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1、计算机系统应用互互 换换 性性 与与 测测 量量 技技 术术 学校学校 烟台南山学院烟台南山学院烟台南山学院烟台南山学院 院系院系 材料工程学院材料工程学院材料工程学院材料工程学院目目 录录第第1 1章章绪论绪论绪论绪论第第2 2章章光滑圆柱的公差与配合光滑圆柱的公差与配合光滑圆柱的公差与配合光滑圆柱的公差与配合第第3 3章章 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第第4 4章章表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度第第5 5章章常见结合件的公差常见结合件的公差常见结合件的公差常见结合件的公差第第6 6章章光滑极限量光滑极限量光滑极限量光滑极限量目目 录录第第7 7章章典型
2、零件的公差配合典型零件的公差配合典型零件的公差配合典型零件的公差配合第第8 8章章尺寸链尺寸链尺寸链尺寸链第第9 9章章计量标准计量标准计量标准计量标准第第1010章章新技术在长度计量中的应用新技术在长度计量中的应用新技术在长度计量中的应用新技术在长度计量中的应用第第1111章章典型零件的测量实训典型零件的测量实训典型零件的测量实训典型零件的测量实训课程性质及教学任务课程性质及教学任务 本本课课程程是是机机械械类类各各专专业业必必修修的的一一门门专专业业基基础础课课。本本课课程程以以几几何何量量公公差差和和测测量量技技术术为为主主线线，通通过过对对理理论论体体系系的的讲讲解解及及相相应应几几何
3、何量量的的实实际际测测量量，重重点点以以培培养养学学生生成成为为具具有有较较高高技技术术水水平平的的生生产产一一线线实实用用型型和和技技术术应应用用型型专专业业人人才才为为目目标标，要要求求理理解解概概念念、强强化化应应用用。通通过过本本课课程程的的学学习习使使学学生生建建立立互互换换性性、标标准准化化、计计量量学学及及质质量量工工程程的的基基本本概概念念，掌掌握握其其基基本本原原理理、原原则则与与方方法法。确确切切了了解解有有关关标标准准的的基基本本术术语语及及定定义义，掌掌握握选选用用公公差差配配合合、进进行行精精度度设设计计计计算算的的原原则则和和方方法法。了了解解几几何何参参数数测测量
4、量的的基基本本原原理理，测测量量误误差差的的处处理理。具具有有继继续续自自学学并并结结合合工工作作实实践践应应用用、扩扩展展的的能力。能力。 第第1 1章章 绪绪 论论1.11.1课程性质和要求课程性质和要求互换性的概念与类别互换性的概念与类别互换性在机械制造中的作用互换性在机械制造中的作用标准化与互换性标准化与互换性零件的加工误差与公差零件的加工误差与公差1.21.21.31.31.41.41.51.5 明确本课程的性质和要求明确本课程的性质和要求 掌握有关互换性的概念及其在现代化生产中的作用掌握有关互换性的概念及其在现代化生产中的作用 掌握互换性与公差、检测的关系掌握互换性与公差、检测的关
5、系 理解标准化与标准的概念极其重要性理解标准化与标准的概念极其重要性 了解哪些是优先数，为什么要规定优先数了解哪些是优先数，为什么要规定优先数 目的要求目的要求第第1 1章章 绪绪 论论1.1.本课程的性质和作用本课程的性质和作用 为为今今后后的的课课程程及及设设计计（课课程程设设计计和和毕毕业业设设计计）工作打下良好基础。工作打下良好基础。 今今后后工工作作的的一一个个方方向向产产品品质质量量检检验验零零件检验（或加工检测）。件检验（或加工检测）。 1.1 1.1 课程性质和要求课程性质和要求第第1 1章章 绪绪 论论2.2.本课程的任务本课程的任务 建立几何参数互换性与标准化的基本概念建立
6、几何参数互换性与标准化的基本概念 认识各种几何参数的公差标准的基本内容认识各种几何参数的公差标准的基本内容 会会初初步步选选用用公公差差和和配配合合，对对常常见见公公差差要要求求会会正正确确 标注、解释和查用有关表格标注、解释和查用有关表格 会会正正确确选选择择、使使用用生生产产现现场场的的常常用用量量具具和和仪仪器器， 能对一般几何量进行综合检测和数据处理能对一般几何量进行综合检测和数据处理 会设计光滑量规会设计光滑量规 1.1 1.1 课程性质和要求课程性质和要求第第1 1章章 绪绪 论论第第1 1章章 绪绪 论论 1.21.2 互换性的概念与类别互换性的概念与类别 1.1.互换性的概念及
