互换性与测量技术第一章

1、互换性与测量技术互换性与测量技术丝毫不差、严丝合缝丝毫不差、严丝合缝如何保证？如何保证？互换性与测量技术互换性与测量技术n重要性：重要性：n小至日常生活，大至航空航天，无处不在。小至日常生活，大至航空航天，无处不在。是机械类、近机类工程技术人员技术交流的是机械类、近机类工程技术人员技术交流的语法。语法。n教同里们在上室认正学真课教同里们在上室认正学真课n同学们正在教室里认真上课同学们正在教室里认真上课互换性与测量技术互换性与测量技术n机械工程的内涵及与相关学科的联系机械工程的内涵及与相关学科的联系互换性与测量技术互换性与测量技术n机械工程系统包括：机械工程系统包括：n设计设计工程图工程图n选材

2、选材原料原料n制造制造零件零件n装配装配机械机械n测量测量尺寸尺寸/结构结构/功能功能/质量质量n运用运用发挥功能发挥功能n维修维修保障保障n回收与再生回收与再生绿色绿色/可持续发展。可持续发展。互换性与测量技术互换性与测量技术是松还是紧？是松还是紧？松或紧到何种程度？松或紧到何种程度？如何保证？如何保证？互换性与测量技术互换性与测量技术n课程的作用课程的作用n1，设计与工艺的纽带和桥梁，设计与工艺的纽带和桥梁n2，使用与制造的协调，使用与制造的协调n具体任务：具体任务：nP7互换性与测量技术互换性与测量技术n学习方法：学习方法：n掌握基本概念和原理掌握基本概念和原理n建立标准化和使用标准的习

3、惯建立标准化和使用标准的习惯n不断学习更新不断学习更新互换性与测量技术互换性与测量技术n第一章第一章 绪论绪论n第二章第二章 测量技术基础测量技术基础n第三章第三章 极限与配合极限与配合n第四章第四章 形位公差及其检测形位公差及其检测n第五章第五章 表面粗糙度及其测量表面粗糙度及其测量n第六章第六章 几种常用标准件的互换性几种常用标准件的互换性(滚动轴承、螺纹、键滚动轴承、螺纹、键)n第七章第七章 光滑极限量规设计光滑极限量规设计n第八章第八章 圆锥的公差配合及测量圆锥的公差配合及测量n第九章第九章 渐开线圆柱齿轮的公差与检测渐开线圆柱齿轮的公差与检测n第十章第十章 尺寸链尺寸链第一章第一章

4、绪绪 论论n第一节第一节 课程目的和要求课程目的和要求n第二节第二节 互换性概述互换性概述n第三节第三节 零件的加工误差和公差零件的加工误差和公差 n第四节第四节 优先数和优先数系优先数和优先数系 第一节第一节 课程目的和要求课程目的和要求n初步建立初步建立互换性互换性的的基本概念基本概念，熟悉有关熟悉有关公差配合公差配合的的基本术语和定义基本术语和定义。n了解多种了解多种公差标准公差标准，重点是重点是圆柱体公差与配合圆柱体公差与配合，形位公差形位公差以及以及表面粗糙度表面粗糙度标准标准。n基本掌握公差与配合的基本掌握公差与配合的选择原则和方法选择原则和方法，学会正确学会正确使用各种公差表格，

5、并能完成重点公差的使用各种公差表格，并能完成重点公差的图样标注图样标注。n建立建立技术测量技术测量的基本概念，具备一定的技术测量知识，的基本概念，具备一定的技术测量知识，能合理、正确地能合理、正确地选择量具选择量具、量仪并掌握其调试、量仪并掌握其调试、测测量方法量方法。第二节第二节 互换性概述互换性概述n一、互换性的含义一、互换性的含义n1，在机械制造业中，零件的互换性是指，在机械制造业中，零件的互换性是指同同一规格一规格的一批零件或部件，不需要任何的一批零件或部件，不需要任何挑选、挑选、修配或调整修配或调整，任取其一任取其一都能直接安装在机器都能直接安装在机器上，并达到规定的上，并达到规定的

6、功能要求功能要求。零（部）件具。零（部）件具有的这种性能称为互换性。有的这种性能称为互换性。n举例：组成现代技术装置和日用机电产品的举例：组成现代技术装置和日用机电产品的各种零件，如电灯泡、自行车、手表、各种零件，如电灯泡、自行车、手表、M10-6H的螺母与的螺母与M10-6g螺栓的自由旋合、螺栓的自由旋合、USB接口等。接口等。第二节第二节 互换性概述互换性概述n2，互换性内容：，互换性内容： n几何参数互换几何参数互换：包括尺寸、形状、位置、表面微：包括尺寸、形状、位置、表面微观形状误差的互换性。观形状误差的互换性。n机械性能互换机械性能互换：如强度、硬度、材料等。：如强度、硬度、材料等。

