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第一章 互换性、标准与标准化

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精选第一章互换性与标准化的基本概念

精选第一章互换性与标准化的基本概念


2. 标准化
在经济、技术、科学及管理等社会实践中，对重复性事物和概念通过制订、发布和实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益，即标准化。
为了实现互换性，必须对公差值进行标准化，不能各行其是，标准化是实现互换性生产的重要技术措施。
1902年颁布了全世界第一个公差与配合标准（极限表） 1924年英国在全世界颁布了最早的国家标准B.S 164—1924，紧随其后的是美国、德国、法国1929年俄罗斯（前苏联）也颁布了“公差与配合”标准1926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）。
10.00
R20
1.003.55
1.124.00
1.254.50
1.405.00
1.605.60
1.806.30
2.007.10
2.248.00
2.509.00
2.8010.00
3.15
R40
1.001.903.556.70
1.062.003.757.10
1.122.124.007.50
1.182.244.258.00
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
4. 互换性的分类
完全互换
指同类零、部件加工好以后，不需经任何挑选、调整或修配等辅助处理，便可顺利装配，并在功能上达到使用性能要求。
不完全互换
指同种零、部件加工好以后，在装配前需经过挑选、分组、调整或修配等辅助处理，才可顺利装配，在功能上达到使用性能要求。
国际上的标准化发展历程
我国：1959年我国正式颁布了第一个《公差与配合》国家标准（GB159～174－59） 1979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，（GB1800～1804－79、GB1182～1184－80、GB1031－83）；另一次是九十年代中期（GB/T1800.1－1997GB/T1182－1996GB/T1031－1995）
互换性第二第三章复习

互换性第二第三章复习

极限尺寸与实体尺寸有如下关系
D ＝Dmin ，D ＝Dmax
M L
d ＝dmax ，d ＝dmin
M L
6.最大实体实效状态（MMVC）和最大实体实效尺寸(MMVS) 第 二 章 尺 寸 极 限 与 配 合
在给定长度上，实际要素处于最大实体状态且其中心要素 的形状或位置误差等于给出的形位公差值时的综合极限状态 称为最大实体实效状态（MMVC）。 该状态下的体外作用尺寸称为最大实体实效尺寸（MMVS）
Smin=0
孔
b) 过盈配合
δmax
δmin
第 二 章 尺 寸 极 限 与 配 合
轴
轴
δmax δmin=0
孔
孔
特征参数： • δmin＝Dmax－dmin＝ES－ei • δmax＝Dmin－dmax＝EI－es
c)过渡配合 :孔、轴公差带相互重叠，即可能具有S或δ的配合
第 二 章 尺 寸 极 限 与 配 合
+0.033
0 -0.041 0 +0.017 -0.051 -0.019
0.033 0.021 0.025 0.016 0.030 0.019
-0.020 +0.025 +0.033 -0.021 0
间隙配合 Smax =0.074 Smin =0.020
40
40.025 40.033
过渡配合 Smax =0.008 δmax =-0.033 过盈配合 δmin =-0.002 δmax=-0.051
基本尺寸
第 二 章
a)零线：以基本尺寸一边界为零线
+ 0 -
TD Td
EI es ei
a）间隙配合 孔的公差带在轴公差带上方，即具有间隙的配合（包括 Xmin＝0的配合）。对一批零件而言，所有孔的尺寸≥轴的尺寸
CH1互换性及标准化概论

