互換性與測量技術第一章

1、互換性與測量技術互換性與測量技術絲毫不差、嚴絲合縫絲毫不差、嚴絲合縫如何保證？如何保證？互換性與測量技術互換性與測量技術n重要性：重要性：n小至日常生活，大至航空航天，無處不在。小至日常生活，大至航空航天，無處不在。是機械類、近機類工程技術人員技術交流的是機械類、近機類工程技術人員技術交流的語法。語法。n教同里們在上室認正學真課教同里們在上室認正學真課n同學們正在教室里認真上課同學們正在教室里認真上課互換性與測量技術互換性與測量技術n機械工程的內涵及與相關學科的聯(lián)系機械工程的內涵及與相關學科的聯(lián)系互換性與測量技術互換性與測量技術n機械工程系統(tǒng)包括：機械工程系統(tǒng)包括：n設計設計工程圖工程圖n選材

2、選材原料原料n制造制造零件零件n裝配裝配機械機械n測量測量尺寸尺寸/結構結構/功能功能/質量質量n運用運用發(fā)揮功能發(fā)揮功能n維修維修保障保障n回收與再生回收與再生綠色綠色/可持續(xù)發(fā)展。可持續(xù)發(fā)展。互換性與測量技術互換性與測量技術是松還是緊？是松還是緊？松或緊到何種程度？松或緊到何種程度？如何保證？如何保證？互換性與測量技術互換性與測量技術n課程的作用課程的作用n1，設計與工藝的紐帶和橋梁，設計與工藝的紐帶和橋梁n2，使用與制造的協(xié)調，使用與制造的協(xié)調n具體任務：具體任務：nP7互換性與測量技術互換性與測量技術n學習方法：學習方法：n掌握基本概念和原理掌握基本概念和原理n建立標準化和使用標準的習

3、慣建立標準化和使用標準的習慣n不斷學習更新不斷學習更新互換性與測量技術互換性與測量技術n第一章第一章 緒論緒論n第二章第二章 測量技術基礎測量技術基礎n第三章第三章 極限與配合極限與配合n第四章第四章 形位公差及其檢測形位公差及其檢測n第五章第五章 表面粗糙度及其測量表面粗糙度及其測量n第六章第六章 幾種常用標準件的互換性幾種常用標準件的互換性(滾動軸承、螺紋、鍵滾動軸承、螺紋、鍵)n第七章第七章 光滑極限量規(guī)設計光滑極限量規(guī)設計n第八章第八章 圓錐的公差配合及測量圓錐的公差配合及測量n第九章第九章 漸開線圓柱齒輪的公差與檢測漸開線圓柱齒輪的公差與檢測n第十章第十章 尺寸鏈尺寸鏈第一章第一章

4、緒緒 論論n第一節(jié)第一節(jié) 課程目的和要求課程目的和要求n第二節(jié)第二節(jié) 互換性概述互換性概述n第三節(jié)第三節(jié) 零件的加工誤差和公差零件的加工誤差和公差 n第四節(jié)第四節(jié) 優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系 第一節(jié)第一節(jié) 課程目的和要求課程目的和要求n初步建立初步建立互換性互換性的的基本概念基本概念，熟悉有關熟悉有關公差配合公差配合的的基本術語和定義基本術語和定義。n了解多種了解多種公差標準公差標準，重點是重點是圓柱體公差與配合圓柱體公差與配合，形位公差形位公差以及以及表面粗糙度表面粗糙度標準標準。n基本掌握公差與配合的基本掌握公差與配合的選擇原則和方法選擇原則和方法，學會正確學會正確使用各種公差表格，

5、并能完成重點公差的使用各種公差表格，并能完成重點公差的圖樣標注圖樣標注。n建立建立技術測量技術測量的基本概念，具備一定的技術測量知識，的基本概念，具備一定的技術測量知識，能合理、正確地能合理、正確地選擇量具選擇量具、量儀并掌握其調試、量儀并掌握其調試、測測量方法量方法。第二節(jié)第二節(jié) 互換性概述互換性概述n一、互換性的含義一、互換性的含義n1，在機械制造業(yè)中，零件的互換性是指，在機械制造業(yè)中，零件的互換性是指同同一規(guī)格一規(guī)格的一批零件或部件，不需要任何的一批零件或部件，不需要任何挑選、挑選、修配或調整修配或調整，任取其一任取其一都能直接安裝在機器都能直接安裝在機器上，并達到規(guī)定的上，并達到規(guī)定的

