《互换性与技术测量》课件1

课程说明
1. 性质：本门课程是为机械类、测控类、仪器仪表类各专业开 性质：本门课程是为机械类、测控类、 设的一门工程技术基础课，应用性强， 理论联系实际“ 设的一门工程技术基础课，应用性强，是“理论联系实际“的 最佳典范。 最佳典范。 应用几何量公差设计知识和检测知识, 应用几何量公差设计知识和检测知识, 为机械产品进行几 何量方面的精度设计（选用合适的公差与配合）， ），给出合理的 何量方面的精度设计（选用合适的公差与配合），给出合理的 公差范围，是机械零部件的功能实现和预期工作寿命的保障； 公差范围，是机械零部件的功能实现和预期工作寿命的保障； 2. 任务：本门课程是联系设计类课程、制造类课程、工艺类课 任务：本门课程是联系设计类课程、制造类课程、 程的纽带，是从基础课和其它技术基础课向专业课过渡的桥梁； 程的纽带，是从基础课和其它技术基础课向专业课过渡的桥梁； 另外，关注最新国家标准和现代精度设计方法，担负“标准” 宣贯的责任。
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5. 本门课程的特点： 本门课程的特点： （1）抽象概念多； ）抽象概念多； （2）术语定义多； ）术语定义多； （3）符号代号、标注表格多； ）符号代号、标注表格多； （4）叙述性内容多、经验（解法）多； ）叙述性内容多、经验（解法） （5）零件的种类多； ）零件的种类多； （6）需要理解记忆的内容多。 ）需要理解记忆的内容多。
互换性与技术测量
(Interchangeability & Technical Measurement)
宋康 四川大学锦江学院机械系
通讯方式： 通讯方式： 宋康 手机： 手机：186 028 53533 E-mail: songkang@ doctorsongkang@ QQ：1500477 ：
装配前，无需选择； ① 装配前，无需选择； 互换性实质 装配时，无需进行修配与调整； ② 装配时，无需进行修配与调整； 装配后，满足预定的技术使用要求。 ③ 装配后，满足预定的技术使用要求。
2. 互换性意义
设计方面：采用标准件/简化绘图 计算工作/缩短设计周 简化绘图、 ① 设计方面：采用标准件 简化绘图、计算工作 缩短设计周 期/CAD、产品多样化； 、产品多样化； 制造方面：专业化生产/先进工艺和专用设备 先进工艺和专用设备/CAM、加工 ② 制造方面：专业化生产 先进工艺和专用设备 、 装配机械化、自动化； 装配机械化、自动化； 使用维修方面：减少维修时间和费用，提高机器使用价值。 ③ 使用维修方面：减少维修时间和费用，提高机器使用价值。
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3. 要求： 要求：
（1）互换性方面（精度设计）： ）互换性方面（精度设计）： 建立互换性的基本概念，了解公差配合的标准及应用, 建立互换性的基本概念，了解公差配合的标准及应用 掌握互换性的术语，能看懂和绘制公差配合图解， 掌握互换性的术语，能看懂和绘制公差配合图解，熟悉圆柱 体公差配合制的结构、规律、特征和基本内容， 体公差配合制的结构、规律、特征和基本内容，知道选择公 差与配合的原则和方法，会查用公差表格， 差与配合的原则和方法，会查用公差表格，能正确进行图样 标注。 标注。 （2）技术测量方面（几何量检测与误差评定）： ）技术测量方面（几何量检测与误差评定）： 建立测量的基本概念，了解最基本的测量原理及方法, 建立测量的基本概念，了解最基本的测量原理及方法 具备一般测量的基本知识，了解车间条件下常用的测量方法, 具备一般测量的基本知识，了解车间条件下常用的测量方法 了解测量器具的原理，有初步的测量技能， 了解测量器具的原理，有初步的测量技能，能正确处理测量 结果，能对测量结果进行误差分析，会设计量规。 结果，能对测量结果进行误差分析，会设计量规。
☆ 1947年，国际标准化组织（ISO）成立，分别于 年 国际标准化组织（ ）成立，分别于1963、 、 1971、1973、1975发布了现行的国际公差标准。 发布了现行的国际公差标准。 、 、 发布了现行的国际公差标准 （3）我国标准化发展 ） 我国于1955年颁布第一个公差与配合部颁标准。1959年国 年颁布第一个公差与配合部颁标准。 我国于 年颁布第一个公差与配合部颁标准 年国 家科委颁布“公差与配合”国家标准（ 家科委颁布“公差与配合”国家标准（GB159~174-59）。 ）。 国家标准的制定、修订以及发布由国家标准化管理委员会 国家标准的制定、修订以及发布由国家标准化管理委员会 负责组织，并负责国标的宣传、贯彻和推广工作， 负责组织，并负责国标的宣传、贯彻和推广工作，负责监督国 家标准的贯彻执行情况。 家标准的贯彻执行情况。 基于公差与配合标准化工作的发展， 基于公差与配合标准化工作的发展，随着计算机技术的发 出现了“计算机辅助公差设计（ 展，出现了“计算机辅助公差设计（互换 — 装配时不需挑选和修配； 互换性的生产起源： 互换性的生产起源装配时不需挑选和修配； ： 装配时允许挑选、调整和修配。 ②在许多国家，规模比较大的互换性生产都开始于兵 不完全互换 在许多国家， — 装配时允许挑选、调整和修配。 应用： 厂际协作生产的大批量零部件等； 应用： 完全互换 — 厂际协作生产的大批量零部件等； 器制造业，然后扩大到其他行业。例如， 器制造业，然后扩大到其他行业。例如，前苏联关于 互换性生产的最早记录，是在1760年至1770 1760年至 互换性生产的最早记录，是在1760年至1770年的土 单件生产机器等。 