第一章 互换性、标准与标准化
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标准的范围极广，种类繁多，涉及到人类生活的各 个方面。本课程研究的公差标准、检测器具和方法 标准，大多属于国家基础标准。
标准的分类
标准按不同的级别颁发 我国标准分为
国家标准GB 行业标准如：机械标准JB 地方标准DB 企业标准QB
第三节 优先数和优先数系
制定公差标准以及设计零件的结构参数时，都需要 通过数值表示。任何产品的参数值不仅与自身的技 术特性有关，还直接、间接地影响与其配套系列产 品的参数值。 如：
四、互换性的作用
使用过程：方便替换 生产制造：专业化协调生产
缩短维修时间和节约费用 提高产品质量和生产效率
装配过程：缩短装配时间 产品设计：简化绘图、计算
提高效率 加速产品更新换代
第二节 标准与标准化（standard and standardization）
标准是对重复性事物和概念所作的统一规定，它以 科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关 方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布， 作为共同遵守的准则和依据。
机械制造业中的互换性通常包括几何参 数和力学性能的互换性，本课程仅讨论 几何参数的互换性。
三、互换性的分类
分类：互换性按其互换程度分为完全互换和不 完全互换。
定义：
完全互换(complete interchange)—装配时不需选择和 修配和任何辅助加工。
用于厂际合作或配件的生产 实例:滚动轴承内圈内径与轴的配合，外圈外径与轴承座
公差是固定值，而误差是随机变量； 公差是针对一批工件而言的，误差是针对单个工件而
言的； 公差值是正数，而误差值是实数； 零件应按规定的极限，即“公差”来制造； 工件的误差在公差范围内，为合格件；超出了公差范
围为不合格件。
习题
习题
填空题
(1) 互换性表现为对产品零部件在装配过程中 的要求是：装配前___________，装配中 ___________，装配后___________。
买一个相同规格的零件换上即可正常使用，非常方 便、快捷。
那么请问：一个M8的六角头螺栓与什么样的螺母相 匹配？如何保证螺母的任意互换？螺母在加工过程 中产生的误差如何控制？如何知道螺母具有互换性？
二、互换性(interchangeability）的 基本概念
概念：同一规格的一批零部件能够 彼此互相替换的性能。
()
习题
简答题
(1) 什么叫互换性？互换性的分类有哪些？ (2) 何谓标准化？标准化有何重要意义？ (3) 什么是优先数系？市场上一般可以选购到15W、
25W、40W、60W、100W的白炽灯泡，试解释此现象。 (4) 为什么要规定公差？公差的大小与技术经济效益
有何联系？
(2) 影响零件互换的几何参数是______误差、 ______误差、______误差和表面粗糙度。
(3) 从零件的功能看，不必要求同一规格零件 的几何参数加工的_______，只要求其在某一 规定范围内变动，该允许变动的范围叫做 ________。
习题
选择题 (1) 本课程研究的是零件( )方面的互换性。 A. 物理性能；B.几何参数；C.化学性能；D.尺寸 (2) 不完全互换一般用于( )的零部件，适合于部分场合。 A. 生产批量大、装配精度高；B. 生产批量大、装配精度低； C. 生产批量小、装配精度高；D. 生产批量小、装配精度低 (3) 标准按不同的级别颁发。我国标准JB为( )标准。 A. 国家标准；B.行业标准； C.地方标准；D.企业标准 (4) 为使零件的( )具有互换性，必须把零件的加工误差控
第四节 零件的误差、公差及检测
一、误差与公差的含义
•要保证零件具有互换性，就必须保证零件几何 参数的准确性。是否需要使同一规格的零件的几 何参数完全一致呢？
•事实上不但不可能，而且也没必要，零件在加 工过程中，由于各种原因的影响，不可能做的绝 对准确，制得的零件的几何参数总是不可避免地 会偏离设计的理想要求而产生误差。这样的误差 称为几何参数误差。
孔的配合，属于完全互换。
不完全互换(limited interchange)—装配时允许选 择（预先分组）、调整和修配。
用于制造厂内部 如机器上某部位精度愈高，为此，生产中往 往把零件的精度适当降低，然后再根据实测尺 寸的大小，将制成的相配零件分成若干组，使 每组内的尺寸差别比较小，最后，再把相应的 零件进行装配。 实例:滚动轴承内、外圈滚道直径与滚珠直径 的配合，精度要求高，加工困难，采用分组装 配。 除此分组互换法外，还有修配法、调整法。 主要适用于小批量和单件生产。