7、意义互换性的概念及意义 （1 1）定定义义：机机械械产产品品中中同同一一规规格格的的一一批批零零件件或或部部件件中中，任任取取其其中中一一件件，不不需需要要作作任任何何挑挑选选、调调整整或或附附加加加加工工（如如钳钳工工修修配配）就就能能装装于于机机器器（或或部部件件）上上，并且达到预定使用性能要求的一种特性。并且达到预定使用性能要求的一种特性。 （2 2）意意义义：运运用用互互换换性性原原理理, ,形形成成规规模模经经济济, ,取取得得最佳经济效益。最佳经济效益。第第1 1章章 绪绪 论论 1.21.2 互换性的概念与类别互换性的概念与类别1.1.互换性的概念及意义互换性的概念及意义 （3
8、3）互换性包括几何参数、机械性能及理化性能的互换）互换性包括几何参数、机械性能及理化性能的互换 机械性能机械性能机械性能机械性能包括很多，例如：刚度、强度、硬度等包括很多，例如：刚度、强度、硬度等 理化性能理化性能理化性能理化性能包括包括传热性、导电性、热稳定性等传热性、导电性、热稳定性等 几几几几何何何何参参参参数数数数一一般般包包括括尺尺寸寸大大小小、几几何何形形状状（宏宏、微微观观）以以及及相相互位置关系等。互位置关系等。 本课程只讨论本课程只讨论几何参数几何参数的互换。的互换。第第1 1章章 绪绪 论论 1.21.2 互换性的概念与类别互换性的概念与类别对同一批零件而言，当对同一批零件
9、而言，当其原材料相同时，其其原材料相同时，其互互互互换性换性换性换性主要在主要在几何量方面。几何量方面。几何量方面。几何量方面。第第1 1章章 绪绪 论论 1.21.2 互换性的概念与类别互换性的概念与类别 2.2.互换性的种类互换性的种类（1 1）完全互换性）完全互换性 特特点点：不不限限定定互互换换范范围围，以以零零部部件件装装配配或或更更换换时时不不需要挑选或修配为条件。需要挑选或修配为条件。 （2 2）不完全互换性）不完全互换性 特点：因特殊原因，只允许零件在一定范围内互换。特点：因特殊原因，只允许零件在一定范围内互换。 第第1 1章章 绪绪 论论 1.31.3 互换性在机械制造中的作
10、用互换性在机械制造中的作用 （1 1）在在设设计计方方面面，有有利利于于最最大大限限度度采采用用三三化化设设计计，大大大大简简化化绘绘图图和和计计算算工工作作，缩缩短短设设计计周周期期。便便于于计计算算机机辅助设计辅助设计CADCAD。 （2 2）在在制制造造方方面面，有有利利于于组组织织专专业业化化生生产产，采采用用先先进进工工艺艺和和高高效效率率的的专专用用设设备备，提提高高生生产产效效率率，提提高高产产品品质量，降低生产成本。质量，降低生产成本。 （3 3）在在使使用用、维维修修方方面面，可可以以减减少少机机器器的的维维修修时时间间和和费费用用，保保证证机机器器能能连连续续持持久久的的运
11、运转转，提提高高机机器器的的使使用用寿命。寿命。 第第1 1章章 绪绪 论论 1.41.4 标准化与互换性标准化与互换性 1.4.1 1.4.1 标准与标准化标准与标准化 现现代代化化工工业业生生产产的的特特点点是是规规模模大大，协协作作单单位位多多，互互换换性性要要求求高高，为为了了正正确确协协调调各各生生产产部部门门和和准准确确衔衔接接各各生生产产环环节节，必必须须有有一一种种协协调调手手段段，使使分分散散的的局局部部的的生生产产部部门门和和生生产产环环节节保保持持必必要要的的技技术术统统一一，成成为为一一个个有有机机的的整整体体，以以实实现现互互换性生产。换性生产。 标标准准与与标标准准
12、化化正正是是联联系系这这种种关关系系的的主主要要途途径径和和手手段段，是是实现互换性的基础实现互换性的基础。第第1 1章章 绪绪 论论 1.41.4 标准化与互换性标准化与互换性 1.4.1 1.4.1 标准与标准化标准与标准化 标标标标准准准准：对对需需要要协协调调统统一一的的重重复复的的事事物物( (如如产产品品， 零零、部部件件) )和和概概念念( (如如术术语语、规规则则、代代号号、 量值量值) )所做的统一规定。所做的统一规定。 标标标标准准准准化化化化：标标准准的的制制定定、发发布布、组组织织实实施施和和对对 标准的实施进行监督的全过程。标准的实施进行监督的全过程。第第1 1章章
