互换性与技术测量-第03章

互换性与技术测量-第03章CATALOGUE目录互换性与技术测量概述几何量精度设计基础表面粗糙度评定与选用典型零件精度设计案例分析互换性与技术测量实验方法互换性与技术测量发展趋势及挑战01互换性与技术测量概述互换性定义互换性是指在统一规格的一批零件（或部件）中，不经选择、修配或调整，任取其一，都能装在机器上达到规定的功能要求。互换性意义互换性在机械制造中的应用，不仅为机器的装配、维修带来方便，也为机器的现代化生产提供了可行性。同时，互换性已成为现代工业产品设计和生产的重要原则。互换性定义及意义

技术测量在互换性实现中作用保证零件的制造精度通过技术测量，可以准确地掌握零件的实际尺寸和形状，从而控制零件的制造精度，保证零件具有互换性。实现零件的分组和选配对于不能完全互换的零件，可以通过技术测量进行分组和选配，使得同一组内的零件能够相互替换，实现互换性。为产品设计提供依据通过技术测量，可以了解产品的实际性能和使用情况，为产品的改进和优化设计提供依据。123只有具有互换性的零件才能进行统一的技术测量。互换性是技术测量的前提通过技术测量可以准确地掌握零件的实际尺寸和形状，从而控制零件的制造精度，保证零件具有互换性。技术测量是实现互换性的手段随着制造技术的发展和测量精度的提高，零件的互换性程度不断提高，同时也对技术测量提出了更高的要求。互换性与技术测量相互促进互换性与技术测量关系02几何量精度设计基础根据产品或零部件的功能需求，确定其应具备的几何精度等级。功能需求原则经济性原则可靠性原则在满足功能需求的前提下，尽量降低制造成本和提高生产效率。确保设计出的几何精度能在实际使用过程中保持稳定和可靠。030201几何量精度设计原则根据产品或零部件的功能需求和制造工艺水平，选择合适的尺寸公差等级。尺寸公差的选择根据配合的性质（间隙配合、过盈配合、过渡配合）和使用要求，选择合适的配合种类和配合公差等级。配合的选择尺寸公差与配合选择形状公差的选择根据被测要素的形状误差对功能的影响程度，选择合适的形状公差项目（如直线度、平面度等）和公差等级。位置公差的选择根据被测要素的位置误差对功能的影响程度，选择合适的位置公差项目（如平行度、垂直度等）和公差等级。同时，还需考虑基准要素的选择和基准体系的建立。形状和位置公差确定03表面粗糙度评定与选用表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度，其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），它属于微观几何形状误差。表面粗糙度概念表面粗糙度的评定参数包括轮廓算术平均偏差（Ra）、微观不平度十点高度（Rz）和轮廓最大高度（Ry）等。其中，Ra是最常用的评定参数，它表示在取样长度内轮廓偏距绝对值的算术平均值。评定参数表面粗糙度概念及评定参数表面粗糙度对零件的耐磨性有很大影响。一般来说，表面粗糙度越小，零件的耐磨性越好。耐磨性表面粗糙度对零件的疲劳强度也有影响。表面粗糙度越大，应力集中越严重，零件的疲劳强度就越低。疲劳强度表面粗糙度还会影响零件的配合性质。对于需要紧密配合的零件，其表面粗糙度应该较小，以保证配合精度和稳定性。配合性质表面粗糙度对零件性能影响在选择表面粗糙度时，应该根据零件的工作条件、性能要求以及加工工艺等因素进行综合考虑。在满足使用要求的前提下，应尽量降低加工成本。选用原则在实际应用中，可以通过查阅相关手册或标准来选择适当的表面粗糙度。同时，也可以结合实验数据和经验公式来进行选用。在加工过程中，还可以通过调整切削用量、刀具几何参数以及加工工艺等方法来控制表面粗糙度的大小。选用方法表面粗糙度选用原则和方法04典型零件精度设计案例分析03设计步骤确定主轴结构形式、选择材料、确定主轴主要参数、进行主轴精度设计计算、校核主轴刚度、进行主轴动态特性分析。01案例一某机床主轴精度设计02设计要求高旋转精度、高刚度、低振动、良好的耐磨性和热稳定性。