01-互换性课件-第一章.ppt

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1、,互换性与测量技术基础,主讲：邓逍荣,二0一0年九月,白金教程,（1）课程的性质 本课程是机械、近机械各专业的一门重要技术基础课，是联系设计课程与工气课程的纽带，是从基础课学习过渡到专业课学习的桥梁。 （2）课程的目的 通过本课程的学习，获得机械工程技术人员必备的公差配合与检测方面的基本知识、基本技能。 （3）课程的任务 通过讲课、作业、实验等教学环节了解互换性与标准化的重要性；熟悉极限与配合的基本概念，掌握某些极限配合标准的主要内容；初步掌握确定公差的原则和方法；一般了解技术测量的工具和方法；初步建立测量误差的概念及尺寸链的概念和它们的计算方法，为正确地理解和绘制设计图样及正确地表达设计思想

2、打下基础。,一、课程的性质、目的、任务,二、课程教学要求,（一）理论教学要求 1、帮助学生建立几何参数互换性与标准化的基本概念。 2、要求学生认识各种几体参数有关公差标准的基本内容和主要规定。 3、要求学生会初步选用公差与配合；对常见公差要求会正确标准，解释和查用有关表格。 （二）实践技能要求 1、要求学生会正确选择，使用生产现场的常用量具和仪器。 2、能对一般几何量进行综合检测和数据处理。,三、与其它课程分工,本课程是学习机械制图之后，学生具有一定的制识图能力，能够初步的进行尺寸和形状公差的标准，对测量有一定的感性认识后开设的，进一步学习几何参数的互换性与标准化，含量标准的具体内容和主要规定

3、，掌握极限与配合的应用，进一步学习形位公差及尺寸公差原则。 为机械设计、冲压工艺与模具设计、塑料成型工艺与模具设计等专业课程打下坚实的基础。而后续课程的教学和毕业后的实际工作锻炼，则将使学生进一步理解和逐渐熟练掌握本课程的内容。,四、教学时数安排,互换性与测量技术是模具设计与制造专业的一门重要专业基础课，理论学时需52课时，实验课学时需12课时，总共需64学时。,五、教学内容,互换性与测量技术是模具设计与制造专业的一门重要专业基础课，理论学时需52课时，实验课学时需12课时，总共需64学时。,第一章 绪论 第二章 尺寸公差与圆柱结合的互换性 第三章 测量技术基础 第四章 形状和位置公差及其检测

4、 第五章 表面粗糙度及其检测 第六章 滚动轴承的互换性,六、参考资料,1、廖念钊主编，互换性与测量技术基础，中国计量出版社，1988 2、陈于萍主编，互换性与测量技术基础，机械工业出版社，2005,第一章 绪论,主讲：邓逍荣,二0一0年九月,互换性与测量技术白金教程,1-1 互换性概述,本章内容,1-2 互换性与测量技术,1-3 互换性与标准化,1-4 本课程的研究对象与任务,复习与思考,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,教学内容和要求,1、互换性、标准化与优先数系的概念。,教学

5、重点和难点,教学课时：2,在日常生活中，我们经常遇到这样的情况：家里的灯泡坏，自行车上的螺钉丢了，买一个相同规格的换上即可正常使用，非常方便、快捷。那么请问： 一个M10的六角头螺栓与什么样的螺母相匹配?如何保证螺母的任意互换？螺母在加工过程中产生的误差如何控制？如何知道螺母具有互换性？,案例分析,一、 互换性的概念,所谓互换性(interchangeability)，是指在同一规格的一批零件或部件中，不需要任何挑选或附加修配，任取其一，就能装到机器上，达到规定的功能要求，这样的零件或部件就具有互换性。,1-1 互换性概述,问题： 如何使工件具有互换性？,二、 互换性的种类,可以分为广义互换性

