互换性与测量技术基础（第3版） 课件第1章-绪论

互换性与技术测量主讲：庞学慧电话-mail：pang_x_h@163.com课程性质：◆机类、近机类专业一门重要的技术基础课。设计课程工艺课程互换性与测量技术基础基础课专业课第1章绪论►原理设计►结构设计►精度设计►刀具机床工艺►特种加工►增材制造►成形制造差速器工作原理差速器十字轴锥齿轮减速器}尺寸特征}表面特征形状特征}位置特征

产品几何技术规范（GPS）GeometricalProductSpecificationandVerification

现代GPS以数学作为基础语言结构，以计量数学为根基，给出产品功能、技术规范、制造与检验之间的量值传递的数学方法，它蕴含了工业化大生产的基本特征，反映了技术发展的内在需要，为产品技术评估提供了“通用语言”，为设计、制造、产品开发及计量检验人员建立了一个交流的平台。GB/Z20308-2006

产品几何技术规范

总体规划通用GPS标准GPS标准矩阵模型（GB/T20308-2020

产品几何技术规范（GPS）矩阵模型）

误差公差精度

标准化

优先数系

互换性

几个重要概念一.误差、公差、精度1.误差实际量不等于理想量(1)加工误差与加工方法、加工过程有关的误差尺寸误差形状误差位置误差表面粗糙度实际尺寸不等于理想尺寸实际要素对理想要素的变动量零件上点、线、面间的位置关系零件表面上的微观几何形状误差(2)测量误差由仪器、方法、环境等因素带来的误差一.误差、公差、精度2.公差指允许参数值的变动量3.精度指实际量偏离理想量的程度4.误差和公差及精度三者之间的关系精度低—误差大—公差大（工序少—加工易—成本低）精度高—误差小—公差小（工序多—加工难—成本高）二.互换性在机械制造中按规定的几何、物理及其它质量参数的公差，来分别制造机械的各个组成部分,使其在装配与更换时，不需任何挑选和修配就能装在机器上，并能满足其使用功能要求的特性，叫做互换性。1.定义:*机械制造业中的互换性通常包括几何参数和机械性能参数的互换性。*

本课程仅讨论几何参数的互换性。举例：机床上的轴承、螺栓、螺钉等标准件；汽车、自行车、手表、电脑上的零部件二.互换性2.分类按决定参数和使用要求按互换程度对标准件或机构几何参数互换性功能互换性完全互换不完全互换外互换内互换伍岳林主编，发动机及关键零部件制造技术，

机械工业出版社3.互换性在机械制造中的作用设计方面：最大限度采用通用件和标准件，大大简化绘图和计算工作，缩短设计周期。制造方面：可分散到不同专业生产单位同时进行制造，采用先进工艺和高效率专用设备，提高生产、装配效率。使用、维修方面：及时方便的更换已损零部件，减少机器的维修时间和费用，保证机器能连续持久的运转。延长了机器的使用寿命，提高了机器的使用价值。

为了适应各部门的协调和各生产环节的衔接，必须有一个统一的标准，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，以实现互换性生产。三.标准化1.必要性2.定义（GB/T3935.1-1996)标准

为在一定范围内获得最佳秩序，对活动或其结果规定的和重复使用的规则、导则或特性的文件。该文件经协商一致制定并经一个公认机构的批准。标准应以科学、技术和经验的综合成果为基础，以促进最佳社会效益为目的。标准化

为在一定范围内获得最佳秩序，对实际的或潜在的问题制定共同点和重复使用的规则的活动。主要包括标准的制订、发布和贯彻实施的全部活动过程；

标准化的重要意义是改进产品、过程和服务的适用性，防止贸易壁垒，促进技术合作。3.标准的种类互换性标准产品系列标准化产品质量保证和质量检验标准基础标准产品标准术语标准试验标准过程标准服务标准接口标准数值标准具有广泛的普及范围或包含一个特定领域的通用规定的标准。可作为直接应用的标准或作为其他标准的基础。4.标准的级别

由国际标准化/标准组织通过的并公开发布的标准。国际标准化组织ISO国际电工技术委员会IEC国际电信联盟ITU标准国际标准区域标准地方标准国家标准试行标准国家标准、行业标准、企业标准；强制标准、推荐标准国际计量学词汇基本和一般概念及相关术语四.优先数系

机械设计中，常常需要确定很多参数，而这些参数往往不是孤立的，一旦选定，这个数值就会按照一定规律，向一切有关的参数传播。例如，轴的直径孔的直径孔的加工刀具、检验量具。GB/T321—2005中规定以十进制等比数列为优先数系，并规定了五个系列：R5、R10、R20、R40为基本系列；R80为补充系列，仅用于分级很细的特殊场合。

数值如此不断关联、不断传播，所以，机械产品中的各种技术参数不能随意确定。四.优先数系R5系列：q5==1.60

R10系列：q10==1.25

R20系列：q20==1.12

R40系列：q40==1.06

R80系列：q80==1.03

由许多前、后按一定数学规律排列起来的数字在十进制数段内按等比分档,并可延伸。代号Rr

公比:qr=(r取5、10、20、40、80)（1.26）其它系列：派生系列：从基本系列或补充系列Rr中，每p项取值导出的系列，以Rr/p表示，比值r/p是1~10、10~100等各个十进制数内项值的分级数。派生系列的公比为：移位系列：公比与某一基本系列相同，但项值与该基本系列不同。例如，项值从25.0开始的R80/8系列，是项值从25.0开始的R10系列的移位系列。

当参数系列的延伸范围很大，从制造和使用的经济性考虑，在不同的参数区间需要采用公比不同的系列时，可分段选用最适宜的基本系列或派生系列，以构成复合系列。＊某车床主轴转速

n(rpm)：35.5、50、71、100、140、200、280、400、560、800、1120、1600＊车床最大车削工件直径

D(mm)：320、400、500、630、800、、、＊摇臂钻床最大钻孔直径D(mm)：

25、40、63、80、100、125、、、＊铣床工作台宽度B(mm)：250、320、400、500、630、800、、、＊面铣刀直径

D(mm)：63、80、100、125、160、200、250、、、、800、1000、、＊粗糙度参数

Ra(μm)：0.012、0.025、0.05、0.1、0.2、0.4、0.8、1.6、3.2、6.3、12.5＊取样长度lr(mm)：0.08、0.25、0.8、2.5、8.0R20/3系列R10/5移位系列R10/3系列R10系列优先数系的选用顺序：

在确定自变量参数的系列方案时，只要能满足技术与经济上的要求，应当按照R5，R10，R20，R40的顺序，优先选用公比较大的基本系列。如有必要，可插入中间值变成公比较小的系列。

当基本系列