互换与技术测量-第1章 (2).ppt

1、互换性与技术测量,教师：邢晓红,办公室：A3-207,其中课堂上只讲第一、二、三、四、五、六、九、十章等八章；第二章在实验中详细讲述；第七、八章和第十一、十二章供学生在课程设计和毕业设计时参考。,重点：第三、四、五、十等章。,难点：第四章和第十章。,本课程的性质,本课程为机械设计方面的技术基础课；,精度设计,机械设计 内容,运动设计,结构设计,强度和刚度设计,技术基础课,第一章 绪 论,内容提要：,1.互换性的概念 （1）互换性的含义； （2）互换性的分类； （3）互换性在机械制造中的作用。 2.标准化与优先数系 （1）标准化和技术标准的定义； （2）标准化在工业生产中的作用； （3）优先数系

2、的形成和作用。,3.检测技术的发展 4.本课程的特点和任务 （1）本课程的特点和学习方法； （2）本课程的任务。,第一章 绪 论,1.1 互换性的概念,1.1.1互换性的含义,1.互换性（interchangeability）的定义：,是指在同一规格的一批零件或部件中任取一件，装配时，不需经过任何选择、修配或调整，就能装配在整机上，并能满足使用性能要求的特性。,互换性应同时具备的两个条件：,1.1.2互换性的分类,1.按互换性程度分,完全互换（绝对互换）,不完全互换（有限互换）,完全互换性：若零件在装配或更换时，不需选择、辅助加工或修配，则其互换性为完全互换性。,不完全互换性：可作选择，但不能

3、进行直接装配。包括概率法装配、分组法装配或者在装配时采用调整等措施。,分组装配法：,将零件的制造公差适当地放大，使之便于加工，而在零件加工后装配前，用测量器具将零件按实际尺寸的大小分为若干组，使每组零件间实际尺寸的差别减小，装配时按相应组进行（即大孔与大轴相配，小孔与小轴相配）。,目的： 即可保证装配精度和使用要求，又能减少加工难度、降低成本。,汽缸、活塞机构 要求配合间隙为：0 0.002 m m,实际制造： 汽缸：40 40.005mm 活塞：39.999 40.004mm,汽缸分组 活塞分组 1 40.000 40.001 39.999 40.000 2 40.001 40.002 40

4、.000 40.001 3 40.002 40.003 40.001 40.002 4 40.003 40.004 40.002 40.003 5 40.004 40.005 40.003 40.004,2.按标准零部件和机构分,外互换,内互换,外互换：,是指零件或机构与其相配件间的互换性。,例如：滚动轴承内圈直径与轴的配合、外圈直径与机座孔的配合。,内互换：,是指零件或机构内部组成零件间的互换性。,例如：滚动轴承内、外圈滚道直径与滚珠（滚柱）直径的配合。,外互换 ( 厂外互换D、d),内互换 ( 厂内互换D、d ),例如：,一般来说，,不完全互换只用于部件或机构的制造厂内部的装配。,至于厂外

5、协作，,即使批量不大，往往也要求完全互换。,究竟是采用完全互换，还是不完全互换，或者部分地采用修配调整，,要由产品精度要求与其复杂程度、产量大小（生产规模）、生产设备、技术水平等因素决定。,广义互换性可分为功能互换性和几何参数互换性。,本课程只研究几何参数的互换性，即机械精度设计。,保证使用,保证装配,2.公差（tolerance）的含义,形状精度,尺寸精度,位置精度,微观轮廓精度,允许几何量变化的范围。,机械精度设计的内容：,1.1.3互换性在机械制造生产中的作用,1.从使用方面看：,2.从制造方面看：,3.从设计方面看：,节省装配、维修时间，保证工作的连续性和持久性，提高了机器的使用寿命。

6、,便于实现自动化流水线生产、装配，减轻劳动量。,大大减轻设计人员的计算、绘图的工作量，简化设计程序和缩短设计周期。,如何保证互换性？ 在工业生产中全面实行 标准化,1.2 标准化与优先数系,1.2.1标准化（standardization）,标准化是互换性生产的基础，没有标准化就没有互换性。,1.定义：,为在一定范围内获得最佳秩序，对实际或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动。,2.技术标准：,以生产实践和科学实验为基础，由有关方面协调制定，并经一定程序批准后，在一定范围内具有约束力的法规。,3.技术标准分类：,按应用范围分,国际标准,国家标准,GB，GB/T，GB/Z,省市部标准,IE

