绪论
“公差配合与测量技术”是机械类各专业的一门专业基础课程。它比较全面地讲述了机械加工中有关尺寸公差、形状公差、位置公差和表面粗糙度等技术要求以及有关各种测量技术的基础知识。
1. 互换性及其意义
互换性是指同一规格的同一批零部件，任取其一，不需要任何挑选和修配就能装在机器上，并能满足使用要求。也就是说，零部件所具有的不经任何挑选和修配便能在同一规格范围内互相替换使用的特性即为互换性。在日常生活中有不少这样的例子，如自行车或电视机的某个零件损坏之后，买个相同规格的零件，装好后就能照常使用。
互换性在制造业中具有以下几方面的意义。
认识互换性
（1）在设计方面，零部件具有互换性，就可以最大限度地采用标准件、通用件，大大简化了绘图和计算工作，缩短了设计周期，有利于计算机辅助设计和产品品种的多样化。
（2）在制造方面，有利于组织专业化生产，有利于采用先进的工艺和高效率的专用设备，有利于计算机辅助制造和实现加工过程及装配过程的自动化、机械化，提高劳动生产率和产品质量，降低生产成本。
（3）在使用和维修方面，具有互换性的零部件，在磨损及损坏后可及时更换，因而减少了机器的维修时间和费用，保证了机器的连续运转，提高了机器的使用价值。
2. 互换性的分类
互换性按互换程度可分为完全互换性和不完全互换性。完全互换性是指对同一规格的零件，不加挑选和修配就能满足使用要求的互换性。不完全互换性是指同一规格的零件在装配时，需要进行挑选或调整才能满足使用要求的互换性。
完全互换性多用于大量、成批生产的标准零件，如齿轮、滚动轴承、普通紧固螺纹制件等。这种生产方式效率高，也有利于各生产单位和部门之间的协作。
不完全互换性多用于生产批量小和要求精度高的零件。当装配精度要求很高时，每个零件的精度要求也相对较高，这样会给零件的制造带来一定的困难。为了解决这一矛盾，在生产中经常采用分组装配法和修配法，以保证装配精度的要求。这种生产方式效率低，但能获得高精度的产品，因此这种生产方式在精密仪器和精密机床的生产中被广泛应用。
3. 加工误差
加工误差是指零件加工后的实际几何参数（几何尺寸、几何形状和相互位置）与理想几何参数之间的偏差。零件加工后，实际几何参数与理想几何参数之间的符合程度即为加工精度。加工误差越小，符合程度越高，加工精度就越高。加工精度与加工误差是一个问题的两种说法。所以，加工误差的大小反映了加工精度的高低。
研究加工误差的目的，就是要分析影响加工误差的各种因素及其存在的规律，从而找出减小加工误差、提高加工精度的合理途径。
零件的机械加工是在由机床、刀具、夹具和工件组成的工艺系统内完成的。零件加工表面的几何尺寸、几何形状和加工表面之间的相互位置关系，取决于工艺系统间的相对运动关系。工件和刀具分别安装在机床和刀架上，在机床的带动下实现运动，并受机床和刀具的约束。因此，工艺系统中各种误差就会以不同的程度和方式反映为零件的加工误差。在完成任意一个加工过程中，由于工艺系统各种原始误差的存在，如机床、夹具、刀具的制造误差及磨损，工件的装夹误差、测量误差，工艺系统的调整误差及加工中的各种力和热所引起的误差等，使工艺系统间正确的几何关系遭到破坏而产生了加工误差。
4. 公差
允许零件几何参数的变化量称为公差，工件的误差只要在公差范围内，就为合格件；超出公差范围就为不合格件。误差是在加工过程中产生的，而公差是设计人员给定的。设计者的任务就在于正确地确定公差，并把它在图样上明确地表示出来，即互换性要用公差来保证。显然在满足功能要求的前提下，公差应尽量规定得大些，以获得最佳的技术经济效益。
5. 检测
完工后的零件是否满足公差要求，要通过检测加以判断。检测包括检验与测量。几何量的检验是指确定零件的几何参数是否在规定的极限范围内，并做出合格性判断，而不必得出被测量的具体数值；测量是将被测量与作为计量单位的标准量进行比较，以确定被测量的具体数值的过程。检测不仅用来评定产品质量，而且用于分析产生不合格品的原因，从而及时调整生产，监督工艺过程，预防废品产生。检测是机械制造的眼睛，产品质量的提高，除设计和加工精度的提高外，往往更有赖于检测精度的提高。
6. 标准化
制定公差标准及设计零件的结构参数时，都需要通过数值表示。任何产品的参数值不仅与自身的技术特性有关，还直接、间接地影响与其配套系列产品的参数值。例如，螺母的直径数值，影响并决定螺钉的直径数值及丝锥、螺纹塞规、钻头等系列产品的直径数值。由于参数值间的关联产生的扩散称为数值扩散。
为满足不同的需求，产品必然会出现不同的规格，形成系列产品。产品数值的杂乱无章会给组织生产、协作配套、使用维修带来困难。所以，需要对数值进行标准化。
标准的范围很广，涉及人们生活的各个方面。按照针对的对象，标准可以分为基础标准、产品标准、方法标准和安全与环境保护标准等。人们讨论的制造精度标准属于基础标准。
标准化是制定、贯彻标准的过程。标准化的工作过程如图0-1所示。
图0-1 标准化的工作过程
7. 本课程的研究对象及任务
本课程是工科机械类专业的一门重要技术基础课程，上承机械制图、机械设计基础等课程，下启机械制造技术、制造工艺、夹具等课程，对工程识图、领会产品设计理念、确定零件加工制造方法和保证产品制造质量尤为重要。本课程由几何量公差与几何量检测两部分组成。前一部分的内容主要通过课堂教学和课外作业来完成，后一部分的内容主要通过实验课来完成。
学生在学完本课程后应达到以下要求。
（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）基本掌握本课程中几何量公差标准的主要内容、特点和应用原则。
（3）初步学会根据机器和零件的功能要求，识读零件的几何量公差与配合。
（4）能够查用本课程介绍的公差表格，正确识读各种图样。
（5）掌握常用测量仪器的使用方法，能对典型零件的几何参数进行简单测量。
（6）了解常用量规的设计原理。