公差配合与测量技术 课件 项目0绪论

公差配合与测量技术在生产中，把同规格的零件做成一摸一样，是做不到的。无论是冲压成型还是铸造成型、无论是减材制造还是增材制造、无论是普通加工或者精密加工甚或超精密加工，总之，制造过程中产品的几何特征量（尺寸、形状等）的误差是不可避免的、是绝对存在的。这个问题很复杂，它含盖了从宏观到微观的产品几何特征，涉及产品开发、设计、制造、验收、使用以及维修、报废等整个生命全过程，涉及产品几何特征及其特征量的诸多技术标准，是我们装备制造业永恒的课题、永恒的追求，没有最好，只有更好。那到底把误差控制在多大范围内合适和如何控制呢？绪论产品几何特征及其特征量的技术规范的实现过程1.设计者根据工件的功能需求，确定工件的一组几何特征的允许偏差。设计者首先确定一个具有理想形状的“工件”，即具有满足功能需求所需的形状和尺寸，该工件称为公称模型。它不能直接用于制造或检验（每个制造或测量过程有其自己的可变性和不确定度）。其次，从公称几何形体出发，设计者假想了工件实际表面的一个模型，该模型表达了实际表面预期的变化范围。该模型表示了工件的非理想的几何要素，被称为“非理想表面模型”。非理想表面模型用来在概念层次上模拟表面的变动，在这个模型上，设计者在功能有所降级但仍能确保使用功能的前提下，可以优化最大允许极限值。这些最大允许极限值确定了工件的每一特征的公差值。产品几何特征及其特征量的技术规范的实现过程2.检验提供了表明工件符合规范的客观证据制造人员或检验人员从阅读规范开始，并考虑非理想表面模型，了解规定的特征。从工件实际表面出发，根据所用测量设备，来确定检验过程的各个步骤，然后通过比较指定特征的几何规范和测量结果，确定其符合程度。对于检验合格的零件就意味着实现了几何特征量技术规范。

产品几何特征及其特征量的技术规范的实现过程图0-1产品几何技术规范的实现过程1.公差配合公差配合就是产品几何特征及其特征量的技术规范的具体体现。如GB/T1800.1-2020，就是产品几何技术规范（GPS）中的线性尺寸公差的第1部分：公差、偏差和配合的技术规范；GB/T1958-2017，就是产品几何技术规范（GPS)中的几何公差的检测与验证技术规范：GB/T1031-2009，就是产品几何技术规范（GPS)中的表面结构的轮廓法评定表面粗糙度参数及其数值的技术规范。它是对零件及零件装配（或连接）误差的限制。随着科技的发展和技术进步，产品的功能要求在不断提高，产品几何技术规范的公差配合标准也在不断更新发展，如GB/T1800.1-2020，就是替代了GB/T1800.1-2009产品几何技术规范（GPS）极限与配合第1部分：公差、偏差和配合的技术规范。作为是使用者，就必须及时学习、掌握、应用最新的公差配合标准。2.测量技术2.1测量及测量技术的定义测量是将被测量与测量单位或标准量在数值上进行比较，从而确定两者比值的实验过程。测量技术就是测量实验的原理、设备和方法。2.2检验的定义确定被测几何量是否在规定的极限范围内，从而判断其是否合格的实验过程。2.3测量的意义与测量技术的发展门捷列夫讲：“没有测量就没有科学”。我国精密测量与仪器工程专家、中国工程院谭久彬院士曾说过：

“没有超精密测量，就不会有高质量的高端装备制造”谭院士分析我国的特点之一就是制造领域的工业大数据比较丰富。我国有世界上数量最多、种类最全的来自发达国家的工业母机和国内生产的工业母机。经过在国内多年运行，不断地积累着大量与制造质量相关的宝贵数据。在掌握和深度分析这些数据的基础上，可以更多的学习借鉴美国的软件技术、德国的机器硬技术和日本的工匠精神，加上充分的整体测量技术能力提升，使后续的巨大的测量数据得到高质量延续和积累，利用好这个巨大的制造质量数据库就会产生一个后发综合优势。同学们，今后在精密测量技术领域深入钻研，攻坚克难，勇于创新，为我国精密测量仪器设备的研发和制造做出你们的贡献。2008年，我国参加的高精度微小尺寸测量国际比对大型国际间技术比对活动，对3个盲样进行的测量数据全部被国际认可组织采信，测量精度达到纳米级（百万分之一毫米）。而这次比对活动，全球86个实验室参加，其中有22个实验室所测数据没有被采信，可见我国的长度测量技术在当时已经达到国际先进水平。人人都能成为工匠和大师3.1互换性定义