6、和狭义互换性。 （1）狭义互换性是指几何参数互换。几何参数包括尺寸、形状、位置和表面粗糙度等。 （2）广义互换性是指几何参数互换和功能互换。,1、按照互换的范围分类,1-1 互换性概述,本课程只讨论几何参数的互换性，即狭义互换性。,二、 互换性的种类,（1）完全互换性是指一批零件、部件在装配时不需分组、挑选、调整和修配、装配后就能满足预定的要求，也称为绝对互换性。例如普通螺纹连接件、滚动轴承等。,2、按照互换的程度分类,可以分为完全互换性和不完全互换性。,优点：生产效率高，有利于各生产单位和部门之间的协作。,1-1 互换性概述,二、 互换性的种类,2、按照互换的程度分类,（2）不完全互换性是指

7、机器的零、部件在在装配或更换前，允许有附加的选择，装配或更换时，允许有附加的调整但不允许修配，装配或更换后，能满足预定使用要求，也称为有限互换性。,优点：降低生产成本，便于加工。,1-1 互换性概述,三、 互换性的作用,1-1 互换性概述,使用过程：,方便替换,缩短维修时间和节约费用,生产制造：,专业化协调生产,提高产品质量和生产效率,装配过程：,缩短装配时间,提高效率,产品设计：,简化绘图、计算,加速产品更新换代,四、 公差的概念,从零件的使用功能来看，要求零件的几何参数完全准确也是没有必要 的，只要将零件的几何参数限制在某一规定的范围内变动，就能保证零件 的使用功能，同时这样的零件也就具有

8、了互换性。零件几何参数的允许变 动范围称为公差。,为了使零、部件具有互换性，首先必须对几何要素提出公差要求，只 有在公差要求范围内的合格零、部件才具有互换性。为了实现互换性生 产，还必须对各种各样的公差要求制定统一的规范，使设计人员和加工人 员遵循共同的技术依据，因此指定了公差标准，公差标准是对零件的公差 和配合所指定的技术标准。,1-1 互换性概述,五、 标准和标准化的概念,标准是指对重复性事物和概念所做的统一规定。,标准化是指为了在一定的范围内获得最佳秩序，对实际或潜在的问题 制定共同的和重复使用的规则的活动，它包含了标准制定、标准贯彻和标 准修订的全部过程。标准化是实现互换性的前提。,标

9、准按性质可以分为技术标准、生产组织标准和经济管理标准三大 类。技术标准是指为产品和工程的技术质量、规格及其检验方法等方面所 作的技术规定，是从事生产、建设工作的一种共同技术依据。,1-1 互换性概述,五、 标准和标准化的概念,1-1 互换性概述,GB/T1800.11997极限与配合 基础 第1部分：词汇 GB/T1800.21998极限与配合 基础 第2部分：公差、偏差和配合的基本规定 GB/T1800.31998极限与配合 基础 第3部分：标准公差和基本偏差数值表 GB/T1800.41999极限与配合 标准公差等级和孔、轴的极限偏差表 GB/T18011999 极限与配合 公差带和配合的

10、选择 GB/T18042000 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差,尺寸的公差与配合国家标准主要包括：,1. 加工误差与公差,尺寸误差 宏观几何形状误差 相互位置误差 表面粗糙度,加 工 误 差,1-2 互换性与测量技术,（1）加工误差：零件在加工过程中，不可避免地会产生各种误差。,要想把同一规格的一批零件的几何参数做得完全一致是不可能的，实际上也没有必要。,1-2 互换性与测量技术,问题：加工误差与公差的区别与联系,区别：误差在加工过程中产生，公差由设计人员确定。,联系：公差是误差的最大允许值。,（2）公差：控制几何参数的技术规定就称“公差”，即为实际参数值所允许的最大变动量。,1.

