互換性及技術(shù)測量-緒論

1、互換性及技術(shù)測量-緒論第一頁，共27頁。緒論第二頁，共27頁。緒論0-1 互換性概述0-2 標(biāo)準(zhǔn)化概述0-4 本課程的研究對象及任務(wù)0-3 產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范第三頁，共27頁?！颈菊轮攸c內(nèi)容】互換性的定義和種類;優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系;本課程的學(xué)習(xí)任務(wù);緒論第四頁，共27頁。第一節(jié)互換性概述互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)是本專業(yè)主干技術(shù)基礎(chǔ)課程，有很強(qiáng)的綜合性和適用性，是從基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)過渡到專業(yè)課學(xué)習(xí)的橋梁。它將互換性原理、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)原理、幾何量計量測試等相關(guān)知識結(jié)合在一起，涉及機(jī)械及其零件的設(shè)計、制造、維修、質(zhì)量控制和生產(chǎn)管理等多方面技術(shù)問題。 緒論第五頁，共27頁。 互換性在日常生活中隨處可見。 舉例：機(jī)器

2、上的螺釘、燈泡，自行車、縫紉機(jī)、鐘表上的零部件，損壞后可以更換。機(jī)械示例機(jī)器人 空中客車A380鐘 表縫紉機(jī)制造業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常要求產(chǎn)品的零部件具有互換性第一節(jié)互換性概述第六頁，共27頁。零件與裝配第一節(jié)互換性概述第七頁，共27頁。一、互換性的定義 廣義上說，互換性是指一種產(chǎn)品、過程或服務(wù)能夠代替另一種產(chǎn)品、過程或服務(wù)，且能滿足同樣要求的能力?；Q性是機(jī)器和儀器制造行業(yè)中產(chǎn)品設(shè)計和制造的重要原則。在現(xiàn)代化生產(chǎn)中，一般應(yīng)遵守互換性原則。 1.定義：機(jī)械產(chǎn)品中同一規(guī)格的一批零件或部件，任取其中一件，不需任何挑選、調(diào)整或輔助加工（如鉗工修配）就能進(jìn)行裝配，并能滿足機(jī)械產(chǎn)品的使用性能要求的一種特性。 2

3、.互換性包括： 幾何參數(shù)、機(jī)械性能和理化性能方面的互換性。本課程僅討論幾何參數(shù)的互換。包括尺寸大小、幾何形狀以及相互位置的關(guān)系；幾何量誤差（尺寸、形狀、位置、表面微觀形狀誤差）。第一節(jié)互換性概述第八頁，共27頁。二、 互換性的種類 按互換性的程度分 完全互換性 簡稱互換性，廠際協(xié)作時采用 特點：不限定互換范圍，以零部件裝配或更換時不需要挑選或修配為條件。 不完全互換性 有限互換性， 同廠制造和裝配時采用。 特點：因特殊原因，只允許零件在一定范圍內(nèi)互換。 對標(biāo)準(zhǔn)部件或機(jī)構(gòu)互換性又可分為 外互換性 部件或機(jī)構(gòu)與其相配合件間的互換性 內(nèi)互換性 部件或機(jī)構(gòu)內(nèi)部組成零件間的互換性 第一節(jié)互換性概述第九頁

4、，共27頁。例：滾動軸承（標(biāo)準(zhǔn)件）內(nèi)互換性外互換性第一節(jié)互換性概述第十頁，共27頁。三、 互換性的作用第一節(jié)互換性概述使用上：提高機(jī)器的得使用率和延長機(jī)器的使用壽命制造上：提高生產(chǎn)率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本設(shè)計上：簡化制圖、計算工作，縮短設(shè)計周期，并便于采用計算機(jī)輔助設(shè)計第十一頁，共27頁。第二節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化概述 標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展史是與制造業(yè)的發(fā)展史相對應(yīng)的，它是社會生產(chǎn)勞動的產(chǎn)物。 萌芽期：公元前200年青銅弩機(jī) 。 初期：開始于兵器制造業(yè) ，前蘇聯(lián)1760年至1770年的土里斯基兵工廠；1902英國紐瓦爾公司（極限表）；英國標(biāo)準(zhǔn)(1906)；1931年的沈陽兵工廠和1937年的金陵兵工廠。 現(xiàn)代