CH1互换性及标准化概论


按互换的部位可分为 部件或机构与其相配件间的互换性。 外互换 部件或机构与其相配件间的互换性。如滚动轴承内 圈与轴、 圈与轴、外圈与轴承孔的配合 部件或机构内部组成零件间的互换性。 内互换 部件或机构内部组成零件间的互换性。如滚动轴承 外圈滚道直径与滚珠（滚柱） 内、外圈滚道直径与滚珠（滚柱）直径的装配 为使用方便，滚动轴承的外互换采用完全互换； 为使用方便，滚动轴承的外互换采用完全互换；而其内 互换则因其组成零件的精度要求高，加工困难， 互换则因其组成零件的精度要求高，加工困难，故采用分 组装配， 组装配，为不完全互换
本身的零部件 加工和检验用的刀、 加工和检验用的刀、夹、量具及机床等 使用性能 防止数值传播的紊乱 把产品品种的发展一开始就引向科学的标准化轨道 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。 协调、简化和统一的一种科学的数值标准。
优先数系由一些十进制等比数列构成，代号为 Rr 优先数系由一些十进制等比数列构成， R5 1, 1.6, 2.5, 4, 6.3,10 10 q10 = 10 ≈ 1 .25 R10 1, 1.25, 1.6, 2.0, 2.5, 3.15, 4.0, 5.0, 6.3, 8.0, 10 q 20 = 20 10 ≈ 1 .12 R20 R40 q 40 = 40 10 ≈ 1 .06
在生产中，为了满足用户各种各样的要求， 在生产中，为了满足用户各种各样的要求，同一品 种同一参数还要从大到小取不同的值， 种同一参数还要从大到小取不同的值，从而形成不同规 格的产品系列
例：普通车床加工最大直径 φ320，φ400，φ500， φ320，φ400，φ500，φ630 R10系列 系列） （R10系列） 形成产品系列
二、互换性在机械制造生产中的作用
公差与配合技术教材课件

公差与配合技术教材课件

二、有关“公差与偏差”的术语和定义
2.尺寸公差（公差）：允许尺寸的变动量，用T表示。 公差=最大极限尺寸—最小极限尺寸 =上偏差—下偏差
注：公差是绝对值，且不为零。
公差 下偏差 上偏差
最大极限尺寸 最小极限尺寸 公差
下偏差 上偏差
基本尺寸
第一节 极限与配合的基本术语
二、有关“公差与偏差”的术语和定义
轴： dM = dmax 孔： DM =Dmin
孔 轴
第一节 极限与配合的基本术语
一、有关“尺寸”的术语和定义（GB/T1800.1—1997）
(6)最小实体状态（LMC）和 最小实体尺寸(LMS)
最小实体状态指孔或轴在尺 寸公差范围内，具有材料量最 少时的状态。在此状态下的尺 寸称为最小实体尺寸。
大极限尺寸和最小极限尺寸的两条直 0
线所确定的区域。
_
公差带特性：
公差带大小 两个要素：
公差带位置
标准公差 基本偏差
+
基本尺寸
孔公差带 轴公差带
公差带图
第一节 极限与配合的基本术语
二、有关“公差与偏差”的术语和定义
+
孔1
轴1
EI
基本偏差
ei
为下偏差
0 _
基本偏差
为下偏差
孔2
ES
es
轴2
基本尺寸
基本偏差
地方标准 企业标准
人类社会
标准的分级
二、标准化与互换性生产的发展
3、标准的发展历程
要使零部件具有互换性，就要求制订统一的公差与配合标 准
1902，英国伦敦以生产剪羊毛机为主的钮瓦（Newall） 极限表
1906，英国国标B.S.27。1924，英国国标B.S.164。1925， 美国标准A.S.A.B 4a
互换性-第一章 绪论

互换性-第一章 绪论


例如：ISO9000质量管理体系标准 ISO14000环境管理体系标准
２） 国际电工委员会（简称IEC）
IEC - International Electrotechnical Commission
３）国际电信联盟（简称ITU)
International Telecommunication Union
显然，对于这种传播，如果没有一定的规则和标 准加以协调和引导，就会造成产品尺寸规格的杂乱． 所以数系的传播也存在有优化问题，这就是所谓“优 先数系”．
派Hale Waihona Puke 系列：R10/3q10/3=2
三、互换性的种类
1.按决定的参数或使用要求分为： 1)几何参数互换性 (主要保证装配) 尺寸 对几何要素的 形状位置 提出互换性要求。 表面粗糙度 2)功能互换（保证使用） 物理 机械 化学
对
性能
提出互换性要求。
2.按程度分：
1)完全互换： 装配或更换时，不挑、不调、不修的互换性。 2)不完全互换： 大数互换:指互换概率99.73% 分组互换:用于批量生产、精度要求高场合 调整互换：产量小、精度高的场合，通过垫片、 螺钉、楔块来调整。 修配互换：与调整互换应用场合相同，通过高精 度的机床或技术好的工人来加工最后的一个精度要求高 的工件。
三、互换性的意义
技术意义------ （设计） 节省许多设计工作 缩短了设计周期 有利于产品多样化 有利于计算机辅助设计
技术意义------ （制造）
有利于专业化制造 提高经济效益和市场竞争力 有利于计算机辅助制造 提高生产率
技术意义------ （使用和维修）
减少机器的维修时间和费用
提高产品的市场竞争力
第一章
一、互换性的定义
互换性及标准化和基本含义

