測量標準及互換性概述

1、課題一、緒論互換性及標準化的基本含義1課題內(nèi)容基本要求：了解互換性的意義、標準化的概念、機械精度設(shè)計的基本原則、主要方法、本課程的研究對象、任務及要求。重點內(nèi)容：掌握互換性和標準化的概念，本課程的研究對象、任務及要求。難點內(nèi)容：機械精度設(shè)計的基本原則及主要方法。2互換性的概念概念：同一規(guī)格的一批零部件，任取其一，不經(jīng)任何挑選和修配就能裝在機器上，并能滿足其使用功能要求的特性叫做互換性。舉例：機器上的螺釘、燈泡，自行車、縫紉機、鐘表上的零部件。機械制造業(yè)中的互換性通常包括幾何參數(shù)和力學性能的互換性的互換，本課程僅討論幾何參數(shù)的互換性。3互換性的分類分類：互換性按其互換程度分為完全互換和不完全互換

2、。定義：完全互換裝配時不需挑選和修配。不完全互換裝配時允許挑選、調(diào)整和修配。應用：零部件廠際協(xié)作應采用完全互換，部件或構(gòu)件在同一廠制造和裝配時，可采用不完全互換。4互換性的意義設(shè)計方面：可以最大限度地采用標準件、通用件和標準部件，大大簡化了繪圖和計算工作，縮短了設(shè)計周期，并有利于計算機輔助設(shè)計和產(chǎn)品的多樣化。制造方面：有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)，便于采用先進工藝和高效率的專用設(shè)備，有利于計算機輔助制造，及實現(xiàn)加工過程和裝配過程機械化、自動化。使用維修方面：減少了機器的使用和維修的時間和費用，提高了機器的使用價值。5標準和標準化的引入要使具有互換性的產(chǎn)品幾何參數(shù)完全一致，是不可能，也是不必要的。在此情

3、況下，要使同種產(chǎn)品具有互換性，只能使其幾何參數(shù)、功能參數(shù)充分近似。其近似程度可按產(chǎn)品質(zhì)量要求的不同而不同。允許零件幾何參數(shù)的變動量稱為公差。現(xiàn)代化生產(chǎn)的特點是品種多、規(guī)模大、分工細和協(xié)作多。為使社會生產(chǎn)有序地進行，必須通過標準化使產(chǎn)品規(guī)格品種簡化，使分散的、局部的生產(chǎn)環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。6標準的概念 標準是對重復性事物和概念所作的統(tǒng)一規(guī)定，它以科學、技術(shù)和實踐經(jīng)驗的綜合成果為基礎(chǔ)，經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致，由主管機構(gòu)批準，以特定形式發(fā)布，作為共同遵守的準則和依據(jù)。 標準的范圍極廣，種類繁多，涉及到人類生活的各個方面。本課程研究的公差標準、檢測器具和方法標準，大多屬于國家基礎(chǔ)標準。7標準的分類標準按不

4、同的級別頒發(fā)。我國標準分為國家標準、行業(yè)標準、地方標準和企業(yè)標準。對需要在全國范圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)要求，應當制定國家標準，代號為GB，對沒有國家標準而又需要在全國某個行業(yè)范圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)要求，可制定行業(yè)標準，如機械標準（JB）等；對沒有國家標準和行業(yè)標準而又需要在某個范圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)要求，可制定地方標準或企業(yè)標準，它們的代號分別用DB、QB表示。8國際標準化組織（ISO）在國際上，為了促進世界各國在技術(shù)上的統(tǒng)一，成立了國際標準化組織（簡稱ISO）和國際電工委員會（簡稱IEC），由這兩個組織負責制定和頒發(fā)國際標準。我國于1978年恢復參加ISO組織后。陸續(xù)修訂了自己的標準。修訂的原則是，在立足我國生

