绪论互换性与技术测量

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1、互换性与测量技术 1 互换性与测量技术基础. 王伯平. 机械工业出版社，2008. 2 互换性与测量技术. 李柱. 高等教育出版社，2004.,减速箱轴系装配简图,盘套类,盘套类,支座,齿轮轴零件简图,法兰盘零件简图,柱塞套加工实例,柱塞套零件简图。材料：铝合金；数量： 10件和100000件。试选择9J4孔与1:12锥面的加工方案及所用的机床、夹具和刀具。,第一章 绪论,第1章 互换性与标准化概念,第一章 绪论,1. 互换性的意义和作用 2. 标准化和优先数,互换性的概念,举例： 组成现代技术装置和日用机电产品的各种零件，如电灯泡、自行车、手表、缝纫机上的零件、一批规格为M10-6H的螺母与

2、M10-6g螺栓的自由旋合。 在现代化生产中，一般应遵守互换性原则。,互换性的概念,定义1： 广义上说，互换性是指一种产品、过程或服务代替另一种产品、过程或服务且能满足同样要求的能力。 制造业领域，对产品零部件也经常有互换性要求。,互换性的概念,产品或机器由许多零部件组成，在装配时，从制成的同一规格的一批零部件，任取其一，不经任何挑选或修配就能与其他零件一起组成一台机器，并能达到规定的使用功能要求。,互换性的概念,定义2： 零部件的互换性是指同一规格的零部件按规定的技术要求制造，能够彼此替换使用而效果相同的性能。,互换性的概念,机械制造业中的互换性通常包括几何参数和力学性能等方面的互换性，本课

3、程仅讨论几何参数的互换性。,互换性的概念,互换性: 同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选或附加修配就能装在机器上，达到规定的功能要求,互换性的概念,互换性应该同时具备两个条件： 1、不需经过任何选择、修配或调整便能装配、维修更换 2、装配或更换后的整机能满足其使用性能要求,公差的概念,在零件的加工过程中，必然存在加工误差； 从零件的使用功能看，不必要求零件几何量制造的绝对准确，只要求零件几何量在某一规定范围内变动，保证同一规格零件彼此充分近似。,公差的概念,这个允许变动的范围叫做公差； 公差控制误差，保证互换性； 在满足功能要求的前提下，公差应尽量规定得大些，以获得最大的技术经济

4、效益。,互换性的作用,使用和维修方面 零部件具有互换性，可以及时更换磨损或损坏了的零部件，因此可以减少机器的维修时间和费用，从而提高机器的使用价值。 保证了机器工作的连续性和持久性，延长了机器的使用寿命，提高了机器的使用价值,互换性的作用,制造方面： 互换性有利于组织专业化生产，有利于采用先进工艺和高效率的专用设备，有利于实现加工过程和装配过程的机械化、自动化，从而提高劳动生产率，提高产品质量，降低生产成本。 1.为生产的专业化、协作化、自动化创造了条件 2.装配方便，组织装配流水线,互换性的作用,设计方面： 缩短了机器设计周期，有利于计算机辅助设计和产品品种的多样化 采用公差标准，标准零、部

5、件，CAD,互换性的意义,互换性是重要的生产原则和有效技术措施 不但能够显著提高劳动生产率，也有利于降低产品成本，提高产品质量和可靠性,互换性包括的内容,1、几何参数 如：尺寸大小，几何形状（宏观、微观）以及相互的位置关系 2、机械性能 如：硬度、强度 3、理化性能,互换性包括的内容说明,1、完全一致不可能 2、达到互换性并不要求相同规格的零、部件几何参数绝对相同，而是允许保持在一定的范围内变动 公差：允许零件尺寸和几何参数的变动量,互换性的分类,按可换性的程度 1、完全互换： 不需选择、辅助加工和修配 2、不完全互换： 当装配精度要求较高，为降低成本而采用其他技术手段来满足装配要求，如分组装

6、配法,互换性的分类,3、对标准部件或机构来讲： 内互换性和外互换性。,标准化与优先数系,标准化是实现互换性的基础，是组织现代化生产的重要手段之一 可简化多余的产品品种 节约原材料、减少浪费、信息交流，提高产品可靠性,标准化,标准化 为在一定的范围内获得最佳秩序，对实际的或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动 （GB3935.1-1996）,标准化,标准化不是一个孤立的概念，而是一个活动过程，包括制订、贯彻、修订，循环往复，不断提高 制订、修订、贯彻标准是标准化活动的重要任务 在标准化的全部活动中，贯彻标准是个核心环节 标准化在深度上是没有止境的 一切有人类智慧活动的地方都能展开，目前重点

