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1、互换性与技术测量互换性与技术测量福州大学机械工程及自动化学院第一章第一章 绪绪 论论课程的性质课程的研究对象1.1.1.1.互换性的概念互换性的概念互换性的概念互换性的概念 互换性互换性互换性互换性:一种产品、过程或服务替代另一种产一种产品、过程或服务替代另一种产一种产品、过程或服务替代另一种产一种产品、过程或服务替代另一种产 品、过程或服务，能满足同样要求的能力。品、过程或服务，能满足同样要求的能力。品、过程或服务，能满足同样要求的能力。品、过程或服务，能满足同样要求的能力。例如例如例如例如：电灯泡坏了，买一只安上；自行车掉了一：电灯泡坏了，买一只安上；自行车掉了一：电灯泡坏了，买一只安上；
2、自行车掉了一：电灯泡坏了，买一只安上；自行车掉了一 个螺丝，按同样规格买一个装上。个螺丝，按同样规格买一个装上。个螺丝，按同样规格买一个装上。个螺丝，按同样规格买一个装上。1 互换性互换性与与公差公差 机械零部件的机械零部件的互换性互换性互换性互换性:-同一规格零件按规定的技术要求制造，同一规格零件按规定的技术要求制造，能够彼此相互替换使用而能够彼此相互替换使用而效果相同效果相同的性能。的性能。机械性能互换性机械性能互换性机械零件互换性机械零件互换性几何量几何量几何量几何量互换性互换性互换性互换性理化性能等互换性理化性能等互换性本课程讨论本课程讨论对同一批零件而言，当其原材对同一批零件而言，当
3、其原材料相同时，其料相同时，其互换性互换性互换性互换性主要在主要在几何量方面几何量方面几何量方面几何量方面.几何量几何量几何量几何量-表示几何要素大小、形状、位置及其精度的参数。表示几何要素大小、形状、位置及其精度的参数。表示几何要素大小、形状、位置及其精度的参数。表示几何要素大小、形状、位置及其精度的参数。包括：包括：尺寸尺寸形状误差形状误差位置误差位置误差表面粗糙度评定参数表面粗糙度评定参数典型零件典型零件(齿轮、螺纹等齿轮、螺纹等)的精度评定参数的精度评定参数基本几何量基本几何量含线性尺寸含线性尺寸(简称简称尺寸尺寸尺寸尺寸)角度尺寸角度尺寸(简称简称角度角度角度角度)2.2.互换性的作
4、用互换性的作用贯穿在产品贯穿在产品设计、制造、使用和维修设计、制造、使用和维修的全的全过程：过程：1)1)在设计方面在设计方面在设计方面在设计方面：零、部件具有互换性，就零、部件具有互换性，就可以最大限度地利用标准件、通用件，从而简可以最大限度地利用标准件、通用件，从而简化制图、计算工作，化制图、计算工作，缩短设计周期，并便于采缩短设计周期，并便于采缩短设计周期，并便于采缩短设计周期，并便于采用计算机辅助设计用计算机辅助设计用计算机辅助设计用计算机辅助设计。2)2)在制造加工方面在制造加工方面在制造加工方面在制造加工方面：便于组织生产协作，进便于组织生产协作，进行专业化生产。采用高效率的生产设
5、备，有利行专业化生产。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，于实现加工过程和装配过程机械化、自动化，从而从而提高劳动生产率，提高产品质量，降低生提高劳动生产率，提高产品质量，降低生提高劳动生产率，提高产品质量，降低生提高劳动生产率，提高产品质量，降低生产成本产成本产成本产成本。3)3)在使用维修方面在使用维修方面在使用维修方面在使用维修方面：零、部件具有互换性可：零、部件具有互换性可以及时更换已经磨损或损坏了的零、部件，减少以及时更换已经磨损或损坏了的零、部件，减少机器的维修时间和费用，保证机器连续而持久地机器的维修时间和费用，保证机器连续而持久地运转，从而运转，从
