互换性与技术测量 廖念钊 第六版 01绪言

二、公差与配合标准发展简介
4.标准化
标准化是实现互换性的基础，是组织现代化生产的重要手段之一 可简化多余的产品品种 节约原材料、减少浪费、信息交流，提高产品可靠性 标准化为在一定的范围内获得最佳秩序，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 （GB3935.1-1996） 标准化不是一个孤立的概念，而是一个活动过程，包括制订、贯 彻、修订，循环往复，不断提高 制订、修订、贯彻标准是标准化活动的重要任务 在标准化的全部活动中，贯彻标准是个核心环节 标准化在深度上是没有止境的 一切有人类智慧活动的地方都能展开，目前重点放在工业生产上
言
互换性概述 公差与配合标准发展简介 计量技术发展简介 优先数和优先数系
一、互换性概述
1. 互换性的定义
互换性：在同一规格的一批零件或部件中，任取 其一，不需要任何挑选或附加修配(如钳工修配)就 能装在机器上，达到规定的功能要求。这样的一 批零件或部件就称为具有互换性的零、部件。
一、互换性概述
一、互换性概述

总之，本课程的任务在于使学生获得机械工程技术人员所必须具备 的几何量公差与检测方面的基本知识和技能。

学时安排

总课时：32 其中课堂教学26学时；实验教学6 学时 考试 期末考试成绩占60%， 平时考勤、作业成绩占20％， 实验成绩占20%。

考核方式：


成绩评定方法：

绪
1. 2. 3. 4.
二、公差与配合标准发展简介
要使零部件具有互换性，就要求制订统一的公差与配合标准

1902，英国伦敦以生产剪羊毛机为主的钮瓦（Newall） 极限表 1906，英国国标B.S.27。1924，英国国标B.S.164。1925，美国标准A.S.A.B 4a 德国标准DIN 基孔制、基轴制、公差单位等概念，标准温度20℃ 1926，成立了国际标准化协会ISA ，由第三技术委员会负责制定公差与配合 标准 1929，苏联 公差与配合标准 1940，正式颁布了国际公差标准ISA

二、公差与配合标准发展简介
我国尺寸公差与配合标准的发展历史





1944年：国民党政府制定了“尺寸公差与配合”的国家标准,但实 际使用的是日本、德国、美国标准. 1955年：参照苏联标准,第一机械工业部颁布“公差与配合”的部 颁标准,此标准只是将苏联标准（OCT标准）付与了中文名词. 1959年：颁布了“公差与配合”的国家标准GB159～174 （简称 “旧国标”）（精度等级偏低、配合种类偏少）. 1979年：参照国际标准制定了“公差与配合”的国家标准 GB1800～1804 —1979（简称“新国标”）取代 GB159～174— 1959. 1992～1996年上述新国标进行了部分修订，将《公差与配合》改为 《极限与配合》, 用《极限与配合 基础 第一部分：词汇》 （GB/T1800.1—1996）替代GB1800-1979中的《公差与配合的术语 及定义》；用《一般公差 线性尺寸的未注公差》（GB/T1804— 1992）替代《未注公差尺寸的极限偏差》（GB1804—1979）
1.优先数系的构成
由公比分别为10的5、10、20、40、80次方根，且 项值中含有是的整数幂的理论等比数列导出的一组近 视等比的数列，代号Rr( r=5、10、20、40、80)，称为 Rr系数。每个数都是一个优先数。
基本系列
补充系列
四、优先数和优先数系
四、 优先数和优先数系

