《互换性原则》PPT课件.ppt

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1、公差配合与技术测量公差配合与技术测量主讲：张进 石家庄信息工程职业学院2012.3 项目一项目一 互换性原则互换性原则教学设计教学设计 3教学方式教学方式课堂讲授课堂讲授案例讨论案例讨论课堂交流课堂交流4任务要点任务一、互换性的概念及在机械制造任务一、互换性的概念及在机械制造 中的作用中的作用 任务三、互换性与标准化任务三、互换性与标准化 任务二、互换性与技术测量任务二、互换性与技术测量任务五、任务五、课程的研究对象与任务课程的研究对象与任务 任务四、优先数和优先数系任务四、优先数和优先数系5学习目标学习目标 1、明确本课的性质、地位与作用，学习方法与 要求。2、了解互换性的含义、概念、种类，

2、明确互换 性在生产中的作用。3、了解标准化的概念、意义及分类。4、理解加工误差和公差的概念、分类。5、了解优先数和优先数系的基本知识及在标准 化中的作用。6 任务一任务一 制互换性的概念及在机械制造互换性的概念及在机械制造 中的作用中的作用引引 言言 在生产实践中，为了高效率、高精度制在生产实践中，为了高效率、高精度制造出合格零件，实现零件的互换性，必须造出合格零件，实现零件的互换性，必须要协调好：要协调好：1.1.零件的精度与制造之间的矛盾；零件的精度与制造之间的矛盾；2.2.零件相互之间的矛盾；零件相互之间的矛盾；3.3.测量精度与测量方法之间的矛盾测量精度与测量方法之间的矛盾。尺寸公差尺

3、寸公差 ；形位公差形位公差 表面粗糙度表面粗糙度 ；典型零件的特殊公差典型零件的特殊公差(齿轮泵)图0-1齿轮液压泵传动图1-泵盖2-纸垫3-泵体4-齿轮轴5-销6-泵盖7-毡圈8-螺塞9-齿轮10-螺钉一、互换性的概念一、互换性的概念 互换性的概念互换性的概念 互换性互换性(interchangeability)(interchangeability)同一规格工件，同一规格工件，不需要作任何挑选和附加加工，就可以装配到所不需要作任何挑选和附加加工，就可以装配到所需的部位上，装配后并能满足使用要求。需的部位上，装配后并能满足使用要求。装配前不必挑选装配中不必调整修配装配后满足规定的性能要求问题

4、：如何使工件具有互换性？一、互换性的概念一、互换性的概念互换性的条件互换性的条件 实际尺寸在允许的范围内形状误差在允许的范围内位置误差在允许的范围内表面粗糙度达到规定的要求二、互换性的作用二、互换性的作用产品设计产品设计产品设计产品设计由于标准零部件采用互换性原则设计和生产，因而可以简化绘图、计算等工作，缩短设计周期，加速产品的更新换代，且便于计算机辅助设计（）。生产制造生产制造生产制造生产制造 按照互换性原则组织加工，实现专业化协调生产，便于计算机辅助制造（），以提高产品质量和生产效率，同时降低生产成本。装配过程装配过程装配过程装配过程零部件具有互换性，可以提高装配质量，缩短装配时间，便于实

5、现现代化的大工业自动化，提高装配效率。二、互换性的作用二、互换性的作用使用过程使用过程使用过程使用过程 由于工件具有互换性，则在它磨损到极限或损坏后，很方便地用备件来替换。可以缩短维修时间和节约费用，提高修理质量，延长产品的使用寿命，从而提高机器的使用价值。上一页返回二、互换性的作用二、互换性的作用互换性的作用互换性的作用使用过程：方便替换 缩短维修时间和节约费用 生产制造：专业化协调生产 提高产品质量和生产效率装配过程：缩短装配时间提高效率产品设计：简化绘图、计算 加速产品更新换代三、互换性的分类三、互换性的分类互换性的分类互换性的分类完全互换：完全互换：一批零、部件装配前不经选择，装配时也

