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1、互换性与技术测量互换性与技术测量1 1几何量公差与测量技术几何量公差与测量技术l l互换性与测量技术基础互换性与测量技术基础互换性与测量技术基础互换性与测量技术基础l l互换性与技术测量互换性与技术测量互换性与技术测量互换性与技术测量l l几何量公差与测量技术几何量公差与测量技术几何量公差与测量技术几何量公差与测量技术l l公差配合与技术测量公差配合与技术测量公差配合与技术测量公差配合与技术测量l l公差配合与测量技术基础公差配合与测量技术基础公差配合与测量技术基础公差配合与测量技术基础l l几何精度设计与检测技术基础几何精度设计与检测技术基础几何精度设计与检测技术基础几何精度设计与检测技术基
2、础2 2本课程由自成体系而又相互联系的两部分组成：本课程由自成体系而又相互联系的两部分组成：l l 互换性：互换性：互换性：互换性： 属于标准化范畴，研究几何量公差，通属于标准化范畴，研究几何量公差，通属于标准化范畴，研究几何量公差，通属于标准化范畴，研究几何量公差，通 过课堂教学和课外作业完成。过课堂教学和课外作业完成。过课堂教学和课外作业完成。过课堂教学和课外作业完成。l l 测量技术：测量技术：测量技术：测量技术： 属于计量学范畴，研究几何量测试，通属于计量学范畴，研究几何量测试，通属于计量学范畴，研究几何量测试，通属于计量学范畴，研究几何量测试，通过实验和课堂教学完成。过实验和课堂教学
3、完成。过实验和课堂教学完成。过实验和课堂教学完成。精度设计精度设计精度设计精度设计合理给出公差合理给出公差合理给出公差合理给出公差精度检测精度检测精度检测精度检测判断工件合格性判断工件合格性判断工件合格性判断工件合格性3 3 学学 时时 计计 划划总计总计40学时：学时： 30学时讲授学时讲授 10学时实验学时实验学分：学分：54 4前言l l一、课程学习目的一、课程学习目的l l二、课程主要内容二、课程主要内容5 5学习目的学习目的l l1 1、掌握产品及其零部件精度设计的原理、掌握产品及其零部件精度设计的原理 和方法；和方法；l l2 2、了解生产中保证设计精度要求的方法。、了解生产中保证
4、设计精度要求的方法。 6 6课程主要内容课程主要内容 l l互换性原理互换性原理互换性原理互换性原理l l尺寸公差与配合尺寸公差与配合尺寸公差与配合尺寸公差与配合l l形状和位置公差形状和位置公差形状和位置公差形状和位置公差l l表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度l l典型零件的公差与配合典型零件的公差与配合典型零件的公差与配合典型零件的公差与配合l l测量技术基础知识测量技术基础知识测量技术基础知识测量技术基础知识 7 7互换性与技术测量互换性与技术测量绪绪 论论8 8本讲基本内容本讲基本内容 互换性概念互换性概念互换性概念互换性概念 加工误差和公差加工误差和公差加工误差和公差加工误差
5、和公差 标准化与技术测量概述标准化与技术测量概述标准化与技术测量概述标准化与技术测量概述 优先数和优先数系优先数和优先数系优先数和优先数系优先数和优先数系l l重点重点重点重点：掌握互换性的概念、分类、作用；掌握标：掌握互换性的概念、分类、作用；掌握标：掌握互换性的概念、分类、作用；掌握标：掌握互换性的概念、分类、作用；掌握标准化、技术测量与互换性的关系；了解优先数系准化、技术测量与互换性的关系；了解优先数系准化、技术测量与互换性的关系；了解优先数系准化、技术测量与互换性的关系；了解优先数系的组成及其应用。的组成及其应用。的组成及其应用。的组成及其应用。l l难点难点难点难点：对互换性分类的理
