互換性與技術(shù)測量論文

1、論互換性與技術(shù)測量的關(guān)系一、前言學(xué)習(xí)本課程已經(jīng)半個學(xué)期了，雖然掌握的不是很好，但受益匪淺?；Q性與技術(shù)測量基礎(chǔ)課程是我們機(jī)械工程相關(guān)專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它包含了幾何量的精度設(shè)計和誤差檢測兩方面內(nèi)容，涉及到機(jī)械產(chǎn)品和其零件設(shè)計、制造、維修等多方面的內(nèi)容。而我們的主要任務(wù)是掌握互換性與測量技術(shù)的基礎(chǔ)知識和測量方法，掌握公差與配合的基本內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、特征及選用，熟悉與了解公差檢測的概念和基本方法，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。隨著現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)、管理技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)力的發(fā)展，產(chǎn)品的復(fù)雜程度及其質(zhì)量要求日益提高。為適應(yīng)這種社會化大生產(chǎn)的需要，提高生產(chǎn)效率，降低成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量，必須按照專業(yè)化協(xié)作的原則

2、進(jìn)行生產(chǎn)。在這種大背景下，機(jī)械設(shè)計人員需要在精度設(shè)計方面力求優(yōu)化，所以互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)日益重要。二、互換性歷史互換性由來已久，其原理始于兵器制造。在中國，早在戰(zhàn)國時期（公元前476前222）生產(chǎn)的兵器便能符合互換性要求。西安秦始皇陵兵馬俑坑出土的大量弩機(jī)（當(dāng)時的一種遠(yuǎn)射程的弓箭）的組成零件都具有互換性。這些零件是青銅制品，其中方頭圓柱銷和銷孔已能保證一定的間隙配合。18世紀(jì)初，美國批量生產(chǎn)的火槍實現(xiàn)了零件互換。隨著織布機(jī)、縫紉機(jī)和自行車等新的機(jī)械產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)的需要,又出現(xiàn)了高精度工具和機(jī)床,促使互換性生產(chǎn)由軍火工業(yè)迅速擴(kuò)大到一般機(jī)械制造業(yè)。20世紀(jì)初，汽車工業(yè)迅速發(fā)展，形成了

3、現(xiàn)代化大工業(yè)生產(chǎn)，由于批量大和零部件品種多，要求組織專業(yè)化集中生產(chǎn)和廣泛的協(xié)作。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是實現(xiàn)生產(chǎn)專業(yè)化與協(xié)作的基礎(chǔ)。機(jī)械工業(yè)中最重要的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)之一是公差與配合標(biāo)準(zhǔn)。1902年英國紐瓦爾公司編制出版的“極限表”，是世界上最早的公差與配合標(biāo)準(zhǔn)。30年代前后，各工業(yè)國家都頒布了公差與配合國家標(biāo)準(zhǔn)。1926年國際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(ISA)成立，1935年公布了國際公差制ISA草案。第二次世界大戰(zhàn)后，重建國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO),1962年頒布ISO/R286-1926 極限與配合制。中國于1959年頒布公差與配合國家標(biāo)準(zhǔn)GB159174-59,1979年頒布公差與配合新標(biāo)準(zhǔn)GB1800-1804-79，已

4、有尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等基本要素的公差和軸承、螺紋、齒輪等通用零件的公差與配合等整套標(biāo)準(zhǔn)。三、互換性定義現(xiàn)代化生產(chǎn)的分工協(xié)作要求遵循互換性原則?；Q性是指在同一規(guī)格的一批零件或部件中，任取其一，不需經(jīng)過任何挑選或附加修配（如鉗工修理），就能裝在機(jī)器上，到達(dá)規(guī)定的要求。這樣的一批零件或部件就稱為具有互換性的零、部件。例如，日常生活中，電燈、臺燈的燈管就是按互換性原則生產(chǎn)的。當(dāng)燈管損壞時，我們只要去商店買到相同型號的燈管，回到家換上就可以再次使用了，這是因為相同規(guī)格的燈管具有互相替換的性能。再比如生活中常用的電風(fēng)扇，某個零部件損壞了。維修人員只要用同樣規(guī)格的零部件換上，電風(fēng)扇就可再次使用。

5、非常方便?，F(xiàn)代化的機(jī)械工業(yè)中，機(jī)械零件具有互換性，就有可能將一臺機(jī)器中的成千上萬個零、部件，分散進(jìn)行高效率的專業(yè)化生產(chǎn)，然后又集中起來進(jìn)行裝配。比如豐田汽車的生產(chǎn)。豐田汽車單是日本的供貨商就有日本阿爾派、日本愛信、日本電裝、日本恩梯恩、日本歌樂、日本普林斯通等。豐田汽車由成千上萬個零部件組成，豐田總公司并不生產(chǎn)全部的零件，而是生產(chǎn)關(guān)鍵的發(fā)動機(jī)和車身。至于零部件，這些供貨商只要按照豐田公司的設(shè)計圖生產(chǎn)合格的零部件，并提供給豐田總公司，把這些零部件組合起來， 一輛合格的豐田汽車便誕生了。四、互換性分類互換性分為外互換和內(nèi)互換。對于標(biāo)準(zhǔn)部件來說，標(biāo)準(zhǔn)部件與其相配件間的互換性稱為外互換；標(biāo)準(zhǔn)部件內(nèi)部各