7、放在工业生产上,标准,指为了取得国民经济的最佳效果，对需要协调统一的具有重复特征的物品（如产品、零部件等）和概念（术语、规则、方法、代号、量值等），在总结科学试验和生产实践的基础上，由有关方面协调制订，经主管部门批准后，在一定范围内作为活动的共同准则和依据。,标准,我国标准化法的规定，按使用范围分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。 按标准的作用范围，标准分为国际标准、区域标准、国家标准、地方标准和试行标准。,标准分类,按使用范围：国家标准、行业标准、地方标准、企业标准 按作用范围：国际标准、区域标准、国家标准、地方标准、试行标准 按性质：技术标准、工作标准、管理标准,标准化的发展,19

8、02，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,1955，一机部 第一个公差与配合的部颁标准 1958，恢复为ISO成员 1959，国家科委 第一个公差与配合

9、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,标准化的发展,优先数系,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。,优先数系,例如，螺栓的尺寸一旦确定，将会影响螺母的尺寸、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。,优先数系,为使产品的参数选择能遵守统一的规律，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

10、它。,优先数和优先数系,在生产中，为了满足用户各种各样的要求，同一品种同一参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 例：普通车床加工最大直径 320，400，500，630 形成产品系列,优先数和优先数系,本身的零部件 加工和检验用的刀、夹、量具及机床等 使用性能 防止数值传播的紊乱 把产品品种的发展一开始就引向科学的标准化轨道,优先数和优先数系,优先数和优先数系就是对各种技术参数的数值进行协调、简化和统一的一种科学的数值标准,优先数和优先数系,优先数系由一些十进制等比数列构成， 代号为 Rr 公比： 基本系列 R5 1, 1.6, 2.5, 4, 6.3,10,优先数和优先数系

11、,R10 1, 1.25, 1.6, 2.0, 2.5, 3.15, 4.0, 5.0, 6.3, 8.0, 10 R20 R40,优先数和优先数系,补充系列 R80 倒数系列 R10的倒数系列 1, 0.8, 0.63, 0.5, 0.4, 0.315, 0.25, 0.2, 0.16, 0.1 变形系列 Rr/p R10/3 1, 2, 4, 8, 16, 31.5, ,优先数,优先数系的五个系列中任一个项值均称优先数。其理论值为 ，多数为无理数。根据取值的精确程度，数值可以分为： 1、计算值:取五位有效数字，供精确计算用 2、常用值:即通常所称的优先数，取三位有效数字，是经常使用的。 3

12、、化整值:是将基本系列中的常用值作进一步化整后所得的数值，一般取两位有效数字。,优先数系的主要特征,R5系列的项值包含在R10系列之中， R10系列的项值包含在R20系列之中， R20系列的项值包含在R40系列之中， R40系列的项值包含在R80系列之中 Rr系列中的项值可按十进法向两端无限延伸，也适用于比值r/p等于整数的派生系列Rr/p,优先数系的主要特点：,优先数系的主要特点： 1、任意相邻两项间的相对差近似不变； 2、任意两项的理论值经计算后仍为一个优先数的理论值； 3、相关性。,优先数系的派生系列,为了优先数系有更大的适应性，可以从Rr系列中，每逢p项选取一个优先数，组成新的系列派生

13、系列，以符号Rr/p表示,优先数系的主要特征,同一系列中任意相邻两优先数常用值的相对差近似不变。其中R5系列约为60%， R10系列约为25%， R20系列约为12%， R40系列约为6%， R80系列约为3%,优先数系的主要特征,R10/3，R20/6，R40/12的理论等比数列十分接近于公比为2的倍数系列 标注派生系列时，除含有项值 1 的可用简化符号Rr/p外，其它的均需表明系列中含有的一个项值如 R10/3( 2.5 ),优先数系的选用规则,1、基本系列：先疏后密； 2、派生系列：优先选公比大和延伸项含有1的； 3、复合系列：分段思想。 优先数系是国际上通用的标准化数系，工程技术人员应在一切标准化领域尽可能采用。,例题,例：试写出R10/3从0.012到100的优先数系的派生数系 解： 该数系为 0.016，0.0315，0.063，0.125，0.25，0.5，1，2，4，8，16，31.5，63 目前我国数值分级的国家标准 旧GB32180 新GB321-2005,