R5 公比 q5 5 10 1.6
R10 公比 q10 1010 1.25
R20 公比 R40 公比
q20 2010 1.12 q40 4010 1.06
R80 公比 q80 8010 1.03
基本系列 补充系列
第四节 零件的误差、公差及检测
尺寸、形状误差
位置误差
表面粗糙度
优先数（preferred number）和优先数系 （series of preferred numbers）
优先数就是一种对各种技术参数进行简化、协 调和统一的一种科学的数值制度。
GB/T321—1980规定：由一系列十进制等比数列(decimal geometric proportion numbers)构成，代号Rr( r=5、10、20、 40、80)，作为优先数系。
制在给定的范围内。 A. 尺寸；B.形状；C.表面粗糙度；D.几何参数
习题
判断题
(1) 互换性要求零件按一个指定的尺寸制造。 ()
(2) 完全互换的装配效率必高于不完全互换。 ()
(3) 当零部件的装配精度要求很高时，宜采用
不完全互换生产。
()
(4)有了公差标准，就能保证零件具有互换性。
第一章 互换性、标准与标准化
基本要求
重点内容
课程安排
1.了解互换性的意义
2. 优先数、优先数 系和公差的概念
1.掌握互换性和公差 的概念
1次课 2学时
第一节 互换性的基本概念
一、案例导入
在日常生活中，人们经常会遇到这样的情况：
减速箱的滚动轴承失效了 轿车的万向联轴器失效了 自行车上的螺栓丢了
公差值大小是反映零部件精度高低与否的重要 标志。
几何量公差举例
A-A
3 ×ø11 沉孔 ø18 深 10
25 3.2
1.5×45º
6.3 ⊥ 0.03 B
源自文库
20 2×0.5
// 0.02 A
⊥ 0.04 B
二、误差与公差的关系
公差是允许实际参数值的最大变动量，公差是允许的 最大误差；
误差是在加工过程中产生的，而公差则是由设计人员 给定的；
一、误差(error)与公差(tolerance)的含义
零件具有几何参数误差后能否保证互换性？虽 然零件的几何参数误差可能影响零件的使用性 能，实践证明，但只要将这些误差控制在一定 范围内，使同一规格零件的几何参数彼此充分 近似，就能满足使用功能的要求，即能达到互 换性的目的。 公差：零部件几何参数允许变动的特定范围。
标准的分类
标准按不同的级别颁发 我国标准分为
国家标准GB 行业标准如：机械标准JB 地方标准DB 企业标准QB
第三节 优先数和优先数系
制定公差标准以及设计零件的结构参数时，都需要 通过数值表示。任何产品的参数值不仅与自身的技 术特性有关，还直接、间接地影响与其配套系列产 品的参数值。 如：
四、互换性的作用
使用过程：方便替换 生产制造：专业化协调生产
缩短维修时间和节约费用 提高产品质量和生产效率
装配过程：缩短装配时间 产品设计：简化绘图、计算
提高效率 加速产品更新换代
第二节 标准与标准化（standard and standardization）
标准是对重复性事物和概念所作的统一规定，它以 科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关 方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布， 作为共同遵守的准则和依据。
机械制造业中的互换性通常包括几何参 数和力学性能的互换性，本课程仅讨论 几何参数的互换性。
三、互换性的分类
分类：互换性按其互换程度分为完全互换和不 完全互换。
定义：
完全互换(complete interchange)—装配时不需选择和 修配和任何辅助加工。
用于厂际合作或配件的生产 实例:滚动轴承内圈内径与轴的配合，外圈外径与轴承座
公差是固定值，而误差是随机变量； 公差是针对一批工件而言的，误差是针对单个工件而
言的； 公差值是正数，而误差值是实数； 零件应按规定的极限，即“公差”来制造； 工件的误差在公差范围内，为合格件；超出了公差范
围为不合格件。
习题
习题
填空题
(1) 互换性表现为对产品零部件在装配过程中 的要求是：装配前___________，装配中 ___________，装配后___________。
买一个相同规格的零件换上即可正常使用，非常方 便、快捷。
那么请问：一个M8的六角头螺栓与什么样的螺母相 匹配？如何保证螺母的任意互换？螺母在加工过程 中产生的误差如何控制？如何知道螺母具有互换性？
