1、1,互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 葉 寒 實(shí)驗(yàn)室:機(jī)電學(xué)院機(jī)制所D120 電話Email: ,2,第1章 緒 論,計(jì)劃學(xué)時(shí)：1.5學(xué)時(shí),本章要點(diǎn),標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化,優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系,互換性、公差的概念,3,第一章 緒論,互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ),4,1.1 互換性與公差的概念,1) 互換性概念 日常生活中常見現(xiàn)象：燈泡的更換；螺釘螺母；軸承,5,互換性,互換性是指在同一規(guī)格的一批零件或部件中， 任取其一，不需經(jīng)過挑選或修配(例如鉗工修理)， 就能裝在機(jī)器上， 并能達(dá)到規(guī)定的功能要求。,機(jī)械制造、儀器儀表的互換性，通常包括下述幾部分：幾何參數(shù)互換(如尺寸)、機(jī)械性能互換(如硬度、強(qiáng)度等

2、)以及理化性能互換(如化學(xué)成分、導(dǎo)電性等)等等。本課程僅討論幾何參數(shù)的互換性。,？滿足互換性的一類產(chǎn)品要滿足什么條件,6,公差,2) 公差 給幾何量一定的變動(dòng)范圍公差 允許尺寸、幾何形狀和相互位置誤差變動(dòng)的范圍,所謂幾何參數(shù)主要指尺寸大小、幾何形狀(包括微觀幾何形狀及宏觀幾何形狀)以及形面間的相互位置關(guān)系等。為了完全滿足互換性的要求，同一規(guī)格的零、部件的幾何參數(shù)做得完全一致是最理想的，但在實(shí)踐中是不可能的，因?yàn)榧庸ふ`差是永遠(yuǎn)存在的，同時(shí)也是不必要的。,7,互換性分類,按互換程度分為： 完全互換：要求零部件在裝配時(shí)，不需要挑選和輔助加工，安裝后就能保證預(yù)定的使用性能要求。 零部件廠際協(xié)作應(yīng)采用完

3、全互換，如螺栓、軸承 不完全互換：允許零部件在裝配前預(yù)先分組，這類互換又稱為有限互換。,3) 互換性分類,8,互換性分類,不完全互換：發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞銷與活塞銷孔 裝配精度要求很高（常溫過盈量為0.00250.0075），采用完全互換將使零件的制造公差很小，加工困難，成本很高，甚至無法加工。這時(shí)，我們可將零件的制造公差適當(dāng)?shù)姆糯?，使之便于加工。零件加工完后，再用測(cè)量器具將零件按實(shí)際尺寸大小分為若干組，使每組零件間實(shí)際尺寸的差別減小，裝配時(shí)按相應(yīng)的組進(jìn)行裝配。大孔與大軸相配，小孔與小軸相配。這樣既可保證裝配精度和使用要求，又能解決加工困難，降低成本。,9,互換性分類,不具有互換性產(chǎn)品的裝配：修配法

4、普通車床的尾頂尖與主軸頂尖連線應(yīng)與機(jī)床導(dǎo)軌平行(即兩軸線相對(duì)機(jī)床導(dǎo)軌等高)，為避免出現(xiàn)廢品就采用鉗工修配的方法進(jìn)行裝配。,10,互換性的作用,2. 互換性的作用,使用過程：,方便替換,縮短維修時(shí)間和節(jié)約費(fèi)用,生產(chǎn)制造：,專業(yè)化協(xié)調(diào)生產(chǎn),提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,裝配過程：,縮短裝配時(shí)間,提高效率,產(chǎn)品設(shè)計(jì)：,簡(jiǎn)化繪圖、計(jì)算,加速產(chǎn)品更新?lián)Q代,？為什么要討論互換性,11,現(xiàn)代制造業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)：規(guī)模大、分工細(xì)、協(xié)作生產(chǎn) ？如何協(xié)調(diào)各局部的生產(chǎn)部門：實(shí)現(xiàn)互換性生產(chǎn) 標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化 1)標(biāo)準(zhǔn) 是指為了在一定的范圍內(nèi)獲取最佳秩序，經(jīng)協(xié)商一致制定并由公認(rèn)機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，共同使用的和重復(fù)使用的一種規(guī)范性文件。,1.2

5、 標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化,12,標(biāo)準(zhǔn)的分類 按照標(biāo)準(zhǔn)的使用范圍 國家標(biāo)準(zhǔn)GB 中國標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì) / 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB、地方標(biāo)準(zhǔn)DB和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB 按標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)分 強(qiáng)制性和推薦性兩類。 標(biāo)準(zhǔn)化法規(guī)定：保障人體健康，人身、財(cái)產(chǎn)安全的標(biāo)準(zhǔn)和法律、行政法規(guī)規(guī)定強(qiáng)制執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，其他標(biāo)準(zhǔn)是推薦性標(biāo)準(zhǔn)。,1.2 標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化,13,按照標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象分 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)和工作標(biāo)準(zhǔn)三大類。 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是指對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域中需要協(xié)調(diào)統(tǒng)一的技術(shù)事項(xiàng)所制定的標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、工藝標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，及安全、衛(wèi)生、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)等。 管理標(biāo)準(zhǔn)是指對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域中需

