第一章 互换性原理,《加工工艺学》,1.1互换性与优先数 1.1.1互换性与标准化,1.互换性的概念 ＊互换性 --同一规格的零件或部件，不需挑选择或辅助加工， 就可装配在机器上并达到原定性能要求 分两种情况： ①完全互换--完全达到上述互换性要求（即不需分组、选择、调整、修配） ②不完全互换--（又称 有限互换）即装配时需分组、选择、调整满足完全互换需具备的条件： ①几何参数达到结合的使用要求 --几何参数互换 ②物理、化学、电学、机械性能满足要求 —功能互换 几何参数—零件的尺寸大小、形状、位置 满足上述两条的称具有广有义互换性 2.互换性的作用 ①在生产上： ②在修理上： ③在管理上： ④在经济上： ⑤在经营上：,1.1.2优先数与标准尺寸,三化的重要依据： 优先数（GB321--80） 标准尺寸（GB2822--81） 表1-1为优先数系的基本系列 1.优先数系的特点 ① 按公比 q 导出的等比数列，即每隔 r 项后，后项比前项增大10倍 r 取5、10、20、40、（80）称作R5、R10、R20、R40、（R80）系列R80为补充系列),基本,派生,补充,,,,GB/T 321-2005/ISO3:1973,优先数系的特点,①以10进制方式向大、小两个方向任意扩展 （10进制—即每隔r项，后项比前项增大10倍）。
②某一系列的值包括前面系列的所有数值 ③同一系列优先数经商、积、整数幂运算后仍为优先数 ④可生成派生系列，如R10系列取项差P=3，可生成R10/3系列：1，2，4，8…… ⑤ 优先数R5→R80系列数值由疏至密，疏密适中，选用方便2.优先数系的种类,①理论值：无理数，不便应用 ②计算值：取五位有效数字，工程精确计 算 ③常用值：圆整后取三位有效数字，称为 优先数 ④化整值：圆整后取二位有效数字3.标准尺寸(GB2822-81),标准尺寸由常用值和化整值组成 标准件、标准组件、标准部件、重要的配合尺寸都应采用标准尺寸 三、加工质量的概念 机械加工质量：指加工精度和表面质量 机械加工精度：指零件加工后几何参数的实际数值和理想数值相符合的程度1.2极限与配合,GB/T1800.1—1997 极限与配合 基础 第1部分：词汇； GB/T1800.2—1998 极限与配合 基础 第2部分：公差、偏差和配合的基本规定； GB/T1800.3—1998 极限与配合 基础 第3部分：标准公差和基本偏差数值表； 上述标准合并为GB/T 1800.1-2009极限和配合的第一部分：公差、偏差和配合的基础 GB/T 1800.1-2009极限和配合的第二部分：标准公差等级和孔轴的极限偏差表 GB/T1801—2009 极限与配合 公差带和配合的选择； GB/T1804—2000 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差。
1.尺寸 以特定单位表示线性尺寸值的数值 2、尺寸要素 由一定大小的线性尺寸或角度尺寸确定的几何形状,1.2.1基本术语和定义,3.（公称尺寸-基本尺寸 ）由图样规范确定的理想形状要素的尺寸通过它应用上、下偏差可算出极限尺寸的尺寸4.实际（组成）要素 由接近实际（组成）要素所限定的工件实际表面的组成要素部分 实际尺寸（旧标准） 通过测量获得的某一孔、轴的尺寸孔、轴可以是圆柱形内、外表面，也可以是由二平行平面或切面形成的包容面、被包容面如键槽和键的宽向两侧面，即分别为内表面和外表面 5.极限尺寸 一个孔或轴允许的尺寸的两个极端实际尺寸应位于其中，也可达到极限尺寸6. 上极限尺寸（旧称最大极限尺寸），孔或轴允许的最大尺寸称分别以Dmax、dmax表示； 7.下极限尺寸（旧称最小极限尺寸）孔或轴允许的最小尺寸称分别以Dmin、dmin表示GB/T 1800.1-2009中的用图,8.零线 在极限与配合图解中，表示公称尺寸的一条直线用以确定偏差和公差 9.偏差 某一尺寸（如极限尺寸）减其公称尺寸所得的代数差 10.极限偏差 上极限偏差：ES =Dmax - D es=dmax - d 下极限偏差: EI =Dmin - D ei=dmin - d,11.尺寸公差（简称公差） 上极限尺寸减下极限尺寸之差，或上极限偏差减下极限偏差之差。
它是允许尺寸的变动量，恒为正值 12.公差带图（画出公差带图） 表示极限与配合的图解 称作公差带图 ⑴公差带--由代表两极限 偏差或两极限尺寸的两平行 直线所限定的区域 ⑵公差带图—表示公差与配合关系的图解 ①零线（“+” 、“ –”区），公称尺寸线与数值； ②公差带的位置； ③公差带的大小 1.2.2 配合与基准制,1.配合的概念 齿轮之间—啮合，螺杆与螺母—旋合，键与键槽—嵌合， 滑则座与导轨—吻合，孔与轴--配合 配合-- 公称尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系 配合条件分析： ①公称尺寸必须相同;②相互结合的;③公差带之间的关系 间隙—孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为正 过盈—孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为负,2.配合的分类,⑴间隙配合(X) --具有间隙的配合 孔尺﹥轴尺，轴自由转动、滑动，公差带图中孔的公差带位于轴的公差带之上包括最小间隙为零的配合2)过盈配合 (Y) --具有过盈(包括最小过盈为零)的配合 孔尺﹤轴尺， 轴不能自由活动，公差带图中孔的公差带位于轴的公差带之下包括最小过盈为零的 配合 （压力装配或“红套法”）,(3)过渡配合 --可能具有间隙或过盈的配合。