3.互换性零、部件的互换性按其互换程度，可分为完全互换性和不完全互换性。①完全互换性是指在同一规格的若干个零件或部件中任取一件，不需作任何挑选、修配或调整，就能装配到机器或仪器上，并能满足机器或仪器使用性能的特性。②不完全互换性是指在同一规格的零件或部件中，经过修配或调整，都能装配到机器或仪器上，并能满足机器或仪器的使用性能的特性；或者是同一规格的零件或部件，经过挑选或分组后，都能装配到机器或仪器上，并能满足机器或仪器使用性能的特性。一般来说，零部件需厂际协作时应满足完全互换性，场内制造装配时，可采用不完全互换性。

具有完全互换性的零件：标准件-六角螺母3.2互换性的条件

理想条件：互换性零件的材料性能和几何技术特征完全相同、一模一样，没有差别（误差）。实际条件：互换性零件的材料性能和几何技术特征方面的偏差在许可（公差）范围内，能保证使用性能要求即可。本课程仅讨论零部件几何技术特征方面的互换性。以下所提到的互换性，均指几何技术特征方面的互换性。3.3影响互换性的主要因素影响零部件互换性的因素主要是零部件的制造误差。3.4保证互换性的方法

要保证零部件的互换性，就是要把零部件的制造误差控制在许可（公差）范围内。那么如何控制零部件的制造误差？需要从两个方面实施：一是设计方面，要设定零部件几何技术特征的合理许可范围，即设定合理的公差。二是制造方面，通过恰当的制造工艺和测量手段，保证零部件的制造误差在设定的公差范围内。4.本课程的内容及学习目标、学习方法4.1本课程的内容4.2本课程的学习目标本课程主要介绍机械产品几何技术规范（几何技术特征公差标准）及其标注知识和测量技术知识，常用结构件的公差标准及检测知识，为学生在以后的专业学习和工作实践中保证机械零部件公差配合技术要求的落实打下基础。①能解读机械图样上标注的本课程介绍了的几何技术特征公差的标注；②能通过查阅相关几何技术规范国家标准，解读机械图样上标注的本课程未介绍的几何技术特征公差的标注；③能合理选用和使用常用计量器具对本课程介绍的有关机械零件几何技术特征参数进行测量、检验；④能通过查阅相关几何技术规范国家标准，合理选用和使用常用计量器具对本课程未介绍的有关机械零件几何技术特征参数进行测量、检验。3.3本课程的学习方法本课程的理论性和实践性都比较强，所以要学好这门课程，需要多读书、多思考，多实验，多查阅资料。也许大家都在追求高效的学习方法或学习技巧，因为大家要学习的东西很多。所以我们在此推荐的“多读书、多思考，多实验，多查阅资料”的方法，可能不是大家期望的方法，但是请大家还是不要丢弃这个看似笨拙的方法。学习一门课程的目的是掌握该门课程所介绍的专业技术知识，更重要的是提升学习者的专业素养，即创造性地解决专业问题的能力。遇到问题，往往是学习的一个新的起点、新的动力；解决了问题，就会增加一份自信、壮大一些能力、激发一些专业兴趣，人就成长了一些；那么如何解决问题？思考、实验、查阅资料等等，不断的地试错，直至成功，这才是解决问题的常规方法。别想着一目十行地读一遍书就掌握里面的所有知识点，反反复复地读，逐字逐句地读，边读边思考，边学边建构知识体系，边学边用，学以致用，如此学习，学习就会自如许多。同学们，在学习中只要勇于担当，勇于解决问题，搞不懂的问题就会越来越少，解决问题的能