5、期： ISA標(biāo)準(zhǔn)(1926)，ISO標(biāo)準(zhǔn)(1947)，超出了機(jī)械工業(yè)的范疇，擴(kuò)大到了其他行業(yè)（如微電子行業(yè)）。第十二頁，共27頁。一、標(biāo)準(zhǔn) 現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的特點是規(guī)模大，協(xié)作單位多，互換性要求高，為了正確協(xié)調(diào)各生產(chǎn)部門和準(zhǔn)確銜接各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，必須有一種協(xié)調(diào)手段，使分散的局部的生產(chǎn)部門和生產(chǎn)環(huán)節(jié)保持必要的技術(shù)統(tǒng)一，成為一個有機(jī)的整體，以實現(xiàn)互換性生產(chǎn)。 標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)化正是聯(lián)系這種關(guān)系的主要途徑和手段，對零件的加工誤差及其控制范圍所制訂的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)稱“極限與配合”標(biāo)準(zhǔn)，它是實現(xiàn)互換性的基礎(chǔ)。 第二節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化概述第十三頁，共27頁。一、標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)定義：標(biāo)準(zhǔn)是對重復(fù)性事物和概念所做的統(tǒng)一規(guī)定，也就是一種規(guī)矩。

6、它以科學(xué)、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(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，以特定形式發(fā)布，作為共同遵守的準(zhǔn)則和依據(jù)(GB3935.183) 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)涵： （1）是一種為大家共同遵守的“技術(shù)依據(jù)”或“技術(shù)規(guī)范”、“規(guī)定”。 （2） 也可以是一種實物標(biāo)準(zhǔn)、計量標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)樣品。 （3） 研究對象必須是具有可重復(fù)性特征的事物及概念。 （4）是協(xié)商的產(chǎn)物，涉及到不同部門不同階層的利益。第二節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化概述第十四頁，共27頁。 標(biāo)準(zhǔn)分類 按標(biāo)準(zhǔn)的使用范圍分： 國家標(biāo)準(zhǔn)GB 、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HB（如JB ） 、地方DB標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB。 按標(biāo)準(zhǔn)的作用范圍分： 國際標(biāo)準(zhǔn)、區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和試行標(biāo)準(zhǔn)。 按

7、標(biāo)準(zhǔn)化對象的特征分： 基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)和安全與環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。 按標(biāo)準(zhǔn)的性質(zhì)分： 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工作標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)。 一、標(biāo)準(zhǔn)第二節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化概述第十五頁，共27頁。二、標(biāo)準(zhǔn)化 標(biāo)準(zhǔn)化：是指標(biāo)準(zhǔn)的制定、發(fā)布貫徹實施的全部過程。 標(biāo)準(zhǔn)化是以標(biāo)準(zhǔn)的形式體現(xiàn)的，也是一個不斷循環(huán)、不斷提高的過程。 標(biāo)準(zhǔn)化是社會化生產(chǎn)的重要手段，是聯(lián)系設(shè)計、生產(chǎn)和使用方面的紐帶，是科學(xué)管理的重要組成部分。標(biāo)準(zhǔn)化對于改進(jìn)產(chǎn)品、過程和使用的適用性，防止貿(mào)易壁壘，促進(jìn)技術(shù)合作方面具有特別重要的意義。第二節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化概述第十六頁，共27頁。三、優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系 1.數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化 工程上各種技術(shù)參數(shù)的簡化、協(xié)調(diào)和統(tǒng)一是標(biāo)準(zhǔn)

8、化的一項重要內(nèi)容。 制定公差標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)計零件的結(jié)構(gòu)參數(shù)時，都需要通過數(shù)值表示。任何產(chǎn)品的參數(shù)值不僅與自身的技術(shù)特性有關(guān)，還直接、間接地影響與其配套系列產(chǎn)品的參數(shù)值。 為滿足不同的需求，產(chǎn)品必然出現(xiàn)不同的規(guī)格，形成系列產(chǎn)品。產(chǎn)品數(shù)值的雜亂無章會給組織生產(chǎn)、協(xié)作配套、使用維修帶來困難。故需對數(shù)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。 第二節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化概述第十七頁，共27頁。優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系的引入 在機(jī)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

