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1、精度设计与质量控制基础,课程名称的演变体现了本学科的发展 和课程内容的拓展。1. 互换性与技术测量2. 公差与技术测量3. 精度设计与质量控制基础精度设计与质量控制基础在体现发展更新的基础上，着重强化理论联系实际应用。,引：关于课程,1,精度设计与质量控制基础,性质：本课程是既有理论又有实践的课程，是机械类及相关专业的一门重要的技术基础课。是培养学生掌握机械精度设计与测控方法的必修课程。 地位：本课程是联系专业基础课和专业课的桥梁和纽带，“承上启下”。在机械制图、机械设计、机械制造工艺学、课程设计及毕业设计中都将用到本课程的内容。 研究对象：几何精度设计、检测与控制技术。 任务及重要性：任务主
2、要有二 课程内容：主要有九章四个部分,2,本课程的任务及重要性,研究对象及任务：一是精度设计的原理与方法； 二是精度的检验与控制； 精度设计是机械产品设计的重要环节；机械产品的设计过程主要包括三个基本的组成部分： 总体设计：主要是通过运动、动力分析和计算，以确定产品的主要性能参数。如轴的转速？功率？ 结构设计：通过强度、刚度计算及功能要求分析，设计出产品的结构装配图、零件图等。 几何精度设计：即综合考虑产品的功能要求和加工的经济性，以给出零件的尺寸、形位、微观表面质量精度规范等。具体任务主要包括：新产品开发、老产品扩展或改型中的精度设计以及产品的精度分析等。,3,本课程的任务及重要性（续1）,
3、重要性：在机械产品设计过程的各组成部分中几何精度及配合关系规范是实现产品功能要求的关键和保证！如果没有精度及配合关系的要求，则机器功能要求的体现是无从谈起的！ 发展现状及存在问题：精度设计作为产品设计不可缺少的一环，与结构设计同样的重要。但是，与结构设计相比，精度设计技术的发展远远落后于结构设计（CAD）： 精度设计现状：精度设计目前大多采用的是手工设计；产品精度信息尚不能自动建立、传输与共享，严重制约了现代设计与制造技术、CAX的集成和制造业信息化发展的进程。 对精度设计的发展要求：自动化、数字化（含智能化和优化）、集成化、网络化。 目前进展：ISO/TC213新一代GPS体系的建立；精度设
4、计技术及应用研究在不断深入；,4,本课程的内容（九章四部分）,*,5,本课程特点及学习的具体要求,本课程的特点：概念多、规定多、逻辑性不强；应用涉及因素复杂，经验性强。 学完本课程后，具体应达到如下要求： 掌握互换性、标准化、优先数及优先数系基本概念；了解本课程所介绍的各个公差标准和基本内容，掌握其特点和应用原则； 学会根据机器和零件的功能要求，选用合适的公差与配合，即进行精度设计，并能正确地标注到图样上； 掌握一般几何参数测量的基础知识；了解各种典型零件的测量方法，学会使用常用的计量器具。,6,结论,综上所述： 几何精度设计是产品设计的重要环节，关系到产品功能和经济性； 本课程的主要任务目标
5、有二：（“三基”）一是掌握几何精度设计的基本原理和方法二是掌握基本的测量原理和测量方法 根据精度设计与控制研究现状及发展趋势，本课程进一步（发展性）的任务目标是：（“研究”）强化“三基”，奠定基础；初步具备开展精度设计、计量与控制理论、以及应用技术的研究和分析工作的能力。 几何精度贯穿于设计、制造全过程，因此，精度设计与计量过程必须规范，应遵循三个原则：互换性、标准化、优化,7,绪 言,互换性问题 标准化问题 优化问题数值优化:优先数和优先数系公差优化:,8,一、互换性概述,60 ?,举例：,公差的概念,允许零件实际(几何)参数的变动量就称为“公差”。,实际(几何)参数:尺寸、形状、方向、位置
6、、表面粗糙度 尺寸公差：指允许实际尺寸的变动范围。 尺寸精度：指实际尺寸相对于其设计规范要求的一致程度 。,意义：公差概念的引入，协调了使用精度与加工难易之间的矛盾，即协调了设计与加工之间的矛盾。,问题：什么叫公差？什么叫互换性？二者关系？,绪言：互换性概述,9,按图示要求加工一批轴（如100根），这批轴有何共同点？,共同点： 1）规格相同，基本尺寸都是60,2）装配时，不用挑选；,3）更换时，不需修配；,且装上（换上）即可满足预期的功能要求。,1. 互换性的定义同一规格的一批零部件，任取其一，不经任何挑选和修配就能装在机器上，并能满足其使用功能要求的特性叫做互换性。,绪言：互换性概述,10,