互换性及标准化和基本含义

第一章 绪论
互换性及标准化的基本含义
课题内容
基本要求：了解互换性的意义、标准化的概
念、机械精度设计的基本原则、主要方法、本 课程的研究对象、任务及要求。
重点内容：掌握互换性和标准化的概念，本
课程的研究对象、任务及要求。
难点内容：机械精度设计的基本原则及主要
方法。
互换性的概念
概念：同一规格的一批零部件，任取其一，不 经任何挑选和修配就能装在机器上，并能满足 其使用功能要求的特性叫做互换性。
国际标准化组织（ISO）
在国际上，为了促进世界各国在技术上 的统一，成立了国际标准化组织（简称 ISO）和国际电工委员会（简称IEC）， 由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。
（3）几何精度的分析与计算。零件基本尺寸确定后，还需要进行 精度计算，以决定产品各个部件的装配精度以及零件的几何参数 和公差。
本书主要讨论的是几何精度的分析与计算。
精度设计原则
互换性原则：机械零件几何参数的互换性是指同种零 件在几何参数方面能够彼此互相替换的性能。
经济性原则：工艺性 、合理的精度要求、合理选材、 合理的调整环节、提高寿命。
R5的公比： q5≈1.60；
R10的公比： q10≈1.25；
R20的分比： q20≈1.12；
R40的公比： q40≈1.06；
R80的公比： q80≈1.03。
优先数和优先数系的特点
优先数系的五个系列中任一个项值均为优先数。按公比计算得到 的优先数的理论值，除10的整数幂外，都是无理数，工程技术上 不能直接应用。实际应用的都是经过圆整后的近似值。根据圆整 的精确程度，可分为：
1 第1章 互换性与标准化(讲稿)

1 第1章 互换性与标准化(讲稿)

图1-1-1 滚动轴承注意：保证零件具有互换性，不仅取决于几何参数的一致性，还取决于零件的物理性能、化学性能、机械性能等参数的一致性。

）在设计方面，由于采用具有互换性的零部件，采用标准件，使许多零部件不必重新设计，从而可以简化绘图和计算过程，缩短设计周期，有利于计对发展系列产品和促进产品结构、（2）按标准的性质分为技术标准、管理标准和工作标准。

技术标准是指根据生产技术活动的经验和总结，作为技术上共同遵守的法则而制定的。

（3）按标准化对象的特征分为基础标准、产品标准、方法标准和安全、卫生与环境保护标准等。

基础标准是制定其他标准时可依据的标准，是指在一定范围内作为标准的基础并普遍使用，具有广泛指导意义的标准，如极限与配合标准、几何公差标准等。

本书所涉及的标准就是基础标准。

（4）按标准的法律属性分为强制性标准和推荐性标准。

国家标准必须执行的标准记为GB，推荐执行的标准记为GB/T。

4标准化的发展历程标准化随着人类能制造工具的时代就已出现，不过远古时代的标准化只是萌芽的形式。

近现代标准化的发展则是社会生产及文明进步的重要特征。

所以国际标准化的真正发展可分为三个阶段，即工业化时期近代标准化的起步、二战后标准化的迅猛发展、新世纪标准向国际化快速迈进三个阶段。

（1）工业化时期近代标准化的起步阶段近代工业标准化开始于18世纪末，首先在英国出现的纺织工业革命标志着工业化时代的开始。

大机器工业生产方式促使标准化发展成为有明确目标和有系统组织的社会性活动。

1798年，美国的艾利·惠特尼发明了工序生产方法，并设计了专用机床和工装用以保证加工零件的精度，首创了生产分工专业化、产品零件标准化的生产方式，惠特尼因此而被誉为“标准化之父”。