6、解。：对互换性分类的理解。：对互换性分类的理解。：对互换性分类的理解。9 9互换性概互换性概念（念（1 1） 1、互换性：互换性：机械制造中的互换性是指机械制造中的互换性是指按规定的按规定的按规定的按规定的几何、几何、物理和机械性能等参数的物理和机械性能等参数的公差分别制造零部件公差分别制造零部件公差分别制造零部件公差分别制造零部件；在在装配装配装配装配成机器或更换损坏的零件成机器或更换损坏的零件时时时时，不经选择和修配，不经选择和修配，不经选择和修配，不经选择和修配，就能满足使用要求，就能满足使用要求，就能满足使用要求，就能满足使用要求，零部件的这种性能就称为互换零部件的这种性能就称为互换性
7、。性。1010互换性有两个方面的要求：互换性有两个方面的要求：装配互换：装配互换：装配互换：装配互换：尺寸等几何参数的互换尺寸等几何参数的互换不需选择不需选择和修配即能装配和修配即能装配或更换或更换。功能互换：功能互换：功能互换：功能互换：装配或更换后满足使用性能要求。装配或更换后满足使用性能要求。1111物理、机械性能参数的互换性物理、机械性能参数的互换性强度、刚度和硬度等强度、刚度和硬度等 几何参数的互换性几何参数的互换性 零件的尺寸、形状和位置以及表面粗零件的尺寸、形状和位置以及表面粗糙度等糙度等参数参数统称为几何参数。统称为几何参数。 注：本课程仅研究几何参数的互换性。注：本课程仅研究
8、几何参数的互换性。注：本课程仅研究几何参数的互换性。注：本课程仅研究几何参数的互换性。1212互换性概互换性概念（念（2 2） 2、互换性分类：互换性分类： 可可按互换的程度按互换的程度和部位不同和部位不同分分。按互换的程度分：按互换的程度分： 完全互换完全互换完全互换完全互换：不完全互换：不完全互换：不完全互换：不完全互换： 零部件装配与更换时，不需选择与辅助零部件装配与更换时，不需选择与辅助加工和修配，满足使用要求。加工和修配，满足使用要求。 零件加工合格后，零件加工合格后，需经过选择再进行装需经过选择再进行装配，方能满足使用要求。（配，方能满足使用要求。（例如例如分组互换）。分组互换）。
9、1313按互换的部位分按互换的部位分（对标准化部件或机构对标准化部件或机构）：外互换：外互换：外互换：外互换：内互换：内互换：内互换：内互换： 指部件或机构与其相配件间的互换性，例如指部件或机构与其相配件间的互换性，例如滚动轴承内圈内径与轴的配合，外圈外径与机座滚动轴承内圈内径与轴的配合，外圈外径与机座孔的配合。孔的配合。 指部件或机构内部组成零件间的互换性，例指部件或机构内部组成零件间的互换性，例如滚动轴承内、外圈滚道直径与滚动体（如滚珠、如滚动轴承内、外圈滚道直径与滚动体（如滚珠、滚柱等）直径的装配。滚柱等）直径的装配。大多采用完全互换大多采用完全互换必要时可采用不完全互换必要时可采用不完
10、全互换1414互换性概互换性概念（念（3 3） 3、互换性的作用：互换性的作用： 互换性是机械产品设计和制造的重要原则。互换性是机械产品设计和制造的重要原则。互换性是机械产品设计和制造的重要原则。互换性是机械产品设计和制造的重要原则。 在设计方面：可最大限度采用标准件和通用件，大大在设计方面：可最大限度采用标准件和通用件，大大简化简化绘图和计算工作，缩短设计周期，便于计算机辅助绘图和计算工作，缩短设计周期，便于计算机辅助设计设计。在制造方面，采用先进工艺和专用设备，在制造方面，采用先进工艺和专用设备，提高生产效率提高生产效率、保保证质量证质量、降低成本降低成本。在使用、维修方面，减少机器的维修
11、时间和费用，在使用、维修方面，减少机器的维修时间和费用，提高提高了了机机器器的的使用寿命使用寿命，令产品使用方便令产品使用方便。1515怎样才能使零件具有互换性？怎样才能使零件具有互换性？l l 设想有一批零件的实际参数（包括几何参数设想有一批零件的实际参数（包括几何参数设想有一批零件的实际参数（包括几何参数设想有一批零件的实际参数（包括几何参数和物理、机械性能参数）都等于理论值。和物理、机械性能参数）都等于理论值。和物理、机械性能参数）都等于理论值。和物理、机械性能参数）都等于理论值。不可能不可能不可能不可能 没有必要没有必要没有必要没有必要 公差：允许零件参数的变动量。公差：允许零件参数的
