公差配合与技术测量 教材教案

教学过程:

总论

一、互换性的概述

1.互换性的概念及分类

概念：互换性指在机械和仪器制造工业中，零、部件的互换性是指在同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选或附加修配（如钳工修理）就能装在机器上，达到规定的性能要求。例：同型号的轴承、光管、螺钉、手机的显示屏等等。

互换性内容：几何参数，力学性能，物理化学性能等方面。

1）分类：

①完全互换性：若零件在装配或更换时，不作任何选择，不需调整

或修配，就能满足预定的使用要求，则成为完全互换性（当不限定互换范围时，称为完全互换法，也叫绝对互换法）。

②不完全互换性：由于某种特殊原因只允许零件在一定范围内互换时，称为不完全互换法。

2）其区别是：a、完全互换是一批零件或部件在装配时不需分组、挑选、调整和修配，装配后即能满足预定要求。而不完全互换是零件加工好后，通过测量将零件按实际尺寸的大小分为若干组，仅同一组内零件有互换性，组与组之间不能互换。b、当装配精度要求较高时，采用完全互换将使零件制造精度要求提高，加工困难，成本增高；

而采用不完全互换，可适当降低零件的制造精度，使之便于加工，成本降低。

3）适用场合：一般来说，使用要求与制造水平，经济效益没有矛盾时，可采用完全互换；反之，采用不完全互换。

2、互换性的技术经济意义

（1）在设计方面，有利于最大限度采用标准件、通用件和标准件，大大简化绘图和计算工作，缩短设计周期。便于计算机辅助设计C AD。

（2）在制造方面，有利于组织专业化生产，采用先进工艺和高效率的专用设备，提高生产效率。

（3）在使用、维修方面，可以减少机器的维修时间和费用，保证机器能连续持久的运转。提高了机器的使用寿命。

3、实现互换性的条件

一批相同规格的零件具有互换性的条件为：实际尺寸在允许的范围内；形状误差在允许的范围内；位置误差在允许的范围内；表面粗糙度达到规定的要求。

二、标准化与互换性生产的发展

现代化工业生产的特点是规模大，协作单位多，互换性要求高，为了正确协调各生产部门和准确衔接各生产环节，必须有一种协调手段，使分散的局部的生产部门和生产环节保持必要的技术统一。成为一个有机的整体，以实现互换性生产。（标准制定的必要性）

标准与标准化正是联系这种关系的主要途径和手段，是实现互换性的基础。

1、标准化

A、技术标准：对产品和工程建设质量、规格及检验方面所作的

技术规定。

我国的技术标准分三级：国家标准（GB）、部门标准（专业标准，如JB）、企业标准。

B、公差标准：对零件的公差和相互配合所制订的标准。

定义：对零件的公差和相互配合所制定的标准称为公差标准

三、优先数系和优先数

（1）优先数系是一种无量纲的分级数值，它是十进制等比数列，适用于各种量值的分级。我国标准GB/T 321-1980与国际标准ISO推荐系列符号R5、R10、R20、R40、R80系列，前四项为基本系列, R 80为补充系列。其公比为：

R5系列q5≈1.6 R10系列q10≈1.25

R20系列q20≈1.12 R40系列q40≈1.06

R80系列q80≈1.03

（2）优先数是指优先数系中的每个数

四、互换性生产的发展简介

互换性原理始于兵器制造。在中国，早在战国时期（公元前476～

前222）生产的兵器便能符合互换性要求。西安秦始皇陵兵马俑坑出土的大量弩机（当时的一种远射程的弓箭）的组成零件都具有互换性。这些零件是青铜制品，其中方头圆柱销和销孔已能保证一定的间隙配合。18世纪初，美国批量生产的火枪实现了零件互换。随着织布机、缝纫机和自行车等新的机械产品的大批量生产的需要,又出现了高精度工具和机床,促使互换性生产由军火工业迅速扩大到一般机械制造业。20世纪初，汽车工业迅速发展，形成了现代化大工业生产，由于批量大和零部件品种多，要求组织专业化集中生产和广泛的协作。工业标准是实现生产专业化与协作的基础。机械工业中最重要的基础标准之一是公差与配合标准。1902年英国纽瓦尔公司编制出版的“极限表”，是世界上最早的公差与配合标准。30年代前后，各工业国家都颁布了公差与配合国家标准。1926年国际标准化协会(ISA)成立，1935年公布了国际公差制ISA草案。第二次世界大战后，重建国际标准化组织(ISO)，1962年颁布ISO/R286-1926 极限与配合制。中国于1959年颁布公差与配合国家标准GB159～174-59，1979年颁布公差与配合新标准GB1800-1804-79，已有尺寸、形状和位置、表面粗糙度等基本要素的公差和轴承、螺纹、齿轮等通用零件的公差与配合等整套标准。

教学过程:

情境一尺寸公差与配合

单元一公差与配合的基本术语及定义

一、有关尺寸的术语定义

1.尺寸

用特定单位表示长度值的数字。在机械制造中一般常用毫米 (mm) 作为特定单位。尺寸由数值和单位两部分组成。长度包括直径、半径、宽度、深度、高度、中心距等。

2.基本尺寸（D,d）

设计给定的尺寸。

设计时，由计算法(强度、刚度计算) 大概确定

类比法（资料、经验）

按GB321—1980进行圆整

注：要说明圆整的目的是为了减少定尺寸刀具、量具的规格和数量。

3.实际尺寸

零件制成后，通过测量所得的尺寸

（1）. 由于测量误差－实际尺寸不一定是尺寸的真值。

（2）.由于形状误差－同一表面不同部位的实际尺寸往往不相等，因此要用二点法进行测量。

4.极限尺寸

允许零件实际尺寸变化的两个界限值，叫极限尺寸。其中较大的一个尺寸称为最大极限尺寸，较小的一个尺寸称为最小极限尺寸。

最大极限尺寸(孔Dmax、轴dmax)

最小极限尺寸(孔Dmin、轴dmin)

尺寸合格条件： Dmin≤Da≤Dmax

dmin≤da≤dmax