(第1章 绪论)机械精度设计与检测.ppt

机械精度设计与检测主编 邓清方邵阳学院机械与能源工程系 第1章概论 二 互换性的概念及作用 本章主要内容 三 标准化 四 课程性质 任务与要求 重点要求 互换性的定义及作用 标准化 一 课程研究的对象 什么是公差配合与检测技术 1 课程研究的对象 研究对象 机械设计和制造过程中的几何量公差配合 简称公差配合 与检测技术 设计是满足产品使用要求的创造性过程 机器 特征 有确定的运动 能做有用的功或能量 物料等的转换或传递 人为制造 零件制造单元 使用要求 运动要求 工作能力要求 机械设计 运动设计 运动设计 强度 刚度设计 公差与配合设计 精度要求 控制 制造误差 互换性要求 零件之间 配合要求检测 判断完工零件是否满足公差与配合设计的设计要求 基本概念 所以在装配图上有公差 配合代号 配合要求在装配图上标出 公差要求在零件图上标出 检测技术含义 机械制造 加工制作 检测 以设计为依据完成产品制作 机械专业的学科基础课 机械设计基础 机械原理 运动设计 机械设计 机械零件结构 强度 刚度设计 机械制造基础 本课程 金属工艺学 工程材料 公差与配合 检测 判断完工后是否符合满足设计要求 本课程的性质 学科基础课承上启下 在教学计划中联系设计课程与工艺课程的纽带 是从事基础课学习过度到专业课学习的桥梁 一 互换性的概念 1 互换举例 日常生活中 机器上的螺钉 灯泡 单车 手表 轮胎 装配或更换后能满足使用要求 2互换性的概念及作用 2 互换性的概念同一规格的一批零部件 任取其一 不需任何挑选或附加修配或再调整就能装在机器 或部件 上 并能满足其规定的使用功能要求的特性叫做互换性 零部件是否具有互换性 必须同时具备三个条件 特点 装配前 不需挑选 装配中 不需加工或调整 缺一不可装配后 满足要求 二 互换性的分类 滚动轴承 外厂购进 视为零件 外互换 完全互换 轴承厂 视为部件 内互换 分组互换应用 零部件厂际协作应采用完全互换 部件或构件在同一厂制造和装配时 可采用不完全互换 按互换程度 完全互换 装配时不需挑选和修配 不完全互换 装配时允许挑选 调整和修配 按部件或范围 完全互换 不完全互换 不完全互换常用的有分组互换法和调整法 如发动机的汽缸和活塞即采用分组互换法 按定义 功能互换性几何参数互换性 本课程只研究几何参数的互换性 即机械精度设计 三 互换性的作用 1 设计方面 零 部件具有互换性 就可以最大限度地采用标准件 通用件和标准部件 简化了绘图和计算工作 缩短了设计周期 并有利于计算机辅助设计和产品的多样化 2 制造加工方面 有利于组织专业化生产 便于采用先进工艺和高效专用设备 有利于计算机辅助制造 以及实现加工过程 装配过程的机械化和自动化 从而提高劳动生产率 提高产品质量 降低生产成本 3 在使用 维修方面 减少了机器的使用和维修的时间和费用 提高了机器的使用价值 四 互换性的实现 1 公差 允许的零件几何参数变动范围称为 公差 这是零件具有互换性的保证 2 检测 检测包含检验与测量 这是检验零件是否满足公差要求的手段 3 实现互换性的条件 标准化是实现互换性的前提 这是使零件具有互换性的规定 如果实际参数完全等于理论参数就具有互换性 但这既不可能 也没必要 实际情况是 只要制成零件的实际参数变动不大 保证零件充分近似即可 即按允许的极限来制造 就能具有互换性 合理确定公差与正确进行检测是保证产品质量 实现互换性生产的两个必不可少的条件和手段 四 互换性的实现 互换性由公差来保证 公差包括尺寸公差 形位公差和表面粗糙度等 3标准化 标准和标准化的引入 现代化生产的特点是品种多 规模大 分工细 协作多 为使社会生产有序进行 必须通过标准化使产品品种规格简化 使分散的 局部的生产环节能相互协调和统一 在机械制造行业中 标准化是广泛实现互换性生产的前提 实现互换性生产的 三化 产品系列化 