2. 优先数的派生系列和复合系列




小
结
1. 互换性的概述 互换性简单的说就是同一规格的零件或部件具有能够 彼此互相替换的性能。 零、部件在装配前不挑，装配时不调整或修配，装配后 能满足使用要求的互换性称完全互换；零、部件在装配时 要采用分组装配或调整等工艺措施，才能满足装配精度要 求的互换性称不完全互换。如装配时，还需要附加修配的 零件，则不具有互换性。 互换性原则是机械工业生产的基本技术经济原则，是我 们在设计、制造中必须遵循的。既便是采用修配法保证装 配精度的单件或小批量生产的产品（此时零、部件没有互 换性）也必须遵循互换性原则。
2. 实现互换性的前提
标准化是实现互换性的前提。只有按一定的标准进行设 计和制造，并按一定的标准进行检验，互换性才能实现。 3. 优先数系 由一系列十进制等比数列构成，代号Rr。优先数系中的 每个数都是一个优先数。每个优先数系中，相隔 r项的 末项与首项相差10倍；每个十进制区间中各有r个优先数。
二、公差与配合标准发展简介
（一）公差与检测
1.公差:允许零件尺寸和几何参数的变动范围称为“公差”
2.检测：检测包含检验与测量。 3.实现互换性的条件：标准化是实现互换性的前提。
（二）标准和标准化
标准
二、公差与配合标准发展简介
1.标准的定义
标准是对重复性事务和概念所做的统一概念。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，有主管机构批准，作为共同遵守的准则 和依据。 2.标准的分级 我国分4级，国家标准、专业标准、地方标准、企 业标准。 3.标准分类 技术标准、管理标准
• 倒数系列 任何优先数系的倒数所组成的数列仍是优先数系，只是项 值增大的方向相反 R10的倒数系列 1, 0.8, 0.63, 0.5, 0.4, 0.315, 0.25, 0.2, 0.16, 0.1 • 变形系列 派生系列：从Rr的系列中按一定的项差p取值所构成的 系列 如Rr/p=R10/3即在10的序列中，每隔3项取1项的系列
R10/3
•
q10 / 3 (10 10)3 2
1, 2, 4, 8, 16, 31.5, ……
复合系列：若干个等公比系列混合构成的多公比系列
四、 优先数和优先数系

公差等级IT5～IT18,采用R5系列
IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12…； 7i 10i 16i 25i 40i 64i 100i 160i…； 显微镜的物镜放大倍数采用R5系列： 1.6X，2.5X，4X，6.3X，10X，25X，40X，63X， 100X； 水泵流量采用R10/3派生系列： 6.3，12.5，25，50，100，400（m3/h）； R10/3派生系列是在R10系列中每隔两项取值得到的。 水泵扬程采用R10/2派生系列： 8，12.5，20，32，50，80，125（m）； 类似于R10/3派生系列， R10/2派生系列是每隔一项取 值得到


1947年2月国际标准化组织重建，改名为国际标准化组织ISO，仍由第三技术 委员会负责制定公差与配合标准
1962，公布ISO/R 286:1962极限与配合制 1971，公布ISO/R 1938:1971光滑工件的检验 1973，公布ISO 2768:1973未注公差尺寸的允许偏差 1975，公布ISO 1829:1975一般用途公差带选择 现行国际公差标准

互换性是重要的生产原则和有效技术措施 不但能够显著提高劳动生产率，也有利于降低产品成 本，提高产品质量和可靠性
一、互换性概述
3.互换性的种类
1）按决定的参数或使用要求分为： （1)几何参数互换性 (主要保证装配) 尺寸 提出互换性要求。 对几何要素的 形状 相对位置 （2)功能互换（保证使用） 物理 对 机械 性能 提出互换性要求。
互换性与技术测量
本课程的性质、内容和基本要求

本课程是机械类各专业的重要技术基础课
它包含几何量精度设计与误差检测两方面的内容，是联系《机械设 计》、《机械制造工艺学》等课程及其课程设计的纽带，是从基础 课学习过渡到专业课学习的桥梁。

学生学完本课程以后，应达到如下基本要求：
（1）掌握标准化和互换性的基本概念及有关的基本术语及定义； （2）基本掌握几何量公差标准的主要内容、特点和应用原则； （3）初步学会根据机器和零件的功能要求，选用公差与配合； （4）能够查用本课程讲授的公差表格和正确标注图样； （5）建立技术测量的基本概念，了解基本测量原理与方法和初步学会使用 常用计量器具，知道分析测量误差与处理测量结果，会设计检验圆柱形 零件的量规。
三、计量技术发展简介
长度计量在我国具有悠久的历史