13、绪绪 论论企业标准企业标准企业标准企业标准地方标准地方标准地方标准地方标准行业标准行业标准行业标准行业标准国家标准国家标准国家标准国家标准区域标准区域标准区域标准区域标准国际标准国际标准国际标准国际标准标标标标准准准准 技术技术技术技术标准标准标准标准管理管理管理管理标准标准标准标准基础标准基础标准基础标准基础标准产品标准产品标准产品标准产品标准方法标准方法标准方法标准方法标准安全标准、卫生安全标准、卫生安全标准、卫生安全标准、卫生标准、环保标准标准、环保标准标准、环保标准标准、环保标准 生产组织标准生产组织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经济管理标准经济管理标准 服务标
14、准服务标准服务标准服务标准按标准化对象的特性分类按标准化对象的特性分类按标准化对象的特性分类按标准化对象的特性分类按标准的按标准的按标准的按标准的法律属性法律属性法律属性法律属性 强制性标准强制性标准强制性标准强制性标准 推荐性标准推荐性标准推荐性标准推荐性标准按标准的级别分类按标准的级别分类按标准的级别分类按标准的级别分类第第1 1章章 绪绪 论论 1.41.4 标准化与互换性标准化与互换性 标准化是互换性生产的基础标准化是互换性生产的基础 标准化标准化是发展贸易、提高产品在国际是发展贸易、提高产品在国际市场的竞争能力的技术保证市场的竞争能力的技术保证 标准化是实现现代化的重要手段，是标准化
15、是实现现代化的重要手段，是反映现代化水平的重要标志反映现代化水平的重要标志第第1 1章章 绪绪 论论 1.41.4 标准化与互换性标准化与互换性 1.4.2 1.4.2 优先数和优先数系优先数和优先数系 1.1.数值标准化的意义数值标准化的意义 2.2.优先数系及优先数优先数系及优先数 3.3.优先数系的派生系列优先数系的派生系列 4.4.优先数系的应用原则优先数系的应用原则第第1 1章章 绪绪 论论 1.1.数值标准化的意义数值标准化的意义 当选定一个数值作为当选定一个数值作为某产品某产品某产品某产品参数指标时，该数值会按一定的参数指标时，该数值会按一定的规律，向一切有关规律，向一切有关制品
16、制品制品制品和材料中传播和材料中传播数值扩散，例如：数值扩散，例如：螺孔螺孔螺孔螺孔：M16-6H螺纹塞规螺纹塞规螺纹塞规螺纹塞规丝锥丝锥丝锥丝锥螺钉螺钉螺钉螺钉垫垫垫垫圈圈圈圈钻头钻头钻头钻头形成牵一发而形成牵一发而动全身的现象动全身的现象优先数系优先数系优先数系优先数系故故: :技术参量应在技术参量应在一个理想的统一的一个理想的统一的一个理想的统一的一个理想的统一的数系数系数系数系中选取中选取中选取中选取第第1 1章章 绪绪 论论2.2.优先数系及优先数优先数系及优先数rq =1010优先数系优先数系RrRr: :公比为公比为 的十进等比数列。的十进等比数列。的十进等比数列。的十进等比数列
17、。R5 R5 系列系列系列系列 r=5 q=1.60 r=5 q=1.60 R10R10系列系列系列系列 r=10 q=1.25r=10 q=1.25R20R20系列系列系列系列 r=20 q=1.12r=20 q=1.12R40R40系列系列系列系列 r=40 q=1.06r=40 q=1.06R80R80系列系列系列系列 r=80 q=1.03r=80 q=1.03基本系列基本系列R5 R5 1.00 1.60 2.50 4.00 6.30 10.00 1.00 1.60 2.50 4.00 6.30 10.00 R10 R10 1.00 1.00 1.251.25 1.60 1.60 2
18、.00 2.00 2.50 2.50 3.153.15 4.004.00 5.00 5.00 6.30 6.30 8.00 8.00 10.0010.00 R20R20 1.001.00 1.121.12 1.25 1.25 1.40 1.40 1.60 1.60 1.80 1.80 2.00 2.00 2.24 2.24 2.50 2.50 2.80 2.80 3.15 3.15 3.55 3.55 4.004.00 4.50 4.50 5.00 5.00 5.60 5.60 6.30 6.30 7.107.10 8.00 8.00 9.009.00 10.00 10.00 R40 R40
