互换性与测量基础

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1、ISA:国际标准化协会，1926年ISO：国际标准化组织，1947年2月ISO/TC3 :第三技术委员会按互换的程度不同，零部件的互换性可分为完全互换和不完全互换。内互换：组成标准部件的零件互换；对标准部件：I外互换：标准部件与其它零产、部件的互换；尺寸：用特定单位表示长度值的数字。 基本尺寸：由设计给定的尺寸，一般要求符合标准的尺寸系列。 实际尺寸：通过测量所得的尺寸。极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值。两者中大的称为最大极限尺寸，小的称为最小极限尺寸最大实体尺寸（MMS）:对应于孔或轴的最大材料量（实体大小）的那个极限尺寸，即：轴的最大极限尺寸dmax；孔的最小极限尺寸Dmin。最小实体尺

2、寸（LMS）:对应于孔或轴的最小材料量（实体大小）的那个极限尺寸，即：轴的最小极限尺寸dmin；孔的最大极限尺寸Dmax。偏差：某一尺寸（实际尺寸、极限尺寸）减去基本尺寸所得的代数差。（包括实际偏差和极限偏差） 因为极限尺寸又有最大极限尺寸和最小极限尺寸，所以极限偏差又分上偏差和下偏差。公差：允许尺寸的变动量。等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值。零线：表示基本尺寸的一条直线，以其为基准确定偏差和公差，零线以上为正，以下为负。 尺寸公差带：由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。公差带有两个基本参数，即公差带大小 与位置。大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定。基本偏差：标准表中

3、所列的，用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。一般为靠近零线的那 个极限偏差。标准公差：标准中表列的，用确定公差带大小的任一公差。公差单位：对于尺寸500mm时，国家标准确定的公差单位i按以下公式计算：l=0.45xD+0. 001W （um）式中 D基本尺寸的计算值（mm）标准公差T是用公差等级系数a与公差单位i的乘积值来确定：T=a*i几何量：包括长度、角度、几何形状、相互位置和表面粗糙度等几何参数。 几何量精度：是指这些几何参数的精度。孔：指圆柱形内表面及其它内表面中，由单一尺寸确定的部分，其尺寸由D表示； 轴：指圆柱形的外表面及其它外表面中由单一尺寸确定的部分，其尺寸由d表示。

4、工件在加工过程中，由于加工误差的影响，使加工后的零件的几何参数与与理想值不相符合，其差 别称为加工误差。加工误差包括：尺寸误差、几何形状误差、位置误差。尺寸误差：实际尺寸与理想尺寸（真值或可代替真值的值）之差。 几何形状误差：宏观几何形状误差（形状误差，由由加工误差所造成）、微观几何形状误差（表面粗糙 度，刀具在工件上留下的波峰和波长）、表面波度误差（加工过程中振动引起的） 位置误差：各要素之间实际相对位置与理想位置的差值。加工误差是不可避免的，其误差值在一定范围内变化是允许的，加工后的零件的误差只要不超过零 件的公差，零件是合格的。所以，公差是设计给定的，用于限制加工误差的；误差则是加工过程

5、中产生 的。配合：基本尺寸相同，相互结合的孔、轴公差带之间的关系。配合公差：指允许间隙或过盈的变动量。在数值上，这是一个没有正、负号，也不能为零的绝对值 配合的类别可分为三种类型：间隙配合、过盈配合和过渡配合。间隙：孔的尺寸减去与其配合的轴的尺寸所得数值为“正”者，称为间隙。 过盈：孔的尺寸减去与其配合的轴的尺寸所得数值为“负”者，称为过盈。 过渡：可能具有间隙也可能具有过盈的配合，称为过渡。过盈配合：+0过渡配合 :Xmax 标准对配合规定了两种配合制：基孔制和基轴制 基孔制：基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差轴的公差带形成各种配合的一种制度。基孔制中的孔为基准孔，其下偏差为零。 基轴

6、制：基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差孔的公差带形成各种配合的一种制度。基轴制中的轴为基准轴，其上偏差为零。标准规定，配合代号由相互配合的孔和轴的公差带代号以分数的形式组成，孔的公差带代号作为分 子，轴的公差带代号作为分母。例如：40H8/f7, 80P7/h6。配合的选用方法有：计算法、实验法、类比法。测量：是以确定被测对象的量值为目的的全部操作任何测量过程都包含四个要素：测量对象、计量单位、测量方法、测量误差。 测试：是指具有试验性质的测量。也可理解为试验和测量的全过程。 检验：是判断被测物理量是否合格（在规定范围内）的过程,一般来说就是确定产品是否满足设计要求的 过程,即判断产品合

7、格性的过程,通常不一定要求测出具体值。因此检验也可理解为不要求知道具体值的 测量。计量：为实现测量单位的统一和量值准确可靠的测量。 测量基准：复现和保存计量单位并具有规定计量单位特性的计量器具。在几何量计量领域内,测量基准可分为长度基准和角度基准两类。长度基准：1983 年第十七届国际计量大会根据国际计量委员会的报告,批准了米的新定义：即“一米是光 在真空中在 1299 792 458 秒时间间隔内的行程长度”。角度基准：角度单位（度）是由圆周角定义的,即圆周角等于360,而弧度与度、分、秒又有确定的换算 关系,因此无需建立角度的自然基准。1、实物量具，如：量块、线纹尺测量仪器分类:2、显示式