商——象牙制成的尺 秦——统一的度量衡制度 西汉末王莽始建国元年——铜质的卡尺，测车轮轴径、板厚、 槽深，最小读数值为一分 档案米尺，国际米原器，铂铱合金， 86 ，激光 Kr 米是光在真空中于1/299 792 458秒时间间隔内的行程长度 隧道显微镜 分辨率0.01纳米，可测原子或分子的尺寸或 形貌 Bining和Rohrer 1986诺贝尔奖 我国紧跟世界先进水平，已拥有一批骨干检测仪器制造厂
化学
一、互换性概述
2）按程度分： （1)完全互换 装配或更换时，不挑、不调、不修的互换性。 （2)不完全互换
包括采用概率法装配、分组装配或在装配时采用调整等措 施。（还要附加修配、辅助加工的，则不具有互换性）
一、互换性概述
3）对标准件：（例如：滚动轴承）
内互换：滚动轴承外圈的内滚道和内圈的外滚道与滚动体 配合，即组内零件可以互换，这时滚动轴承生产厂内的这 种互换就叫内互换 外互换：滚动轴承内圈内径和轴径的配合以及滚动轴承外 圈外径与机壳孔之间的配合的互换就叫外互换
长度基准的发展

计量器具不断改进


四、优先数和优先数系
（GB/T321—1980 ）
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。
四、 优先数和优先数系
在生产中，为了满足用户各种各样的要求，同一品种 同一参数还要从大到小取不同的值，从而形成不 同规格的产品系列 例：普通车床加工最大直径 φ320，φ400，φ500，φ630 形成产品系列
一、互换性概述
4.互换性的重要性
不仅是使用上的需要，也是设计、制造上的需要。
1.使用上
1)军用 军工产品易损件：子弹、炮弹都具有互换性。 2)民用 给日常生活带来极大方便(举例：备胎、电子元件等等)
2.制造上
可采用先进的生产方式（专业化生产、流水线、自动 线）, 产品单一，分工精细，可采用专用设备，提高生产 率，进行文明生产。
• • •
本身的零部件 加工和检验用的刀、夹、量具及机床等 使用性能
防止数值传播的紊乱 把产品品种的发展一开始就引向科学的标准化轨 道 优先数和优先数系就是对各种技术参数的数值进行协 调、简化和统一的一种科学的数值标准 目前我国数值分级的国家标准 GB321-2005

四、 优先数和优先数系
四、 优先数和优先数系
Hale Waihona Puke Baidu
一、互换性概述
3.设计上
采用了互换性原则设计和生产的标准零部件，可简化 设计、计算、制图工作量，缩短了设计周期，并便于 用计算机进行辅助设计。 总之，遵循互换性原则进行设计、制造和使用，可大大降 低产品成本，提高生产率，降低劳动强度。也为标准化、 系列化、通用化奠定了基础。 所以，互换性原则是机械工业中的重要原则，是我们设计、 制造中必须遵循的，即使是单件、小批生产，零件不具有互 换性，此原则也必须遵循。
一、互换性概述
定义可知，具有互换性的零部件在装配过程中，必须满足 三个条件：
装配前 装配时 装配后
不挑 不调整或修配 缺一不可 满足使用要求
一、互换性概述
2、互换性在机械制造生产中的作用



使用方面 提供备件，维修方便（保证了机器工作的连 续性和持久性，延长了机器的使用寿命，提高了机器的使用价 值） 制造方面 提高生产水平，进行文明生产（1.为生产的专 业化、协作化、自动化创造了条件 2.装配方便，组织装配 流水线） 设计方面 缩短了机器设计周期（采用公差标准，标准零、 部件，CAD）