6、零件間的互換性稱為內(nèi)互換?；Q性按互換程度又可分為完全互換和不完全(或有限)互換。零件在裝配時不需選配或輔助加工即可裝成具有規(guī)定功能的機(jī)器的稱為完全互換；需要選配或輔助加工才能裝成具有規(guī)定功能的機(jī)器的稱為不完全互換?；Q性按互換目的又有裝配互換和功能互換之分。規(guī)定幾何參數(shù)公差達(dá)到裝配要求的互換稱為裝配互換；既規(guī)定幾何參數(shù)公差，又規(guī)定機(jī)械物理性能參數(shù)公差達(dá)到使用要求的互換稱為功能互換。上述的外互換和內(nèi)互換、完全互換和不完全互換皆屬裝配互換。裝配互換目的在于保證產(chǎn)品精度，功能互換目的在于保證產(chǎn)品質(zhì)量。五、引入技術(shù)測量現(xiàn)代化生產(chǎn)的特點(diǎn)是品種多，規(guī)模大。分工細(xì)和協(xié)作多。為使社會生產(chǎn)有序地進(jìn)行，產(chǎn)品必須

7、標(biāo)準(zhǔn)化，使其規(guī)格簡化，使分散的和局部的生產(chǎn)環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。標(biāo)準(zhǔn)化是指在經(jīng)濟(jì)，技術(shù)，科學(xué)及管理等社會實踐中，對重復(fù)事物和概念通過制訂，發(fā)布和實施標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到統(tǒng)一，以獲得最佳秩序和社會效益的全部活動過程。在機(jī)械制造中，標(biāo)準(zhǔn)化是廣泛實現(xiàn)互換性生產(chǎn)的前提，并且?guī)缀瘟康墓钆c檢測也應(yīng)納入標(biāo)準(zhǔn)化的軌道。從使用方面看，如人們經(jīng)常使用的自行車和手表的零件，生產(chǎn)中使用的各種設(shè)備的零件等，當(dāng)它們損壞以后，修理人員很快就可以用同樣規(guī)格的零件換上，恢復(fù)自行車、手表和設(shè)備的功能。而在某些情況下，互換性所起的作用還很難用價值來衡量。例如在戰(zhàn)場上，要立即排除武器裝備的故障，繼續(xù)戰(zhàn)斗，這時做主零、部件的互換性是絕對必要的。

8、從制造方面來看，互換性是提高生產(chǎn)水平和進(jìn)行文明生產(chǎn)的有力手段。裝配時，不需輔助加工和修配，故能減輕裝配工人的勞動強(qiáng)度，縮短裝配周期，并且可使裝配工人按流水作業(yè)方式進(jìn)行工作，以致進(jìn)行自動裝配，從而大大提高街道效率。加工時，由于規(guī)定有公差，同一部機(jī)器上的各種零可以同時加工。用量大的標(biāo)準(zhǔn)件還可以由專門車間基工廠單獨(dú)生產(chǎn)。這樣就可以采用高效率的專用設(shè)備，乃致采用計算機(jī)輔助加工。這樣產(chǎn)量和質(zhì)量必然會得到提高，成本也會顯著降低。從設(shè)計方面看，由于采用互換原則設(shè)計和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)零碎、部件，可以簡化繪圖、計算等工作，縮短設(shè)計周期，并便于用計算機(jī)輔助設(shè)計。由此合理確定公差和正確進(jìn)行檢測是實現(xiàn)互換性的兩個必不可少的條

9、件。在生產(chǎn)制造中，工業(yè)工程人員經(jīng)常需要根據(jù)圖紙要求，運(yùn)用合理的檢測技術(shù)手段，確定測量方法、選擇測量器具、實施測量，以實現(xiàn)零部件的互換性。若不采取適當(dāng)?shù)臋z測措施，規(guī)定的公差也就形同虛設(shè)，不能發(fā)揮作用。只有幾何量合格者，才能保證零部件在幾何量方面的互換性。對于有誤差的產(chǎn)品，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，檢測誤差產(chǎn)生的原因并制定減少誤差的措施，以生產(chǎn)出更高精度的產(chǎn)品，這樣零件的互換性便有了保證。幾何量檢測是互換性生產(chǎn)必不可少的重要措施，是實現(xiàn)現(xiàn)代化生產(chǎn)必不可少的技術(shù)。六、互換性與技術(shù)測量的意義互換性與測量技術(shù)的意義具體體現(xiàn)在：1.在設(shè)計方面，互換性與測量技術(shù)使得工廠可以最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件和準(zhǔn)部件，大大

10、簡化了繪圖和計算工作，縮短了設(shè)計周期，并有利于計算機(jī)輔助設(shè)計和產(chǎn)品的多樣化。2.在制造生產(chǎn)方面，按互換性原則進(jìn)行加工，各個零件可以同時分別加工，有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)，便于采用先進(jìn)工藝和高效率的專用設(shè)備，有利于計算機(jī)輔助制造，由于工件單一，易于保證加工質(zhì)量。裝配時，由于零、部件具有互換性，使裝配過程能夠連續(xù)而順利地進(jìn)行，從而大大縮短了裝配周期，實現(xiàn)加工過程和裝配過程機(jī)械化、自動化。3.在使用維修方面，具有互換性的備用零件和部件可以簡單而迅速地替換磨損或損壞的零、部件，減少了機(jī)器使用和維修的時間與費(fèi)用，提高了機(jī)器的使用價值，保證機(jī)器工作的連續(xù)性。這一點(diǎn)尤其對重要設(shè)備和軍用品的修復(fù)更具有重大意義。4.在生產(chǎn)管理方面，管理對象減少，采購對象減少，以及由此產(chǎn)生的管理成本降低。5.在經(jīng)濟(jì)上，它縮小了生產(chǎn)規(guī)模，減少了不必要的廠房、設(shè)備、設(shè)施和相應(yīng)的管理、技術(shù)、操作人員，這些都將大大降低生產(chǎn)的成本?；Q性對于產(chǎn)品的設(shè)計、制造、管理、市場營銷等過程無疑是十分重要的。具有高度互換性的產(chǎn)品是其具有較強(qiáng)市場競爭能力的必要條件