6、功能要求功能要求。零（部）件具。零（部）件具有的這種性能稱為互換性。有的這種性能稱為互換性。n舉例：組成現(xiàn)代技術裝置和日用機電產品的舉例：組成現(xiàn)代技術裝置和日用機電產品的各種零件，如電燈泡、自行車、手表、各種零件，如電燈泡、自行車、手表、M10-6H的螺母與的螺母與M10-6g螺栓的自由旋合、螺栓的自由旋合、USB接口等。接口等。第二節(jié)第二節(jié) 互換性概述互換性概述n2，互換性內容：，互換性內容： n幾何參數(shù)互換幾何參數(shù)互換：包括尺寸、形狀、位置、表面微：包括尺寸、形狀、位置、表面微觀形狀誤差的互換性。觀形狀誤差的互換性。n機械性能互換機械性能互換：如強度、硬度、材料等。：如強度、硬度、材料等。

7、n在現(xiàn)代化生產中，一般應遵守互換性原則。在現(xiàn)代化生產中，一般應遵守互換性原則。第二節(jié)第二節(jié) 互換性概述互換性概述n二、互換性的分類二、互換性的分類n1，完全互換性：，完全互換性：完全互換是指一批零完全互換是指一批零（部）件裝配前不經(jīng)選擇，裝配時也（部）件裝配前不經(jīng)選擇，裝配時也不需修配和調整，裝配后即可滿足預不需修配和調整，裝配后即可滿足預定的使用要求。如螺栓、圓柱銷等標定的使用要求。如螺栓、圓柱銷等標準件的裝配大都屬于此類情況。準件的裝配大都屬于此類情況。完全完全互換性應用于中等精度、批量生產?；Q性應用于中等精度、批量生產。第二節(jié)第二節(jié) 互換性概述互換性概述n2不完全互換性：不完全互換性：

8、當裝配精度要求很高時，當裝配精度要求很高時，若采用完全互換將使零件的尺寸公差很小，加若采用完全互換將使零件的尺寸公差很小，加工困難，成本很高，甚至無法加工，則可采用工困難，成本很高，甚至無法加工，則可采用不完全互換法進行生產。不完全互換法進行生產。n不完全互換不完全互換通常采用通常采用概率互換法、分組互換概率互換法、分組互換法、調整互換法或修配互換法法、調整互換法或修配互換法等工藝措施，實等工藝措施，實現(xiàn)順利裝配并在功能上達到使用性能要求。這現(xiàn)順利裝配并在功能上達到使用性能要求。這樣做既可保證裝配精度和使用要求，又能適當樣做既可保證裝配精度和使用要求，又能適當?shù)胤艑捈庸す?，減小零件加工難度，

9、降低成地放寬加工公差，減小零件加工難度，降低成本。本。 第二節(jié)第二節(jié) 互換性概述互換性概述n不完全互換不完全互換優(yōu)點：在保證裝配、配合功優(yōu)點：在保證裝配、配合功能要求的前提下，能適當放寬制造公差，能要求的前提下，能適當放寬制造公差，使得加工容易，降低制造成本。使得加工容易，降低制造成本。n不完全互換不完全互換缺點：降低了互換水平，不缺點：降低了互換水平，不利于部件、機器的裝配和維修。利于部件、機器的裝配和維修。n不完全互換應用于高精度或超高精度、不完全互換應用于高精度或超高精度、小批量或單件生產。小批量或單件生產。第二節(jié)第二節(jié) 互換性概述互換性概述n三、互換性的意義三、互換性的意義n在制造方面

