互换性第一章 绪论(讲义)课件

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1、,互换性与测量技术授课教师：杨泽青 联系电话：022-60204553E-mail:,课程学习要求,1、出勤：缺课累计超过该课程教学时数的1/3者，不得参加本课程的考核 。 2、听课：笔记 3、作业：缺交作业、实验报告累计达课程总量的1/3（或上交作业未到达该课程规定的最低限）的，不得参加本课程的考核。 4、实验：完成实验报告 5、考试：开卷考试,教材和参考书介绍,教材：何贡老师主编的互换性与测量技术，中国计量出版社（第二版），2005年11月出版,教材和参考书介绍,王伯平.互换性与测量技术基础(第3版)机械工业出版社，2009.8.1，ISBN: 9787111077343,教材和参考书介绍

2、,王长春，孙步功. 互换性与测量技术基础（第2版）. 北京大学出版社，2010.08，：9787301175675,教材和参考书介绍,庞学慧，武文革，成云平.互换性与测量技术基础.国防工业出版社，2007,08，ISBN：711804731,教材和参考书介绍,庞学慧，武文革.互换性与测量技术基础.电子工业出版社（第1版），2009年7月1日，ISBN: 9787121089954, 7121089955,教材和参考书介绍,卢志珍，尹玉珍.互换性与测量技术学习指导及习题集电子科技大学出版社; 第1版 (2008年8月1日) ISBN: 9787811148060,教材和参考书介绍,任桂华，胡凤兰

3、.互换性与技术测量实验指导书(全国普通高等学校机械类十二五规划系列教材) ISBN：9787560984643,本课程计划总学时为40学时，其中授课34学时，实验6学时，考试2学时。授课学时计划安排如下：,教学安排,为什么学习这门课程？ 互换性与测量技术基础的作用？ 这门课程能够学习到什么？ 互换性、零件机械精度设计的含义？ 几何量检测的含义？ 这门课程在将来的工作当中能起到什么作用？ 科研工作当中？ 日常生活当中？ 这门课程考研主要用到的知识？,几个问题,课程的研究对象,研究对象机械设计和制造过程中的几何量公差配合（简称公差配合）与检测技术 研究目的及所要解决的问题如何正确合理给出零件的表面

4、要求、几何精度要求及表面质量要求。,（1）初步建立互换性的基本概念，熟悉有关公差配合的基本术语和定义。 （2）了解多种公差标准，重点是圆柱体公差与配合，形位公差以及表面粗糙度标准。 （3）基本掌握公差与配合的选择原则和方法，学会正确使用各种公差表格，并能完成重点公差的图样标注。 （4）建立测量技术的基本概念，具备一定的技术测量知识，能合理、正确地选择量具、量仪并掌握其调试、测量方法。,本课程的作用和任务,第一章 绪论,教学目标： 本章阐述几何精度的基本概念、几何量误差的基本概念； 给出机械零件与产品的互换性定义、分类及作用； 给出标准的概念及分类、优先数系的概念及分类。,重点与难点： 精度与误

5、差概念的辨析 保证互换性实施的基本方法 派生系列优先数,形位精度,一、机械产品的几何精度要求,1、精度：加工出来的零件与图纸上要求的零件相符合的程度。,2、几何精度：,尺寸精度,形状精度,相互位置精度,表面精度（产品的性能）,3、产品质量：工作精度、耐用性、可靠性、效率、寿命等；,形位误差,二、影响机械产品的几何量误差,1、误差：加工出来的零件与图纸上要求的零件相偏离的程度。,2、零件的几何量误差：,单一表面尺寸误差,表面的形状精度：实际轮廓与理想轮廓的差异,表面之间的相互位置误差,相互关联的尺寸误差,精度高，误差就小。,（测量值-实际值）,微观形状误差-表面粗糙度,中间形状误差-表面波度,宏

6、观形状误差,三、机械零件与产品的互换性,1、互换性的定义：,互换性从广义上来说就是一种产品、过程或服务替代另一种产品、过程或服务能满足同样要求的性能。,机械零件的互换性：是指同一规格零件按规定的技术要求制造，能够彼此相互替换使用而效果相同的性能。 -零部件所具有的不经任何挑选或修配便能在同规格范围内相互替换的特性就叫做互换性。,机械零件的互换性分为： 几何量的互换性 机械性能的互换性 理化性能的互换性,三、机械零件与产品的互换性,2、互换性的分类：,按是否应用在标准部件分 内互换：在轴承部件中，内圈、外圈和滚珠之间配合，其互换性为内互换 外互换：轴承与轴或与座孔的配合，其互换性为外互换,按其互

7、换范围分 完全互换-计算基础是极值法 一批零（部）件装配前不经选择，装配时也不需修配和调整，装配后即可满足预定的使用要求。 螺栓、圆柱销等标准件的装配大都属于完全互换。 不完全互换-计算基础是概率法 定义：装配时允许挑选、调整和修配 当装配精度要求很高时，若采用完全互换将使零件的尺寸公差很小，加工困难，成本很高，甚至无法加工，则可采用不完全互换法进行生产 轴承部件，在装配内圈、外圈和滚珠时，通过测量、分类，保证内、外圈之间的半径差变化小,三、机械零件与产品的互换性,2、互换性的分类：,三、机械零件与产品的互换性,3、互换性的作用：,生产角度：提高产品质量、提高生产效率、降低成本；（利于组织生产

