《互换性与技术测量基础》-第1章绪论

1.1互换性与公差的基本概念1.1.1互换性的含义什么是“互换性”?互换性的含义在我们日常生活中到处都能遇到。例如，相同规格的任一灯泡坏了，买个新的装上就行了;自行车、钟表的某个零件坏了，也可以换个新的，同样能很好地满足使用要求。这是为什么呢?就是因为这些合格的产品和零部件具有在尺寸、功能上能够彼此互相替换的性能，即具有互换性。下一页返回1.1互换性与公差的基本概念1.1.2公差的含义在加工零件过程中，由于各种因素的影响(包括机床、刀具、温度等)，零件的各部分尺寸、形状和表面粗糙度等几何量难以达到理想状态，它们总有偏大或者偏小的误差。但从零件的使用功能来看，并不要求零件的几何量加工制造得绝对准确，只要求这个误差在控制允许的范围内变动。由此可知，公差是指零件几何量在某一规定的范围变动，以保证同一规格零件彼此充分接近。这个允许变动的范围称为公差。上一页下一页返回1.1互换性与公差的基本概念1.1.3互换性的作用从设计方面，若零部件具有互换性，设计者可以最大限度地选用标准件、通用件和标准部件，这样减少了计算和绘图等工作，缩短设计周期。也有利于设计人员应用计算机辅助设计(CAD)技术，促进新产品的高速发展。从制造方面，零部件的互换性有利于组织生产协作，进行专业化生产，便于使用专用加工设备和计算机辅助制造(CAM)技术，从而提高产品质量和生产率、大大降低制造成本。从使用和维修方面，由于零部件具有互换性，那些已磨损或损坏的零部件，可方便地用相同类型的新零部件进行替换，减少了维修时间，节约修理费用，保证了机器连续性运转，提高了机器的应用寿命和使用价值。上一页下一页返回1.1互换性与公差的基本概念1.1.4互换性的分类1.根据零部件互换的形式和程度，可分为完全互换性和不完全互换性

(1)完全互换性(简称互换性)。就是以同一规格的零部件在装配或更换时，不需要挑选，也无需修配，装配后就能满足使用要求的互换性。

(2)不完全互换性(也称有限互换性)。就是装配精度要求较高的零部件在装配时，允许采取附加的选择或调整等措施。它可以采用分组装配法、调整法或其他方法来实现不完全互换性。上一页下一页返回1.1互换性与公差的基本概念2.对标准部件或机构，互换性可分为内互换与外互换

(1)内互换。就是组成标准部件的零件或机构内部之间的互换性。如滚动轴承的内、外圈滚道直径和滚动体(滚珠或滚柱)直径间的配合。内互换一般装配精度要求高，在了内组装、使用中不再更换内部零件。

(2)外互换。就是标准部件或机构与其相配零部件或机构件之间的互换性。例如滚动轴承内圈的内径与传动轴的配合，外圈的外径与机座孔的配合。一般地，外互换用于了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。上一页返回1.2标准化与优先数系1.2.1标准与标准化

1.标准与标准化的概念标准是对重复性事物(如产品、零部件)和概念(术语、规则、方法、符号、量值、计算公式)所做的统一规定。它的制订是以科学技术和实践经验的综合成果为基础，经有关部门协商一致，由主管机构批准，并以特定形式颁布，作为共同遵守的准则和依据。标准一经颁布，就是技术法规，具有法制性，不允许随意修改和拒不执行。下一页返回1.2标准化与优先数系2.标准的制定和分类标准的种类繁多，分类不甚相同。按其性质，标准可分为技术标准和管理标准。技术标准又可分为基础标准、产品标准、方法标准、安全标准、卫生标准、环境保护标准。管理标准又可分为生产组织标准、经济管理标准和服务标准。我国标准按照使用范围分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准四个层次。上一页下一页返回1.2标准化与优先数系3.标准化的发展及意义标准化的发展是随着工业的兴起而发展的，它是社会生产劳动的产物。随着生产的发展，国际间的交流也越来越频繁，因而出现了地域性和国际性的标准化组织。1926年成立了国际标准化协会(简称ISA)。直到第二次世界大战结束以后，1947年2月国际标准化协会重新组建，改名为国际标准化组织(简称ISO)，其主要活动是负责制定国际标准、协调世界范围内的标准化工作与传播交流信息，与其他国际组织合作，共同研究相关问题。现在这个世界上最大的标准化组织已成为联合国甲级咨询机构。上一页下一页返回1.2标准化与优先数系1.2.2优先数系和优先数

