1、A507,公差配合與精度檢測(cè),教學(xué)目的：明確本課程在生產(chǎn)中的重要性 教學(xué)重點(diǎn)：互換性、公差,課題一：緒論-車(chē)床尾座結(jié)構(gòu),學(xué) 習(xí) 導(dǎo) 航,課堂：聽(tīng)課+互動(dòng),課外：了解生活或生產(chǎn)中零件互換性的實(shí)例,推薦學(xué)習(xí)方法,必須掌握的理論知識(shí)：互換性、公差與加工誤差、標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化,1.1互換性及其意義,圖1-1 車(chē)床尾座螺母零件圖,1.頂尖 2.尾座體 3.頂尖套筒 4.絲桿 5.螺母 6.滾動(dòng)軸承 7.后蓋 8.擋圈 9.手輪 10.手柄桿 圖1-3 車(chē)床尾座裝配圖,讀懂工程圖 正確理解圖中標(biāo)注的含義。 會(huì)標(biāo)注工程圖，能提出合理的圖面要求。,1.互換性的含義 在機(jī)械制造業(yè)中，零件的互換性是指在同一規(guī)格的一批

2、零部件中，可以不經(jīng)選擇、修配或調(diào)整，任取一件都能裝配在機(jī)器上，并能達(dá)到規(guī)定的使用性能要求。零部件具有的能夠彼此互相替換的性能稱(chēng)為“互換性”。能夠保證產(chǎn)品具有互換性的生產(chǎn)，稱(chēng)為遵守互換性原則的生產(chǎn)。,1.1互換性及其意義,互換性在日常生活中隨處可見(jiàn)。,機(jī)械示例,機(jī)器人,空中客車(chē)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,1.1互換性及其意義,舉例：機(jī)器上的螺釘、燈泡，自行車(chē)、縫紉機(jī)、鐘表上的零部件，損壞后可以更換。,按互換程度分,2.互換性分類(lèi)：,1.1互換性及其意義,完全互換性：一批零、部件裝配前不經(jīng)選擇，裝配時(shí)也不需修配和調(diào)整，裝配后即可滿足預(yù)定的使用要求。 e.

3、g.：螺栓、圓柱銷(xiāo)等標(biāo)準(zhǔn)件，不同工廠之間廠際協(xié)作,按互換程度分,2.互換性分類(lèi)：,1.1互換性及其意義,不完全互換性：將其制造公差適當(dāng)放大，以便于加工。在完工后，再用量?jī)x將零件按實(shí)際尺寸大小分組，按組進(jìn)行裝配。 e.g. 同廠制造和裝配時(shí)采用,完全互換性：一批零、部件裝配前不經(jīng)選擇，裝配時(shí)也不需修配和調(diào)整，裝配后即可滿足預(yù)定的使用要求。 e.g.：螺栓、圓柱銷(xiāo)等標(biāo)準(zhǔn)件，不同工廠之間廠際協(xié)作,互換性的作用,1. 維修,以舊換新，方便維修，提高設(shè)備使用價(jià)值,2. 生產(chǎn)制造,加工、裝配、分布式企業(yè),3. 產(chǎn)品設(shè)計(jì),使用標(biāo)準(zhǔn)件，縮短設(shè)計(jì)周期，實(shí)現(xiàn)CAD,3.互換性的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義,在設(shè)計(jì)方面：由于采用具

4、有互換性的標(biāo)準(zhǔn)件、通用件，可使設(shè)計(jì)工作簡(jiǎn)化，縮短設(shè)計(jì)周期，并便于用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。,當(dāng)零件具有互換性，可以采用分散加工、集中裝配。這樣有利于組織專(zhuān)業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)，有利于使用現(xiàn)代化的工藝裝備，有利于組織流水線和自動(dòng)線等先進(jìn)的生產(chǎn)方式。,當(dāng)機(jī)器的零件突然損壞或按計(jì)劃定期更換時(shí)，便可在最短時(shí)間內(nèi)用備件加以替換，從而提高了機(jī)器的利用率和延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命。,戰(zhàn)場(chǎng)上使用的武器，保證零 (部) 件的互換性是絕對(duì)必要的。在這些場(chǎng)合，互換性所起的作用很難用價(jià)值來(lái)衡量。,0.2 實(shí)現(xiàn)互換性的條件 公差標(biāo)準(zhǔn)化和技術(shù)測(cè)量,0.2.1公差與加工誤差,為了滿足互換性要求，最理想的是同一規(guī)格的零部件的幾何參數(shù)做的完全一樣。