5、產(chǎn)實際的基礎(chǔ)上向ISO靠攏，以利于加強我國在國際上的技術(shù)交流和產(chǎn)品互換。 9標準化 定義：標準化是指標準的制訂、發(fā)布和貫徹實施的全部活動過程，包括從調(diào)查標準化對象開始，經(jīng)試驗、分析和綜合歸納，進而制訂和貫徹標準，以后還要修訂標準等等。標準化是以標準的形式體現(xiàn)的，也是一個不斷循環(huán)、不斷提高的過程。意義：標準化是組織現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要手段，是實現(xiàn)互換性的必要前提，是國家現(xiàn)代化水平的重要標志之一。它對人類進步和科學技術(shù)發(fā)展起著巨大的推動作用。10優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系的引入在機械設(shè)計中，常常需要確定很多參數(shù)，而這些參數(shù)往往不是孤立的，一旦選定，這個數(shù)值就會按照一定規(guī)律，向一切有關(guān)的參數(shù)傳播。例如，螺栓的尺寸

6、一旦確定，將會影響螺母的尺寸、絲錐板牙的尺寸、螺栓孔的尺寸以及加工螺栓孔的鉆頭的尺寸等。由于數(shù)值如此不斷關(guān)聯(lián)、不斷傳播，所以，機械產(chǎn)品中的各種技術(shù)參數(shù)不能隨意確定。為使產(chǎn)品的參數(shù)選擇能遵守統(tǒng)一的規(guī)律，使參數(shù)選擇一開始就納入標準化軌道，必須對各種技術(shù)參數(shù)的數(shù)值作出統(tǒng)一規(guī)定。優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系國家標準（GB32180）就是其中最重要的一個標準，要求工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)盡可能采用它。 11優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系GB32180中規(guī)定以十進制等比數(shù)列為優(yōu)先數(shù)系，并規(guī)定了五個系列，它們分別用系列符號R5、 R10、 R20、 R40和R80表示，其中前四個系列作為基本系列， R80為補充系列，僅用于分級很細的特殊場合

7、。各系列的公比為； R5的公比： q51.60； R10的公比： q101.25； R20的分比： q201.12； R40的公比： q401.06； R80的公比： q801.03。12優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系的特點優(yōu)先數(shù)系的五個系列中任一個項值均為優(yōu)先數(shù)。按公比計算得到的優(yōu)先數(shù)的理論值，除10的整數(shù)冪外，都是無理數(shù)，工程技術(shù)上不能直接應用。實際應用的都是經(jīng)過圓整后的近似值。根據(jù)圓整的精確程度，可分為： （1）計算值：取五位有效數(shù)字，供精確計算用。 （2）常用值：即經(jīng)常使用的通常所稱的優(yōu)先數(shù)，取三位有效數(shù)字。國家標準規(guī)定的優(yōu)先數(shù)系分檔合理，疏密均勻，有廣泛的適用性，簡單易記，便于使用。常見的量值，如

8、長度、直徑、轉(zhuǎn)速及功率等分級，基本上都是按一定的優(yōu)先數(shù)系進行的。本課程所涉及的有關(guān)標準里，諸如尺寸分段、公差分級及表面粗糙度的參數(shù)系列等，基本上采用優(yōu)先數(shù)系。（見書中P4表1-1） 13幾何量的檢測完工后的零件是否滿足公差要求，要通過檢測加以判斷。檢測包含檢驗與測量。檢驗是確定零件的幾何參數(shù)是否在規(guī)定的極限范圍內(nèi)，并作出合格性判斷，而不必得出被測量的具體數(shù)值；測量是將被測量與作為計量單位的標準量進行比較，以確定被測量的具體數(shù)值的過程。意義：檢測不僅用來評定產(chǎn)品質(zhì)量，而且用于分析產(chǎn)生不合格品的原因，及時調(diào)整生產(chǎn)，監(jiān)督工藝過程，預防廢品產(chǎn)生。檢測是機械制造的“眼睛”。產(chǎn)品質(zhì)量的提高，除設(shè)計和加工精