6、而提高机器的使用价值提高机器的使用价值提高机器的使用价值提高机器的使用价值。鉴于鉴于鉴于鉴于互换性互换性互换性互换性在提高产品质量和可靠性、提在提高产品质量和可靠性、提在提高产品质量和可靠性、提在提高产品质量和可靠性、提高经济效益等方面的重大意义，高经济效益等方面的重大意义，高经济效益等方面的重大意义，高经济效益等方面的重大意义，互换性原则已互换性原则已互换性原则已互换性原则已成为现代机械制造业中一个普遍遵守的原则，成为现代机械制造业中一个普遍遵守的原则，成为现代机械制造业中一个普遍遵守的原则，成为现代机械制造业中一个普遍遵守的原则，成为制造业可持续发展的重要技术基础。成为制造业可持续发展的重
7、要技术基础。成为制造业可持续发展的重要技术基础。成为制造业可持续发展的重要技术基础。3.互换性的实现互换性的实现如何实现互换性如何实现互换性？如果将同一规格零件的几何量制造得完全相同显然如果将同一规格零件的几何量制造得完全相同显然可以实现互换性，但不可能实现。可以实现互换性，但不可能实现。几何量的变动几何量的变动加工误差加工误差尺寸、形状误差位置误差表面粗糙度表面粗糙度如何实现互换性如何实现互换性？事实上，将同一规格零件的几何量制造得完全相事实上，将同一规格零件的几何量制造得完全相同也是不必要的同也是不必要的 互换性由公差来保证。互换性由公差来保证。互换性由公差来保证。互换性由公差来保证。从零
8、件的功能看，不必要求零件几何量制造得从零件的功能看，不必要求零件几何量制造得绝对绝对准确准确，只要求在某一规定范围内变动。该允许变动，只要求在某一规定范围内变动。该允许变动范围用范围用公差公差来描述。来描述。l 公差：公差：产品或零件的实际参数值允许的产品或零件的实际参数值允许的最大最大变动量变动量称为此参数的公差。称为此参数的公差。只要将同一规格零件的几何量控制在只要将同一规格零件的几何量控制在公差公差允许允许的范围内，使同一规格零件的几何量彼此充分的范围内，使同一规格零件的几何量彼此充分近似，就可以实现互换性。近似，就可以实现互换性。4.4.互换性的种类互换性的种类 机械制造中的互换性按机
9、械制造中的互换性按互换性程度互换性程度分为分为:完全互换完全互换-不挑选、不调整、不修配不挑选、不调整、不修配不完全互换不完全互换分组互换分组互换调整互换调整互换修配互换修配互换dD外圈外圈内圈内圈滚动体滚动体保持架保持架B分组互换分组互换内,外圈滚道与滚动体的装配一般 采用分组装配,其互换性为不完全互换不完全互换滚动轴承与外壳孔及轴颈的配合属于光滑圆柱体配合,滚动轴承与外壳孔及轴颈的配合属于光滑圆柱体配合,其互换性为完全互换完全互换 2 标准化及标准化及优先数系优先数系1.标准化标准化l标准标准标准标准:指为了在一定的范围内获得最佳秩序，经指为了在一定的范围内获得最佳秩序，经指为了在一定的范
10、围内获得最佳秩序，经指为了在一定的范围内获得最佳秩序，经 协商一致并由公认机构批准，规定共同使用的和协商一致并由公认机构批准，规定共同使用的和协商一致并由公认机构批准，规定共同使用的和协商一致并由公认机构批准，规定共同使用的和 重复使用的一种规范性文件。重复使用的一种规范性文件。重复使用的一种规范性文件。重复使用的一种规范性文件。l标准化标准化标准化标准化:标准的制定、发布、组织实施和对标准标准的制定、发布、组织实施和对标准标准的制定、发布、组织实施和对标准标准的制定、发布、组织实施和对标准 的实施进行监督的全过程。的实施进行监督的全过程。的实施进行监督的全过程。的实施进行监督的全过程。主管机
11、构：主管机构：主管机构：主管机构：国家质量监督检验检疫总局国家质量监督检验检疫总局国家质量监督检验检疫总局国家质量监督检验检疫总局 企业标准企业标准企业标准企业标准地方标准地方标准地方标准地方标准行业标准行业标准行业标准行业标准国家标准国家标准国家标准国家标准区域标准区域标准区域标准区域标准国际标准国际标准国际标准国际标准按标准的级别分类按标准的级别分类按标准的级别分类按标准的级别分类：国际标准化组织 ISO国际电工委员会 IEC欧洲标准化委员会 CEN欧洲电工标准化委员会 CENELEC我国标准分为四个级别我国标准分为四个级别:国家标准（国家标准（GB）、行业标准）、行业标准（如（如JB）、