1841年，英国人J.B.惠特沃思设计了被称为“惠氏螺纹”的统一制式螺纹，因其具有明显的优越性，很快被英国和欧洲采用。

其后，美国、英国和加拿大协商将惠氏螺纹和美国螺纹合并成统一的英制螺纹。

第一章互换性

第一章互换性


2. 优先数的派生系列
二、优先数系
2. 优先数的派生系列
为了优先数系有更大的适应性，可以从Rr系列中，每 逢p项选取一个优先数，组成新的系列——派生系列， 以符号Rr/p表示
第一章
二、优先数系
2. 优先数的派生系列
为了优先数系有更大的适应性，可以从Rr系列中，每 逢p项选取一个优先数，组成新的系列——派生系列， 以符号Rr/p表示
二、互换性的分类
第一章
（2）分组互换性通常用于某些大批量生产且装配精度要求 很高的零件。此时若采用完全互换性组织生产，则零件互换 参数数值的允许变动量将很小，使加工困难、成本增高，甚 至无法加工。这种情况下，可按分组互换性要求组织生产： 将零件互换参数数值的允许变动量适当加大，以减小加工难 度；而在加工完毕后再用测量器具将零件按实际参数值的大 小分若干个组，使同组零件的实际参数值的差别减小，然后 按对应组进行装配。此时，仅同组内的零件可以互换，组与 组之间不能互换。分组互换，既可保证装配精度及使用要求， 又使零件易于加工、降低制造成本。
第一章
对几何要素的
提出互换性要求。
二、互换性的分类
2)功能互换（保证使用）：是指通过规定功能参数 的极限范围所能达到的互换性(说明：此为广义的 互换性，着重保证除几何参数互换性或装配互换性 以外的其他功能参数的互换性要求)。 物理 机械 化学
第一章
对
性能
提出互换性要求。
二、互换性的分类
2.按方法及程度分：
二、互换性的分类
3.按部位或范围分对（标准件)：
第一章
对独立的标准部件或机构来讲（例如：滚动轴承） ，其互换 性可分为外互换和内互换 外互换是指部件或机构与其他相配零件间的互换性。内互换 是指部件或机构内部组成零件之间的互换性 。
互换性与标准 化

互换性与标准 化

互换性与测量技术基础
第一章 互换性与标准化
质量的定义：一组固有特性满足要求的 程度。（GB/T19000—ISO9000）
质量问题不仅仅是质量管理部门和质检 人员的责任，也不是设计、制造哪一个部门 的问题，而是需要全面的质量管理，它控制 产品设计、制造、销售等各个环节，各个阶 段；是全过程、全员、全社会参与的质量管 理。
装配中：不需加工或调整 装配后：满足要求 GB/T20000.1-2002:某一产品、过程或服务代替另一 产品、过程或服务并满足同样要求的能力。
互换性与测量技术基础
第一章 互换性与标准化
设备上的螺栓坏了，怎么办？
互换性与测量技术基础
第一章 互换性与标准化
轴承坏了，怎么办？
互换性与测量技术基础
1.为什么任何一种品牌，不同厂家生产的 USB数据线，存储U盘可以直接插在任何一个 USB接口上使用？
互换性与测量技术基础
第一章 互换性与标准化
互换性的意义
2、在制造方面：互换性有利于组织大规模专业化 生产，有利于采用先进工艺和高效率的专用设备， 以至用计算机辅助制造，有利于实现加工和装配过 程的机械化、自动化，从而减轻工人的劳动强度， 提高生产率，保证产品质量，降低生产成本。
如：国内很多汽车厂不生产发动机，而采用品牌 发动机进行配套，进行适当的调校即可。
课程简介
互换性与技术测量课程的要求： 课程性质：专业基础课，将标准化与计量学的有关部分有机
地结合在一起，而且涉及机械设计、机械制造、质量控 制、生产组织等多方面。 特点：概念多，涉及标准多。 学习要求： （1）掌握基本概念、基本理论、术语、定义； （2）培养公差设计及精度检测的基本能力； （3）学会查工具书，如手册、标准等。
第一章-互换性与标准化的基本概念