轴类零件精度设计案例主轴轴承的选择与配置、主轴的动平衡技术、主轴的热变形控制。关键技术某汽车发动机曲轴精度设计案例二高承载能力、高疲劳强度、良好的耐磨性和耐腐蚀性。设计要求轴类零件精度设计案例确定曲轴结构形式、选择材料、进行曲轴强度计算、进行曲轴精度设计计算、校核曲轴刚度、进行曲轴疲劳寿命分析。曲轴的圆角强化技术、曲轴的表面强化技术、曲轴的热处理技术。轴类零件精度设计案例关键技术设计步骤某机床床身精度设计案例一高刚度、良好的抗振性、良好的耐磨性和热稳定性。设计要求确定床身结构形式、选择材料、确定床身主要参数、进行床身精度设计计算、校核床身刚度、进行床身动态特性分析。设计步骤箱体类零件精度设计案例床身的结构优化技术、床身的铸造技术、床身的时效处理技术。关键技术某汽车变速箱箱体精度设计案例二高承载能力、高密封性、良好的耐磨性和耐腐蚀性。设计要求箱体类零件精度设计案例箱体类零件精度设计案例设计步骤确定变速箱箱体结构形式、选择材料、进行变速箱箱体强度计算、进行变速箱箱体精度设计计算、校核变速箱箱体刚度、进行变速箱箱体密封性设计。关键技术变速箱箱体的铸造技术、变速箱箱体的加工技术、变速箱箱体的密封技术。某机床齿轮精度设计案例一高传动精度、高承载能力、良好的耐磨性和耐腐蚀性。设计要求确定齿轮类型及参数、选择材料、进行齿轮强度计算、进行齿轮精度设计计算、校核齿轮刚度及动态特性分析。设计步骤齿轮类零件精度设计案例案例二某汽车后桥主减速器齿轮精度设计关键技术齿轮的修形技术、齿轮的表面强化技术、齿轮的热处理技术。设计要求高传动效率、低噪音、良好的耐磨性和耐腐蚀性。齿轮类零件精度设计案例设计步骤确定主减速器类型及参数、选择材料、进行主减速器齿轮强度计算、进行主减速器齿轮精度设计计算、校核主减速器齿轮刚度及噪音分析。关键技术主减速器齿轮的修形技术、主减速器齿轮的表面强化技术、主减速器齿轮的低噪音设计技术。齿轮类零件精度设计案例05互换性与技术测量实验方法直接测量法使用卡尺、千分尺等测量工具直接对工件的长度进行测量。间接测量法通过测量与工件长度相关的其他参数，如圆的周长、弧长等，间接计算出工件的长度。比较测量法将工件与已知长度的标准件进行比较，从而确定工件的长度。长度测量实验方法形状和位置误差测量实验方法使用直线度测量仪或自准直仪等测量工具，对工件的直线度误差进行测量。使用平面度测量仪或三坐标测量机等工具，对工件的平面度误差进行测量。使用圆度测量仪或三坐标测量机等工具，对工件的圆度误差进行测量。使用位置度测量仪或三坐标测量机等工具，对工件的位置误差进行测量。直线度误差测量平面度误差测量圆度误差测量位置误差测量触针法利用光切显微镜对工件表面进行光学放大，通过观察表面轮廓的峰谷高低和间距来评定表面粗糙度。光切法干涉法使用干涉显微镜等工具，利用光的干涉原理对工件表面进行非接触式测量，从而评定表面粗糙度。使用表面粗糙度测量仪的触针沿工件表面轻轻划过，通过测量触针的运动轨迹来评定表面粗糙度。表面粗糙度测量实验方法06互换性与技术测量发展趋势及挑战数字化与智能化随着工业4.0和智能制造的推进，互换性与技术测量正朝着数字化、智能化的方向发展，实现更高效、精确的测量和数据管理。多功能集成现代测量技术趋向于集成多种功能于一体，如三维测量、无损检测、在线监测等，以满足复杂制造过程的多样化需求。标准化与国际化互换性与技术测量领域的标准化工作不断加强，国际间的合作与交流也日益密切，推动测量技术的通用性和国际互认。发展趋势概述测量精度与效率01提高测量精度和效率是永恒的追求，尤其是在高精度、高速度的制造环境下，如何保证测量的准确性和实时性是一大挑战。复杂形状与表面测量02随着产品设计的不断创新，复杂形状和表面的测量需求不断增加，如何有效、准确地进行这类测量是当前亟待解决的问题。数据处理与分析03大数据时代的到来使得测量数据呈爆炸式增长，如何有效地处理、分析和利用这些数据，提取有价值的信息，对互换性与技术测量提出了更高的要求。当前面临主要挑战精密测量与微纳制造随着微纳制造技术的不断发展，对精密测量的需求将不断增加