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1、武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院互换性与技术测量互换性与技术测量互换性与标准化的基本概念第1页，本讲稿共11页1-1 互换性的意义和作用1-2 标准化与优先数第一章 互换性与标准化的基本概念第2页，本讲稿共11页1-1 互换性的意义和作用一、互换性的概念二、互换性生产在机械制造中的作用第3页，本讲稿共11页一、互换性的概念在机械加工中，零、部件的互换性是指在同一批合格的零件或部件中，在装配前，不得要挑在机械加工中，零、部件的互换性是指在同一批合格的零件或部件中，在装配前，不得要挑选；装配时，不需修配和调整，装配后，可以满足设计的使用要求。具有这样特性的零、部件，选；装配时，不需
2、修配和调整，装配后，可以满足设计的使用要求。具有这样特性的零、部件，就称具有互换性。在日常生活中，有大量的现象涉及到互换性。如电灯泡坏了，买一只安上就行；就称具有互换性。在日常生活中，有大量的现象涉及到互换性。如电灯泡坏了，买一只安上就行；机器掉了一个螺丝，按同样规格买一个装上就行了；机器零件磨损了，换上一个新的零件便能满机器掉了一个螺丝，按同样规格买一个装上就行了；机器零件磨损了，换上一个新的零件便能满足使用要求等。足使用要求等。互换性通常包括几何参数和物理性能互换性通常包括几何参数和物理性能(如硬度、强度等如硬度、强度等)的互换性，本书仅讨论几的互换性，本书仅讨论几何参数何参数 包括尺寸、
3、几何形状包括尺寸、几何形状(微观、宏观微观、宏观)以及相互位置以及相互位置 的互换性。的互换性。第4页，本讲稿共11页二、互换性在机械制造中的作用互相性在产品设计、制造、使用和维修等方面有着极其重要的作用；互相性在产品设计、制造、使用和维修等方面有着极其重要的作用；1)1)在设计方面：在设计方面：零、部件具有互换性，就可以最大限度地利用标准件、通用件和标推零、部件具有互换性，就可以最大限度地利用标准件、通用件和标推部件，这样就可以简化制图、减少计算工作，缩短设计周期，并便于采用计算机进行辅部件，这样就可以简化制图、减少计算工作，缩短设计周期，并便于采用计算机进行辅助设计。对发展系列产品，改善产
4、品性能都有重大作用。助设计。对发展系列产品，改善产品性能都有重大作用。2)2)在制造加工方面：在制造加工方面：互换性能促使高效率的生产，便于组织生产协作，进行专业化生产。采用互换性能促使高效率的生产，便于组织生产协作，进行专业化生产。采用高效率的生产设备，有利于实现加工过程和装配过程机械化、自动化。从而提高劳动生产率，保证产高效率的生产设备，有利于实现加工过程和装配过程机械化、自动化。从而提高劳动生产率，保证产品质量，降低生产成本。品质量，降低生产成本。3)3)在使用维修方面：在使用维修方面：零、部件具有互换性可以及时更换那些已经磨损或损坏了零、部件具有互换性可以及时更换那些已经磨损或损坏了的
5、零、部件。可以减少机器的维修时间和费用，保证机器正常运转，从而提高机器的零、部件。可以减少机器的维修时间和费用，保证机器正常运转，从而提高机器的寿命和使用价值，做到了的寿命和使用价值，做到了“物尽其用物尽其用”。第5页，本讲稿共11页1-2标准化与优先数一、标准化的意义 二、优先数系第6页，本讲稿共11页一、标准化的意义技术标准，简称标准。它是指需要协调统一的重复的事物技术标准，简称标准。它是指需要协调统一的重复的事物(如产品，零、部件如产品，零、部件)和和概念概念(如术语、规则、代号、量值如术语、规则、代号、量值)所做的统一规定。它以科学技术和实践经验的综合成果为基础，所做的统一规定。它以科
6、学技术和实践经验的综合成果为基础，由有关方面协调制定，经一定程序批准后，在一定范围内具有约束力。由有关方面协调制定，经一定程序批准后，在一定范围内具有约束力。标准化是以标准形式体现的，它是组织现代化生产的重要手段之一，是实现专业化生产的必要标准化是以标准形式体现的，它是组织现代化生产的重要手段之一，是实现专业化生产的必要前提，是科学管理的重要组成部分。前提，是科学管理的重要组成部分。标准化的内容极其广泛，它包括：产品标准、方法标准、安全与环境保护标准、基础标准。本标准化的内容极其广泛，它包括：产品标准、方法标准、安全与环境保护标准、基础标准。本课程主要涉及的是基础标准，它是指在一定范围内作为其
7、他标准的基础并普遍使用，具有广泛指导课程主要涉及的是基础标准，它是指在一定范围内作为其他标准的基础并普遍使用，具有广泛指导意义的标准。如意义的标准。如公差与配合公差与配合，形状和位置公差形状和位置公差，表面粗糙度表面粗糙度等国家标推。等国家标推。标准化也是发展贸易、提高产品在国际市场的竞争能力的技术保证。标准化也是发展贸易、提高产品在国际市场的竞争能力的技术保证。世界各国的经济发展过程表明，标准化是实现现代化的一个重要手段，也是反映现代化水世界各国的经济发展过程表明，标准化是实现现代化的一个重要手段，也是反映现代化水平的一个重要标志。现代化程度越高，对标准化要求也越高。平的一个重要标志。现代化
