机械精度设计与检测课件：机械制造中的标准化

机械制造中的标准化《机械精度设计与检测》

目录标准化01优先数系02内容标准化与优先数系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。（标准制定的必要性）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。内容（3）加工误差和公差A.加工误差：加工过程中产生的尺寸、几何形状和相互位置误差。B.公差：由设计人员给定的允许零件的最大误差。（1）技术标准：对产品和工程建设质量、规格及检验方面所作的技术规定。我国的技术标准分三级：国家标准（GB）、部门标准（专业标准，如JB）、企业标准。（2）公差标准：对零件的公差和相互配合所制订的标准。标准化与优先数系1.标准化内容课程用标准——产品几何技术规范（GPS）系列国家标准:GB/T1800-2009GB/T1182-2008GB/T1031-2009GB/T10095-2008GB/T1182—2018《产品几何技术规范（GPS)极限与配合》GB/T1182—2018《产品几何技术规范（GPS)几何公差形状、方向、位置和跳动公差标注》；GB/T4249—2018《产品几何技术规范（GPS）基础概念、原则和规则》；GB/T16671—2018《产品几何技术规范（GPS）几何公差最大实体要求（MMR）、最小实体要求（LMR）和可逆要求（RPR）》；GB/T17852—2018《产品几何技术规范（GPS）几何公差轮廓度公差标注》标准化与优先数系1.标准化内容课程用标准——产品几何技术规范（GPS）系列国家标准:机械标准网:/tianya.asp?id=JB/jb/标准化与优先数系1.标准化内容2.优先数系（1）数值标准化(数值标准化的必要性)

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：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、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散称为“数值扩散”。为满足不同的需求，产品必然出现不同的规格，形成系列产品。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。标准化与优先数系内容2.优先数系（1）数值标准化(数值标准化的必要性)标准化的主要目的是：组织现代化生产；合理发展产品品种、组织专业化生产；实现科学管理和现代化管理；提高产品质量，保证产品安全、卫生等；合理利用国家资源、节约能源和节约原材料；推广新材料、新技术、新科研成果；消除贸易障碍、促进国际贸易发展。标准化的意义：统一、简化、协调和最优化标准化与优先数系内容2.优先数系（2）优先数系你可知道粗糙度为什么是0.8，1.6，3.2，6.3，12.5？你可知道油缸缸径为什么是63，80，100，125？你可知道油缸压力为什么是6.3，16，25，31.5？你可知道螺纹规格为什么是6，8，10，12，14，16？你可知道机械设计手册上无数的表格，所有产品样本上的参数表，都是怎么来的？一切都来源于伟大的优先数系。标准化与优先数系内容2.优先数系（2）优先数系法国工程师雷诺看到热气球上的钢丝绳规格繁多，他就想了一个办法，将10开5次方，得到一个数1.6，然后辗转相乘，得出5个优先数如下：1.0，1.6，2.5，4.0，6.3这是一个等比数列，后数为前数的1.6倍，那么10以下的钢丝绳一下子只剩下5种，10到100的钢丝绳也只有5种，即10，16，25，40，63。我们把上述1.0、1.6、2.5、4.0、6.3数列称为R5优先数系。但是这样分法太稀疏，雷先生就再接再厉，将10开10次方，得出R10优先数系如下：1.0，1.25，1.6，2.0，2.5，3.15，4.0，5.0，6.3，8.0，公比为1.25，于是10以内的钢丝绳只有10种，10到100的也只有10种，这就比较合理了。标准化与优先数系内容这时肯定有人说，这个数列，前面的数字好像相差不大，如1.0和1.25，简直没差别嘛，平常我就四舍五入了，但6.3和8.0间隔得就大了，这样合理吗？合理不合理，我们打个比方。比如说自然数1、2、3、4、5、6、7、8、9，看起来很顺溜，我们用这个数列来发工资，给张三发1000，给李四发2000，两人皆心服。突然通货膨胀，给张三发8000，给李四发9000。以前李四工资是张三的2倍，现在变成1.12倍。你说李四能愿意吗？他可是主管哪，给他发16000还差不多，张三是不会埋怨说主管比他多8000呢。标准化与优先数系自然界的事物，有两种比较方法，就是“相对”与“绝对”！优先数系是相对的。有人说他的产品规格有10吨，20吨，30吨，40吨的，现在看来就不合理了吧？如果你取两倍的话，应该是10吨，20吨，40吨，80吨，或者保住头尾，也应该是10吨，16吨，25吨，40吨，公比为1.6才合理。这就是“标准化”。常常看到有人说“标准化”，实际他们说的是“标准件”，所做的工作只是将整机的标准件整理一下，就叫标准化了，实际不是这样的。内容标准化与优先数系真正的标准化，你要把你的产品的所有参数按优先数系形成序列化，再把所有的零部件的功能参数及尺寸，用优先数系来序列化才对。自然数是无穷的，但在机械设计师眼里，世界上只有10个数，它就是R10优先数。并且，这10个数相乘，相除，乘方，开方，结果还在这10个数里，何其奇妙！内容当你设计的时候，不知道尺寸该选择多大为好时，就在这10个数里选，您说，何其方便！也许有人会发愁，说这尽是小数，我要按计算器，多麻烦。前人已设计好了计算方法，下面顺便将R20优先数系列出来，也就是20个数，公比为10的20次根即1.12，注意看后面的N序号。1.0N0，1.12N2，1.25N4，1.4N6，1.6N8，1.8N10，2.0N12，2.24N14，2.5N16，2.8N18，3.15N20，3.55N22，4.0N24，4.5N26，5.0N28，5.6N30，6.3N32，7.1N34，8.0N36，9.0N38，10.0N40。两个优先数，比如4和2，其序号分别为N24和N12，它们相乘，将其序号相加，其结果等于N36即8便是；相除，序号相减，等于N12即2便是；2的立方，将其序号N12乘以3得N36即8便是；4的开方，将其序号N24除以2得N12即2便是。如果求2的四次方呢？N12*4=N48，这里没有，怎么办？上面的列表，没有，写上一个数，就是10，它的序号是N40，凡是序号大于40的，只看大于40的部分，比如N48就看N8，即1.6，然后乘以10得16就对了。如果序号是N88呢，看N8得1.6，然后乘以100得160便是，因为100的序号是N80，1000的序号是N120，依此类推。标准化与优先数系内容做机械设计，一辈子用这20个数就足矣。但有时需用到R40数系，有40个数，就更完善了，若不够，还有R80系。我已将R40数系倒背如流，应付一般计算根本不用计算器。简单来说算40径的45钢的抗扭能力，其扭转系数是0.5*π*R^3，扭应力选屈服点360的一半即180MPa，圆周率选3.15，左右手捏小数点，心算加减序号，一会就出来。有人说你不加安全系数吗？说吧，是取1.25，还是1.5，还是2啊？黄金分割0.618，也即1.618，这里也有1.6。平方根数列，就是根号1，根号2，根号3，很容易求出吧？（3的序号是N19）π的平方等于多少？等于10。你算压杆稳定的时候就方便了吧？圆杆扭转系数约为0.1*D^3，现在你可以口算扭转系数了吧标准化与优先数系内容2.优先数系R5R10R20R40R5R10R20R40R5R10R20R401.001.001.001.00