12、变动量。 几何量公差：允许零件几何参数的变动量。几何量公差：允许零件几何参数的变动量。 1616加工误差和公差（加工误差和公差（1 1）1717加工误差和公差（加工误差和公差（2 2） 2 2 2 2、加工误差的分类、加工误差的分类、加工误差的分类、加工误差的分类 加工误差按几何参数的不同，可以分为：加工误差按几何参数的不同，可以分为： 尺寸误差尺寸误差 、几何形状误差几何形状误差、相互位置误差相互位置误差 1 1 1 1、加工误差：、加工误差：、加工误差：、加工误差：就是完工零件几何参数的实际值就是完工零件几何参数的实际值 与理想值之差。与理想值之差。1818加工误差和公差（加工误差和公差（
13、3 3） 零件的加工误差中，几何形状误差按零件的加工误差中，几何形状误差按其特征又可分为：其特征又可分为： 宏观几何形状误差（即宏观几何形状误差（即形状误差形状误差） 微观几何形状误差（通常称为微观几何形状误差（通常称为表面粗表面粗糙度糙度） 中间几何形状误差（即中间几何形状误差（即表面波度表面波度误差）误差）1919加工误差和公差（加工误差和公差（3 3）3 3、公差公差：是加工误差的允许范围。是加工误差的允许范围。 公差按其几何参数的不同可分为公差按其几何参数的不同可分为: : 尺寸公差尺寸公差 形状公差形状公差 位置公差位置公差 表面粗糙度表面粗糙度 2020零件的公差与制造成本紧密相关
14、：零件的公差与制造成本紧密相关： 制造公差越制造公差越小小，产品精度越产品精度越制造成本越制造成本越制造公差越制造公差越大大， 产品精度越产品精度越差差，制造成本越制造成本越低低 好好，高高2121 在机械产品设计过程中，要对机械产品中的各在机械产品设计过程中，要对机械产品中的各在机械产品设计过程中，要对机械产品中的各在机械产品设计过程中，要对机械产品中的各个零件进行几何精度设计，即规定几何参数的公个零件进行几何精度设计，即规定几何参数的公个零件进行几何精度设计，即规定几何参数的公个零件进行几何精度设计，即规定几何参数的公差。差。差。差。 设计的基本原则是：设计的基本原则是：设计的基本原则是：
15、设计的基本原则是：规定公差的原则：规定公差的原则： 满足使用要求的前提下，尽可能考虑生产过程满足使用要求的前提下，尽可能考虑生产过程的经济性的经济性。即经济地满足使用要求。即经济地满足使用要求。 在满足使用要求的前提下，应选择尽可能大的在满足使用要求的前提下，应选择尽可能大的在满足使用要求的前提下，应选择尽可能大的在满足使用要求的前提下，应选择尽可能大的公差值。公差值。公差值。公差值。2222标准化与技术测量概述（标准化与技术测量概述（1 1）一、标准化及其作用一、标准化及其作用一、标准化及其作用一、标准化及其作用 1、标准：标准：标准：标准：简言之即技术上的法规。标准一经简言之即技术上的法规
16、。标准一经主管机关颁布生效后，即具有一定的法制性，不得主管机关颁布生效后，即具有一定的法制性，不得擅自修改或拒不执行。擅自修改或拒不执行。2323标准化与技术测量概述（标准化与技术测量概述（2 2）一、标准化及其作用一、标准化及其作用一、标准化及其作用一、标准化及其作用 2、标准的分类：标准的分类：标准的分类：标准的分类：国际标准（国际标准（ISOISO）；）；国家标准国家标准 我国的标准：我国的标准：国家标准国家标准（GBGB或或GB/T GB/T ）、）、地方地方标准标准、行、行业标准业标准和和企业标准企业标准等。等。2424标准化与技术测量概述（标准化与技术测量概述（3 3）3、标准标准
17、标准标准化化化化：制订、发布及实施标准的全部活制订、发布及实施标准的全部活 动过程。动过程。4、标准标准标准标准化的作用化的作用化的作用化的作用：标准化是实现互换性生产标准化是实现互换性生产 的基础或前提条件。的基础或前提条件。一、标准化及其作用一、标准化及其作用一、标准化及其作用一、标准化及其作用2525标准化与技术测量概述（标准化与技术测量概述（4 4） 1 1 1 1、测量：、测量：、测量：、测量：是把被测的量与具有计量单位的标是把被测的量与具有计量单位的标准量进行比较，从而确定被测量量值的过程。准量进行比较，从而确定被测量量值的过程。 2 2 2 2、检验：、检验：、检验：、检验：将测