12、地方标准（）、地方标准（DB）、企业标准（）、企业标准（QB）。标准分为标准分为强制性标准和推荐性标准强制性标准和推荐性标准例：例：GB5749-2006 生活饮用水卫生标准生活饮用水卫生标准 GB/T3505-2000 表面粗糙度表面粗糙度 JB/T 53398-2000滚动轴承滚动轴承 产品质量分等产品质量分等 DB33/T 427-2003（浙江省地方标准）（浙江省地方标准）蔬菜产品质量安全监督抽查检验细则蔬菜产品质量安全监督抽查检验细则 QB/T 2828-2006碘盐标志生产企业管理规范碘盐标志生产企业管理规范 标标标标准准准准 技术技术技术技术标准标准标准标准管理管理管理管理标准标
13、准标准标准基础标准基础标准基础标准基础标准产品标准产品标准产品标准产品标准方法标准方法标准方法标准方法标准安全标准、卫生安全标准、卫生安全标准、卫生安全标准、卫生标准、环保标准标准、环保标准标准、环保标准标准、环保标准 生产组织标准生产组织标准生产组织标准生产组织标准 经济管理标准经济管理标准经济管理标准经济管理标准 服务标准服务标准服务标准服务标准按标准化对象的特性分类按标准化对象的特性分类按标准化对象的特性分类按标准化对象的特性分类:当选定一个数值作为当选定一个数值作为某产品某产品某产品某产品参数指标时，该数值会按一参数指标时，该数值会按一定的规律，向一切有关定的规律，向一切有关制品制品制
14、品制品和材料中传播，例如：和材料中传播，例如：螺孔螺孔螺孔螺孔：M16-6H螺纹塞规螺纹塞规螺纹塞规螺纹塞规丝锥丝锥丝锥丝锥螺钉螺钉螺钉螺钉垫垫垫垫圈圈圈圈钻头钻头钻头钻头形成牵一发而形成牵一发而动全身的现象动全身的现象故故:技术参量应在技术参量应在一个理想的统一的一个理想的统一的一个理想的统一的一个理想的统一的数系数系数系数系中选取中选取中选取中选取优先数系优先数系优先数系优先数系2.2.优先数系优先数系u 优先数系及优先数优先数系及优先数rq=1010优先数系优先数系RrRr:公比为公比为 的十进等比数列。的十进等比数列。的十进等比数列。的十进等比数列。R5 R5 系列系列系列系列 r=5
15、 q=1.60 r=5 q=1.60 R10R10系列系列系列系列 r=10 q=1.25r=10 q=1.25R20R20系列系列系列系列 r=20 q=1.12r=20 q=1.12R40R40系列系列系列系列 r=40 q=1.06r=40 q=1.06R80R80系列系列系列系列 r=80 q=1.03r=80 q=1.03基本系列基本系列补充系列补充系列国家标准国家标准国家标准国家标准GB/T321-2005GB/T321-2005优先数系及优先数优先数系及优先数优先数系及优先数优先数系及优先数R5 R5 1.00 1.60 2.50 4.00 6.30 1.00 1.60 2.50
16、 4.00 6.30 10.00 10.00 R10 R10 1.00 1.00 1.251.25 1.60 1.60 2.00 2.00 2.50 2.50 3.153.15 4.004.00 5.00 5.00 6.30 6.30 8.00 8.00 10.0010.00 R20R20 1.001.00 1.121.12 1.25 1.25 1.40 1.40 1.60 1.801.60 1.80 2.00 2.00 2.242.24 2.502.50 2.80 2.80 3.15 3.15 3.55 3.55 4.004.00 4.50 4.50 5.00 5.00 5.60 6.305.60 6.30 7.107.10 8.00 8.00 9.00 10.009.00 10.00 R40 R40 R80R80 优先数优先数:优先数系中的任一个项值优先数系中的任一个项值.公比最小，公比最小，数列最密数列最密