10、：能實現(xiàn)大工業(yè)化生產、專門化在制造方面：能實現(xiàn)大工業(yè)化生產、專門化生產，可大幅度地降低成本、保證質量。生產，可大幅度地降低成本、保證質量。n在設計方面：是機器設計標準化、系列化、在設計方面：是機器設計標準化、系列化、通用化的理論依據(jù)?？煽s短設計周期。通用化的理論依據(jù)。可縮短設計周期。n在使用維修方面：易更換配件，減少修理時在使用維修方面：易更換配件，減少修理時間和費用，保證設備原有的性能。間和費用，保證設備原有的性能。n在其他方面：國際交流、在其他方面：國際交流、滿足生產部門廣滿足生產部門廣泛協(xié)作的要求。泛協(xié)作的要求。第三節(jié)第三節(jié) 零件的加工誤差和公差零件的加工誤差和公差n一、加工誤差與公差一

11、、加工誤差與公差n零件加工后的實際幾何參數(shù)與理想零件幾何參數(shù)相零件加工后的實際幾何參數(shù)與理想零件幾何參數(shù)相符合的程度，稱為符合的程度，稱為加工精度加工精度（簡稱精度），它們中（簡稱精度），它們中間的差值稱為間的差值稱為加工誤差加工誤差。加工誤差的大小反映了加。加工誤差的大小反映了加工精度的高低。加工誤差是零件加工過程中實際產工精度的高低。加工誤差是零件加工過程中實際產生的、生的、不可避免不可避免的。的。n若制成的一批零件加工精度極高，實際尺寸數(shù)值等若制成的一批零件加工精度極高，實際尺寸數(shù)值等于理論值，即這些零件完全相同，這當然能夠互換，于理論值，即這些零件完全相同，這當然能夠互換，但在生產上不

12、可能，也沒有必要。但在生產上不可能，也沒有必要。n因而實際生產只要求制成零件的實際參數(shù)值在理論因而實際生產只要求制成零件的實際參數(shù)值在理論值上下一定范圍內變動，保證零件充分近似即可。值上下一定范圍內變動，保證零件充分近似即可。第三節(jié)第三節(jié) 零件的加工誤差和公差零件的加工誤差和公差n控制零件的加工誤差在一定范圍控制零件的加工誤差在一定范圍內變動，該范圍就是內變動，該范圍就是“公差公差”。要使零件具有互換性就應按要使零件具有互換性就應按“公公差差” 制造。制造。n公差公差：允許零件尺寸和幾何參數(shù)：允許零件尺寸和幾何參數(shù)的變動量，用于控制加工中的誤的變動量，用于控制加工中的誤差。差。第三節(jié)第三節(jié) 零

13、件的加工誤差和公差零件的加工誤差和公差n二、標準與標準化二、標準與標準化n現(xiàn)代化工業(yè)生產的特點是規(guī)模大，協(xié)作單位現(xiàn)代化工業(yè)生產的特點是規(guī)模大，協(xié)作單位多，互換性要求高，為了正確協(xié)調各生產部多，互換性要求高，為了正確協(xié)調各生產部門和準確銜接各生產環(huán)節(jié)，必須有一種協(xié)調門和準確銜接各生產環(huán)節(jié)，必須有一種協(xié)調手段，使分散的局部的生產部門和生產環(huán)節(jié)手段，使分散的局部的生產部門和生產環(huán)節(jié)保持必要的技術統(tǒng)一。成為一個有機的整體，保持必要的技術統(tǒng)一。成為一個有機的整體，以實現(xiàn)互換性生產。以實現(xiàn)互換性生產。n標準與標準化正是聯(lián)系這種關系的主要途徑標準與標準化正是聯(lián)系這種關系的主要途徑和手段，是實現(xiàn)互換性的基礎。

14、和手段，是實現(xiàn)互換性的基礎。n標準標準是對重復性事物和概念所做的統(tǒng)一規(guī)定。是對重復性事物和概念所做的統(tǒng)一規(guī)定。標準化標準化是指制定及實施標準的全過程。是指制定及實施標準的全過程。 第三節(jié)第三節(jié) 零件的加工誤差和公差零件的加工誤差和公差n我國的技術標準分三級：我國的技術標準分三級：國家標準（國家標準（GB）、部門標部門標準準（專業(yè)標準，如（專業(yè)標準，如JB）、）、企業(yè)標準企業(yè)標準。n公差標準：對零件的公差和相互配合所制訂的標準。公差標準：對零件的公差和相互配合所制訂的標準。公差標準是實現(xiàn)對零件誤差控制和保證互換性的公差標準是實現(xiàn)對零件誤差控制和保證互換性的基基礎礎。n檢測：檢驗與測量。零件按公差

