互换性与标准化概论课件

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1、互换性与测量技术互换性与测量技术华中农业大学工学院华中农业大学工学院段宏兵段宏兵E-mail:电话：电话：2024/7/23互换性与标准化概论2024/7/2322024/7/2332024/7/234机械设计与制造效率、成本、质量使用功能精度互换性机械制造工艺学机械零件几何机械零件几何精度设计的原则精度设计的原则互换性原则互换性原则 经济性原则经济性原则 2024/7/235序言序言一、课程性质：一、课程性质： 机械各专业的一门重要技术基础课机械各专业的一门重要技术基础课二、课程特点：二、课程特点： 四多四多一强一强一大一大术语定义多术语定义多代号多代号多标准规定多标准规定多经验方法多经验方

2、法多原则性强原则性强灵活性大灵活性大2024/7/236三、本课程的研究对象及任务三、本课程的研究对象及任务本课程从本课程从“精度精度”和和“误差误差”两方面去分析两方面去分析研究机械零件及机构的研究机械零件及机构的几何参数几何参数。 研究对象任务理解理解：互换性和标准化的基本概念；：互换性和标准化的基本概念；掌握掌握：公差标准的基本内容；：公差标准的基本内容；运用运用：根据机器和零件功能要求，进行精度设计；：根据机器和零件功能要求，进行精度设计；理解理解：一般几何参数测量的基础知识：一般几何参数测量的基础知识；掌握掌握：典型零件的测量方法；：典型零件的测量方法；运用运用：常用的计量器具使用：

3、常用的计量器具使用。2024/7/2371、王伯平主编，互换性与测量技术基础，机械工业出版社，20042、谢铁邦等主编，互换性与测量技术，华中科技大学出版社,1998,第三版3、甘永立主编，几何量与公差检测，上海科学技术出版社，2001，第五版4、齐宝玲主编，几何精度设计与检测基础，北京理工大学出版社，19995、廖念钊等编，互换性与技术测量，中国计量出版社,20006、中国标准化网：四、 参考资料2024/7/238第一章 绪论l 基本要求： 了解互换性的意义、标准化的概念了解互换性的意义、标准化的概念l 重点内容：重点内容： 掌握互换性和标准化的概念掌握互换性和标准化的概念2024/7/2

4、39第一节第一节 机械制造中的互换性机械制造中的互换性一、互换性一、互换性（interchangeability）的含义的含义 互换性是指零部件在几何、功能等参数上能够互换性是指零部件在几何、功能等参数上能够彼此相互替换的性能。即同一规格的零部件不需要彼此相互替换的性能。即同一规格的零部件不需要作任何挑选、调整或修配，就能装配（或更换）到作任何挑选、调整或修配，就能装配（或更换）到机器上，并且符合使用性能要求。机器上，并且符合使用性能要求。 互换性互换性几何参数的互换性几何参数的互换性 功能互换性功能互换性 2024/7/2310是指按规定的几何、物理及其他质量参数的是指按规定的几何、物理及其

5、他质量参数的极极限范围或限范围或公差公差，来分别制造机器的的各个组成部分，来分别制造机器的的各个组成部分，使其在装配与更换时不需辅助加工或修配，便能很使其在装配与更换时不需辅助加工或修配，便能很好地满足使用和生产上的要求。好地满足使用和生产上的要求。互换性的含义（机械制造领域）互换性的含义（机械制造领域） 实际过程中的互换：将要互换的零件或产品的实际参数值控制在一定范围内，即可实现互换，并获得最大的经济效益。实际参数值允许的最大变动量实际参数值允许的最大变动量2024/7/2311二、互换性的分类二、互换性的分类根据方法、互换程度、部位和范围的不同根据方法、互换程度、部位和范围的不同（1 1）