第一章-互换性与标准化的基本概念

第一章 互换性与标准化的基本概念
*
二、优先数（GB/T321—1980 ） 优先数就是一种对各种技术参数进行简化、协调和统一的一种科学的数值制度。 工程技术涉及参数很多，且选定某产品的一项参数后，数值参数指标会向相关制品、材料的有关参数扩散，如图所示。标准化的一项重要内容是将工程技术参数进行简化、协调和统一，用尽量少的参数满足生产实际的需求。
2.50
2.50
5.60
5.60
1.18
2.65
6.00
1.25
1.25
1.25
2.80
2.80
6.30
6.30
6.30
6.30
1.32
3.00
6.70
1.40
1.40
3.15
3.15
3.15
7.10
7.10
1.50
3.35
7.50
1.60
1.60
1.60
1.60
3.55
3.55
8.00
8.00
8.00
第一章 互换性与标准化的基本概念
*
三、互换性的重要性 不仅是使用上的需要，也是设计、制造上的需要。 使用上如军工产品易损件子弹、炮弹都具有互换性；民用产品，如汽车备胎、电子元件等等的互换性，给日常生活带来极大方便。制造上，可采用先进的生产方式（专业化生产、流水线、自动线）, 产品单一，分工精细，可采用专用设备，提高生产率，进行文明生产。设计上，采用了互换性原则设计和生产的标准零部件，可简化设计、计算、制图工作量，缩短了设计周期，并便于用计算机进行辅助设计。 总之，遵循互换性原则进行设计、制造和使用，可大大降低产品成本，提高生产率，降低劳动强度。也为标准化、系列化、通用化奠定了基础。所以，互换性原则是机械工业中的重要原则。
公差配合与测量技术 第1讲 认识标准及标准化

公差配合与测量技术 第1讲 认识标准及标准化


三、优先数和优先数系 各系列公比：
取首项为1，末项为10，有效数值位数取3位。
R5：q5= 5 10 ≈1.60(1.00 1.60 2.50 4.00 6.30 10.00)
R10: q10= 10 10 ≈1.25(1.00 1.25 1.60 2.00 2.50 3.15 4.00 5.00 6.30
二、标准及标准化
机械行业主要执行的标准有：
ISO：国际标准，是国际标准化组织的英文缩写。 GB：国家标准，是中国国家标准的汉字拼音头字母。
国家标准分两类，必须执行的标准和推荐执行 的标准（标记为GB/T）
此外，还有地方标准（DB），行业标准（JB）， 企业标准（QB）等。
二、标准及标准化
标准化发展史
首项 1.00 2.00 4.00 8.00 1.25 2.50 5.00 10.00 1.60 3.15 6.30
三、优先数和优先数系 数系的选用原则 先基本，后补充，必要时用派生 优选数选用原则 先疏后密，如零件尺寸圆整时。（能选用R5数系，就不选R10数系）
小结
本讲帮助大家理解了互换性及 其分类、标准及标准化、优先 数及优先数系等基本概念 。
3
优先数和优先数系
三、优先数和优先数系
在工业生产中，为了满足用户的不同需求，同一品种的同一个参数 要从大到小取不同的值，从而形成不同规格的产品系列。参数的取值必 须合理有序，否则会使产品的序列杂乱无序。
优先数系：国标GB321-2005《优先数和优先数系》规定十进制 等比数列为优先数系。代号为Rr。
8.00 10.00)
R20: q20=Байду номын сангаас20 10 ≈1.12(见表1-1)
R40: q40= 40 10 ≈1.06(见表1-1)

完整版)互换性与技术测量知识点

完整版)互换性与技术测量知识点互换性与技术测量知识点第1章绪言互换性是指在同一规格的一批零部件中，任取一件都可以装配在整机上，并能满足使用性能要求。

互换性应具备的条件包括：装配前不需更换、装配时不需调整或修配、装配后满足使用要求。

按照互换性程度的不同，可以分为完全互换和不完全互换，按照标准零部件和机构的不同，可以分为外互换和内互换。

互换性在机械制造中的作用包括：节省装配和维修时间、保证工作的连续性和持久性、提高机器的使用寿命、便于实现自动化流水线生产、减轻装配工的劳动量、缩短装配周期、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。