18、量结果与图纸上的技术要求或将测量结果与图纸上的技术要求或公差要求进行对比，从而判断零件是否合格或者公差要求进行对比，从而判断零件是否合格或者超差多少的过程。超差多少的过程。 3 3 3 3、检定：、检定：、检定：、检定：是指为评定计量器具的精度指标是是指为评定计量器具的精度指标是否合乎该计量器具的检定规程的全部过程（包括否合乎该计量器具的检定规程的全部过程（包括检验和给出校正值）。检验和给出校正值）。二、技术测量及其作用二、技术测量及其作用二、技术测量及其作用二、技术测量及其作用2626标准化与技术测量概述（标准化与技术测量概述（5 5） 4 4 4 4、检测：、检测：、检测：、检测：是把被测
19、的量与具有计量单位的是把被测的量与具有计量单位的是把被测的量与具有计量单位的是把被测的量与具有计量单位的标准量进行比较，从而确定被测量量值的过程。标准量进行比较，从而确定被测量量值的过程。标准量进行比较，从而确定被测量量值的过程。标准量进行比较，从而确定被测量量值的过程。 5 5 5 5、技术测量的作用：、技术测量的作用：、技术测量的作用：、技术测量的作用：技术测量研究的对象是技术测量研究的对象是技术测量研究的对象是技术测量研究的对象是几何量检测，它是实现互换性生产的技术保证。几何量检测，它是实现互换性生产的技术保证。几何量检测，它是实现互换性生产的技术保证。几何量检测，它是实现互换性生产的技
20、术保证。二、技术测量及其作用二、技术测量及其作用二、技术测量及其作用二、技术测量及其作用2727优先数系和优先数（优先数系和优先数（1 1）（GB/T321GB/T321GB/T321GB/T3212005200520052005） 1 1 1 1、优先数系优先数系优先数系优先数系： （1010进制、等比数列）进制、等比数列） （基本系列）（基本系列）（基本系列）（基本系列） （补充系列）（补充系列）（补充系列）（补充系列）系列系列系列系列代号代号代号代号： R5 R10 R20 R40 R80 R5 R10 R20 R40 R80 R5 R10 R20 R40 R80 R5 R10 R20
21、R40 R80 公公公公 比：比：比：比：近近近近 似：似：似：似： 圆圆圆圆 整：整：整：整：1.58491.25891.12201.05931.02931.601.601.251.251.121.121.061.061.031.032828优先数系和优先数（优先数系和优先数（2 2）2 2 2 2、优先数：优先数：优先数：优先数：优先数系中的任一个项值称为优先数。优先数系中的任一个项值称为优先数。3 3 3 3、优先数系的应用：优先数系的应用：优先数系的应用：优先数系的应用：在一切标准化领域中应尽可在一切标准化领域中应尽可能采用优先数系。能采用优先数系。l例如例如IT5IT5IT18IT1
22、8各公差等级的标准公差等级系数各公差等级的标准公差等级系数采用采用R5R5系列；系列；l又如又如CA6140CA6140普通车床主轴转速采用普通车床主轴转速采用R510R510和和R20R20组组合的复合系列。合的复合系列。 2929优先数系和优先数（优先数系和优先数（3 3）派生系列：派生系列：复合系列：复合系列： 从基本系列中每隔几项选取一个优先数从基本系列中每隔几项选取一个优先数组成一个新的系列组成一个新的系列，例如：，例如：R10/3R10/3系列系列。由几个系列组成的新的系列，例如：由由几个系列组成的新的系列，例如：由R10R10，R20R20组成的复合系列组成的复合系列 。3030思考与作业思考与作业l lP7页页 思考思考 1115 作业作业 123131
