互换性与技术测量论文

1、论互换性与技术测量的关系一、前言学习本课程已经半个学期了，虽然掌握的不是很好，但受益匪浅。互换性与技术测量基础课程是我们机械工程相关专业的一门重要的技术基础课，它包含了几何量的精度设计和误差检测两方面内容，涉及到机械产品和其零件设计、制造、维修等多方面的内容。而我们的主要任务是掌握互换性与测量技术的基础知识和测量方法，掌握公差与配合的基本内容、结构、特征及选用，熟悉与了解公差检测的概念和基本方法，为学习后续课程打好基础。随着现代生产技术、管理技术的进步和生产力的发展，产品的复杂程度及其质量要求日益提高。为适应这种社会化大生产的需要，提高生产效率，降低成本，保证产品质量，必须按照专业化协作的原则

2、进行生产。在这种大背景下，机械设计人员需要在精度设计方面力求优化，所以互换性与测量技术基础课程的学习日益重要。二、互换性历史互换性由来已久，其原理始于兵器制造。在中国，早在战国时期（公元前476前222）生产的兵器便能符合互换性要求。西安秦始皇陵兵马俑坑出土的大量弩机（当时的一种远射程的弓箭）的组成零件都具有互换性。这些零件是青铜制品，其中方头圆柱销和销孔已能保证一定的间隙配合。18世纪初，美国批量生产的火枪实现了零件互换。随着织布机、缝纫机和自行车等新的机械产品的大批量生产的需要,又出现了高精度工具和机床,促使互换性生产由军火工业迅速扩大到一般机械制造业。20世纪初，汽车工业迅速发展，形成了

3、现代化大工业生产，由于批量大和零部件品种多，要求组织专业化集中生产和广泛的协作。工业标准是实现生产专业化与协作的基础。机械工业中最重要的基础标准之一是公差与配合标准。1902年英国纽瓦尔公司编制出版的“极限表”，是世界上最早的公差与配合标准。30年代前后，各工业国家都颁布了公差与配合国家标准。1926年国际标准化协会(ISA)成立，1935年公布了国际公差制ISA草案。第二次世界大战后，重建国际标准化组织(ISO),1962年颁布ISO/R286-1926 极限与配合制。中国于1959年颁布公差与配合国家标准GB159174-59,1979年颁布公差与配合新标准GB1800-1804-79，已

4、有尺寸、形状和位置、表面粗糙度等基本要素的公差和轴承、螺纹、齿轮等通用零件的公差与配合等整套标准。三、互换性定义现代化生产的分工协作要求遵循互换性原则。互换性是指在同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需经过任何挑选或附加修配（如钳工修理），就能装在机器上，到达规定的要求。这样的一批零件或部件就称为具有互换性的零、部件。例如，日常生活中，电灯、台灯的灯管就是按互换性原则生产的。当灯管损坏时，我们只要去商店买到相同型号的灯管，回到家换上就可以再次使用了，这是因为相同规格的灯管具有互相替换的性能。再比如生活中常用的电风扇，某个零部件损坏了。维修人员只要用同样规格的零部件换上，电风扇就可再次使用。

5、非常方便。现代化的机械工业中，机械零件具有互换性，就有可能将一台机器中的成千上万个零、部件，分散进行高效率的专业化生产，然后又集中起来进行装配。比如丰田汽车的生产。丰田汽车单是日本的供货商就有日本阿尔派、日本爱信、日本电装、日本恩梯恩、日本歌乐、日本普林斯通等。丰田汽车由成千上万个零部件组成，丰田总公司并不生产全部的零件，而是生产关键的发动机和车身。至于零部件，这些供货商只要按照丰田公司的设计图生产合格的零部件，并提供给丰田总公司，把这些零部件组合起来， 一辆合格的丰田汽车便诞生了。四、互换性分类互换性分为外互换和内互换。对于标准部件来说，标准部件与其相配件间的互换性称为外互换；标准部件内部各