7、n在现代化生产中，一般应遵守互换性原则。在现代化生产中，一般应遵守互换性原则。第二节第二节 互换性概述互换性概述n二、互换性的分类二、互换性的分类n1，完全互换性：，完全互换性：完全互换是指一批零完全互换是指一批零（部）件装配前不经选择，装配时也（部）件装配前不经选择，装配时也不需修配和调整，装配后即可满足预不需修配和调整，装配后即可满足预定的使用要求。如螺栓、圆柱销等标定的使用要求。如螺栓、圆柱销等标准件的装配大都属于此类情况。准件的装配大都属于此类情况。完全完全互换性应用于中等精度、批量生产。互换性应用于中等精度、批量生产。第二节第二节 互换性概述互换性概述n2不完全互换性：不完全互换性：

8、当装配精度要求很高时，当装配精度要求很高时，若采用完全互换将使零件的尺寸公差很小，加若采用完全互换将使零件的尺寸公差很小，加工困难，成本很高，甚至无法加工，则可采用工困难，成本很高，甚至无法加工，则可采用不完全互换法进行生产。不完全互换法进行生产。n不完全互换不完全互换通常采用通常采用概率互换法、分组互换概率互换法、分组互换法、调整互换法或修配互换法法、调整互换法或修配互换法等工艺措施，实等工艺措施，实现顺利装配并在功能上达到使用性能要求。这现顺利装配并在功能上达到使用性能要求。这样做既可保证装配精度和使用要求，又能适当样做既可保证装配精度和使用要求，又能适当地放宽加工公差，减小零件加工难度，

9、降低成地放宽加工公差，减小零件加工难度，降低成本。本。 第二节第二节 互换性概述互换性概述n不完全互换不完全互换优点：在保证装配、配合功优点：在保证装配、配合功能要求的前提下，能适当放宽制造公差，能要求的前提下，能适当放宽制造公差，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不完全互换不完全互换缺点：降低了互换水平，不缺点：降低了互换水平，不利于部件、机器的装配和维修。利于部件、机器的装配和维修。n不完全互换应用于高精度或超高精度、不完全互换应用于高精度或超高精度、小批量或单件生产。小批量或单件生产。第二节第二节 互换性概述互换性概述n三、互换性的意义三、互换性的意义n在制造方面

10、：能实现大工业化生产、专门化在制造方面：能实现大工业化生产、专门化生产，可大幅度地降低成本、保证质量。生产，可大幅度地降低成本、保证质量。n在设计方面：是机器设计标准化、系列化、在设计方面：是机器设计标准化、系列化、通用化的理论依据。可缩短设计周期。通用化的理论依据。可缩短设计周期。n在使用维修方面：易更换配件，减少修理时在使用维修方面：易更换配件，减少修理时间和费用，保证设备原有的性能。间和费用，保证设备原有的性能。n在其他方面：国际交流、在其他方面：国际交流、满足生产部门广满足生产部门广泛协作的要求。泛协作的要求。第三节第三节 零件的加工误差和公差零件的加工误差和公差n一、加工误差与公差一

11、、加工误差与公差n零件加工后的实际几何参数与理想零件几何参数相零件加工后的实际几何参数与理想零件几何参数相符合的程度，称为符合的程度，称为加工精度加工精度（简称精度），它们中（简称精度），它们中间的差值称为间的差值称为加工误差加工误差。加工误差的大小反映了加。加工误差的大小反映了加工精度的高低。加工误差是零件加工过程中实际产工精度的高低。加工误差是零件加工过程中实际产生的、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极高，实际尺寸数值等若制成的一批零件加工精度极高，实际尺寸数值等于理论值，即这些零件完全相同，这当然能够互换，于理论值，即这些零件完全相同，这当然能够互换，但在生产上不

12、可能，也没有必要。但在生产上不可能，也没有必要。n因而实际生产只要求制成零件的实际参数值在理论因而实际生产只要求制成零件的实际参数值在理论值上下一定范围内变动，保证零件充分近似即可。值上下一定范围内变动，保证零件充分近似即可。第三节第三节 零件的加工误差和公差零件的加工误差和公差n控制零件的加工误差在一定范围控制零件的加工误差在一定范围内变动，该范围就是内变动，该范围就是“公差公差”。要使零件具有互换性就应按要使零件具有互换性就应按“公公差差” 制造。制造。n公差公差：允许零件尺寸和几何参数：允许零件尺寸和几何参数的变动量，用于控制加工中的误的变动量，用于控制加工中的误差。差。第三节第三节 零