11、加工误差与公差,尺寸、形状误差,位置误差,表面粗糙度,综合实例,1-2 互换性与测量技术,2. 技术测量,完工后的零件是否满足公差要求，要通过检测加以判断。检测包括检验和测量。,（1）检验：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，并作出合格性判断，而不必得出被测量的具体数值。,1-2 互换性与测量技术,2. 技术测量,（2）测量：将被测量与计量单位的标准量进行比较，以确定被测量的具体数个的过程。,1-2 互换性与测量技术,2. 技术测量,技术测量是实现互换性的技术保证,统一计量单位 计量器具的发展,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，及时调整生产，监督工

12、艺过程，预防废品产生。 检测是机械制造的“眼睛”，事实证明，产品质量的提高，除设计和加工精度的提高外，还有赖于精度的提高。 综上所述，合理确定公差与正确进行检测，是保证产品质量、实现互换性生产的两个必不可少的条件和手段。,1-3 互换性与标准化,公差标准在工业革命中起过非常重要的作用。,国际 1902年颁布了全世界第一个公差与配合标准（极限表） 1924年英国在全世界颁布了最早的国家标准B.S 1641924，紧随其后的是美国、德国、法国 1929年俄罗斯（前苏联）也颁布了“公差与配合”标准 1926年成立了国际标准化协会（ISA），1940年正式颁布了国际“公差与配合”标准，1947年将IS

13、A更名为ISO（国际标准化组织）。,1. 标准,1-3 互换性与标准化,1. 标准,我国 1959年我国正式颁布了第一个公差与配合国家标准（GB15917459） 1979年以来对旧的基础标准进行了两次修订：一次是上世纪八十年代初期，（GB1800180479、GB1182118480、GB103183）；另一次是九十年代中期（GB/T1800.11997GB/T11821996GB/T10311995）,1-3 互换性与标准化,为了实现互换性，必须对公差值进行标准化，不能各行其是，标准化是实现互换性生产的重要技术措施。 对零件的加工误差及其控制范围所制订的技术标准称“极限与配合”标准，它是实

14、现互换性的基础。,2. 标准化,标准化是指在经济、技术、科学及管理等社会实践中，对重复性事物和概念通过制定、发布和实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益的全部活动过程。,标准化是组织现代化生产的重要手段，是实现互换性的必要前提，是国家现代化水平的重要标志之一。它对人类进步和科学技术发展起着巨大的推动作用。,1-3 互换性与标准化,3. 标准分级,标准按不同的级别颁发，我国标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。,GB国家标准 JB机械标准 ISO国际标准化组织,1-3 互换性与标准化,4. 标准分类,1-3 互换性与标准化,5. 常用标准代号及含义,GB/T1800.11997极

15、限与配合 基础 第1部分：词汇 GB/T1800.21998 极限与配合 基础 第2部分：公差、偏差和配合的基本规定 GB/T1800.31998 极限与配合 基础 第3部分：标准公差和基本偏差数值表 GB/T1800.41999 极限与配合 标准公差等级和孔、轴的极限偏差表 GB/T18011999 极限与配合 公差带和配合的选择 GB/T18042000 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差,GB70-85,提出问题：为什么电灯泡的功率为：15W、25W、40W、60W等？,为了使产品的参数选择能遵守统一的规律，人们在生产实践中总结出了一种科学的统一数值标准，这就是优先数和优先数系。

16、优先数和优先数系是一种无量钢的分级数值，它是十进制几何级数，适合于各种量值的分级，数系中的每一个数都是优先数。,1-4 优先数和优先数系,在商品生产中，为了满足不同用户的需求，同一品种同一个参数还要从大到小取不同的值，从而形成不同规格的产品系列。这个系列确定得是否合理，与所取的数个如何分档、分级直接有关。,提出问题：为什么电灯泡的功率为：15W、25W、40W、60W等？,1-4 优先数和优先数系,各系列的公比为：,为了满足生产的需要。有时需要采用派生系列，派生系列用Rr/p表 示，r代表5、10、20、40、80。例如在R10/3系列中，r为10，p为3，表示从R10系列中的某一项开始，每隔3项取一数值，如从1.25开始，就可以得到1.25，2.5，5，10，数系。,1-4 优先数和优先数系,国家标准GB3211980优先数和优先数系规定了五个等比数列，它们分别用R5、R10、R20、R40、R80表示，其中前四个系列为基本系列，R80系列