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1、互换性与技术测量,2013.11,学时：24,实验：4,考核方式：平时成绩+考试成绩,第1章 绪论,第2章 光滑圆柱体结合的公差与配合,第4章 形状和位置公差及检测,第5章 表面粗糙度,第8章 尺寸链,互换性与技术测量,课程简介和要求,1、特点：定义概念多，符号多,标准多，记忆内容多，但简单，易学。2、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。3、性质：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。4、任务：从互换性角度出发，围绕误差与公差,研究如何合理确定公差和采用适当的技量手段解决零件使用与制造的矛盾。5、要求：要求掌握互换性与技术测
2、量的基本原理,会使用各种公差标准与标注，并能进行一般的技术测量工作，为今后的学习和工作打下良好的基础。,1.1 互换性概述,1.2 标准化基本知识,1.3 优先数和优先数系,第1章 绪论,第1章 绪论,目的与要求：掌握互换性的概念及分类方法；了解互换性的意义及实现手段标准化。,重点与难点：互换性的定义与标准化 互换性的分类 优先数系的选择学时：2学时作业：p6:1-6,第1章 绪论,1.1 互换性概述,研究表明:2000多年前，中国的兵器制造就已经开始应用互换性原理，西安秦始皇陵兵马俑坑出土的大量的具有相同质量的几万件兵器就是最好的例证。,青铜弩机,第1章 绪论,1.1 互换性概述,“3S”化
3、:Standardization(标准化)Simplification(简单化)Specialization(专门化),第1章 绪论,1.1 互换性概述,1.1.1 互换性的含义,在生活中互换性随处可见，举例：组成现代技术装置和日用机电产品的各种零件，如电灯泡、自行车、手表、缝纫机上的零件、一批规格为M10-6H的螺母与M10-6g螺栓的自由旋合。在现代化机械制造生产中，一般都遵守互换性原则。在制成的同一规格的一批零件中，不需任何挑选或附加修配或再调整，就可装上机器（或部件）上，而且达到规定的使用性能要求，具有上述要求的零部件称为具有互换性的零部件。,第1章 绪论,1.1.2 互换性的分类,3
4、.互换性类别 1）按互换程度分：（1）完全互换性：完全互换是指零部件在装配或更换时，无需挑选、辅助加工或修配就能顺利装在机器上并满足使用的性能。,特点：零件无需选择修整，即达装配要求。装配过程简单，生产率高，对工人要求不高，便于组织自动化装配；在各种生产类型中都应优先采用。,第1章 绪论,1.1.2 互换性的分类,（2）不完全互换性：指一批零件有选择地进行互换。采用工艺措施，实现顺利装配并在功能上达到使用性能要求。,优点：在保证装配、配合功能要求的前提下，能适当放宽制造公差，使得加工容易，降低制造成本。缺点：降低了互换水平，不利于部件、机器的装配和维修。,2）按标准部件或非标准机构 互换性又可
5、分为外互换和内互换。,内互换性 部件或机构内部组成零件间的互换性 外互换性 部件或机构与其相配合件间的互换性,第1章 绪论,例：滚动轴承（标准件）,外互换性,内互换性,第1章 绪论,1.1.2 互换性的分类,滚动轴承的外互换采用完全互换；滚动轴承的内互换采用分组互换，为不完全互换。,第1章 绪论,1.1.3 互换性的技术经济意义,1在设计方面，有利于最大限度采用标准件、通用件和标准部件，大大简化绘图和计算工作，缩短设计周期，便于计算机辅助设计CAD。2在制造方面，有利于组织专业化生产，采用先进工艺和高效率的专用设备，提高生产效率。3在使用、维修方面，可以减少机器的维修时间和费用，保证机器能连续
6、持久的运转，提高了机器的使用寿命。,课堂练习(1)判断题,1.为了使零件具有完全互换性，必须使各零件的几何尺寸完全一致。,2.互换性要求零件具有一定的精度。,3.凡是合格的零件一定具有互换性。,4.同厂制造和装配时，可采用不完全互换性。,第1章 绪论,零件的加工误差和公差,机械加工误差,1尺寸误差2形状误差3位置误差4表面微观不平度,公差允许零件尺寸和几何参数的变动量，用于控制加工中的误差。,问题：公差和误差有什么区别和联系？,区别：误差在加工过程中产生，公差由设计人员确定,联系：公差是误差的最大允许值,几何量公差表征使用要求和制造要求的矛盾问题：公差越小，允许的变动量，精度，互换性，制造加工