6、不许修配和调整，装配后即可满足预定的使用要求。用于成批大量生产的标准零部件。不完全互换：不完全互换：虽是同一规格的零件，但在装配时需要进行挑选或修配才能满足使用要求（分组互换法、修配法、调整法）。用于生产批量小和装配精度要求高的情况。15任务二任务二 互换性与技术测量互换性与技术测量一、加工误差与公差一、加工误差与公差 、加工误差加工误差 尺寸误差宏观几何形状误差相互位置误差表面粗糙度加加 工工 误误 差差尺寸、形状误差尺寸、形状误差位置误差位置误差表面粗糙度 一、加工误差与公差一、加工误差与公差、公差、公差 公差：控制几何参数的技术规定就称“公差”，即为实际参数值所允许的最大变动量。一、加工

7、误差与公差一、加工误差与公差、加工误差与公差、加工误差与公差 问题：加工误差与公差的区别与联系问题：加工误差与公差的区别与联系区别：误差在加工过程中产生，区别：误差在加工过程中产生，公差由设计人员确定公差由设计人员确定联系：公差是误差的最大允许值联系：公差是误差的最大允许值举例二、技术测量二、技术测量 技术测量技术测量 技术测量是实现互换性的技术保证 统一计量单位 计量器具的发展24任务三任务三互换性与 标准化 一、一、标准化和标准含义标准化和标准含义 标准化和标淮含义 标准化就是指在经济、技术、科学以及管理等社会实践标准化就是指在经济、技术、科学以及管理等社会实践中，对重复性的事物（如产品、

8、零件、部件）和概念（如术中，对重复性的事物（如产品、零件、部件）和概念（如术语、规则、方法、代号、量值），在一定范围内通过简化、语、规则、方法、代号、量值），在一定范围内通过简化、优选和协调，做出统一的规定，经审批后颁布、实施，以获优选和协调，做出统一的规定，经审批后颁布、实施，以获得最佳秩序和社会效益一个活动过程。得最佳秩序和社会效益一个活动过程。标准化的主要体现形式是标准。标准就是为在一定的范标准化的主要体现形式是标准。标准就是为在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或结果规定的共同的和重复使用围内获得最佳秩序，对活动或结果规定的共同的和重复使用的的规则、导则或特性文件规则、导则或特性文件。一

9、、一、标准化和标准含义标准化和标准含义 公差标准的制定公差标准在工业革命中起过非常重要的作用 国际国际国际国际l1902年颁布了全世界第一个公差与配合标准（极限表）l1924年英国在全世界颁布了最早的国家标准B.S 1641924，紧随其后的是美国、德国、法国l1929年俄罗斯（前苏联）也颁布了“公差与配合”标准l1926年成立了国际标准化协会（ISA），1940年正式颁布了国际“公差与配合”标准，1947年将ISA更名为ISO（国际标准化组织）。一、一、标准化和标准含义标准化和标准含义 我国：我国：我国：我国：l1959年我国正式颁布了第一个公差与配合国家标准（GB15917459）l197

10、9年以来对旧的基础标准进行了两次修订：一次是上世纪八十年代初期，（GB1800180479、GB1182118480、GB103183）；另一次是九十年代中期（GB/T1800.11997GB/T11821996GB/T10311995）二二.标准的分类和分级标准的分类和分级 11标准的分类标准的分类技术标准生产组织标准经济管理标准按性质不同，分为 按适应程度不同，分为 基础标准一般标准 按法律属性不同，分为 强制性标准，其代号为“GB”推荐性标准，其代号为“GB/T”22标淮分级标淮分级 按制定的范围不同，标准分为 国际标准 ISO IEC国家标准 GB 地方标准行业标准 如机械（JB）企业

11、标准 QB 任务四任务四 优先数和优先数系优先数和优先数系优先数和优先数系优先数和优先数系生产实践证明，对于产品技术参数合理分档、分级，生产实践证明，对于产品技术参数合理分档、分级，对产品技术参数进行简化、协调统一，必须按照科学、统对产品技术参数进行简化、协调统一，必须按照科学、统一的数值标准，即优先数与优先数系。它是一种科学的数一的数值标准，即优先数与优先数系。它是一种科学的数值制度，也是国际上统一的数值分级制度，它不仅适用于值制度，也是国际上统一的数值分级制度，它不仅适用于标准的制定，也适用于标准制定前的规划、设计，从而把标准的制定，也适用于标准制定前的规划、设计，从而把产品品种的发展一开