6、按方法及程度）按方法及程度互换性互换性完全互换性完全互换性不完全互换性不完全互换性概率互换性概率互换性分组互换性分组互换性调整互换性调整互换性修配互换性修配互换性2024/7/2312（2 2） 按部位或范围分按部位或范围分外外互换互换内内互换互换外外互换互换互换性互换性外互换性外互换性内互换性内互换性2024/7/2313提高劳动生产率、保证产品质量、降低成本提高劳动生产率、保证产品质量、降低成本三、互换性的作用三、互换性的作用 设计：采用标准件、通用件，简化设计，产品多样化采用标准件、通用件，简化设计，产品多样化和系列化和系列化加工：对具有互换性的零件组织大规模专业化生产，对具有互换性的零

7、件组织大规模专业化生产，采用高效专用设备采用高效专用设备装配：不需修配或再加工，提高装配效率，组织流水不需修配或再加工，提高装配效率，组织流水生产或自动装配生产或自动装配使用：便于维修，保证机器工作连续和持久便于维修，保证机器工作连续和持久系列化、通用化、标准化2024/7/2314在制造领域中，标准化是广泛实现互换性生在制造领域中，标准化是广泛实现互换性生产的前提与重要方法。产的前提与重要方法。第二节第二节 标准化标准化 2.12.1 标准标准为在一定的范围内获得最佳秩序，对活为在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或其结果规定共同的和重复使用规则、导动或其结果规定共同的和重复使用规则、导则或特

8、性的文件则或特性的文件(GB3935.1-1996)(GB3935.1-1996)。标准的定义：标准的定义：2024/7/2315l涉及对象的重复性涉及对象的重复性 l对标准涉及对象的认知性对标准涉及对象的认知性l制订标准的协商性制订标准的协商性l发布标准的权威性发布标准的权威性l标准的法规性标准的法规性标准的属性：标准的属性：2024/7/23162.2 2.2 标准的分类标准的分类基础标准基础标准产品标准产品标准方法标准方法标准安全、卫生、安全、卫生、环保标准环保标准生产组织标准生产组织标准经济管理标准经济管理标准服务标准服务标准标标准准按特征分类按特征分类管理标准管理标准技术标准技术标准

9、标标准准按效力分类按效力分类推荐性标准推荐性标准（GB/T）强制性标准强制性标准（GB）2024/7/2317标标准准国际标准国际标准（ISO、IEC）区域标准（区域标准（CEN、CENELEC）国家标准（国家标准（GB）行业标准（行业标准（JB）地方标准（地方标准（DB）企业标准企业标准（QB）层次层次技技术术水水平平标标准准级级别别中国国家标准化管理委员会中国国家标准化管理委员会/2024/7/23182.3 2.3 标准化标准化标准化是指为一定的范围内获得最佳标准化是指为一定的范围内获得最佳的秩序，对实际的或潜在的问题制定共的秩序，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。同

10、的和重复使用的规则的活动。标准化是以标准的形式体现的，也是一个不断标准化是以标准的形式体现的，也是一个不断循环、不断提高的过程。循环、不断提高的过程。调查调查对象对象试验、分析试验、分析和综合归纳和综合归纳制订制订标准标准贯彻贯彻标准标准修订修订标准标准2024/7/2319标准化的特征标准化的特征（1） 是一个社会实践的过程是一个社会实践的过程 意义：标准化是组织现代化生产的重要手段，意义：标准化是组织现代化生产的重要手段，是实现互换性的必要前提，是国家现代化水平的重是实现互换性的必要前提，是国家现代化水平的重要标志之一。它对人类进步和科学技术发展起着巨要标志之一。它对人类进步和科学技术发展

11、起着巨大的推动作用。大的推动作用。（2） 标准是标准化活动的核心标准是标准化活动的核心 （3） 标准化是以标准为载体的运动过程标准化是以标准为载体的运动过程 （4） 标准化是一个相对概念，在深度和广度上都有程度标准化是一个相对概念，在深度和广度上都有程度的差别的差别 2024/7/2320第三节第三节 优先数系优先数系1 1、数系的传播、数系的传播 螺栓螺栓 螺母螺母 丝锥丝锥 丝锥板牙丝锥板牙 螺栓孔螺栓孔 加工螺栓孔的钻头加工螺栓孔的钻头 钻床主轴钻床主轴 钻头加工设备等。钻头加工设备等。由于数值如此不断关联、不断传播，所以，机械产品中由于数值如此不断关联、不断传播，所以，机械产品中的各种

