互换性 第一章
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பைடு நூலகம்
如：滚动轴承内、外圈滚道与滚动体的结合 ，活塞销与活塞销孔、连杆孔的结合
（2）调整互换：指同种零、部件加工好以后，在 装配时要用调整的方法改变它在部件或机构中的 尺寸或位置，方能满足功能要求。
燕尾导轨中的调整镶条
一、互换性与公差
（3）修配互换：指同种零、部件加工后，在装 配时要用去除材料的方法改变它的某一实际 尺寸的大小，方能满足功能上的要求。
四、课程的研究对象与任务
性质：技术基础课。互换性属于标准化的范围，而技术测量属 于计量学，本课程就是将理论和实践紧密结合的学科 特点：定义多，概念多，符号多 , 标准多，记忆内容多，但 简单，易学。 重要性：承上启下。从课程设计至毕业设计的应用，毕业后的 应用。 任务：从互换性角度出发，围绕误差与公差来研究，如何解决 使用与制造的矛盾。而这一矛盾的解决是合理确定公差和采用 适当的技量手段。
一、互换性与公差
零、部件的互换性的作用是： （1）为生产专业化创造必备条件； （2）促进生产自动化发展； （3）有利于提高产品质量、降低生产成本； （4）减少修理机器的时间和费用； （5）为机器的标准化、系列化、通用化奠定基 础，从而缩短机器设计周期，促进新产品高 速发展。
一、互换性与公差
3. 互换性产生的原因
35
三、互换性与标准化
• 标准按其性质分为技术标准、生产组织标准
和经济管理标准三大类。 • 按照对象的特征，标准分为基础标准、产品 标准、方法标准、卫生标准和安全及环境保 护标准等。
三、互换性与标准化
2. 标准的分级与分类 • 我国标准分三级：国家标准、部颁标准和企 业标准。 • 标准按照性质，可分为技术标准、工作标准 和管理标准三类。 • 按照标准化对象的特征，可分为基础标准 、 产品标准 、方法标准。
三、互换性与标准化
3.优先数与优先数系
技术参数不能随便使用
数值使用广泛 数值具有扩散型 优先数与优先数系：对产品技术参数合理分档 、分级，对产品技术参数进行简化，协调统一
一般优先选择R5系列、其次为R10系列、R20系列
等等
三、互换性与标准化
优先数系的特点主要有： • 相对差均匀； • 可以向前后两端无限延伸，适应广泛； • 简单易记，使用和运算方便； • 同一系列其理论值的积、商以及整数乘方仍 为优先数； • 国际统一。
三、互换性与标准化
3 标准化过程中所应用的优先数和优先数系 • 优先数和优先数系就是一种科学的数值制度 ，它适合于各种数值的分级，是国际上统一 的数值分级制度。 • 一个连续的数值范围（如1～1000），可以按 等差级数（即算术级数）分级，也可以按等 比级数（即几何级数）分级。
三、互换性与标准化
机床本身误差、车刀的结构特点、装夹偏差、量具 误差等导致：尺寸偏差；几何形状的误差；几何位 置误差；表面微观几何形状特性误差。
一、互换性与公差
4. 机械加工误差的分类 加 工 误 差 尺寸误差 形状误差 位置误差 表面微观不平度
一、互换性与公差
1）尺寸误差
一、互换性与公差
2）形状误差
一、互换性与公差
• 按照等差级数分级，其各相邻项的绝对差相
等，但其相对差不等，而且变化很大。如项 差为1的数列，1与2之间的相对差为100%，而 100与101之间的相对差仅为1%，数值越大， 相邻项的相对差越小。 • 按照等比级数分级，其各相邻项的绝对差不 等且变化很大，但其相对差相等。
三、互换性与标准化
•
三、互换性与标准化
一、互换性与公差
试想：如果一个士兵，在战场上使用的是不符合 互换性生产的枪支和子弹，其结果将如何？
二、互换性与技术测量
1. 加工误差与公差
问题：加工误差与公差的区别与联系
区别：误差在加工过程中产生，
公差由设计人员确定
联系：公差是误差的最大允许值
二、互换性与技术测量
2. 技术测量
技术测量是实现互换性的技术保证
谢谢聆听！
一、互换性与公差
5. 互换性的种类 • 完全互换性和不完全互换性两类。 • 完全互换性：指同种零、部件加工好以后， 不需要经过任何挑选、调整或修配等辅助处 理，便可以顺利装配，并在功能上达到使用 性能要求。
例如：普通螺钉与螺母；普通轴承与轴 承座
一、互换性与公差
• 不完全互换性：指同种零、部件加工好后，