8、测量仪器（指示式），如：电压表、千分尺3、测量系统测量方法直接测量 和 间接测量 绝对测量 和 相对测量（据获结 接触测量和非接触测量果的不同 单项测量和综合测量 分）I被动测量和主动测量 测量误差：测得值L与被测量的真值X之差，可能是正值或负值，即：= L-X。也称为绝对误差。 相对误差：测量误差除以测量的真值，即：f=A/X。测量误差来源：测量器具、测量方法、测量环境、测量人员、测量力等方面因素产生。测量误差分类：系统误差、随机误差、粗大误差。合理选择计量器具对保证产品质量，提高测量效率和降低费用具有重要意义。基本测量原则：1、阿贝原则：要求在测量过程中被测长度与基准长度应安置在同一直线上

9、的原则。2、基准统一原则：测量基准要与加工基准和使用基准统一。即工序测量应以工艺基准作为测量基准，终 检测量应以设计基准作为测量基准。3、最短链原则：在间接测量中，与被测量具有函数关系的其它量与被测量形成测量链。形成测量链的环 节越多，被测量的不确定度越大。因此，应尽可能减少测量链的环节数，以保证测量精度，称之为最短 链原则。4、最小变形原则：测量器具与被测零件都会因实际温度偏离标准温度和受力（重力和测量力）而产生变 形，形成测量误差。形状及位置公差形状公差度 线 直位置公差向 定度 宜 -_-3-丄度 圆O度 由 +PF 同度 柱 圆二.A度 置位动 - J/a几何要素的定义：代表零件几何形

10、状特性的点、线、面。1）中心要素：圆心、球心、中心线、轴线等。2）轮廓要素：零件外形轮廓，圆柱面、球面、素线等3）被测要素：给出形位公差要求的要素。合称：形位公差4）基准要素：用来确定被测要素方向、位置的要素。形状公差：是单一实际要素的形状所允许的变动全量。位置公差：是指关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量同一几何要素上给定的形状公差值应小于位置公差。 如：同一平面上，平面度公差应小于该平面对 基准的平行度公差值。定向公差：是指关联实际要素对基准在方向上所允许的变动全量。 定位公差：是指关联实际要素对基准在位置上所允许的变动全量。形位公差的标注：1、公差框格，第一格：公差项目； 第二格：公

11、差值； 第三格：基准（位置公差）2、指引线，将框格与被测要素联系起来。3、基准符号，位置公差必须标注基准。基准代号的注法：基准代号对准基准要素，无论基准方向如何，基准代号中字母必须顺正方向写。 形位公差标注示例：基准要素表面粗糙度是一种微观几何形状误差。它是指在机械加工中，由于切削刀痕、表面撕裂、振动和摩擦等原因在被加工表面上所产生的间距较小的高低不平的几何形状。用去除材料的方法获得表面，如车、铳、磨等；用不去除材料的方法获得表面，如铸、锻、冷轧等；vV用任何方法朕得表面；所有表面具有相同的表面粗糙度要求。表面粗糙度对零件的使用性如：配合性能、耐磨性、抗腐蚀性、接触刚性、抗疲劳强度、密封性及外

12、观 都有影响。表面粗糙度的评定参数：1、轮廓算术平均偏差Ra； 2、微观不平度十点高度Rz； 3、轮廓最大高度 Ry； 4、轮廓微观不平度的平均距离Sw； 5、轮廓的单峰平均间距S； 6、支撑长度率Tp 表面粗糙度检测方法有： 1、用光切粗糙度样块比较比较法； 2、用电动轮廓仪测量针描法；3、用光切显微镜测量光切法； 4、用干涉显微镜测量干涉法。误废：真实尺寸位于公差内但接近极限偏差的合格工件，可能因为测得的实际尺寸超出公差带而被判为 废品。误收：真实尺寸已超差但接近极限偏差的废品，可能因为测得的实际尺寸仍处于公差带内而被误判为合 格品。螺纹按其用途不同可分为：紧固螺纹，传动螺纹、密封螺纹。 螺纹的标记及相关代号解释：外螺纹：M20-5g6g（中等旋合长度）；内螺纹：M20-6H-L在装配图上，内、外螺纹公差带代号用斜线分开，左边表示内螺纹，右边表示外螺纹，相关如下：M20X2i-7H/56g-LI长L、短噬合长度（必要时）冲能合长度N不标宛:顶径公差带代号宠:中径公差带代号 7H:中径和顶径公差带代号相同）左:左旋螺纹（右旋不标出2 :螺距（细牙时要标出）20：公称直径（大径）M:公制螺纹键的种类：平键、楔键、半圆键。 平键和半圆键都是靠键和键槽的侧面传递扭矩。 检验工件最大实体尺寸的量规称为通规。检验工件最小实体尺寸的量规称为止规。