12、始就引入科学的标准化轨道。因此，产品品种的发展一开始就引入科学的标准化轨道。因此，优先数系是一个国际上统一的重要的基础标准。优先数系是一个国际上统一的重要的基础标准。优先数和优先数系优先数和优先数系产品无论在设计、制造，还是在使用中，其规格产品无论在设计、制造，还是在使用中，其规格（零件尺寸大小，原材料尺寸大小，公差大小、承载能力（零件尺寸大小，原材料尺寸大小，公差大小、承载能力及所使用设备、刀具、测量器具的尺寸等性能与几何参数）及所使用设备、刀具、测量器具的尺寸等性能与几何参数）都要用数值表示。而产品的数值是有扩散传播的，例如，都要用数值表示。而产品的数值是有扩散传播的，例如，复印机的规格与

13、复印纸的尺寸有关，复印纸的尺寸则取决复印机的规格与复印纸的尺寸有关，复印纸的尺寸则取决于书刊、杂志的尺寸，复印机的尺寸又影响造纸机械、印于书刊、杂志的尺寸，复印机的尺寸又影响造纸机械、印刷机械等的尺寸。又如，某一尺寸的螺栓会扩散传播到螺刷机械等的尺寸。又如，某一尺寸的螺栓会扩散传播到螺母尺寸，制造螺栓的刀具（丝锥、板牙等）尺寸，检验螺母尺寸，制造螺栓的刀具（丝锥、板牙等）尺寸，检验螺栓的量具（螺纹千尺、三针直径）的尺寸，安装刀具的工栓的量具（螺纹千尺、三针直径）的尺寸，安装刀具的工具，工件螺母的尺寸等。由此可见，产品技术参数的数值具，工件螺母的尺寸等。由此可见，产品技术参数的数值不能任意选，不

14、然会造成产品规格繁杂，直接影响互换性不能任意选，不然会造成产品规格繁杂，直接影响互换性生产、产品的质量以及产品的成本生产、产品的质量以及产品的成本。下一页返回优先数和优先数系优先数和优先数系1、优先数和优先数系的概念 优先数和优先数系就是对各种技术参数的数值进行协调、优先数和优先数系就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。简化和统一的一种科学的数值标准。GB/T321-1980GB/T321-1980优先数和优先数系优先数和优先数系就是其中的一个重要就是其中的一个重要标准。在确定机械产品的技术参数时，应尽可能地选用该标准。在确定机械产品的技术参数时，应尽可能地选用该标

15、准中的数值。标准中的数值。2、优先数系 优先数系是一种十进制的几何级数。我国标准优先数系是一种十进制的几何级数。我国标准GB321-80GB321-80与国与国际标准际标准ISOISO推荐推荐R5R5、R10R10、R20R20、R40R40、R80R80系列，前四项为基系列，前四项为基本系列（见表本系列（见表1-11-1）,R80,R80为补充系列。为补充系列。(1)(1)基本系列基本系列 优先数系中的优先数系中的R5R5、R10R10、R20R20、R40R40四个系列是四个系列是常用系常用系 列，称为基本系列。列，称为基本系列。(3)(3)派派生生系系列列 派派生生系系列列是是从从R5R

16、5、R10R10、R20R20、R40R40、R80R80五个系列中，每隔五个系列中，每隔P P项取值导出的系列。其公比为：项取值导出的系列。其公比为：qr/p=10p/r 代号为Rr/p，其中r代表5、10、20、40、80(2)(2)补充系列补充系列 R80R80系列仅在参数分级很细或不能满足需系列仅在参数分级很细或不能满足需要时才采用，称为补充系列。其代号表示方法与基本系要时才采用，称为补充系列。其代号表示方法与基本系列相同。列相同。3.3.优先数与优先数系优先数与优先数系技术参数不能随便使用 数值使用广泛 数值具有扩散型优先数与优先数系：对产品技术参数合理分档、分级，对产品技术参数进行