标准规定的五种优先数系的公比，即： 5 q • R5数系，公比为： 5 10 1.6 10 q • R10数系，公比为: 10 10 1.25 • R20数系，公比为: q20 20 10 1.12 • R40数系，公比为: q40 40 10 1.06 80 q • R80数系，公比为: 80 10 1.03
3）位置误差
一、互换性与公差
4）表面微观不平度
一、互换性与公差
图中为 以后机械设 计基础课程 与要完成的 的单级减速 器，各个零 件的误差将 影响整机的 性能。
单级减速器图
一、互换性与公差
轴零件的 设计图， 其零件的 公差主要 规定了尺 寸公差、 形状位置 公差和表 面粗糙度 公差。
一、互换性与公差
一、互换性与公差
6、互换性生产的发展
国内外互 换性生产 的发展， 都是从军 械制造开 始的。
一、互换性与公差
• 近代互换性生产始于18世纪后半期，当时的
英、法、德、俄等国，首先把互换性用于兵 工生产。 • 我国用互换性生产枪支、军械等近代武器大 约始于20世纪30年代。 • 现代的互换生产，无论其深度和广度，都进 入了一个新的阶段。
四、课程的研究对象与任务
本课程的基本要求： 1. 掌握互换性原理的基础知识； 2. 了解本课程所介绍的各种公差标准和基本内容并掌握 其特点； 3. 学会根据产品的功能要求，选择合理的公差并能正确 地标注到图样上； 4. 掌握一般几何参数测量的基础知识； 5. 了解各种典型零件的测量方法，学会使用常用的计量 器具。对零件的加工误差及其控制范围所制订的技术标准 称“极限与配合”标准，它是实现互换性的基础。
1926年成立了国际标准化协会（ISA），1940年正式颁布了国际“
公差与配合”标准，1947年将ISA更名为ISO（国际标准化组织）。
三、互换性与标准化
1. 标准与标准化
我国：
1959年我国正式颁布了第一个《公差与配合》国家标准（GB159～ 174－59） 1979年以来对旧的基础标准进行了两次修订：一次是上世纪八十年 代初期，（GB1800～1804－79、GB1182～1184－80、GB1031－83）； 另一次是九十年代中期（GB/T1800.1－1997GB/T1182－1996GB/T1031 －1995）
互换性与测量技术基础
主讲教师：王睿鹏
第一章 绪论
课程介绍
课程的研究对象： 机械设计和制造过程中的几何量公差配合（ 简称公差配合）与检测技术。
课程介绍
课程介绍
课程介绍
课程介绍
课程介绍
什么是互换性！
机械互换性
一、互换性与公差
1. 互换性的概念 某一产品（包括零件、部件、构件）与另一产品 在尺寸、功能上能够彼此互相替换的性能。
互换性的基本要求： 满足装配互换和功能互换，二者 缺一不可。 问题：如何使工件具有互换性？
一、互换性与公差
2. 互换性的作用
方便替换 使用过程： 缩短维修时间和节约费用 提高产品质量和生产效率 提高效率 加速产品更新换代
专业化协调生产 生产制造：
缩短装配时间 装配过程： 简化绘图、计算 产品设计：
如：普通车床尾座部件中的垫扳
一、互换性与公差
• 实际上大部分零件能做到完全互换 • 对于标准化的部件，如滚动轴承，内部零件
的结合（内、外环滚道与滚动体的结合）采 用分组互换，但其外部尺寸如轴承内环内径 、外环外径要与轴和壳体孔结合，必须采用 完全互换。前者通常称为内互换，后者通常 称为外互换。
27
在装配前需经过挑选、分组、调整或修配等 辅助处理，才可顺利装配，在功能上才能达 到使用性能要求。 • 不完全互换性按实现方法不同又可以分为三 种： 分组互换 调整互换 修配互换
一、互换性与公差
（1）分组互换：指同种零、部件加工好以后，在 装配前首先要进行检测分组，然后按组进行装配 ，大孔配大轴，小孔配小轴。
三、互换性与标准化
• 标准是对重复性事物和概念进行的统一规定
，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。 • 标准化是指在经济、技术、科学及管理等社 会实践中，对重复性事物和概念通过制订、 发布和实施标准，达到统一，以获得最佳秩 序和社会效益的全部活动过程。
统一计量单位
计量器具的发展
32
三、互换性与标准化
1. 标准
公差标准在工业革命中起过非常重要的作用
国际 1902年颁布了全世界第一个公差与配合标准（极限表） 1924年英国在全世界颁布了最早的国家标准B.S 164—1924，紧随 其后的是美国、德国、法国 1929年俄罗斯（前苏联）也颁布了“公差与配合”标准