5、由于任何零件都要經(jīng)過(guò)加工的過(guò)程，無(wú)論設(shè)備的精度和操作工人的技術(shù)水平多么高，要使加工零件的尺寸、形狀和位置關(guān)系做到絕對(duì)準(zhǔn)確，是不可能的。實(shí)際上，只要將同規(guī)格的零部件的幾何參數(shù)控制在一定的范圍內(nèi)就能達(dá)到互換的目的。也就是說(shuō)，要使零件具有互換性，就應(yīng)按“公差”制造。,加工精度指機(jī)械加工后，零件幾何參數(shù)(尺寸、幾何要素的形狀和相互間的位置、輪廓的微觀不平度等)的實(shí)際值與設(shè)計(jì)的理想值相一致的程度。,0.2 實(shí)現(xiàn)互換性的條件 公差標(biāo)準(zhǔn)化和技術(shù)測(cè)量,1、機(jī)械加工誤差,加工誤差是指實(shí)際幾何參數(shù)對(duì)其設(shè)計(jì)理想值的偏離程度。加工誤差越小，加工精度越高。,0.2 實(shí)現(xiàn)互換性的條件 公差標(biāo)準(zhǔn)化和技術(shù)測(cè)量,1、機(jī)械加工誤

6、差,尺寸誤差 形狀誤差 位置誤差 表面微觀不平度面,加 工 誤 差,0.2 實(shí)現(xiàn)互換性的條件 公差標(biāo)準(zhǔn)化和技術(shù)測(cè)量,1、機(jī)械加工誤差,尺寸、形狀誤差,尺寸誤差 形狀誤差 位置誤差 表面微觀不平度面,加 工 誤 差,0.2 實(shí)現(xiàn)互換性的條件 公差標(biāo)準(zhǔn)化和技術(shù)測(cè)量,1、機(jī)械加工誤差,位置誤差,尺寸誤差 形狀誤差 位置誤差 表面微觀不平度面,加 工 誤 差,0.2 實(shí)現(xiàn)互換性的條件 公差標(biāo)準(zhǔn)化和技術(shù)測(cè)量,1、機(jī)械加工誤差,表面粗糙度,幾何量公差分類(lèi) 1).尺寸公差 2).形位公差 3).表面粗糙度允許值 4).典型零件特殊幾何參數(shù)的公差,公差：控制幾何參數(shù)的技術(shù)規(guī)定就稱(chēng)“公差”，即為實(shí)際幾何參數(shù)值所

7、允許的變動(dòng)范圍。,0.2 實(shí)現(xiàn)互換性的條件 公差標(biāo)準(zhǔn)化和技術(shù)測(cè)量,2、幾何量公差,加工誤差與公差的關(guān)系,問(wèn)題：加工誤差與公差的區(qū)別與聯(lián)系,區(qū)別：誤差是在加工過(guò)程中產(chǎn)生的， 公差是由設(shè)計(jì)人員確定的。,聯(lián)系：公差是誤差的最大允許值。,設(shè)計(jì)者要正確地確定公差，并在圖樣上標(biāo)注。在滿足功能要求的條件下，公差盡量規(guī)定得大些，以提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。,現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)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(mén)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(mén)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)保持必要的技術(shù)統(tǒng)一，成為一個(gè)有機(jī)的整體，以實(shí)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，它是實(shí)

8、現(xiàn)互換性的基礎(chǔ)。,0.2.2標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化,標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展史是與制造業(yè)的發(fā)展史相對(duì)應(yīng)的，它是社會(huì)生產(chǎn)勞動(dòng)的產(chǎn)物。 萌芽期：公元前200年青銅弩機(jī) 。 初期：開(kāi)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(guó)紐瓦爾公司（極限表）；英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)B.S.27(1906)；1931年的沈陽(yáng)兵工廠和1937年的金陵兵工廠。 現(xiàn)代期： 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)）。,0.2.2標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化,青銅弩機(jī),遠(yuǎn)程射擊武器,標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展史是與制造業(yè)的發(fā)展史相對(duì)應(yīng)的，它是社會(huì)生產(chǎn)勞動(dòng)的產(chǎn)物。 萌芽期：公元前200年青銅弩機(jī)

9、。 初期：開(kāi)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(guó)紐瓦爾公司（極限表）；英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)B.S.27(1906)；1931年的沈陽(yáng)兵工廠和1937年的金陵兵工廠。 現(xiàn)代期： 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)）。,0.2.2標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）,在國(guó)際上，為了促進(jìn)世界各國(guó)在技術(shù)上的統(tǒng)一，成立了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（簡(jiǎn)稱(chēng)ISO）和國(guó)際電工委員會(huì)（簡(jiǎn)稱(chēng)IEC），由這兩個(gè)組織負(fù)責(zé)制定和頒發(fā)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。 ISO9000系列標(biāo)準(zhǔn)的頒發(fā)，使世界各國(guó)的質(zhì)量管理和質(zhì)量保證的原則、方法和程序，都統(tǒng)一在國(guó)際標(biāo)

10、準(zhǔn)的基礎(chǔ)之上。 我國(guó)于1978年恢復(fù)參加ISO組織后。陸續(xù)修訂了自己的標(biāo)準(zhǔn)。修訂的原則是，在立足我國(guó)生產(chǎn)實(shí)際的基礎(chǔ)上向ISO靠攏，以利于加強(qiáng)我國(guó)在國(guó)際上的技術(shù)交流和產(chǎn)品互換。,標(biāo)準(zhǔn)定義：標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)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。它以科學(xué)、技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(shí)物標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)樣品。 （3） 研究對(duì)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