6、零件间的互换性称为内互换。互换性按互换程度又可分为完全互换和不完全(或有限)互换。零件在装配时不需选配或辅助加工即可装成具有规定功能的机器的称为完全互换；需要选配或辅助加工才能装成具有规定功能的机器的称为不完全互换。互换性按互换目的又有装配互换和功能互换之分。规定几何参数公差达到装配要求的互换称为装配互换；既规定几何参数公差，又规定机械物理性能参数公差达到使用要求的互换称为功能互换。上述的外互换和内互换、完全互换和不完全互换皆属装配互换。装配互换目的在于保证产品精度，功能互换目的在于保证产品质量。五、引入技术测量现代化生产的特点是品种多，规模大。分工细和协作多。为使社会生产有序地进行，产品必须

7、标准化，使其规格简化，使分散的和局部的生产环节相互协调和统一。标准化是指在经济，技术，科学及管理等社会实践中，对重复事物和概念通过制订，发布和实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益的全部活动过程。在机械制造中，标准化是广泛实现互换性生产的前提，并且几何量的公差与检测也应纳入标准化的轨道。从使用方面看，如人们经常使用的自行车和手表的零件，生产中使用的各种设备的零件等，当它们损坏以后，修理人员很快就可以用同样规格的零件换上，恢复自行车、手表和设备的功能。而在某些情况下，互换性所起的作用还很难用价值来衡量。例如在战场上，要立即排除武器装备的故障，继续战斗，这时做主零、部件的互换性是绝对必要的。

8、从制造方面来看，互换性是提高生产水平和进行文明生产的有力手段。装配时，不需辅助加工和修配，故能减轻装配工人的劳动强度，缩短装配周期，并且可使装配工人按流水作业方式进行工作，以致进行自动装配，从而大大提高街道效率。加工时，由于规定有公差，同一部机器上的各种零可以同时加工。用量大的标准件还可以由专门车间基工厂单独生产。这样就可以采用高效率的专用设备，乃致采用计算机辅助加工。这样产量和质量必然会得到提高，成本也会显著降低。从设计方面看，由于采用互换原则设计和生产标准零碎、部件，可以简化绘图、计算等工作，缩短设计周期，并便于用计算机辅助设计。由此合理确定公差和正确进行检测是实现互换性的两个必不可少的条

9、件。在生产制造中，工业工程人员经常需要根据图纸要求，运用合理的检测技术手段，确定测量方法、选择测量器具、实施测量，以实现零部件的互换性。若不采取适当的检测措施，规定的公差也就形同虚设，不能发挥作用。只有几何量合格者，才能保证零部件在几何量方面的互换性。对于有误差的产品，需要进行数据处理，检测误差产生的原因并制定减少误差的措施，以生产出更高精度的产品，这样零件的互换性便有了保证。几何量检测是互换性生产必不可少的重要措施，是实现现代化生产必不可少的技术。六、互换性与技术测量的意义互换性与测量技术的意义具体体现在：1.在设计方面，互换性与测量技术使得工厂可以最大限度地采用标准件、通用件和准部件，大大

10、简化了绘图和计算工作，缩短了设计周期，并有利于计算机辅助设计和产品的多样化。2.在制造生产方面，按互换性原则进行加工，各个零件可以同时分别加工，有利于组织专业化生产，便于采用先进工艺和高效率的专用设备，有利于计算机辅助制造，由于工件单一，易于保证加工质量。装配时，由于零、部件具有互换性，使装配过程能够连续而顺利地进行，从而大大缩短了装配周期，实现加工过程和装配过程机械化、自动化。3.在使用维修方面，具有互换性的备用零件和部件可以简单而迅速地替换磨损或损坏的零、部件，减少了机器使用和维修的时间与费用，提高了机器的使用价值，保证机器工作的连续性。这一点尤其对重要设备和军用品的修复更具有重大意义。4.在生产管理方面，管理对象减少，采购对象减少，以及由此产生的管理成本降低。5.在经济上，它缩小了生产规模，减少了不必要的厂房、设备、设施和相应的管理、技术、操作人员，这些都将大大降低生产的成本。互换性对于产品的设计、制造、管理、市场营销等过程无疑是十分重要的。具有高度互换性的产品是其具有较强市场竞争能力的必要条件