西工大--互换性课件
公差与技术测量 （互换性与测量技术）,西北工业大学机电学院 张云鹏,第1章 绪论,1.1 互换性 1.1.1 互换性的概念,高级汉语大词典 互换：相互交换（同类之物）;以（某物） 易 （某物）;交换,交换、互相交换、互换,听说过我(互换性)吗？,互换性在哪里？,家用电器、电脑如何修理？,一架飞机有成千上万个零部件，怎么装配起来呢？,日光灯管坏了，怎么办？,1. 定义,互换性： (Interchangeability) 在一批相同规格的零件或部件中任意拿出一个，不需要任何辅助加工或钳工修配就能装到所属的部件或机器中去，而且能达到预定的配合性能和功能要求。,基本前提：规格型号相同的同一类零部件、元器件。 满足条件：不需要挑选、修配、调整等辅助加工能装配；装配或更换后能满足功能和性能要求。,2. 互换性原则,互换性是现代工业生产的重要原则之一。,互换性原则,高效率原则,低成本原则,有所侧重原则,现代企业生产、管理的几大原则：,3.互换性生产,现代工业生产的特点：专业化分工协作 专业化协作生产的前提：互换性生产。 互换性生产的作用：既能满足各生产部门之间广泛的协作要求，又能进行高效的专业化生产。 注意：并不是任何情况下，互换性生产都是有效的。 例如：单件、小批量生产，特精密仪器的生产。,1.1.2 互换性的分类 （按决定参数分）,功能互换性-规定功能参数公差 机械性能、物理性能、化学性能、电气性能，,几何参数互换性 -规定几何参数公差,几何参数： 尺寸大小 （宏观、微观）几何形状 形面间相互位置关系,1.1.2 互换性的分类 （按照互换程度和范围分）,完全互换（绝对互换） 一批零件装配时，不需辅助加工、选择等。 不完全互换（有限互换） 当装配精度要求很高时，可放宽公差，然后按实际尺寸分组，使组内零件实现互换。,1.1.2 互换性的分类 （按应用场合分）,外部互换 部件与其相配件之间的互换性。 例：轴承与轴。 内部互换 部件内部零件之间的互换性。 例：轴承各零件。,1.1.3 互换性的作用,设计方面： 缩短周期、利于信息化、产品多样化。 制造方面： 利于专业化生产、采用先进工艺和设备，实现加工和装配的机械化、自动化，提高生产率和产品质量，降低成本。 生产管理方面： 便于科学管理 使用和维修方面: 及时更换零部件，减少维修时间和费用，提高机器的使用价值。,1.1.4 如何实现互换性？,规定公差（Tolerance） 为什么要规定公差？ 公差要求越高越好？ 测量 制造的眼睛 保证互换性时为什么需要测量？ 标准化 是实现互换性生产的基础。,1.2.1 标准化,简化、统一化、系列化、通用化 最佳协调,2. 基本原理,1. 什么是标准化？ 包括标准的制定、宣传、贯彻、执行、修订，循环往复、不断提高的全过程。,1.2 标准化与标准,3. 标准化的重要作用,是广泛实现互换性生产的必要前提； 是实现科学管理的重要组成部分； 是反映社会现代化水平的重要标志之一。,规矩、行规、游戏规则,1.2.2 标准,1. 标准的种类,标准技术法律 法律社会标准,2. 标准的等级、级别（国内）,国家标准：GB、GJB，具法律性质、强制执行 例： GB3314 2006内燃机车通用技术条件 GJB 368.287装备维修性通用规范 行业标准（专业标准）：JB、HB、 地方标准：DB+地区代号。 例： DB61/XXX-2008 陕西省地方标准 企业标准：QB 例： Q/JD 13892006 SC7132C轿车（重庆长安企业）,3. 国际标准,国际标准化组织ISO（International Standardization Organization） 国际电工委员会IEC（International Electrotechnical Commission） 国际电信联盟ITU（International Telecommunications Union）,名气最大的国际标准： ISO 9000质量管理体系族标准 ISO 14000环境标准,4. 