19、R80R80 补充系列补充系列 优先数优先数优先数优先数: : : :优先数系中的任一个项值。优先数系中的任一个项值。优先数系中的任一个项值。优先数系中的任一个项值。第第1 1章章 绪绪 论论R5 R5 1.00 1.60 2.50 4.00 6.30 10.00 1.00 1.60 2.50 4.00 6.30 10.00 R10 R10 1.00 1.00 1.251.25 1.60 1.60 2.00 2.00 2.50 2.50 3.153.15 4.004.00 5.00 5.00 6.30 6.30 8.00 8.00 10.0010.00 R20R20 1.001.00 1.12
20、1.12 1.25 1.25 1.40 1.40 1.60 1.60 1.80 1.80 2.00 2.00 2.24 2.24 2.50 2.50 2.80 2.80 3.15 3.15 3.55 3.55 4.004.00 4.50 4.50 5.00 5.00 5.60 5.60 6.30 6.30 7.107.10 8.00 8.00 9.009.00 10.00 10.00 R40 R40 R80R80 3.3.优先数系的派生系列优先数系的派生系列优先数系优先数系 基本系列和基本系列和基本系列和基本系列和补充系列补充系列补充系列补充系列RrRr 派生系列派生系列派生系列派生系列Rr/
21、p:Rr/p:每逢每逢每逢每逢p p项选一项项选一项项选一项项选一项R5/2R5/2： 1.00 2.50 6.30 16.0 40.0 1001.00 2.50 6.30 16.0 40.0 100R10/3: 1.00 2.00 4.00 8.00 16.0 31.5 R10/3: 1.00 2.00 4.00 8.00 16.0 31.5 第第1 1章章 绪绪 论论4.4.优先数系的应用原则优先数系的应用原则先基本系列先基本系列, ,后派生系列后派生系列先大公比先大公比, ,后小公比后小公比第第1 1章章 绪绪 论论 1.5 1.5 零件的加工误差与公差零件的加工误差与公差 1. 1.加
22、工误差加工误差 加工过程中产生的实际要素与理想要素之间的尺寸、形状和加工过程中产生的实际要素与理想要素之间的尺寸、形状和位置的差异。（尺寸误差、形状误差、位置误差）位置的差异。（尺寸误差、形状误差、位置误差） 零件加工时，由于刀具、机床、量具等方面的因素，任何一零件加工时，由于刀具、机床、量具等方面的因素，任何一种加工方法都不能保证加工出的零件和图纸要求绝对一致。种加工方法都不能保证加工出的零件和图纸要求绝对一致。 2. 2.公差公差 允许尺寸、形状、位置误差变动的范围，用以限制加工误差，允许尺寸、形状、位置误差变动的范围，用以限制加工误差，几何量公差在产品的设计过程中由设计者根据产品使用性能
23、要求几何量公差在产品的设计过程中由设计者根据产品使用性能要求给定，并标注在零件图上作为技术要求。给定，并标注在零件图上作为技术要求。第第1 1章章 绪绪 论论 1.5 1.5 零件的加工误差与公差零件的加工误差与公差 设计者给出设计者给出标准公差标准公差标准公差标准公差 完工零件不超过公差完工零件不超过公差 零件的零件的精度要求、互换性要求、配合要求精度要求、互换性要求、配合要求精度要求、互换性要求、配合要求精度要求、互换性要求、配合要求 均可得到满足。均可得到满足。第第1 1章章 绪绪 论论 1.5 1.5 零件的加工误差与公差零件的加工误差与公差但公差大小不同，效果则不同：但公差大小不同，效果则不同：公差大公差大允许几何允许几何量变动大量变动大加工难度小加工难度小加工成本低加工成本低完工的合格零件完工的合格零件精度低、质量差精度低、质量差公差小公差小允许几何允许几何量变动小量变动小加工难度大加工难度大加工成本高加工成本高完工的合格零件完工的合格零件精度高、质量好精度高、质量好公差实质公差实质公差实质公差实质：反映使用要求与加工工艺及成本的：反映使用要求与加工工艺及成本的矛盾矛盾矛盾矛盾。