2.242.24

5.005.005.00

1.06

2.36

5.30

1.121.122.502.502.502.50

5.605.60

1.18

2.65

6.00

1.251.251.25

2.802.806.306.306.306.30

1.32

3.00

6.70

1.401.40

3.153.153.15

7.107.10

1.50

3.35

7.501.601.601.601.60

3.553.55

8.008.008.00

1.70

3.75

8.50

1.801.804.004.004.004.00

9.009.00

1.90

4.2510.0010.0010.0010.00

2.002.002.00

4.504.50

2.12

4.75

表1-1优先数系的基本系列标准化与优先数系内容2.优先数系（2）优先数系优先数系是一种十进制的几何级数。我国标准GB/T321-1980与国际标准ISO推荐系列符号R5、R10、R20、R40、R80系列，前四项为基本系列,R80为补充系列。选用基本系列时，应遵循先疏后密的原则，即按照R5、R10、R20、R40、R80的顺序选取，以免规格过多。范围1到10的优先数系列见表1-1，所有大于10的优先数均可按表列数乘以10、100…求得，所有小于1的优先数都可按表列数乘以0.1、0.01…求得。标准化与优先数系内容2.优先数系（2）优先数系为什么大螺丝从M36直接跳到M40？为什么齿轮的传动比有个6.3或者7.1？为什么槽钢有个市场上很少见的12.6号？为什么外协厂打电话来说140的方管没有，而有120和160的？因为R5数系比R20数系优先。为什么标准件的参数有个第一序列，第二序列？一般来说第一序列就是R5序列。为什么Inventor的螺孔列表有个M11.2？现在你知道它不是胡诌出来的数吧？还有钢板厚度，型钢型号，齿轮模数，一切标准件，一切工业品样本上的功