7、C,ITU,GJB,ISO,企业标准,ISO: International Standardization Organization,IEC: International Electrotechnical Commission,ITU: International Telecommunication Union,ISO标准的内容涉及广泛,从基础的紧固件、轴承各种原材料到半成品和成品,其技术领域涉及信息技术、交通运输、农业、保健和环境等。,ISO9001指国际质量管理体系，引进过程中，将国际标准转换为国家标准，转换方式有等同采用和等效采用两种。 在我国是采用等同采用的方式采用该标准的，就是说没有

8、作任何改动的引用此标准。为便于识别在引用国际标准上我们加了“10000”，故引用后的质量管理体系标准正确写法为：ISO9001：2000 idt GB/T19001：2000。其中idt表示等同采用的意思，GB/T代表国家推荐标准的意思。,“ISO9001”与“GB/T19001”的区别及来源：,d）GB/T19011，提供审核质量和环境管理体系指南。,GB/T19000族标准包括的标准：,a）GB/T19000，质量管理体系基础知识并规定质量管理体系术语；,b）GB/T19001，规定质量管理体系要求，用于证实组织具有提供满足顾客要求和适用法规要求的产品的能力，目的在于增进顾客满意；,c）G

9、B/T19004，质量管理体系的有效性和效率两方面的业绩改进指南；,1.2.2优先数系和优先数,1.优先数系（series of preferred numbers） 十进制几何级数,（1）定义：,由公比为,且项值中含有10的整数幂的理论等比数列导出的一组近似等比数列。,优先数系和优先数是对各种技术参数的数值进行协调、简化和统一的一种科学的数值标准。,（2）优先数系的种类,基本系列：,补充系列：,派生系列：,R5、R10、R20、R40,R80,见P5表1.1,基本系列：,补充系列：,R5、R10、R20、R40,R80,系列无限定范围时：用R5、R10、R20、R40表示；,系列有规定范围时

10、，应注明界限值。,例如： R10（1.25）,R40（45）,R40（75300）,表示以1.25为下限的R10系列；,表示以45为上限的R40系列；,表示以75为下限和300为上限的R40系列；,是指在Rr（r=5,10,20,40,80）系列中每隔p项取一项形成的等比系列。,代号表示方法：,公比为：,系列无限定范围时，应指明系列中含有的一个项值，如果系列中含有项值1,可简写为Rr/p 。,派生系列：,系列有限定范围时，应注明界限值。,(3)派生系列,例如R10/3、R10/3(80)；,例如R20/4(112)，R40/5(60)，R5/2(1100),例如R10/3，公比为q10/3=1

11、03/10 2,由表1.1可得下表。,2.优先数（preferred numbers）,按近似程度分,理论值：,计算值：,常用值：,化整值：,见表01.1,理论等比数列的项值。,对理论值取五位有效数字的近似值。,即通常所称的优先数，取三位有效数字进行圆整后规定的数值。,对基本系列中的常用值作进一步圆整后所得的值，一般取两位有效数字。,3.优先数系的应用,优先数系的应用顺序为：,（尽量采用含有1的）,（）在一切标准化领域中应尽可能采用优先数系,（）区别对待各个参数采用优先数系的要求,（）按“先疏后密”的顺序选用优先数系,1.3 检测技术的发展,根据国际计量大会的统计，机械零件加工的精度大约每十年

12、提高一个数量级，这是由于检测技术不断发展的缘故。,检测技术是实现互换性生产的重要手段，它们是相互依存，又相互促进。,1.4 本课程的特点和任务,一、本课程的特点和学习方法,1.特点：,（1）本课程为机械设计方面的技术基础课；,机械设计内容有：运动设计；结构设计；强度和刚度设计；精度设计（几何量精度设计）。,本课程只研究精度设计。,（2）多、强、大,定义、符号、公式、标准规定和经验解法多；,多：,强：,原则性强，因为必须按国标有关规定进行设计；,大：,实际应用中灵活性大。,2.学习方法,本课程尽管概念多，涉及面广，但各部分都是围绕着保证互换性为主的精度设计问题，介绍各种典型零件几何精度的概念，分析各种零件几何精度的设计方法，论述各种零件的检测规定等。,所以：,（）在学习中应注意及时总结归纳，找出他们之间的关系和联系。,（）要认真按时完成作业，认真做实验和写实验报告。,（）熟悉并掌握课本上的例题。,(3) 初步学会根据使用要求，正确设计几何量公差并正确地标注在图样上；,(4) 了解各种典型几何量的检测方法和初步学会使用常用的计量器具。,总之，本课程的任务是使学生获得机械工程师必须掌握的精度设计和检