寸總是大於最小極限尺寸，所以尺寸公差一定為正值。
（6）公差帶和零線 由代表上、下偏差的兩條直線所限定的一個區域稱為公差帶。為了便於分析，一般將尺寸公差與基本尺寸的關係，按放大比例畫成簡圖，稱為公差帶圖。在公差帶圖中，確定偏差的一條基準直線，稱為零偏差線，簡稱零線，通常零線表示基本尺寸。如圖8—22。
圖8—22 公差帶圖
（7）標準公差 用以確定公差帶大小的任一公差。國家標準將公差等級分為20級：IT01、IT0、IT1~IT18。“IT”表示標準公差，公差等級的代號用阿拉伯數字錶示。IT01~IT18，精度等級依次降低。標準公差等級數值可查有關技術標準。
（8）基本偏差 用以確定公差帶相對於零線位置的上偏差或下偏差。一般是指靠近零線的那個偏差。
根據實際需要，國家標準分別對孔和軸各規定了28個不同的基本偏差，基本偏差系列如圖8—23所示。軸和孔的基本偏差數值見附表14和附表15。
圖8—23 基本偏差系列圖
從圖8—23可知：
基本偏差用拉丁字母表示，大寫字母代表孔，小寫字母代表軸。
公差帶位於零線之上，基本偏差為下偏差；
公差帶位於零線之下，基本偏差為上偏差。
（9）孔、軸的公差帶代號 由基本偏差與公差等級代號組成，並且要用同一號字母和數字書寫。例如φ50H8的含義是：
此公差帶的全稱是：基本尺寸為φ50，公差等級為8級，基本偏差為H的孔的公差帶。
又如φ50f7的含義是：
此公差帶的全稱是：基本尺寸為φ50，公差等級為8級，基本偏差為f的軸的公差帶。
四、小結
1、表面粗糙度的概念和三種高度評定參數
2、表面粗糙度代號在圖樣上的標註方法。
3、互換性的概念和極限和配合的基本術語。
