1、孫佳慧 A507,公差配合與精度檢測(cè),1,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-車床尾座結(jié)構(gòu),2,學(xué) 習(xí) 導(dǎo) 航,課堂：聽課+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,3,1.1互換性及其意義,4,圖1-1 車床尾座螺母零件圖,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

2、換性是指在同一規(guī)格的一批零部件中，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為“互換性”。能夠保證產(chǎn)品具有互換性的生產(chǎn)，稱為遵守互換性原則的生產(chǎn)。,1.1互換性及其意義,7,互換性在日常生活中隨處可見。,機(jī)械示例,機(jī)器人,空中客車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、縫紉機(jī)、鐘表上的零部件，損壞后可以更換。,8,9,按互換程度分,2.互換性分類：,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，

3、裝配后即可滿足預(yù)定的使用要求。 e.g.：螺栓、圓柱銷等標(biāo)準(zhǔn)件，不同工廠之間廠際協(xié)作,10,11,按互換程度分,2.互換性分類：,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、圓柱銷等標(biāo)準(zhǔn)件，不同工廠之間廠際協(xié)作,12,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,13,2. 生產(chǎn)制造,加工、裝配、分布式企業(yè),14,3. 產(chǎn)品設(shè)計(jì),使用標(biāo)準(zhǔn)件，縮短設(shè)計(jì)

4、周期，實(shí)現(xiàn)CAD,15,3.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)值來衡量。,16,0.2 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

5、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。由于任何零件都要經(jīng)過加工的過程，無論設(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，要使零件具有互換性，就應(yīng)按“公差”制造。,17,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

6、越小，加工精度越高。,18,0.2 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,19,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,20,尺寸、形狀誤差,21,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,22,位置誤差,23,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,24,表面粗糙度,25,幾何量公差分類 1).尺寸公差 2)

7、.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“公差”，即為實(shí)際幾何參數(shù)值所允許的變動(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,26,加工誤差與公差的關(guān)系,問題：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。,27,2020/8/22,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)部門和準(zhǔn)確銜接各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，

8、必須有一種協(xié)調(diào)手段，使分散的局部的生產(chǎn)部門和生產(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)現(xiàn)互換性的基礎(chǔ)。,0.2.2標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化,28,2020/8/22,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英國紐瓦爾公司（極限表）；英國標(biāo)準(zhǔn)B.S.27(1906)；1931年的沈陽兵工廠和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

9、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,29,青銅弩機(jī),遠(yuǎn)程射擊武器,30,2020/8/22,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英國紐瓦爾公司（極限表）；英國標(biāo)準(zhǔn)B.S.27(1906)；1931年的沈陽兵工廠和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,31,32,2020/8/22,國際標(biāo)準(zhǔn)化組

10、織（ISO）,在國際上，為了促進(jìn)世界各國在技術(shù)上的統(tǒng)一，成立了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（簡(jiǎn)稱ISO）和國際電工委員會(huì)（簡(jiǎn)稱IEC），由這兩個(gè)組織負(fù)責(zé)制定和頒發(fā)國際標(biāo)準(zhǔn)。 ISO9000系列標(biāo)準(zhǔn)的頒發(fā)，使世界各國的質(zhì)量管理和質(zhì)量保證的原則、方法和程序，都統(tǒng)一在國際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)之上。 我國于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，在立足我國生產(chǎn)實(shí)際的基礎(chǔ)上向ISO靠攏，以利于加強(qiáng)我國在國際上的技術(shù)交流和產(chǎn)品互換。,33,2020/8/22,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)，

11、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，涉及到不同部門不同階層的利益。,0.2.2標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化,34,2020/8/22,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、過程和使用的適用

12、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,35,2020/8/22,對(duì)需要在全國范圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)要求，應(yīng)當(dāng)制定國家標(biāo)準(zhǔn)； 對(duì)沒有國家標(biāo)準(zhǔn)而又需要在全國某個(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)沒有國家標(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) 。,0.2.2標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化,36,2020/8/22,標(biāo)準(zhǔn)的分級(jí),國際標(biāo)準(zhǔn),區(qū)域標(biāo)準(zhǔn),國家標(biāo)準(zhǔn),專業(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,37,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

13、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),38,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)值的雜亂無章會(huì)給組織生產(chǎn)、協(xié)作配套、使用維修帶來困難。故需對(duì)數(shù)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。,優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系 國家標(biāo)準(zhǔn)（GB32180）,1.優(yōu)先數(shù),39,2020/8/22,2.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)

14、。,優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系,40,2020/8/22,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,41,試寫出R40系列從150到236的優(yōu)先數(shù)系,42,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、R10、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)

15、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),43,2020/8/22,0.2.3 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)值的過程。 意義：檢測(cè)不僅用來評(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。,44,2020/8/22,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 。,45,0.3 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),46,2020/8/22,學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)應(yīng)達(dá)到下列基本目標(biāo)： 1掌握幾何量