8、程度越高，对标准化要求也越高。我国政府十分重视标准化工作，从我国政府十分重视标准化工作，从19581958年发布第一批年发布第一批120120个国家标准起，至今己制定个国家标准起，至今己制定1 1万多个国家标准。现在正以国际标准为基础制定新的公差标准，向万多个国家标准。现在正以国际标准为基础制定新的公差标准，向ISOISO靠拢。我国在靠拢。我国在19781978年恢年恢复为复为ISOISO成员国，成员国，19821982、19851985年两届当选为年两届当选为ISOISO理事国，已开始承担理事国，已开始承担ISOISO技术委员会秘书处技术委员会秘书处工作和国际标准起草工作。工作和国际标准起草
9、工作。第7页，本讲稿共11页二、优先数系优先数系优先数系是一种十进几何级数。即：级数的各项数值中，包括是一种十进几何级数。即：级数的各项数值中，包括1 1、1010、100100，10N10N，其中的，其中的指数指数N N是整数。为了对这数进行细分，将是整数。为了对这数进行细分，将110110，1010010100，和，和10.110.1，0.10.010.10.01，划分区间称为十进段。划分区间称为十进段。在十进段中，数系是按一定公比在十进段中，数系是按一定公比q q来排列每一项数值的。其中每一项数值就称为优先来排列每一项数值的。其中每一项数值就称为优先数。国家标准数。国家标准GB 321-
10、80GB 321-80与国际标淮与国际标淮ISO3ISO3、ISO17ISO17、ISO497ISO497采用的优先数系相同，规定五种采用的优先数系相同，规定五种优先数系公比，组成优先数系公比，组成R5R5、R10R10、R20R20、R40R40和和R80R80优先数系。优先数系。R5 R5 的公比的公比 q=1.6q=1.6R10R10的公比的公比 q=1.25q=1.25R20R20的公比的公比 q=1.12q=1.12R40R40的公比的公比 q=1.06q=1.06R80R80的公比的公比 q=1.03q=1.03其中其中R5R5、R10R10、R20R20和和R40R40为基本系列
11、，为基本系列，R80R80为补充系列。为补充系列。第8页，本讲稿共11页二、优先数系优先数的主要优点：优先数的主要优点：1)1)相邻两项的相对差均匀，疏密适中，而且运算方便，简单易记；相邻两项的相对差均匀，疏密适中，而且运算方便，简单易记；2)2)在同一系列中优先数在同一系列中优先数(理论值理论值)的积、商、整数的积、商、整数(正或负正或负)的乘方仍为优先数；的乘方仍为优先数；3)3)优先数可以向两端延伸；优先数可以向两端延伸；4)4)在工程上还采用在工程上还采用R10/3R10/3系列，称为派生系列，其公比系列，称为派生系列，其公比q q2 2。即为在。即为在R10R10系列中每隔三项选一系
12、列中每隔三项选一个数值组成的数列，其中每一项数也都是优先数。个数值组成的数列，其中每一项数也都是优先数。因此，优先数列得到广泛的应用，并成为国际统一的数值制。因此，优先数列得到广泛的应用，并成为国际统一的数值制。第9页，本讲稿共11页二、优先数系标准化的作用在于把工程上的各种技术参数协调、简化和统一，其前提条件是标准化的作用在于把工程上的各种技术参数协调、简化和统一，其前提条件是选择优先数列。选择优先数列。在生产中，当选定一个数值作为某种产品的参数指标后，这个数值就会按着一定规律向一切相关在生产中，当选定一个数值作为某种产品的参数指标后，这个数值就会按着一定规律向一切相关的制品、材料等有关参数
13、指标传播扩散。例如动力机械的功率和转速值确定后，不仅会传到有关机器的制品、材料等有关参数指标传播扩散。例如动力机械的功率和转速值确定后，不仅会传到有关机器的相应参数上，而且必然会传播到其本身；轴、轴承、键、齿轮和联袖节等一整套零、部件上。并将的相应参数上，而且必然会传播到其本身；轴、轴承、键、齿轮和联袖节等一整套零、部件上。并将进一步传播到与其有关的加工用的机床、刀具和夹具及检验用的量具等相应的参数上。这种技术参数进一步传播到与其有关的加工用的机床、刀具和夹具及检验用的量具等相应的参数上。这种技术参数的传播在生产中极为普遍，并跨越行业和部门的界限。在技术参数上即便有微小的差别，经过反复传的传播在生产中极为普遍，并跨越行业和部门的界限。在技术参数上即便有微小的差别，经过反复传播之后，也会造成尺寸规格的繁杂混乱以致给组织生产、协作配套及使用维修等带来很大因难。当播之后，也会造成尺寸规格的繁杂混乱以致给组织生产、协作配套及使用维修等带来很大因难。当采用优先数系之后，就避免上述的弊端。采用优先数系之后，就避免上述的弊端。因此，优先数和优先数列就是对各种技术参数进行简化和统一的一种科学的数值制度。因此，优先数和优先数列就是对各种技术参数进行简化和统一的一种科学的数值制度。第10页，本讲稿共11页二、优先数系第11页，本讲稿共11页