9、度的提高外，往往更有賴于檢測精度的提高。所以，合理地確定公差與正確進行檢測，是保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)互換性生產(chǎn)的兩個必不可少的條件和手段。14機械精度設(shè)計概述一般來說，在機械產(chǎn)品的設(shè)計過程中，需要進行以下三方面的分析計算：（1）運動分析與計算。根據(jù)機器或機構(gòu)應實現(xiàn)的運動，由運動學原理，確定機器或機構(gòu)的合理的傳動系統(tǒng)，選擇合適的機構(gòu)或元件，以保證實現(xiàn)預定的動作，滿足機器或機構(gòu)的運動方面的要求。（2）強度的分析與計算。根據(jù)強度、剛度等方面的要求，決定各個零件的合理的基本尺寸，進行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其在工作時能承受規(guī)定的負荷，達到強度和剛度方面的要求。（3）幾何精度的分析與計算。零件基本尺寸確定后，還需

10、要進行精度計算，以決定產(chǎn)品各個部件的裝配精度以及零件的幾何參數(shù)和公差。 本書主要討論的是幾何精度的分析與計算。15精度設(shè)計原則互換性原則：機械零件幾何參數(shù)的互換性是指同種零件在幾何參數(shù)方面能夠彼此互相替換的性能。 經(jīng)濟性原則：工藝性 、合理的精度要求、合理選材、合理的調(diào)整環(huán)節(jié)、提高壽命。 匹配性原則：根據(jù)機器或位置中各部分各環(huán)節(jié)對機械精度影響程度的不同，對各部分各環(huán)節(jié)提出不同的精度要求和恰當?shù)木确峙?，做到恰到好處，這就是精度匹配原則。 最優(yōu)化原則：探求并確定各組成零、部件精度處于最佳協(xié)調(diào)時的集合體。例如探求并確定先進工藝，優(yōu)質(zhì)材料等。 16本課程的研究對象及任務本課程是機械類及相關(guān)專業(yè)的一門

11、重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，從“精度”和“誤差”兩方面去分析研究機械零件及機構(gòu)的幾何參數(shù)，學完本課程后應達到如下要求：掌握互換性和標準化的基本概念；了解本課程所介紹的各個公差標準和基本內(nèi)容，掌握其特點和應用原則；學會根據(jù)機器和零件的功能要求，選用合適的公差與配合，即進行精度設(shè)計，并能正確地標注到圖樣上；掌握一般幾何參數(shù)測量的基礎(chǔ)知識；了解各種典型零件的測量方法，學會使用常用的計量器具。17習題一、判斷題1、具有互換性的零件，其幾何參數(shù)必須制成絕對精確。（ ）2、公差是允許零件尺寸的最大偏差。（ ）3、在確定產(chǎn)品的參數(shù)或參數(shù)系列時，應最大限度的采用優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系。（ ）4、優(yōu)先數(shù)系是由一些十進制等差數(shù)列

12、構(gòu)成的。（ ）5、公差值可以為零。（ ）18二、多項選擇1、互換性按其（ ）可分為完全互換和不完全互換。A.方法 B.性質(zhì) C.程度 D.效果2、具有互換性的零件，其幾何參數(shù)制成絕對精確是（ ）。A.有可能的 B.有必要的 C.不可能的 D.沒必要的3、 加工后的零件實際尺寸與理想尺寸之差，稱為（ ）。A.形狀誤差 B.尺寸誤差 C.公差4、互換性在機械制造業(yè)中的作用有（ ）。A.便于采用高效專用設(shè)備 B. 便于裝配自動化C.便于采用三化 D.保證產(chǎn)品質(zhì)量5、標準化的意義在于（ ）。A.是現(xiàn)代化大生產(chǎn)的重要手段 B.是科學管理的基礎(chǔ)C.是產(chǎn)品的設(shè)計的基本要求 D.是計量工作的前提19三、填空題1、不完全互換是指（ ）2、完全呼喚是指（ ）3、當裝配精度要求很