二、互换性(interchangeability）的 基本概念
概念：同一规格的一批零部件能够 彼此互相替换的性能。
()
习题
简答题
(1) 什么叫互换性？互换性的分类有哪些？ (2) 何谓标准化？标准化有何重要意义？ (3) 什么是优先数系？市场上一般可以选购到15W、
25W、40W、60W、100W的白炽灯泡，试解释此现象。 (4) 为什么要规定公差？公差的大小与技术经济效益
有何联系？
(2) 影响零件互换的几何参数是______误差、 ______误差、______误差和表面粗糙度。
(3) 从零件的功能看，不必要求同一规格零件 的几何参数加工的_______，只要求其在某一 规定范围内变动，该允许变动的范围叫做 ________。
习题
选择题 (1) 本课程研究的是零件( )方面的互换性。 A. 物理性能；B.几何参数；C.化学性能；D.尺寸 (2) 不完全互换一般用于( )的零部件，适合于部分场合。 A. 生产批量大、装配精度高；B. 生产批量大、装配精度低； C. 生产批量小、装配精度高；D. 生产批量小、装配精度低 (3) 标准按不同的级别颁发。我国标准JB为( )标准。 A. 国家标准；B.行业标准； C.地方标准；D.企业标准 (4) 为使零件的( )具有互换性，必须把零件的加工误差控
第四节 零件的误差、公差及检测
一、误差与公差的含义
•要保证零件具有互换性，就必须保证零件几何 参数的准确性。是否需要使同一规格的零件的几 何参数完全一致呢？
•事实上不但不可能，而且也没必要，零件在加 工过程中，由于各种原因的影响，不可能做的绝 对准确，制得的零件的几何参数总是不可避免地 会偏离设计的理想要求而产生误差。这样的误差 称为几何参数误差。
孔的配合，属于完全互换。
不完全互换(limited interchange)—装配时允许选 择（预先分组）、调整和修配。
用于制造厂内部 如机器上某部位精度愈高，为此，生产中往 往把零件的精度适当降低，然后再根据实测尺 寸的大小，将制成的相配零件分成若干组，使 每组内的尺寸差别比较小，最后，再把相应的 零件进行装配。 实例:滚动轴承内、外圈滚道直径与滚珠直径 的配合，精度要求高，加工困难，采用分组装 配。 除此分组互换法外，还有修配法、调整法。 主要适用于小批量和单件生产。
R5 公比 q5 5 10 1.6
R10 公比 q10 1010 1.25
R20 公比 R40 公比
q20 2010 1.12 q40 4010 1.06
R80 公比 q80 8010 1.03
基本系列 补充系列
第四节 零件的误差、公差及检测
尺寸、形状误差
位置误差
表面粗糙度
优先数（preferred number）和优先数系 （series of preferred numbers）
优先数就是一种对各种技术参数进行简化、协 调和统一的一种科学的数值制度。
GB/T321—1980规定：由一系列十进制等比数列(decimal geometric proportion numbers)构成，代号Rr( r=5、10、20、 40、80)，作为优先数系。
制在给定的范围内。 A. 尺寸；B.形状；C.表面粗糙度；D.几何参数
习题
判断题
(1) 互换性要求零件按一个指定的尺寸制造。 ()
(2) 完全互换的装配效率必高于不完全互换。 ()
(3) 当零部件的装配精度要求很高时，宜采用
不完全互换生产。
()
(4)有了公差标准，就能保证零件具有互换性。
第一章 互换性、标准与标准化
基本要求
重点内容
课程安排
1.了解互换性的意义
2. 优先数、优先数 系和公差的概念
1.掌握互换性和公差 的概念
1次课 2学时
第一节 互换性的基本概念
一、案例导入
在日常生活中，人们经常会遇到这样的情况：
减速箱的滚动轴承失效了 轿车的万向联轴器失效了 自行车上的螺栓丢了
公差值大小是反映零部件精度高低与否的重要 标志。
几何量公差举例
A-A
3 ×ø11 沉孔 ø18 深 10
25 3.2
1.5×45º
6.3 ⊥ 0.03 B
源自文库
20 2×0.5
// 0.02 A
⊥ 0.04 B
二、误差与公差的关系
公差是允许实际参数值的最大变动量，公差是允许的 最大误差；
误差是在加工过程中产生的，而公差则是由设计人员 给定的；
一、误差(error)与公差(tolerance)的含义
零件具有几何参数误差后能否保证互换性？虽 然零件的几何参数误差可能影响零件的使用性 能，实践证明，但只要将这些误差控制在一定 范围内，使同一规格零件的几何参数彼此充分 近似，就能满足使用功能的要求，即能达到互 换性的目的。 公差：零部件几何参数允许变动的特定范围。