6、要協(xié)調(diào)統(tǒng)一的管理事項(xiàng)所制定的標(biāo)準(zhǔn)。管理標(biāo)準(zhǔn)包括管理基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)濟(jì)管理標(biāo)準(zhǔn)，行政管理標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)經(jīng)營管理標(biāo)準(zhǔn)等。 工作標(biāo)準(zhǔn)是指對(duì)工作的責(zé)任、權(quán)利、范圍、質(zhì)量要求、程序、效果、檢查方法、考核辦法所制定的標(biāo)準(zhǔn)。工作標(biāo)準(zhǔn)一般包括部門工作標(biāo)準(zhǔn)和崗位（個(gè)人）工作標(biāo)準(zhǔn)。,1.2 標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化,14,“CCC”：英文名稱為“China Compulsory Certification”， “中國強(qiáng)制認(rèn)證”，目前3C認(rèn)證主要針對(duì)電器產(chǎn)品。 ISO 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 International Organization for Standardization /iso/

7、home.htm 2) 標(biāo)準(zhǔn)化 標(biāo)準(zhǔn)化是指制定標(biāo)準(zhǔn)、貫徹標(biāo)準(zhǔn)和修改標(biāo)準(zhǔn)的全過程。,1.2 標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化,15,1.3 優(yōu)先數(shù)系,引言：在機(jī)械設(shè)計(jì)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(gè)數(shù)值就會(huì)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(huì)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(jī)械產(chǎn)品中的各種技術(shù)參數(shù)不能隨意確定。 設(shè)計(jì)中使用公稱直徑為13mm/19mm的螺釘？（查普通螺紋基本尺寸國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 196-2003）,16,17,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

8、擇一開始就納入標(biāo)準(zhǔn)化軌道，必須對(duì)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)（GB3211980）就是其中最重要的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，要求工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)盡可能采用它。 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定優(yōu)先數(shù)系采用十進(jìn)制等比數(shù)列作為優(yōu)先數(shù)系. 優(yōu)先數(shù)包括1、10、100、10n以及0.1、0.01、 10-n等，把1到10，10到100分段，每一段之間按照等比數(shù)列樣式進(jìn)行細(xì)分。,1.3 優(yōu)先數(shù)系,18,1.3 優(yōu)先數(shù)系,國標(biāo)規(guī)定每一區(qū)間按五個(gè)公比形成的優(yōu)先數(shù)，分別用R5，Rl0，R20、R40，R80表示國標(biāo)中規(guī)定的五個(gè)優(yōu)先數(shù)系的公比分別為： R5系列 公比為 1.6； R10系列 公比為1.25； R20系列

9、 公比為1.12； R40系列 公比為1.06； R80系列 公比為1.03； 例如：在區(qū)間1，10中，R5系列有1、1.6、2.5、4.0、6.3、10幾個(gè)優(yōu)先數(shù)； (優(yōu)先數(shù)系參見表1-1)。,19,派生系列：從基本系列中逢n項(xiàng)選取一個(gè)優(yōu)先數(shù)組成的新的系列, 如R10/3,即在Rl0數(shù)列中按逢3項(xiàng)取l項(xiàng)的數(shù)列（1、2、4、8）。 問題: 公比是無理數(shù) ? 表1-1優(yōu)先數(shù)是否符合。 解決方法： 優(yōu)先數(shù)分為理論值 計(jì)算值（5位有效數(shù)字，供精確計(jì)算用） 常用值（工程用，取3位有效數(shù)字） 化整值（取2位有效數(shù)字）,1.3 優(yōu)先數(shù)系,20,1.3 優(yōu)先數(shù)系,優(yōu)先數(shù)系的特點(diǎn)： 任意兩項(xiàng)間的相對(duì)差均勻，近

10、似不變（為何不采用等比數(shù)列。） 具有相關(guān)性（上一級(jí)優(yōu)先數(shù)隔項(xiàng)取值得下一系列優(yōu)先數(shù)） 優(yōu)先數(shù)（理論值）的積商仍為優(yōu)先數(shù)。 優(yōu)先數(shù)系的選用： 一般機(jī)械產(chǎn)品的主要參數(shù)通常按R5系列和R10系列；專用工具的主要尺寸按Rl0系列；通用型材（角鋼 工字鋼 圓鋼等，有興趣的可查設(shè)計(jì)手冊(cè)）,21,1.4 研究對(duì)象和學(xué)習(xí)方法,一般來說，在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，需要進(jìn)行以下三方面的分析計(jì)算： （1）運(yùn)動(dòng)分析與計(jì)算。根據(jù)機(jī)器或機(jī)構(gòu)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，確定機(jī)器或機(jī)構(gòu)的合理的傳動(dòng)系統(tǒng)，選擇合適的機(jī)構(gòu)或元件，以保證實(shí)現(xiàn)預(yù)定的動(dòng)作，滿足機(jī)器或機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方面的要求。（機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)） （2）強(qiáng)度的分析與計(jì)算。根據(jù)強(qiáng)度、剛度等方面的要求，決定各個(gè)零件的合理的基本尺寸，進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其在工作時(shí)能承受規(guī)定的負(fù)荷，達(dá)到強(qiáng)度和剛度方面的要求。（工程力學(xué)） （3）幾何精度的分析與計(jì)算。零件基本尺寸確定后，還需要進(jìn)行精度計(jì)算，以決定產(chǎn)品各個(gè)部件的裝配精度以及零件的幾何參數(shù)和公差。（公差與技術(shù)測(cè)量，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的紐帶） 本課程的研究對(duì)象：機(jī)械零部件的精度設(shè)計(jì)。,22,23,24,本課程是機(jī)械類及相關(guān)專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，學(xué)完本課程后應(yīng)達(dá)到如下要求： 掌握互換性和標(biāo)準(zhǔn)化的基本概念； 了解本課