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1、课程教学安排与教学要求1.1 制造业中的互换性1.2 标准与标准化1.3 优先数与优先数系1.4 极限配合检测技术发展,第1章绪 论,目的与要求：,互换性的含义、在现代化生产中的作用互换性与标准化的关系优先数系的基本原理及其应用,互换性,互换性与产品设计、制造、维修和检测方面的关系,重点掌握：,一、互换性及意义,制造业中的互换性,互换性(interchangeability)指同一规格的零部件按规定的技术要求制造，不需经过任何挑选或附加修配，就能够互相替换使用,而且替换后能满足使用要求。,机械制造、仪器仪表中的互换性，通常包含几何参数、机械性能以及理化性能等。本课程仅讨论几何参数的互换性。,在
2、制造方面：可采用高效率的专用设备，提高质量和生产效率，降低成本,在设计方面：可最大限度地采用标准件和通用件。,在装配方面：装配时不需辅助加工，缩短了装配周期。,在使用和维修方面：可及时更换已磨损或损坏的零部 件，减少维修时间和 费用，保证机器使用效率。,意义,指允许零部件在装配前预先分组或在装配时采用调整等措施。如：滚动轴承内外圈滚道直径与滚动体之间的配合，常采用分组装配。,二、互换性的种类,1.完全互换性,同一规格的零部件在装配或更换时，不需要挑选和修配，安装后能满足预定的使用性能要求。如：螺栓、螺母、滚动轴承内、外圈和齿轮等。,2.不完全互换性,制造业中的互换性,图8.10 采用楔块调整丝
3、杠和螺母间隙的结构1前螺母；2调整螺钉；3丝杠；4后螺母；5楔块,制造业中的互换性,调整法,3 外互换 指部件或机构与其相配件的互换。如滚动轴承内孔与轴、外径与箱体孔的配合。一般用于厂外协作件的配合和使用中需要更换的零件及与标准件配合的零件。,4 内互换 指部件或机构内部零件之间的互换性。如滚动轴承内、外圈与滚动体的配合。一般用于装配精度高，在厂内部组装，使用中不再更换的内部零件。,制造业中的互换性,几何参数误差：尺寸误差、表面形状误差、相互位置误差。,微观 表面粗糙度（波距1mm）,中间 表面波纹度（波距110mm）,宏观 形状误差（波距10mm）,为了达到几何参数的互换性，最理想的是同规格
4、的零部件，其几何参数做得完全一样。,这实际上是不可能的！实际上只要将其误差控制在一定范围内即可。,公差：允许零件几何参数的变动范围（变动量）。,公差与检测,在机械产品的几何量精度设计之后，工人按照零件图上的各项要求进行加工。各个零件完工之后，须通过采用适当的计量器具、正确的测量方法和数据处理方法对零件被测量检测，从而判断零件是否达到零件图纸上各公差标准的要求。只有将真正符合标准要求的零(部)件装配成机械产品，才能使机械产品发挥设计时规定的使用功能，其零(部)件才能具有互换性。,实现互换性生产的两个必要条件:合理确定公差,正确进行检测,在经济、技术、科学及管理 等社会实践中，对重复性事物和概念通
5、过制定、发布和实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益。,标准的种类：基础标准、产品标准、方法标准、安全和环境保护标准,二、标准化(standardization),国际标准国家标准行业标准企业标准等如：ISOGB JB、HBQB,国标分为：强制标准和推荐标准,强制性国家标准：代号为GB(为标准序号)(为批准年代)强制性国标必须严格遵照执行，否则就是违法。,推荐性国家标准：代号为GBT，这类标准占整个国标中的绝大多数。如无特殊理由和特殊需要，必须遵守这些国标，以期取得事半功倍的效果。,标准与标准化,按标准特征,按标准适用领域,一、标准(standard),标准是指根据科学技术和生产经验的综
6、合成果，由主管机构批准、颁布的规定。,国标GB321-80优先数和优先数系中规定了5个公比数系：R5，R10，R20，R40和R80。,R5 系列：,R10系列：,R20系列：,R40系列：,R80系列：,优先数与优先数系,优先数(preferred number)和优先数系(series of preferred number)是一种科学的数值制度。适用于各种数值的分级，是国际上统一的数值分级制度。,优先数系是一种十进制的等比级数，按110，10100，和10.1，0.10.01，划分区间，其代号为Rr，其公比代号为qr。,公比为,公比为,公比为,公比为,公比为,表1-1 优先数的基本系列,
7、优先数与优先数系,一、极限与配合标准的发展概况,19世纪初：英国纽瓦公司颁布了几何尺寸公差的“极限表”20世纪初：英国、美国颁布了国家标准。接着德国、苏联也颁布了国家标准。1926年成立了国际标准化协会（ISA)，1940年正式颁布国际公差与配合标准。1947年改名国际标准化组织（ISO),制定了一系列ISO标准。,我国1955年：由原第一机械工业部颁布了第一个公差与配合标准。1959年起：陆续颁布了国家标准。,极限配合检测技术发展,二、测量技术发展概况,商朝象牙制成的尺，秦朝 统一度量衡，西汉铜质的卡尺19世纪中叶：游标卡尺，机械加工精度可达0.1mm20世纪初：千分尺，加工进度达到0.01
8、mm20世纪30年代：光学比较仪、测长仪、光波干涉仪、万能工具显微镜 等，机械加工精度可达1m,近半个世纪：精密加工水平有很大提高，如：精密机床主轴的跳动误差要求不超过0.01 m，导轨直线度要求0.3 m/m检测上述参数要用高精度的方法和仪器，如：稳频激光干涉系统、高精度的电学量仪以及机、电、光和计算机结合的测量系统。我国已有了许多达到世界先进水平的量仪如：激光光电比长仪、激光丝杠动态检查仪、三坐标测量机和无导轨大长度测量仪等。,极限配合检测技术发展,几何量检测历史悠久,“米”：光在真空中1/299792458s时间内所经路径的长度。,1.5 习题与练习,填空题(1)“互换性”是指在机械产品
9、装配时，从制成的同一规格的零(部)件中_取一件，不需进行任何辅助工作(_等)，就能与其他零(部)件安装在一起而组成一台机械产品，并且达到预定的_要求。(2)按互换的范围，可以将互换性分为_和_。选择题(1)自IT6IT18标准公差的计算公式为 10 i，16 i，25 i，40 i，64 i，100 i，160 i，250 i，。公差单位i前的公差等级系数为()系列的常用数值。A.R 5 B.R 10 C.R 20 D.R 40(2)螺纹公差的等级自3级起，其公差等级系数为0.50，0.63，1.00，1.25，1.60，2.00，它们属于()优先数的系列。A.R5 B.R 10 C.R 20 D.R 40简答题(1)机械产品的零(部)件具有“互换性”的意义？(2)为什么技术测量是实现互换性的重要手段？,