15、標準制造，并按檢檢測：檢驗與測量。零件按公差標準制造，并按檢測標準來檢驗，這樣互換性才能得以實現(xiàn)測標準來檢驗，這樣互換性才能得以實現(xiàn) 。檢測標。檢測標準是實現(xiàn)互換性的準是實現(xiàn)互換性的手段手段。對于零件幾何量的檢驗，通對于零件幾何量的檢驗，通常只是判斷被測零件是否在規(guī)定的驗收極限范圍內，確常只是判斷被測零件是否在規(guī)定的驗收極限范圍內，確定其是否合格，而不一定要確定其具體的量值。定其是否合格，而不一定要確定其具體的量值。 第三節(jié)第三節(jié) 零件的加工誤差和公差零件的加工誤差和公差n三、機械加工誤差的內容三、機械加工誤差的內容n尺寸誤差：尺寸誤差：實際尺寸與理想尺寸之差；實際尺寸與理想尺寸之差；n形狀誤

16、差：形狀誤差：實際形狀與理想形狀之差；實際形狀與理想形狀之差；n位置誤差：位置誤差：實際位置與理想位置之差；實際位置與理想位置之差；n表面微觀不平度：表面微觀不平度：第四節(jié)第四節(jié) 優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系n制定公差標準以及設計零件的結構參數(shù)時，制定公差標準以及設計零件的結構參數(shù)時，都需要通過數(shù)值表示。任何產品的參數(shù)值都需要通過數(shù)值表示。任何產品的參數(shù)值不僅與自身的技術特性有關，還直接、間不僅與自身的技術特性有關，還直接、間接地影響與其配套系列產品的參數(shù)值。如：接地影響與其配套系列產品的參數(shù)值。如：螺母直徑數(shù)值，影響并決定螺釘直徑數(shù)值螺母直徑數(shù)值，影響并決定螺釘直徑數(shù)值以及絲錐、螺紋塞規(guī)

17、、鉆頭等系列產品的以及絲錐、螺紋塞規(guī)、鉆頭等系列產品的直徑數(shù)值。由于參數(shù)值間的關聯(lián)產生的擴直徑數(shù)值。由于參數(shù)值間的關聯(lián)產生的擴散稱為散稱為“數(shù)值擴散數(shù)值擴散”。第四節(jié)第四節(jié) 優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系n產品數(shù)值的雜亂無章會給組織生產、協(xié)作配套、產品數(shù)值的雜亂無章會給組織生產、協(xié)作配套、使用維修帶來困難。故需對數(shù)值進行標準化。使用維修帶來困難。故需對數(shù)值進行標準化。n在產品設計或生產中，為了滿足不同的要求，在產品設計或生產中，為了滿足不同的要求，同一品種的某一參數(shù)，從大到小取不同值時同一品種的某一參數(shù)，從大到小取不同值時（形成不同規(guī)格的產品系列），應該采用一種（形成不同規(guī)格的產品系列），應該采用一種科學的數(shù)值分級制度，人們由此總結了一種科科學的數(shù)值分級制度，人們由此總結了一種科學的、統(tǒng)一的數(shù)值標準，即為學的、統(tǒng)一的數(shù)值標準，即為優(yōu)先數(shù)優(yōu)先數(shù)和和優(yōu)先數(shù)優(yōu)先數(shù)系系。第四節(jié)第四節(jié) 優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系n優(yōu)先數(shù)系優(yōu)先數(shù)系 ：由一些十進制等比數(shù)構成的由一些十進制等比數(shù)構成的數(shù)系。數(shù)系。n優(yōu)先數(shù)系的構成優(yōu)先數(shù)系的構成n代號：為代號：為R r（r取取5、10、20、40、80）n公比：公比： n個數(shù)：優(yōu)先數(shù)系中，項數(shù)從個數(shù)：優(yōu)先數(shù)系中，項數(shù)從1開始，可向大開始，可向大于于1和小于和小于1兩邊無限延伸，每個十進區(qū)間兩邊無限延伸，每個十進區(qū)間有有