各国标准采用国际标准的方式,等同采用（idtISO ） 内容和形式完全与国际标准相同。 等效采用/修改采用（eqvISO ） 内容与国际标准完全相同，形式上不完全相同。 不等效采用（neqISO ） 在技术、内容上与国际标准不相同。,5. 我国公差标准的历史,1959年我国编制公差与配合标准，全盘套用前苏联的标准。 GB159174-59 公差与配合标准 1979年国家标准局决定采用国际标准。 GB18001804-79 公差与配合标准 1997后更名为极限与配合并用GB/T。 GB/T1800.1-1997 公差与配合 基础 第1部分：词汇,1.3 几何量检测技术,1.3.1 检测的基本概念 是检验和测量的总称。 测量对象、计量单位、测量方法、测量准确度是测量的四个要素。,1.3 几何量检测技术 1.3.2几何量检测技术的发展 1940：机械式比较仪，精度1.5 m； 1950：光学比较仪，精度0.2 m； 1960：电感、电容式测微仪，精度0.1 m； 1969：激光干涉仪，精度0.01 m； 1982：STM，精度nm级；接近加工精度的极限。 ,1.4 优先数和优先数系,1.什么是优先数和优先数系？ 一种科学的、国际上统一的数值分级制度，也是一组无量纲的分级数系，用于各种量值的分级。 制度 遵守 数系 作用 本课程中提出优先数的概念，主要是用于公差等级的分级。,2.优先数系 它是十进制等比数列。 我们可以把所有大于零的数分成若干个十进段，因此只要清楚了一个段内的优先数系那么就可以扩大相应的10n倍就可以了。 例：110，10100，10.1，0.10.01,1.4 优先数和优先数系,X101,X101,0,设每个十进制段内每进r项值增大10倍：,国标规定r值有5，10，20，40，80五种，分别表示为R5，R10，R20，R40，R80，称为R5系列R80系列等。各系列的公比如下：,1.4 优先数和优先数系,3.优先数 优先数系中的每一项值，就是优先数。 优先数的理论值：即 是无理数，不便于应用。 优先数的计算值：即理论值取5位有效数字的近似值。 优先数的常用值：对计算值的圆整。 优先数的化整值：对常用值进一步圆整，特殊场合使用。,1.4 优先数和优先数系,4.应用举例 显微镜、放大镜的放大率采用R5系列。 公差标准的制定中采用R5系列优先数。 基本尺寸的分段采用R10系列优先数。,1.4 优先数和优先数系,1.5 机械精度设计概述,1. 机械精度设计概念,机电产品设计,市场调研,方案设计论证,结构设计,精度设计,加工误差的产生：加工系统误差、人员误差、测量误差 加工误差的分类：尺寸误差、形状误差、相互位置误差 公差：控制加工误差的变动范围。 加工误差和公差的区别：加工误差是在加工过程中产生的、而公差是由设计者给定的。,2. 加工误差和公差,1.5 机械精度设计概述,机械精度设计任务：根据机械的功能和性能要求，正确合理地设计机械零件的尺寸精度、形状和位置精度以及表面粗糙度，并正确的标注在零件图和装配图上。 解决的矛盾： 零件精度与制造成本的矛盾 零件之间的矛盾 检测精度与检测方法之间的矛盾 机械精度设计方法：类比、试验、计算分析。,3. 机械精度设计任务,1.5 机械精度设计概述,1.5 机械精度设计概述,4 . 机械精度设计原则,互换性原则,标准化原则,精度匹配原则,优化原则,经济性原则,1.5 机械精度设计概述,互换性：课堂教学 极限与配合 形状与位置公差 表面粗糙度 典型零部件公差与配合：滚动轴承、螺纹、键与花键、圆锥与角度、齿轮传动 几何量公差检测（测量）：实验完成,5. 课程主要内容,6. 课程特点,1. 特点：技术基础课（主干）2. 重要性：承上启下。3组成：上课，作业，实验，考试 4性质：本课程就是将理论和实践紧密结合的学科。5任务：围绕误差与公差来研究，如何解决使用与制造的矛盾。6要求：掌握互换性与测量技术的基本原理。会使用各种公差标准与标注，并能进行一般的计量工作。,