如：滚动轴承内、外圈滚道与滚动体的结合 ，活塞销与活塞销孔、连杆孔的结合
（2）调整互换：指同种零、部件加工好以后，在 装配时要用调整的方法改变它在部件或机构中的 尺寸或位置，方能满足功能要求。
燕尾导轨中的调整镶条
一、互换性与公差
（3）修配互换：指同种零、部件加工后，在装 配时要用去除材料的方法改变它的某一实际 尺寸的大小，方能满足功能上的要求。
四、课程的研究对象与任务
性质：技术基础课。互换性属于标准化的范围，而技术测量属 于计量学，本课程就是将理论和实践紧密结合的学科 特点：定义多，概念多，符号多 , 标准多，记忆内容多，但 简单，易学。 重要性：承上启下。从课程设计至毕业设计的应用，毕业后的 应用。 任务：从互换性角度出发，围绕误差与公差来研究，如何解决 使用与制造的矛盾。而这一矛盾的解决是合理确定公差和采用 适当的技量手段。
一、互换性与公差
零、部件的互换性的作用是： （1）为生产专业化创造必备条件； （2）促进生产自动化发展； （3）有利于提高产品质量、降低生产成本； （4）减少修理机器的时间和费用； （5）为机器的标准化、系列化、通用化奠定基 础，从而缩短机器设计周期，促进新产品高 速发展。
一、互换性与公差
3. 互换性产生的原因
35
三、互换性与标准化
• 标准按其性质分为技术标准、生产组织标准
和经济管理标准三大类。 • 按照对象的特征，标准分为基础标准、产品 标准、方法标准、卫生标准和安全及环境保 护标准等。
三、互换性与标准化
2. 标准的分级与分类 • 我国标准分三级：国家标准、部颁标准和企 业标准。 • 标准按照性质，可分为技术标准、工作标准 和管理标准三类。 • 按照标准化对象的特征，可分为基础标准 、 产品标准 、方法标准。
三、互换性与标准化
3.优先数与优先数系
技术参数不能随便使用
数值使用广泛 数值具有扩散型 优先数与优先数系：对产品技术参数合理分档 、分级，对产品技术参数进行简化，协调统一
一般优先选择R5系列、其次为R10系列、R20系列
等等
三、互换性与标准化
优先数系的特点主要有： • 相对差均匀； • 可以向前后两端无限延伸，适应广泛； • 简单易记，使用和运算方便； • 同一系列其理论值的积、商以及整数乘方仍 为优先数； • 国际统一。
三、互换性与标准化
3 标准化过程中所应用的优先数和优先数系 • 优先数和优先数系就是一种科学的数值制度 ，它适合于各种数值的分级，是国际上统一 的数值分级制度。 • 一个连续的数值范围（如1～1000），可以按 等差级数（即算术级数）分级，也可以按等 比级数（即几何级数）分级。
三、互换性与标准化
机床本身误差、车刀的结构特点、装夹偏差、量具 误差等导致：尺寸偏差；几何形状的误差；几何位 置误差；表面微观几何形状特性误差。
一、互换性与公差
4. 机械加工误差的分类 加 工 误 差 尺寸误差 形状误差 位置误差 表面微观不平度
一、互换性与公差
1）尺寸误差
一、互换性与公差
2）形状误差
一、互换性与公差
• 按照等差级数分级，其各相邻项的绝对差相
等，但其相对差不等，而且变化很大。如项 差为1的数列，1与2之间的相对差为100%，而 100与101之间的相对差仅为1%，数值越大， 相邻项的相对差越小。 • 按照等比级数分级，其各相邻项的绝对差不 等且变化很大，但其相对差相等。
三、互换性与标准化
•
三、互换性与标准化
一、互换性与公差
试想：如果一个士兵，在战场上使用的是不符合 互换性生产的枪支和子弹，其结果将如何？
二、互换性与技术测量
1. 加工误差与公差
问题：加工误差与公差的区别与联系
区别：误差在加工过程中产生，
公差由设计人员确定
联系：公差是误差的最大允许值
二、互换性与技术测量
2. 技术测量
技术测量是实现互换性的技术保证
谢谢聆听！
一、互换性与公差
5. 互换性的种类 • 完全互换性和不完全互换性两类。 • 完全互换性：指同种零、部件加工好以后， 不需要经过任何挑选、调整或修配等辅助处 理，便可以顺利装配，并在功能上达到使用 性能要求。
例如：普通螺钉与螺母；普通轴承与轴 承座
一、互换性与公差
• 不完全互换性：指同种零、部件加工好后，