在公差带图中孔、轴公差带相互交迭过渡配合是相对于待装配件的公差带而言的，对于具体的一对装配结合件，则仅具有间隙或过盈二者状态之一3.间隙与过盈的计算,对于具体的一对装配结合件： X0--Y0 = D0--d0 正—间隙，负--过盈 对于一批零件的配合： Xmax = Dmax – dmin = ES - ei Xmin = Dmin – dmax = EI - es Ymax = Dmin – dmax = EI - es Ymin = Dmax – dmin = ES – ei 对于过渡配合：只计算Xmax和Ymax，Xmin和Ymin为零｝正,｝负,4.配合公差 (Tf),--允许间隙或过盈的变动量. 对于间隙配合的一批零件，实际间隙有： Xmin﹤ X﹤ Xmax 同理有： Ymin﹤ Y﹤Ymax 这个变动范围就是配合公差 配合公差是反映配合精度的特征值配合公差的计算,例（右图） Xmax=0.030 +0.040 Xmin=0.005 +0.030 依配合公差定义， +0.025 Tf=0.025。
发现： Th=0.010 +0.010 Ts=0.015 0 Tf=Th+Ts=0.025 是否有普遍性？,轴,孔,,,证明：,依配合公差定义: Tf= Xmax- Xmin=(Dmax – dmin )-(Dmin – dmax) = (Dmax- Dmin)+(dmax- dmin ) = Th+Ts (过盈配合同样可证) 配合公差计算公式： 间隙配合：Tf = ︱Xmax - Xmin︱ 过盈配合: Tf = ︱Ymax -Ymin︱ 过渡配合: Tf =︱Xmax - Ymax︱ 全 部: Tf = Th+Ts,配合公差的意义,Tf = Th+Ts ①配合公差由孔、轴公差的大小决定，要提高配合精度，就要提高孔、轴公差等级 ②加工零件时，要使实际尺寸位于公差带的中间，以便松紧适当，方便装配，提高产品质量5.基准制,国标对配合规定了二种基准制，即基孔制和基轴制此外，也允许选用非基准制配合 ⑴基孔制 --将孔的公差带位置固定，改变轴的公差带位置而获得各种不同配合的一种制度。
基准制的孔称为基准孔， （图） 代号为H + H 其下偏差为零，上偏 0 差为正值 -,,,,,,改变轴的公差带位置便可获得各种不同的所需配合分析,①当轴的基本偏差为上偏差，且为负值或零值时，是间隙配合; ②当轴的基本偏差为下偏差，且为正值时： 若孔与轴公差带相交叠为过渡配合; 若轴的公差带完全位于基准孔的公差带之上为过盈配合 ③由于孔的另一偏差位置将随公差带大小变化，在过渡配合与过盈配合之间，出现了不确定 的“过渡配合或过盈配合”区2)基轴制,--将轴的公差带位置固定，改变孔的公差带位置而获得各种不同配合的一种制度 基轴制的轴称为基准轴， （图） 代号为h + 其上偏差为零，下偏 0 差为负值 - h,,,,,,同理，改变孔的公差带位置便可获得各种不同的所需配合3)非基准制配合,为满足特殊需要，可采用既不含基准孔， 也不含基准轴的公差带组成的配合1.2.3标准公差与基本偏差,1.标准公差 是在国家颁布的极限与配合制中，所规定的任一公差 ⑴公差等级—确定尺寸精确程度的等级。
ITO1～IT18，共20级 ⑵公差单位--计算标准公差的基本单位i IT = a . i ⑶尺寸分段： 为简化，将﹤500的尺寸分为13段，如：3～6， 6～10……,,标准公差表,2.基本偏差,在极限与配合制中，确定公差带相对零线位置的那个极限偏差称为基本偏差 国标规定孔、轴的基本偏差各为28个，用拉丁字母(一个或两个)及其顺序表示 不用字母：I 、i、L、l、Q、q、O、o、W、w,以免混淆,基本偏差表,见教材 基本偏差表—孔、轴各有一个 ①通用规则的换算方法 ②特殊规则的换算方法 △值 问题,轴的基本偏差,孔的基本偏差,JS 和 js,特殊规则图解,1.2.4 公差带与配合的代号及标注,公差带代号: 孔 H7，G6，F8…… 轴 h7 , g6 , f8……,,只注公差 带代号,只注偏差数值,注出公差带代号和偏差数值,一般、常用、优先选用公差带 ＊国标规定了一般用途的轴的公差带119种，孔的公差带105种，从中又规定了轴的常用公差带59种，孔的常用公差带44种，进而规定了轴、孔的优先选用的公差带各13种 分别见表1-7和表1-8 常用、优先选用配合 ＊国际规定了基孔制常用配合59种、基轴制常用配合47种，优先选用的配合各13种， 分别见表1-9和表1-10。
例题,写出基孔制Φ10H6/p5和基轴制Φ10P6/h5两配合孔轴的极限偏差，并绘公差带图 解：⑴查标准公差表 IT6=0.009 IT5=0.006 ⑵查基本偏差表 H: EI=0 p: ei=+0.015 P: ES= -0.015+ △ h: es=0 (∵6﹤7 , ∴在7上增加△) ES = -0.015+(+0.003)= -0.012,(3)计算另一个偏差,在第一个配合中：ES= EI+IT6 = 0+0.009 = +0.009 es = ei +IT5 = +0.015 +0.006 = +0.021 在第二个配合中: EI = ES - IT6 = -0.012 - 0.009 = -0.021 ei = es – IT5 = 0 - 0.006 = - 0.006 (4)公差带图 +0.021 +0.015 +0.009 + 0 _ -0.006 。