7、互换性的例子 机器上的螺钉、灯泡，自行车、缝纫机、钟表上的零部件。,机械制造业中的互换性通常包括几何参数和力学性能的互换性的互换，本课程仅讨论几何参数的互换性。,2. 互换性的意义,设计方面： 可以最大限度地采用标准件（如平键）、通用件（如螺钉、螺母）和标准部件（如滚动轴承），大大简化了绘图和计算工作，缩短了设计周期，并有利于计算机辅助设计(CAD)和产品的多样化。,绪言：互换性概述,11,制造方面：有利于组织专业化生产，便于采用先进工艺和高效率的专用设备，有利于计算机辅助制造，及实现加工过程和装配过程机械化、自动化。 使用维修方面：减少了机器的使用和维修的时间和费用，提高了机器的使用价值。,
8、互换性按其互换程度分为完全互换和不完全互换。 完全互换装配时不需挑选和修配。100符合定义。 不完全互换装配时允许挑选、调整和修配。,分组装配法,3. 互换性的分类,绪言：互换性概述,12,分组装配法,例:若孔轴配合精度要求较高时，如为Tf=20m，则:孔、 轴尺寸公差必须分别保证在10 m以内，即:Th=10 m，TS=10 m 加工难度较大，解决的办法放大孔、轴公差：Th=30 m，TS=30 m,D1对d1 D2对d2 D3对d3,组内具有互换性（不完全互换性）。,绪言：互换性概述,分选、分组装配,13,4. 保证互换性的条件,按照一定的公差加工制造 必须按一定的标准检验总之： 公 差：
9、是允许实际参数的变动范围。 互换性：是同一规格的一批零（部）件，任取其一，不经任何挑选和修配就能装在机器上，并能满足其功能要求的特性。 关 系：互换性是由公差保证的。,绪言：互换性概述,1 互换性定义2 互换性意义3 互换性分类4 条 件,14,二、标准和标准化,标准化：是制定标准和贯彻标准和全过程；是互换性生产的基础；标准化的具体体现就是一系列标准。,标准：是在一定范围内使用的统一规定，是人们活动的统一依据。标准的范围极广，种类繁多，涉及到人类生活的各个方面。 本课程研究的公差标准、检测器具和方法标准，属于基础标准。,机械行业执行的标准有：,绪言：标准和标准化,ISO:国际标准化组织GB：国
10、家标准， 分为两类：必须执行的和推荐执行的（记为GB/T）此外，还有行业标准（如JB），地方标准（DB）或企业标准（QB)等。,15,1、优先数和优先数系的引入,产品规格划分：需要数值合理分级； 技术参数传播：需要数值分级具有一定的规律保持性；在机械设计中，常常需要确定很多参数，而这些参数往往不是孤立的，一旦选定，这个数值就会按照一定规律，向一切有关的参数传播。例如，螺栓的尺寸一旦确定，将会影响螺母的尺寸、丝锥板牙的尺寸、螺栓孔的尺寸以及加工螺栓孔的钻头的尺寸等。由于数值如此不断关联、不断传播，所以，机械产品中的各种技术参数不能随意确定。 统一数值分级制度：优先数和优先数系。为使产品的参数选择
11、能遵守统一的规律，使参数选择一开始就纳入标准化轨道，必须对各种技术参数的数值作出统一规定。优先数和优先数系国家标准（GB32180）就是其中最重要的一个标准，要求工业产品技术参数尽可能采用它。,三、优先数和优先数系,绪言：优先数和优先数系,16,2.优先数和优先数系,GB32180中规定以十进等比数列为优先数系，其公比为：基本系列：R5、R10、R20、R40R5的公比： q51.60； R10的公比： q101.25； R20的分比： q201.12；R40的公比： q401.06； 补充系列：R80的公比： q801.03。 派生系列：若干：R10/2、 R10/3、 R20/3等,绪言：优先数和优先数系,17,R5: 1 1.6 2.5 4 6.3 10 16 R10: 1 1.25 1.6 2 2.5 3.15 4 5 6.3 8 10 12.5 16 R10/2: 1.25 2 3.15 5 8 12.5,3.优先数和优先数系的特点,优点： 规律性强、简单易记，便于使用； 分档合理，疏密均匀，有广泛的适用性。常见的量值，如长度、直径、转速及功率等分级，基本上都是按一定的优先数系进行的。 运算方便且经简单的运算后仍为优先数。,缺点：和差不是优先数，不利于工程数值的拼加和兼容，不适合于生活用品。,绪言：优先数和优先数系,18,结束语,谢谢！,19,
