1、互换性与测量技术,任课教师：闫芳电话：15854576856邮箱：,焊接质量好,1、机械精度设计：本课程的基本内容；理论（28学时）对机械零件的尺寸精度、形状和位置精度以及表面精度 要求进行设计，并正确地标注在零件图和装配图上。2、检测基础：计量学的范畴；实验（8学时）；讲授几何量检测的基本知识和检测原理以及常用的检测 方法。,课 程 简 介,焊接质量好,本课程的任务,标准化与优先数系,几何精度设计与互换性,第一章 绪论,焊接质量好,1.1 几何精度设计与互换性,问题的提出：汽车的轮胎、车灯坏了；水龙头漏水了；螺钉掉了；.。 去市场随便买一个更换上就可以了；插座、插头、电阻、电容、电脑屏幕 、
2、键盘、鼠标基本上想换就可以换。便利性背后在技术上是如何保证的？ -技术上要求这些通用的配件要具备互换性。,1.1.1 互换性的基本概念,焊接质量好,1.1 几何精度设计与互换性,定义：同一规格的一批零件或部件中任取其一，不经任何选择 、修配或调整，就能装在机器或仪器上，并满足原定使用功能 要求的特性例 灯头和灯泡，螺钉螺母，滚动轴承汽车、自行车、缝纫机、手表日用工业品、机床、汽车、电子产品、军工产品具有互换性的零部件在装配过程中必须同时满足三个条件：1、装配前：不挑2、装配中：不调整或修配 缺一不可3、装配后：满足使用要求,焊接质量好,1.1.2 互换性的种类, 完全互换性（绝对互换）装配时不
3、需挑选、辅助加工和修配 特点：不限定互换范围，装配或更换时，不挑、不调、不修 例 螺栓、螺母；滚动轴承内外圈、齿轮等标准件 不完全互换性（有限互换）装配时允许挑选、调整和修配 特点：允许有附加条件的选择或调整。当装配精度要求较高时，为降低成本而采用其他技术手 段来满足装配要求，如分组装配法、调整法、修配法。,按其互换程度分为完全互换和不完全互换。,1.1 几何精度设计与互换性,互换性是重要的生产原则和有效技术措施 不但能够显著提高劳动生产率，也有利于降低产品成本，提高产品质量和可靠性,1.1 几何精度设计与互换性,1.1.3 互换性的作用,1.1 几何精度设计与互换性,1.1.4 达到互换性的
4、方法,几何参数 尺寸大小，几何形状（宏观、微观）以及相互的位置关系 机械性能 硬度、强度,若实际几何参数理论数值 能够互换，但在生产上不可能，且没有必要,问题：如何使工件具有互换性？,实际几何参数理论数值,加工误差,因而实际生产只要求制成零件的实际参数值在一定范围内变动，保证零件充分近似即可。 要使零件具有互换性，就应按“公差”制造。,1.1 几何精度设计与互换性,定义：确定零、部件几何要素的允许误差，即为实际参数值所允许的最大变动量。,1.1.5 公差,分类：1. 尺寸公差2. 形状公差3. 位置公差4. 表面粗糙度允许值5. 典型零件特殊几何参数的公差,实际加工不可能做得与理想零件完全一致
5、，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。,加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合程度。,精度,1.1 几何精度设计与互换性,加工误差与公差,问题：加工误差与公差的区别与联系,区别：误差在加工过程中产生，公差由设计人员确定，反映制造精度和难度,联系：公差是误差的最大允许值,1.1 几何精度设计与互换性,尺寸公差,形状公差,位置公差,表面粗糙度,1.1 几何精度设计与互换性,引入：要使具有互换性的产品几何参数完全一致，是不可能的，也是不必要的。在此情况下，要使同种产品具有互换性，只能使其几何参数、功能参数充分近似
6、。其近似程度可按产品质量要求的不同而不同。,现代化生产的特点是品种多、规模大、分工细和协作多。为使社会生产有序地进行，必须通过标准化使产品规格品种简化，使分散的、局部的生产环节相互协调和统一。,1.2 标准化与优先数系,稳定的 电弧长度,定义：衡量事物的依据或准则。,1.2.1 标准,技术标准 管理标准,基础标准 产品标准 方法标准 安全和环境保护标准,按标准的作用范围,按标准化对象的特性,分类：按性质分,国际标准 区域标准 国家标准 地方标准,1.2 标准化与优先数系,1.2.1 标准,对需要在全国范围内统一的技术要求，应当制定国家标准，代号为GB，对没有国家标准而又需要在全国某个行业范围内
7、统一的技术要求，可制定行业标准，如机械标准（JB）等；对没有国家标准和行业标准而又需要在某个范围内统一的技术要求，可制定地方标准或企业标准，它们的代号分别用DB、QB表示。,1.2 标准化与优先数系,1.2.2 标准化,标准化是实现互换性的基础，是组织现代化生产的重要手段之一 可简化多余的产品品种 节约原材料、减少浪费、信息交流，提高产品可靠性标准化 为在一定的范围内获得最佳秩序，对实际的或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动 （GB3935.1-1996）。标准化不是一个孤立的概念，而是一个活动过程，包括制订、贯彻、修订，循环往复，不断提高 制订、修订、贯彻标准是标准化活动的重要任务
8、在标准化的全部活动中，贯彻标准是个核心环节 标准化在深度上是没有止境的 一切有人类智慧活动的地方都能展开，目前重点放在工业生产上,1.2 标准化与优先数系,1.2.3 优先数和优先数系,引入：在机械设计中，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，螺栓的尺寸一旦确定，将会影响螺母的尺寸、丝锥板牙的尺寸、螺栓孔的尺寸以及加工螺栓孔的钻头的尺寸等。由于数值如此不断关联、不断传播，所以，机械产品中的各种技术参数不能随意确定。,1.2 标准化与优先数系,1.2.3 优先数和优先数系,1.2 标准化与优先数系,1.2.3 优先数和优先