零部件通用化 工艺与原材料标准化 一 标准 1 定义 标准是对重复性事物和概念所作的统一规定 它以科学 技术和实践经验的综合成果为基础 经有关方面协商一致 由主管机构批准 以特定形式发布 作为共同遵守的准则和依据 标准的范围极广 种类繁多 涉及到人类生产生活的各个方面 本课程研究的公差标准 检测器具和方法标准 大多属于国家基础标准 2 标准的分类 国家标准分为四级 国家标准 GB 行业标准 JB HB 地方标准 DB 企业标准 QB 世界标准分为六级 国际标准 区域标准 国家标准专业标准 地方标准 企业标准 注意 下级标准不能与上级标准相违背 国际标准化组织 简称ISO 国际电工委员会 简称IEC 这两个组织负责制定和颁发国际标准 我国于1978年恢复参加ISO组织后 陆续修订了自己的标准 修订的原则是 在立足我国生产实际的基础上向ISO靠拢 以利于加强我国在国际上的技术交流和产品互换 国际标准 IEC 电工委员会 ITU 国际电信联盟 ISO 标准化组织 二 标准化 定义 是指制订 发布和贯彻实施标准的全部活动过程 包括从调查标准化对象开始 经试验 分析和综合归纳 进而制订和贯彻标准 以及以后还要进行的标准修订等 意义 标准化是组织现代化生产的重要手段 是实现互换性的必要前提 是国家现代化水平的重要标志之一 是制订 修订 贯彻标准 促进国民经济全面发展的全过程 是实现互换性的基础 动态发展过程 优先数和优先数系的引入 在机械设计中 常常需要确定很多参数 而这些参数往往不是孤立的 一旦选定 这个数值就会按照一定规律 向一切有关的参数传播 例如 螺栓的尺寸一旦确定 将会影响螺母的尺寸 丝锥板牙的尺寸 螺栓孔的尺寸以及加工螺栓孔的钻头的尺寸等 由于数值如此关联 传播 所以 机械产品中的各种技术参数不能随意确定 为使产品的参数选择能遵守统一的规律 使参数的选择一开始就纳入标准化体系 就必须对各种技术参数的数值作出统一规定 优先数和优先数系 国家标准 GB T321 2005 就是其中最重要的一个标准 要求工业产品技术参数尽可能采用它 三 数值系列标准化 意义 简化产品的品种规格 满足社会要求 例如 家庭常用白炽灯泡的功率有 15w 25w 40w 60w 100w如果功率规格过多 是没有必要的 而过少又不能满足使用要求 影响相关产品的尺寸传递比如 纸张的尺寸会影响造纸机 印刷机 复印机 打印机 文件柜等上 下游产品的相应尺寸 优先数系 是在数系项值上含有10的整数幂 且有公比的等比级数 用字母Rr表示 优先数 优先数系中的任一项值 1 优先数系和优先数 GB321 80中规定以十进制等比数列为优先数系 并规定了五个系列基本系列 R5 R10 R20 R40补充系列 R80 仅用于分级很细的特殊场合 2 优先数的系列 R5的公比 R10的公比 R20的分比 R40的公比 R80的公比 基本系列 补充系列 优先数系的基本系列 R5系列 1 001 602 504 006 3010 00R10系列 1 001 251 602 002 503 154 005 006 308 0010 00 基本数系中每个隔几项取一个数 组成派生系列 R5 2 1 002 506 3016 040 0100R10 3 1 002 004 008 0016 032 0 取值方法 计算值 取五位有效数字 供精确计算用常用值 取三位有效数字 经常用的优先数 3标准化 优先数系的派生系列 3 优先数系的特点 疏密均匀 分档合理 简单易记 便于使用 国际通用 国家标准规定的优先数系具有广泛的适用性 常见的量值如长度 直径 转速及功率等的分级 基本上都是按一定的优先数系进行的 本课程所涉及的有关标准当中 诸如尺寸分段 公差分级及表面粗糙度的参数系列等 基本上采用优先数系 4本课程的性质 特点 学习要求与目的 课程的性质 为专业基础课 将标准化与计量学的有关部分有机地结合在一