12、技术参数不能随意确定。的各种技术参数不能随意确定。u在机械设计中，常常需要确定很多参数，而这些参在机械设计中，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。规律，向一切有关的参数传播。2024/7/23212 2、数系的发展、数系的发展 算术级数算术级数几何级数几何级数疏密不均疏密不均算术运算后不成级数算术运算后不成级数疏密均匀疏密均匀算术运算后成级数算术运算后成级数优先数系2024/7/2322（1）按几何级数对数值分级：数系中数值分布均）按几何级数对数值分级：数系中数值分布均匀，数值

13、传播可有序化匀，数值传播可有序化0.0010.01, 0.010.1, 0.11,110, 10100, 的规律分成若干区间的规律分成若干区间3 3、优先数系构成规律、优先数系构成规律数数系系的的项项值值中中依依次次包包含含：，0.001，0.01，0.1，1，10，100，即即由由10N（N为整数）组成的十进制序列为整数）组成的十进制序列（2）基本构成规律：基本构成规律： 十进制序列：十进制序列： “十进段十进段” 优先数优先数2024/7/2323采用不同的公比，就可得到不同分级间隔的数值采用不同的公比，就可得到不同分级间隔的数值系列，形成优先数系，优先数系中任一个项值均称为优系列，形成优

14、先数系，优先数系中任一个项值均称为优先数。先数。优先数：优先数：每个每个“十进段十进段”内都按同一公比内都按同一公比 q 细分为几何级细分为几何级数，形成一个公比为数，形成一个公比为 q 的几何级数数值系列。的几何级数数值系列。为使产品的参数选择能遵守统一的规律，使参数选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值作出统一规定。优先数和优先数系国家标准（GB3212005GB3212005）就是其中最重要的一个标准，要求工就是其中最重要的一个标准，要求工业产

15、品技术参数尽可能采用它。业产品技术参数尽可能采用它。 2024/7/2324GB3212005（ISO3-1973）中规定以十进制几中规定以十进制几何级数为优先数系，并规定了五个系列，它们分别用何级数为优先数系，并规定了五个系列，它们分别用R5、 R10、 R20、 R40和和R80表示，其中前四个系列表示，其中前四个系列为基本系列，为基本系列， R80为补充系列，仅用于分级很细的特为补充系列，仅用于分级很细的特殊场合。各系列的公比为；殊场合。各系列的公比为； R5的公比：的公比： R10的公比：的公比： R20的分比：的分比： R40的公比：的公比： R80的公比：的公比： 2024/7/2

16、325优先数基本序列2024/7/23264 4、优先数和优先数系的特点、优先数和优先数系的特点优先数系的五个系列中任一个项值均为优先数。按优先数系的五个系列中任一个项值均为优先数。按公比计算得到的优先数的理论值，除公比计算得到的优先数的理论值，除10的整数幂外，都的整数幂外，都是无理数，工程技术上不能直接应用。实际应用的都是是无理数，工程技术上不能直接应用。实际应用的都是经过圆整后的近似值。根据圆整的精确程度，可分为：经过圆整后的近似值。根据圆整的精确程度，可分为： （1）计算值：取五位有效数字，供精确计算用。）计算值：取五位有效数字，供精确计算用。（2）常用值：即经常使用的通常所称的优先数

17、，）常用值：即经常使用的通常所称的优先数，取三位有效数字。取三位有效数字。2024/7/2327常见的量值，如长度、直径、转速及功率等分级，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。基本上都是按一定的优先数系进行的。国家标准规定的优先数系分档合理，疏密均匀，有国家标准规定的优先数系分档合理，疏密均匀，有广泛的适用性，简单易记，便于使用。广泛的适用性，简单易记，便于使用。优先数（理论值）的积、商、整数乘方等仍为优先优先数（理论值）的积、商、整数乘方等仍为优先数。数。 本课程所涉及的有关标准里，诸如尺寸分段、公差本课程所涉及的有关标准里，诸如尺寸分段、公差分级及表面粗糙度的参数系列等，基本上采用优先数系。分级及表面粗糙度的参数系列等，基本上采用优先数系。