17、简化，协调统一一般优先选择R5系列、其次为R10系列、R20系列等等 任务五任务五 课程的研究对象和任务课程的研究对象和任务一、课程的特点和学习方法一、课程的特点和学习方法本课程的特点本课程包含了公差配合和技术测量两个范畴，是从基本课程包含了公差配合和技术测量两个范畴，是从基础课学习过渡到专业课的桥梁。课程以国家的公差标准为础课学习过渡到专业课的桥梁。课程以国家的公差标准为理论技术支撑，研究的对象是零、部件几何参数的互换性。理论技术支撑，研究的对象是零、部件几何参数的互换性。本课程的特点是术语定义、符号、代号、图形、表格多；本课程的特点是术语定义、符号、代号、图形、表格多；公式、指导少、经验数

18、据和定性解释多；内容涉及面广、公式、指导少、经验数据和定性解释多；内容涉及面广、抽象、理论性强。在学习的过程中，要在正确理解的基础抽象、理论性强。在学习的过程中，要在正确理解的基础上熟记要点，不要机械地死记硬背。上熟记要点，不要机械地死记硬背。本课程的先修课程为高等数学、机械制图、机械制本课程的先修课程为高等数学、机械制图、机械制造基础等，通过课程学习为后续的机械设计基础、几何量造基础等，通过课程学习为后续的机械设计基础、几何量计量、机床夹具设计、机械制造工艺等专业课程打下基础计量、机床夹具设计、机械制造工艺等专业课程打下基础。二、课程的研究对象与任务二、课程的研究对象与任务 性质：技术基础课

19、。互换性属于标准化的范围，而技术测量技术基础课。互换性属于标准化的范围，而技术测量属于计量学，本课程就是将理论和实践紧密结合的学科属于计量学，本课程就是将理论和实践紧密结合的学科特点：定义多，概念多，符号多定义多，概念多，符号多,标准多，记忆内容多，但标准多，记忆内容多，但简单，易学。简单，易学。重要性：承上启下。从课程设计至毕业设计的应用，毕业承上启下。从课程设计至毕业设计的应用，毕业后的应用。后的应用。任务：从互换性角度出发，围绕误差与公差来研究，如何解从互换性角度出发，围绕误差与公差来研究，如何解决使用与制造的矛盾。而这一矛盾的解决是合理确定公差和采决使用与制造的矛盾。而这一矛盾的解决是

20、合理确定公差和采用适当的技量手段。用适当的技量手段。三、课程的教学要求三、课程的教学要求 （）了解机械零件几何精度，互换性与标准化的基本概念；正确理解图样上所标注的各种公差配合代号的技术含义；掌握公差配合、形位公差和表面粗糙度的国家标准及其应用。（）掌握测量技术的基本知识；熟悉常用量具和量仪的基本结构、工作原理、各部分作用及调整使用知识，熟悉多种精密量仪的结构、原理和各组成部分的作用。（）熟悉常用典型结合的公差配合和检测方法。（）正确、熟练地选择和使用生产现场的量具、量仪对零部件的几何量进行准确检测和综合处理检测数据。本讲小结本讲小结机械零件必须同时满足两个条件才具有互换性：装配时，不需要经过

21、挑选、修配和调整。装配后能满足使用要求。互换性在产品的设计、制造、使用维修等方面都具有积极作用。实际生产中，可根据产品的复杂程度、精度要求、生产规模的大小以及生产设备和技术水平等的不同，采用完全互换、不完全互换；内互换、外互换。互换性是现代化生产的重要原则。但互换性必须通过标准化来实现。制订和贯彻公差标准并采用相应的技术测量措施是实现互换性的必要条件。而优先数系则是标准化在互换性学科中最直接的应用。在加工过程中，零件的实际几何参数不可避免地会与其理想几何参数之间产生差异，即，产生几何量误差。但该误差只要在允许的范围内，零件就具有互换性。因此，设计人员在设计时应根据零件的功能要求给出允许该零件的变动量，即，规定公差，以便生产中以此为依据来判别零件是否合格。40作业：作业：1、41谢谢大家！谢谢大家！