8、）； 设计角度：缩短设计周期、进行高效率的优化设计； （利于设计）； 使用角度：互换性可以提高机器的使用价值。 （利于使用、维修）,三、机械零件与产品的互换性,4、如何保证互换性的实施,合理规定公差； 公差：允许参数量值的变动范围。 尺寸公差：允许尺寸的变动范围。,正确的测量与检验 测量是被测量与标准量比较的过程。 测量包含四要素：测量对象、测量方法、测量精度及测量结果。,广泛的标准化,四、标准化,1、标准：对需要协调统一的重复的事物（如产品、零部件）和概念（如术语、规则、代号、量值）所做的统一规定。,2、标准化：标准的制定、发布、组织实施和对标准的实施进行监督的全过程。,3、标准的分类： 根

9、据级别的不同：企业标准（QB）、地方标准（DB）、行业标准（HB）、 国家标准（GB）、区域标准和国际标准（ISO）等； 按标准化对象的特性来分类： 技术标准：基础标准（制图标准、公差配合标准等）、产品标准（产品系列标准、产品质量标准）、方法标准、安全标准、卫生标准和环境保护标准等； 管理标准：生产组织标准、经济管理标准和服务标准； 按标准的法律属性：强制性标准、推荐性标准。,国际标准化组织（ISO）,在国际上，为了促进世界各国在技术上的统一，成立了国际标准化组织（简称ISO）和国际电工委员会（简称IEC），由这两个组织负责制定和颁发国际标准。我国于1978年恢复参加ISO组织后。陆续修订了自

10、己的标准。修订的原则是，在立足我国生产实际的基础上向ISO靠拢，以利于加强我国在国际上的技术交流和产品互换。,公差与配合标准发展简介,要使零部件具有互换性，就要求制订统一的公差与配合标准 1902，英国伦敦以生产剪羊毛机为主的钮瓦（Newall） 极限表； 1906，英国国标B.S.27。1924，英国国标B.S.164。1925，美国标准A.S.A.B 4a； 德国标准DIN 基孔制、基轴制、公差单位等概念，标准温度20； 1926，成立了国际标准化协会ISA ，由第三技术委员会负责制定公差与配合标准； 1929，苏联 公差与配合标准； 1940，正式颁布了国际公差标准ISA； 1947年2

11、月国际标准化组织重建，改名为国际标准化组织ISO，仍由第三技术委员会负责制定公差与配合标准。,中国公差与配合标准发展简介,1955，一机部： 第一个公差与配合的部颁标准； 1959，国家科委：第一个公差与配合的国家标准GB159174-59； 随着我国经济建设的发展，陆续制订、修订标准。,四、标准化,4、标准化的作用： 标准化是互换性生产的基础。 标准化是实现现代化的重要手段，是反映现代化水平的重要标志。 5、标准化的原理：简化、优选、统一、协调,五、优先数与优先数系,目前我国数值分级的国家标准 GB321-80,1、优先数系是一种科学的数值分级制度。,2、常用数系分为： 等差数系：按等差级数

12、来分档取值。 （本项=前项+固定差值） 它的缺点是：前疏后密，绝对差相等，相对差前大后小。,如：1,2,3,4，99,100,101，,等比数系：按等比级数来分档取值。 特点：绝对差不等，相对差相同，疏密得当。,五、优先数与优先数系,3、国标中规定的优先数系：优先数系是一种十进制的等比级数。,（1）基本系列：代号用Rr表示，其公比为 R5系列：当 ，R5优先数系公比 ； 在110之间，R5系列有6个优先数：1，1.6， 2.5， 4， 6.3， 10,R10系列：当 ，R10优先数系公比 ； 在110之间，R10系列有11个优先数：1，1.25，1.6，2，2.5，3.15，4，5，6.3，8

13、，10,R20系列：当,，R20优先数系公比,在110之间，R20系列有21个优先数：1,1.12,1.25,1.4,1.6,1.8,2,2.24,2.5,2.8,3.15,3.55,4,4.5,5,6.3,7.1,8,9,10,R40系列：当,，,R40优先数系公比,在110之间，R40系列优先数见表1-1。,五、优先数与优先数系,（2）补充系列：R80系列 当 ，R80优先数系公比 ；,（3）派生系列：是指从优先数系基本系列和补充系列,中，每,项取值导出的系列。其公比是,（4）复合系列：是指由若干个等比系列混合构成的多公比系列。（多公比的复合系列）,五、优先数与优先数系,4、优先数系的优点

14、：,（1）相邻项的相对误差均匀 相对误差 （2）插补方便 同一数系中，优先数（理论值）的积商，整数次乘方等仍为优先数。 1.25*2=2.50 R5系列中穿插一个比例中项为R10系列； R10系列中穿插一个比例中项为R20系列； 因为这些优先数值这两个特点，所以这个数值制度在国际上广泛应用。这是一个典型的标准和标准化的例子。,六、几何量检测及其技术发展概括,测量与检验的概念 测量是指将被测量与作为测量单位的标准量进行比较，从而确定被测量的实验过程； 检验是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。 检测是测量与检验的总称。 检测的意义： 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。,检测仪器的发展历程：,