标准规定的五种优先数系的公比，即： 5 q • R5数系，公比为： 5 10 1.6 10 q • R10数系，公比为: 10 10 1.25 • R20数系，公比为: q20 20 10 1.12 • R40数系，公比为: q40 40 10 1.06 80 q • R80数系，公比为: 80 10 1.03
3）位置误差
一、互换性与公差
4）表面微观不平度
一、互换性与公差
图中为 以后机械设 计基础课程 与要完成的 的单级减速 器，各个零 件的误差将 影响整机的 性能。
单级减速器图
一、互换性与公差
轴零件的 设计图， 其零件的 公差主要 规定了尺 寸公差、 形状位置 公差和表 面粗糙度 公差。
一、互换性与公差
一、互换性与公差
6、互换性生产的发展
国内外互 换性生产 的发展， 都是从军 械制造开 始的。
一、互换性与公差
• 近代互换性生产始于18世纪后半期，当时的
英、法、德、俄等国，首先把互换性用于兵 工生产。 • 我国用互换性生产枪支、军械等近代武器大 约始于20世纪30年代。 • 现代的互换生产，无论其深度和广度，都进 入了一个新的阶段。
四、课程的研究对象与任务
本课程的基本要求： 1. 掌握互换性原理的基础知识； 2. 了解本课程所介绍的各种公差标准和基本内容并掌握 其特点； 3. 学会根据产品的功能要求，选择合理的公差并能正确 地标注到图样上； 4. 掌握一般几何参数测量的基础知识； 5. 了解各种典型零件的测量方法，学会使用常用的计量 器具。对零件的加工误差及其控制范围所制订的技术标准 称“极限与配合”标准，它是实现互换性的基础。
1926年成立了国际标准化协会（ISA），1940年正式颁布了国际“
公差与配合”标准，1947年将ISA更名为ISO（国际标准化组织）。
三、互换性与标准化
1. 标准与标准化
我国：
1959年我国正式颁布了第一个《公差与配合》国家标准（GB159～ 174－59） 1979年以来对旧的基础标准进行了两次修订：一次是上世纪八十年 代初期，（GB1800～1804－79、GB1182～1184－80、GB1031－83）； 另一次是九十年代中期（GB/T1800.1－1997GB/T1182－1996GB/T1031 －1995）
互换性与测量技术基础
主讲教师：王睿鹏
第一章 绪论
课程介绍
课程的研究对象： 机械设计和制造过程中的几何量公差配合（ 简称公差配合）与检测技术。
课程介绍
课程介绍
课程介绍
课程介绍
课程介绍
什么是互换性！
机械互换性
一、互换性与公差
1. 互换性的概念 某一产品（包括零件、部件、构件）与另一产品 在尺寸、功能上能够彼此互相替换的性能。
互换性的基本要求： 满足装配互换和功能互换，二者 缺一不可。 问题：如何使工件具有互换性？
一、互换性与公差
2. 互换性的作用
方便替换 使用过程： 缩短维修时间和节约费用 提高产品质量和生产效率 提高效率 加速产品更新换代
专业化协调生产 生产制造：
缩短装配时间 装配过程： 简化绘图、计算 产品设计：
如：普通车床尾座部件中的垫扳
一、互换性与公差
• 实际上大部分零件能做到完全互换 • 对于标准化的部件，如滚动轴承，内部零件
的结合（内、外环滚道与滚动体的结合）采 用分组互换，但其外部尺寸如轴承内环内径 、外环外径要与轴和壳体孔结合，必须采用 完全互换。前者通常称为内互换，后者通常 称为外互换。
27
在装配前需经过挑选、分组、调整或修配等 辅助处理，才可顺利装配，在功能上才能达 到使用性能要求。 • 不完全互换性按实现方法不同又可以分为三 种： 分组互换 调整互换 修配互换
一、互换性与公差
（1）分组互换：指同种零、部件加工好以后，在 装配前首先要进行检测分组，然后按组进行装配 ，大孔配大轴，小孔配小轴。
三、互换性与标准化
• 标准是对重复性事物和概念进行的统一规定
，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。 • 标准化是指在经济、技术、科学及管理等社 会实践中，对重复性事物和概念通过制订、 发布和实施标准，达到统一，以获得最佳秩 序和社会效益的全部活动过程。
统一计量单位
计量器具的发展
32
三、互换性与标准化
1. 标准
公差标准在工业革命中起过非常重要的作用
国际 1902年颁布了全世界第一个公差与配合标准（极限表） 1924年英国在全世界颁布了最早的国家标准B.S 164—1924，紧随 其后的是美国、德国、法国 1929年俄罗斯（前苏联）也颁布了“公差与配合”标准