1.优先数系为了满足我国工业生产的需要，国家标准(GB/T321-2005)《优先数和优先数系》规定十进制等比数列为优先数系，并规定了五个优先数系，分别用符号R5,R10,R20,R40,和R80表示，称为Rr系列，公比。其中，R5,R10,R20,R40四个数系为基本系列，R80为补充系列，仅在参数分级很细，基本系列不能适应实际需要时，才考虑采用。上一页下一页返回1.2标准化与优先数系2.优先数优先数系的五个系列中任一项值均称优先数，其理论值大多数为无理数，实际应用时要加以圆整。在产品设计时对主要尺寸和参数必须采用优先数。通常，机械产品的主要参数按R5和R10系列取值;专用工具的主要尺寸按R10系列取值;通用零件和工具及通用型材的尺寸等按R20系列取值。

3.优先数系的应用优先数和优先数系是工程上对技术参数予以简化、协调、统一的一种科学的数值制度，它适合各种数值的分级，也是国际上统一的数值分级制度。优先数系分档合理，简单易记，有利于简化统一，便于插人和延伸，计算方便，应用广泛。对保证各种工业产品的品种、规格，经济而合理地满足用户的各种要求，具有重大的作用。上一页返回1.3技术测量及其发展1.3.1几何量检测的重要性几何量的检测是实现互换性必不可少的重要措施。按照公差标准进行正确的精度设计，只是实现互换性的前提条件。要想把设计要求转换为现实，除了选用合适的加工设备和加工方法外，还必须要进行测量和检验，要按照公差标准和检测技术要求对零部件的几何量进行检测，使那些不符合公差要求的产品作为不合格品而被淘汰，才能保证零部件的互换性。所以，检测工作是组织互换生产必不可少和非常重要的环节。没有检测，互换性生产就得不到保证，公差要求也变成了空洞的设想。实际上，任何一项公差要求都要有相应的检测手段相配合，即规定公差和进行检测，是保证机械产品质量和实现互换性生产的两个必不可少的条件。下一页返回1.3技术测量及其发展1.3.2技术测量的发展概况几何量检测在我国悠久的历史上，很早就有记载。早在商朝，我国就有了象牙制成的尺，秦朝就已经统一了度量衡制度，西汉已有了铜制卡尺。但由于长期的封建统治，使得科学技术未能进一步发展，检测技术和计量器具一直处于落后状态。新中国成立后，政府十分重视检测技术的发展。大力建设和加强计量制度，1959年成立了国家计量局，先后颁布了《中华人民共和国计量管理条例》、《中华人民共和国计量法》等。健全了统一的量值传递系统，保证了全国计量单位的统一，也促进了产品质量的提高。同时，在计量科学研究和计量管理方面，国家投人大量的人力和物力，成立了完整的计量研究、制造、管理、鉴定、测量体系，并取得了今人瞩目的成绩。上一页返回1.4木课程的性质与主要任务

本课程是机械类各专业的一门重要技术基础课程，是学习过程中联系机械设计课程与机械制造工艺课程的纽带，是从基础课学习过渡到专业课学习的桥梁。本课程的任务主要包括精度设计与几何量检测两部分内容。设计任何机器设备，除了运动分析、结构设计、强度和刚度的计算以外，还有精度设计。机器的精度直接影响其工作性能、振动、噪声、寿命和可靠性。进行机器精度设计时，应处理好产品的使用要求与制造成本的矛盾，解决方法是要给出合理的公差，将各种误差(尺寸误差、形状误差、位置误差等)限定在一定的范围之内。机器零件加工后是否符合精度要求，只有通过检测才知道。所以，检测是精度要求的技术保证。