11、同部門(mén)不同階層的利益。,0.2.2標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化,標(biāo)準(zhǔn)化：是指標(biāo)準(zhǔn)的制定、發(fā)布貫徹實(shí)施的全部過(guò)程。 標(biāo)準(zhǔn)化是以標(biāo)準(zhǔn)的形式體現(xiàn)的，也是一個(gè)不斷循環(huán)、 不斷提高的過(guò)程。 標(biāo)準(zhǔn)化是社會(huì)化生產(chǎn)的重要手段，是聯(lián)系設(shè)計(jì)、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(duì)于 改進(jìn)產(chǎn)品、過(guò)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。,0.2.2標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化,對(duì)需要在全國(guó)范圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)要求，應(yīng)當(dāng)制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)； 對(duì)沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)而又需要在全國(guó)某個(gè)行業(yè)范圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)要求，可制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ； 對(duì)沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)而又需要在某個(gè)范圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)要求，可制定地方標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 。,0

12、.2.2標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化,標(biāo)準(zhǔn)的分級(jí),國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),區(qū)域標(biāo)準(zhǔn),國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn),地方標(biāo)準(zhǔn),企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),0.2.2標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化,優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系,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。,1.優(yōu)先數(shù),優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系,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(wú)章會(huì)給組織生產(chǎn)、協(xié)作配套、使用維修帶來(lái)困難。故需對(duì)數(shù)值進(jìn)行標(biāo)

13、準(zhǔn)化。,優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB32180）,1.優(yōu)先數(shù),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(jí)數(shù)。優(yōu)先數(shù)系列是一種科學(xué)的數(shù)值分級(jí)制度，適用于尺寸、參數(shù)和各種質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的分級(jí)。,優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系,凡是在數(shù)系項(xiàng)值上含有10的整數(shù)冪，并且有公比為如下值的等比級(jí)數(shù)，稱(chēng)之為優(yōu)先數(shù)系，用字母 Rr 表示 。,R5系列,R10系列,R20系列,R40系列,R80包含R40的項(xiàng)值； R40包含R20的項(xiàng)值； R20包含R10的項(xiàng)值； R10包含R5的項(xiàng)值；,優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系,試寫(xiě)出R40系列從150到236的優(yōu)先數(shù)系,優(yōu)先數(shù)系的應(yīng)用： 為滿足技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的要求，應(yīng)當(dāng)按照R5、R1

14、0、R20、R40的順序，優(yōu)先選用公比較大的基本系列，允許采用補(bǔ)充系列（R80）。也可以采用派生系列。 如：確定零件的尺寸時(shí)，應(yīng)盡量地采用優(yōu)先數(shù)系的常用值。如減速器設(shè)計(jì)中，經(jīng)力學(xué)計(jì)算，得出輸入軸的最小直徑為30.01mm，則該處直徑的基本尺寸按優(yōu)先數(shù)系取值，即該處直徑的基本尺寸應(yīng)為30mm。,標(biāo)準(zhǔn)化及優(yōu)先數(shù),0.2.3 幾何量的檢測(cè),完工后的零件是否滿足公差要求，要通過(guò)檢測(cè)加以判斷。檢測(cè)包含檢驗(yàn)與測(cè)量。 檢驗(yàn)是確定零件的幾何參數(shù)是否在規(guī)定的極限范圍內(nèi)，并作出合格性判斷，而不必得出被測(cè)量的具體數(shù)值； 測(cè)量是將被測(cè)量與作為計(jì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，以確定被測(cè)量的具體數(shù)值的過(guò)程。 意義：檢測(cè)不僅用來(lái)

15、評(píng)定產(chǎn)品質(zhì)量，而且用于分析產(chǎn)生不合格品的原因，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)，監(jiān)督工藝過(guò)程，預(yù)防廢品產(chǎn)生。檢測(cè)是機(jī)械制造的“眼睛”。產(chǎn)品質(zhì)量的提高，除設(shè)計(jì)和加工精度的提高外，往往更有賴(lài)于檢測(cè)精度的提高。,合理地確定公差與正確進(jìn)行檢測(cè)，是保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)互換性生產(chǎn)的兩個(gè)必不可少的條件和手段。,課堂練習(xí)(1)判斷題,1.為了使零件具有完全互換性，必須使各零件的幾何尺寸完全一致。,2.互換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換性。,4. 同廠制造和裝配時(shí)，可采用不完全互換性 。,0.3 本課程的性質(zhì)和要求,運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 強(qiáng)度設(shè)計(jì) 精度設(shè)計(jì),機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì),機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ),學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)應(yīng)達(dá)到下列基本目標(biāo)： 1掌握幾何量公差、標(biāo)準(zhǔn)化以及計(jì)量學(xué)的基本知識(shí)。深刻領(lǐng)會(huì)上述幾方面在實(shí)現(xiàn)發(fā)展互換性生產(chǎn)、保證產(chǎn)品