13、件的加工误差和公差零件的加工误差和公差n二、标准与标准化二、标准与标准化n现代化工业生产的特点是规模大，协作单位现代化工业生产的特点是规模大，协作单位多，互换性要求高，为了正确协调各生产部多，互换性要求高，为了正确协调各生产部门和准确衔接各生产环节，必须有一种协调门和准确衔接各生产环节，必须有一种协调手段，使分散的局部的生产部门和生产环节手段，使分散的局部的生产部门和生产环节保持必要的技术统一。成为一个有机的整体，保持必要的技术统一。成为一个有机的整体，以实现互换性生产。以实现互换性生产。n标准与标准化正是联系这种关系的主要途径标准与标准化正是联系这种关系的主要途径和手段，是实现互换性的基础。

14、和手段，是实现互换性的基础。n标准标准是对重复性事物和概念所做的统一规定。是对重复性事物和概念所做的统一规定。标准化标准化是指制定及实施标准的全过程。是指制定及实施标准的全过程。 第三节第三节 零件的加工误差和公差零件的加工误差和公差n我国的技术标准分三级：我国的技术标准分三级：国家标准（国家标准（GB）、部门标部门标准准（专业标准，如（专业标准，如JB）、）、企业标准企业标准。n公差标准：对零件的公差和相互配合所制订的标准。公差标准：对零件的公差和相互配合所制订的标准。公差标准是实现对零件误差控制和保证互换性的公差标准是实现对零件误差控制和保证互换性的基基础础。n检测：检验与测量。零件按公差

15、标准制造，并按检检测：检验与测量。零件按公差标准制造，并按检测标准来检验，这样互换性才能得以实现测标准来检验，这样互换性才能得以实现 。检测标。检测标准是实现互换性的准是实现互换性的手段手段。对于零件几何量的检验，通对于零件几何量的检验，通常只是判断被测零件是否在规定的验收极限范围内，确常只是判断被测零件是否在规定的验收极限范围内，确定其是否合格，而不一定要确定其具体的量值。定其是否合格，而不一定要确定其具体的量值。 第三节第三节 零件的加工误差和公差零件的加工误差和公差n三、机械加工误差的内容三、机械加工误差的内容n尺寸误差：尺寸误差：实际尺寸与理想尺寸之差；实际尺寸与理想尺寸之差；n形状误

16、差：形状误差：实际形状与理想形状之差；实际形状与理想形状之差；n位置误差：位置误差：实际位置与理想位置之差；实际位置与理想位置之差；n表面微观不平度：表面微观不平度：第四节第四节 优先数和优先数系优先数和优先数系n制定公差标准以及设计零件的结构参数时，制定公差标准以及设计零件的结构参数时，都需要通过数值表示。任何产品的参数值都需要通过数值表示。任何产品的参数值不仅与自身的技术特性有关，还直接、间不仅与自身的技术特性有关，还直接、间接地影响与其配套系列产品的参数值。如：接地影响与其配套系列产品的参数值。如：螺母直径数值，影响并决定螺钉直径数值螺母直径数值，影响并决定螺钉直径数值以及丝锥、螺纹塞规

17、、钻头等系列产品的以及丝锥、螺纹塞规、钻头等系列产品的直径数值。由于参数值间的关联产生的扩直径数值。由于参数值间的关联产生的扩散称为散称为“数值扩散数值扩散”。第四节第四节 优先数和优先数系优先数和优先数系n产品数值的杂乱无章会给组织生产、协作配套、产品数值的杂乱无章会给组织生产、协作配套、使用维修带来困难。故需对数值进行标准化。使用维修带来困难。故需对数值进行标准化。n在产品设计或生产中，为了满足不同的要求，在产品设计或生产中，为了满足不同的要求，同一品种的某一参数，从大到小取不同值时同一品种的某一参数，从大到小取不同值时（形成不同规格的产品系列），应该采用一种（形成不同规格的产品系列），应该采用一种科学的数值分级制度，人们由此总结了一种科科学的数值分级制度，人们由此总结了一种科学的、统一的数值标准，即为学的、统一的数值标准，即为优先数优先数和和优先数优先数系系。第四节第四节 优先数和优先数系优先数和优先数系n优先数系优先数系 ：由一些十进制等比数构成的由一些十进制等比数构成的数系。数系。n优先数系的构成优先数系的构成n代号：为代号：为R r（r取取5、10、20、40、80）n公比：公比： n个数：优先数系中，项数从个数：优先数系中，项数从1开始，可向大开始，可向大于于1和小于和小于1两边无限延伸，每个十进区间两边无限延伸，每个十进区间有有