7、难度；公差越大，允许的变动量越大，精度越低，互换性越差，制造加工难度减小。,越小,越高,越好,增大,第1章 绪论,1.2 标准化基本知识,标准与标准化是联系现代化工业生产生产部门和生产环节的主要途径和手段，是实现互换性的基础。标准化是指为了在一定的范围内获得最佳秩序，对实际或潜在的问题指定共同的和重复使用的规则的活动。,第1章 绪论,1.2 标准化基本知识,标准：A、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。B、公差标准：对零件公差和相互配合所制订的标准。,第1章 绪论,1.2 标准化基本知识,标
8、准的分级：,数值标准化,第1章 绪论,1.3 优先数和优先数系,在产品设计或生产中，为了满足不同的要求，同一品种的某一参数，从大到小取不同值时（形成不同规格的产品系列），应该采用一种科学的数值分级制度，人们由此总结了一种科学的、统一的数值标准，即为优先数和优先数系。,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,1.3标准化与优先数,国家标准GB/T3212005优先数和优先
9、数系规定十进制等比数列为优先数系，并规定了4个基本系列，分别用符号R5、R10、R20、R40来表示，R80为补充系列。公比,优先数和优先数系,优先数系由一些十进制等比数列构成，代号为 Rr 基本系列R5 1,1.6,2.5,4,6.3,10R10 1,1.25,1.6,2.0,2.5,3.15,4.0,5.0,6.3,8.0,10R20 R40补充系列R80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,为了使优先数系列有更大的适应性，可以从Rr系列中，每逢p项选取一个优先数组成新的系列派生系列，以符号Rr/p表示 R5/2=1
10、 1.6 2.5 4.0 6.3 10R10/3=1 1.25 1.60 2.0 2.50 3.15 4.00 5.00 6.30 8.00 10.0工程中选取优先数系的原则先基本系列，后派生系列 先大公比后小公比，先疏后（R5R10R20R40）,变形系列,优先数和优先数系,习题1,试写出R10/3从0.016到100的优先数系的派生数系R10/3=1 1.25 1.60 2.0 2.50 3.15 4.00 5.00 6.30 8.00 10.0 解：该数系为 0.016，0.0315，0.063，0.125，0.25，0.5，1，2，4，8，16，31.5，63,习题3,设首项为100，
11、按R10系列确定后5项优先数系 解：后5项优先数为125，160，200，250，315,习题4,下列三组数据属于那种系列？1.电机转速有（单位为r/min）：375、750、1500、3000、解：是派生系列R10/3,R20/6,R40/122.摇臂钻床的主要参数（最大钻孔直径，单位为mm）有：25、40、63、80、100、125、解：是混合系列，前三项为R5系列，后面为R10系列3.国家标准规定的从IT6级开始的公差等级系数为：10、16、25、40、64、100、解：是R5系列,1-4 本课程的性质及任务,本课程的性质 互换性与技术测量课程是高等工科应用型本科院校机械类各专业的一门重要的专业技术基础课程，是联系机械设计与后续机械加工工艺等课程的纽带，是从专业基础课学习过渡到专业课学习的“桥梁”。,1-4 本课程的性质及任务,(1)建立几何参数互换性与标准化的概念。(2)认识有关几何参数公差标准的基本内容和规定。(3)初步掌握选用国家标准规定的各几何参数公差与配合；在机械产品的装配图和零件图样上，按常见几何参数公差与配合的要求正确标注，会解释和查用有关标准。(4)会正确选择、使用在机械制造现场中常用的计量器具，能对一般的、常见的几何量进行综合检测和数据处理，并作出合格性的正确判断。,