不完全互换 — 单件生产机器等。 1770年的土 里斯基兵工厂； 里斯基兵工厂；美国关于按照互换性原理生产步枪的 二者比较： 二者比较： 记载是1798 ）优点：零部件能完全通用互换 1937年 1798年 我国1931年的沈阳兵工厂和1937 1931年的沈阳兵工厂和1937年 记载是1798年。我国1931年的沈阳兵工厂和，为专业化 完全互换（ 完全互换（1）优点：零部件能完全通用互换， 的金陵兵工厂，在互换性生产上当时已具有相当规模， 的金陵兵工厂，在互换性生产上当时已具有相当规模， 生产和协作创造了条件，保证了消费者的利益； 生产和协作创造了条件，保证了消费者的利益；（2）缺点： ）缺点： 而我国古代应用互换性原理进行生产的历史则很早， 而我国古代应用互换性原理进行生产的历史则很早， 零件的加工制造成本较高，制造也比较困难。 零件的加工制造成本较高，制造也比较困难。 以秦朝的青铜弩机为例，在保证装配和技术要求的前提下， 以秦朝的青铜弩机为例：在保证装配和技术要求的前提下， 不完全互换（ ）优点： 不完全互换（1）优点 ，其几个组成零件都具有互换 性；青铜镞的三个刃口的分度尺寸和刃口长度尺寸的 放宽了公差，使零件加工制造容易，成本下降，经济性好； 放宽了公差，使零件加工制造容易，成本下降，经济性好； ；（3）装配后： （2）缺点：降低了互换性的水平；（ ）装配后：满足预定 ）缺点：降低了互换性的水平；（ 差别很小，镞尖曲线与现代自动步枪弹头曲线一致， 差别很小，镞尖曲线与现代自动步枪弹头曲线一致， 的技术使用要求。 的技术使用要求。 具有相当好的功能互换性。 具有相当好的功能互换性。
一、 互换性概述
1. 互换性概念★
绪言
interchangeability
在同一批规格 基本尺寸）相同的零部件， 规格（ ① 在同一批规格（基本尺寸）相同的零部件，任取一 不需经过任何附加加工（修配和调整） 件，不需经过任何附加加工（修配和调整），便可 以装配在机器上， 以装配在机器上，且符合装配条件和使用的技术要 零部件所具有的这种性质称之为互换性 互换性。 求。零部件所具有的这种性质称之为互换性。 在不同的时期，不同地点，甚至不同国别， ② 在不同的时期，不同地点，甚至不同国别，按照同 一图纸制造出来的一批零件， 一图纸制造出来的一批零件，装配及更换时在满足 技术指标所规定的前提下，无需进行任何辅助加工， 技术指标所规定的前提下，无需进行任何辅助加工， 也不需要进行任何选择， 也不需要进行任何选择，就具有任意相互替代使用 的性能，称之为互换性 互换性。 的性能，称之为互换性。 举例： 螺钉、灯泡，自行车、汽车、钟表上的零部件等 上的零部件等。 举例： 螺钉、灯泡，自行车、汽车、钟表上的零部件等。 互换性包括：几何参数和力学性能（机械性能） 的互换。 互换性包括：几何参数和力学性能（机械性能） 的互换。
5. 公差与配合标准发展简介
（1）标准的分类： ）标准的分类： 标准的概念★ 按照标准的使用范围； ① 按照标准的使用范围； 按照标准的作用范围； ② 按照标准的作用范围； 标准是对重复性事物和概念所作的统一规定， 标准是对重复性事物和概念所作的统一规定，它 按照标准化对象特征； ③ 按照标准化对象特征； 以科学、技术和实践经验的综合成果为基础， 以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关 按照标准的性质。 ④ 按照标准的性质。 方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布， 方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布， （2）国际标准发展历程 ） 作为共同遵守的准则和依据。 公司出版的“极限表” 作为共同遵守的准则和依据。 公司出版的“极限表”； ☆ 1902年，英国纽瓦（Newall） 年 英国纽瓦（ ） ☆ 1906年，英国国标 年 英国国标B.S.27，1924年，英国国标 ， 年 英国国标B.S.164； 标准化是指为了在一定的范围内获得最佳秩序， 标准化是指为了在一定的范围内获得最佳秩序， 出版。 ☆ 1925年，美国公差标准 年 美国公差标准A.S.A.B4a出版。 出版 对实际的或潜在的问题规定共同的或重复使用的规则 德国： 标准， 基孔制和 ☆ 德国 标准 采用基孔制 基轴制； 的活动。 的活动。 ：DIN标准，采用基孔制和基轴制； 年成立国际标准化协会（ ☆ 1926年成立国际标准化协会（ISA）， 年成立国际标准化协会 ）， 实现标准化是互换性生产的基础。 实现标准化是互换性生产的基础。 1940年颁布国际公差标准 年颁布国际公差标准ISA。 年颁布国际公差标准 。
4. 公差的概念★
在零件的加工过程中，必然存在加工误差； 在零件的加工过程中，必然存在加工误差； 从零件的使用功能看，不必要求零件制造得绝对准确， 从零件的使用功能看，不必要求零件制造得绝对准确， 只要求零件几何量在某一规定范围内变动， 只要求零件几何量在某一规定范围内变动，保证同一规格 零件彼此充分近似。这个允许变动的范围叫做公差； 零件彼此充分近似。这个允许变动的范围叫做公差； 欲保证互换性，用公差控制误差； 欲保证互换性，用公差控制误差； 在满足功能要求的前提下，公差应尽量规定得大些， 在满足功能要求的前提下，公差应尽量规定得大些， 以获得最大的技术经济效益。 以获得最大的技术经济效益。