9、数系,在生产中，为了满足用户各种各样的要求，同一品种同一参数还要从大到 小取不同的值，从而形成不同规格的产品系列。 例：普通车床加工最大直径320，400，500，630 形成产品系列 本身的零部件 加工和检验用的刀、夹、量具及机床等 使用性能 防止数值传播的紊乱 把产品品种的发展一开始就引向科学的标准化轨道优先数和优先数系就是对各种技术参数的数值进行协调、简化和统一的一种 科学的数值标准目前我国数值分级的国家标准 GB321-80,1.2 标准化与优先数系,定义：优先数系由一些十进制等比数列构成，代号为Rr ( r=5、10、20、40、 80)；优先数系的五个系列中任一个项值均为优先数，它
10、的含义是在每个十进制 数的区间各有r个优先数 。（优先数系创始人Renard） 分类： 1、基本系列 R5 1, 1.6, 2.5, 4, 6.3, 10, R10 1, 1.25, 1.6, 2, 2.5, 3.15, 4, 5, 6.3, 8, 10, R20 R402、补充系列 R80 仅用于分级很细的特殊场合 3、倒数系列 R10的倒数系列 1, 0.8, 0.63, 0.5, 0.4, 0.315, 0.25, 0.2, 0.16, 0.1 4、变形系列 Rr/pR10/3 1, 2, 4, 8, 16, 31.5, ,1.2 标准化与优先数系,1.2 标准化与优先数系,优先数系的主
11、要特征, R5系列的项值包含在R10系列之中， R10系列的项值包含在R20系列之中，R20系列的项值包含在R40系列之中， R40系列的项值包含在R80系列之中； Rr系列中的项值可按十进法向两端无限延伸，也适用于比值r/p等于整数的派生系列Rr/p 在同一系列中任意相邻两优先数常用值的相对差近似不变。其中R5系列约为60%， R10系列约为25%， R20系列约为12%， R40系列约为6%， R80系列约为3% R10/3，R20/6，R40/12的理论等比数列十分接近于公比为2的倍数系列 标注派生系列时，除含有项值 1 的可用简化符号Rr/p外，其它的均需表明系列中含有的一个项值如 R
12、10/3( 80 )：表示含有项值80,1.2 标准化与优先数系,1.2.3 优先数和优先数系,例2 第一个数是0.125，按R10/3派生数列确定后六项优先数。,1.2 标准化与优先数系,解： 该数系为 0.125，0.25，0.5，1，2，4，8,例1 第一个数是10，按R10系列确定后5项优先数？,解： 该数系为 12.5，15.6，19.5，24.4，30.5,稳定的 电弧长度,焊接质量好,1.3.1 任务,1.3 本课程的任务,性质：技术基础课。互换性属于标准化的范围，而技术测量属于计量学，本课程就是将理论和实践紧密结合的学科 特点：定义多，概念多，符号多, 标准多，记忆内容多，但简
13、单，易学。 重要性：承上启下。从课程设计至毕业设计的应用，毕业后的应用。 任务：从互换性角度出发，围绕误差与公差来研究，如何解决使用与制造的矛盾。而这一矛盾的解决是合理确定公差和采用适当的技量手段。,稳定的 电弧长度,焊接质量好,1.3.2 要求,1.3 本课程的任务,1. 掌握互换性原理的基础知识； 2. 了解本课程所介绍的各种公差标准和基本内容并掌握其特点 3. 学会根据产品的功能要求，选择合理的公差并能正确地标注到图样上； 4. 掌握一般几何参数测量的基础知识； 5. 了解各种典型零件的测量方法，学会使用常用的计量器具。对零件的加工误差及其控制范围所制订的技术标准称“极限与配合”标准，它
14、是实现互换性的基础。,习题,互换性是指产品零部件在装配时要求：装配前（ ），装配中（ ），装配后（ ）。优先数系的基本系列有: （ ） （ ） （ ） （ ）和R80，各系列的公比分别为： （ ） （ ） （ ） （ ）和（ ）。,判断题,1、为了使零件具有完全互换性，必须使零件的几何尺寸完全一致。（ ） 2、有了公差标准，就能保证零件的互换性。 （ ） 3、为使零件的几何参数具有互换性，必须把零件的加工误差控制在给定的公差范围内。 （ ） 4、完全互换的装配效率必定高于不完全互换（） 5、为了实现互换性，零件的公差应规定得越小越好。（ ） 6、不经挑选，调整和修配就能相互替换，装配的零件，装
15、配后能满足使用性能要求，就是具有互换性的零件。（ ）,判断题,7、企业标准比国家标准层次低，在标准要求上可稍低于国家标准。 （ ） 8、厂外协作件要求不完全互换生产。 （ ） 9、装配时需要调整的零、部件属于不完全互换。 （ ） 10、优先数系包含基本系列和补充系列，而派生系列一定是倍数系列。 （ ） 11、产品的经济性是由生产成本唯一决定的。 （ ） 12、保证互换的基本原则是经济地满足使用要求。 （ ）,下面两列数据属于哪种系列？公比为多少？ 1、机床主轴转速为200，250，315，400，500，630，、单位r/min。2、表面粗糙度R的基本系列为0.012,0.025,0.050,0.100,0.20,、，单位为um。,答： 1、基本系列R10，公比为.。2、派生系列，公比为2。,答案,不经挑选；不需调整或修配；能满足功能要求,R5; R10 ;R20; R40;,1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.,THE END,