9、此不斷關(guān)聯(lián)、不斷傳播，所以，機(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)（GB32180）就是其中最重要的一個標(biāo)準(zhǔn)，要求工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)盡可能采用它。 第二節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化概述第十八頁，共27頁。 2.優(yōu)先數(shù)系 工程技術(shù)上通常采用的優(yōu)先數(shù)系是一種十進(jìn)制的幾何級數(shù)。優(yōu)先數(shù)系列是一種科學(xué)的數(shù)值分級制度，適用于尺寸、參數(shù)和各種質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的分級。三、優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系第二節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化概述第十九頁，共27頁。 凡是在數(shù)系項值上含有10的整數(shù)冪，并且有公比為如下值的等比級數(shù)，稱之為優(yōu)先數(shù)系，用字

10、母 Rr 表示 。 R5系列 R10系列 R20系列 R40系列 R80包含R40的項值； R40包含R20的項值； R20包含R10的項值； R10包含R5的項值； R80系列 僅用于分級很細(xì)的特殊場合三、優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系第二節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化概述第二十頁，共27頁。 2.優(yōu)先數(shù)系 我國標(biāo)準(zhǔn)GBT321-80與國際標(biāo)準(zhǔn)ISO推薦R5、R10、R20、R40、R80系列，前四項為基本系列（見表0.1），R80為補(bǔ)充系列。1.00 1.06 1.12 1.18 1.25 1.32 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.00 1.12 1.25 1.40 1.60 1.80 2.00 2.2

11、4 2.50 2.80 3.15 1.00 1.25 1.60 2.00 2.50 3.15 4.00 5.00 6.30 8.00 10.001.00 1.60 2.50 4.00 6.30 10.00 16.00R40R20R10R5三、優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系第二節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化概述第二十一頁，共27頁。派生系列 派生系列(Rr/p) ：從基本系列中每隔幾項選取一個優(yōu)先數(shù)，組成一個新的系列。使優(yōu)先數(shù)系具有更寬廣的適應(yīng)性。 還可分段選用最合適的系列，以復(fù)合系列的形式來組成最佳系列。 選用原則：先疏后密；優(yōu)先選用公比較大的基本系列；優(yōu)先選用公比較大和延伸項含有項值1的派生系列。 派生系列 R10/3系列0.

12、80 1.00 1.25 1.60 2.00 2.50 3.15 4.00 5.00 6.30 8.00 10.00 12.5第二節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化概述第二十二頁，共27頁。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(yīng)用。實際應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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。常見的量值，如長度、直徑、轉(zhuǎn)速及功率等分級，基本

13、上都是按一定的優(yōu)先數(shù)系進(jìn)行的。本課程所涉及的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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。第二節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化概述第二十三頁，共27頁。第四節(jié)本課程的研究對象及任務(wù)一、本課程特點定義和術(shù)語多、代號和符號多、具體規(guī)定多、內(nèi)容多、經(jīng)驗總結(jié)多，而邏輯性和推理性較少。二、本課程的任務(wù)1. 建義互換性的基本概念，掌握各有關(guān)公差標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容、特點和表格的使用，能根據(jù)零件的使用要求，合理選用其公差等級、配合種類、幾何公差及表面質(zhì)量參數(shù)值等，并能在圖樣上進(jìn)行正確的標(biāo)注；2. 建立技術(shù)測量的基本概念，了解常用測量方法與測量器具的工作原理，通過實驗，初步掌握測量操作技能，并分析測量誤差與處理測量結(jié)果，會設(shè)計光滑極限量規(guī)。第二十四頁，共27頁。三、本課程的學(xué)習(xí)方法“互換性與技術(shù)測量”的主干是國家標(biāo)準(zhǔn)。公差標(biāo)準(zhǔn)就是技術(shù)法規(guī)，不可隨意更改和不執(zhí)行。在學(xué)習(xí)中，應(yīng)當(dāng)了解每個術(shù)語、定義的實質(zhì)，及時歸納總結(jié)，并掌握其區(qū)別和聯(lián)系，在此基礎(chǔ)上靈活運用。要求認(rèn)真完成作業(yè)和實驗，鞏固并加深所學(xué)內(nèi)