标准与标准化是实现互换性的基础。

标准可以按照一般分、作用范围和法律属性进行分类。

第2章测量技术基础测量过程的四要素包括：测量对象、计量单位、测量方法和测量精度。

计量器具可以按照原理、结构和用途进行分类，包括基准量具、通用计量器具、极限量规类和检验夹具。

测量方法可以按照测量值获得方式的不同进行分类，包括绝对测量和相对（比较）测量法、直接测量和间接测量法。

测量误差是指测得值与被测量真值之间的差异。

基本尺寸相同时，可以使用Δ来评定测量精度高低，基本尺寸不相同时，可以使用ε来评定。

测量误差可以分为绝对误差、相对误差和极限误差。

随机误差是无法消除的，只能减小，而系统误差是可以消除的。

粗大误差可以剔除。

控制几何参数的技术规定称为“公差”，是实际参数允许的最大变动量。

在加工过程中，误差是不可避免的。

公差是由设计人员确定的，它是误差的最大允许值。

在第3章中，孔和轴的结合尺寸精度的设计和检测是重要的。

当图样上的尺寸以毫米为单位时，不需要标注单位的名称或符号。

公称尺寸是指设计给定的尺寸，而实际尺寸是指零件加工后通过测量获得的某一尺寸。

极限尺寸是指允许尺寸变化的两个极端值。

其中允许的最大尺寸为上极限尺寸，允许的最小尺寸为下极限尺寸。

公称尺寸和极限尺寸是设计给定的，而实际尺寸是通过测量得到的。

互换性 复习


第七章滚动轴承的公差与配合
1.滚动轴承的内、外径公差带的特点 滚动轴承的内、 滚动轴承的内 2.掌握内、外径与轴径和外壳孔配合制的选用 掌握内、 掌握内 3. 了解轴径和外壳孔的精度设计内容
第二章 公差与配合
1.理解公差配合的术语，会相关计算：如极限尺寸计算、 理解公差配合的术语，会相关计算：如极限尺寸计算、 理解公差配合的术语 极限偏差计算、极限盈隙计算、配合公差计算， 极限偏差计算、极限盈隙计算、配合公差计算，会画 公差带图，能判断配合种类； 公差带图，能判断配合种类； 2.能够查表进行相关计算 能够查表进行相关计算 3.掌握基本偏差系列图，运用图形掌握各种基本偏差形 掌握基本偏差系列图， 掌握基本偏差系列图 成配合的特征 4.掌握基准制（基孔、基轴制）的规定和选用 掌握基准制（基孔、基轴制） 掌握基准制 5.掌握三种配合的特性和应用 掌握三种配合的特性和应用
第四章形状和位置公差
1.背记表 ：掌握形状公差、位置公差的特征项目名称及符 背记表4.1：掌握形状公差、 背记表 号。 2.掌握形位公差在图样上的标注： 掌握形位公差在图样上的标注： 掌握形位公差在图样上的标注 注意区分轮廓要素和中心要素。 注意区分轮廓要素和中心要素。 3.掌握典型形位公差带的形状 掌握典型形位公差带的形状 任意方向直线度，圆柱度； 如：任意方向直线度，圆柱度； 面对线的垂直度，同轴度； 面对线的垂直度，同轴度； 端面全跳动，径向全跳动及圆跳动等。 端面全跳动，径向全跳动及圆跳动等。 4.公差原则 公差原则 ①掌握公差原则的含义主要是包容原则和最大实体原则遵守的 边界名称及边界尺寸； 边界名称及边界尺寸； 零件合格的条件。 零件合格的条件。 独立原则、包容要求、 ②独立原则、包容要求、最大实体要求适用的情况 ③公差原则在图样上的标注

互换性与标准化的基本概念

互换性与标准化的基本概念第一节互换性及其实际应用1、互换性的涵义（1）互换性定义：某一产品（包括零件、部件、构件）与另一产品在尺寸、功能上能够彼此互相替换的性能。

（2）机械零件几何参数的互换性包括装配互换和配合功能互换2、互换性的种类与作用（1）互换性的种类1）完全互换性：同种零、部件加工好以后，不需经任何挑选、调整或修配等辅助处理，便可顺利装配，并在功能上达到使用性能要求。

优点：简化修整工作，提高经济性。

缺点：若组成产品的零件较多、整机精度要求高时加工制造困难、成本增高。

2）不完全互换性：同种零、部件加工好以后，在装配前需经过挑选、分组、调整或修配等辅助处理，才可顺利装配，在功能上才能达到使用性能要求。

A：分组互换：先进行检测分组，然后按组进行装配，大孔配大轴，小孔配小轴。

特点：仅同组内可以互换，组与组之间不能互换。

B：调整互换：要用调整的方法改变它在部件或机构中的尺寸或位置 C：修配互换：要用去除材料的方法改变它在部件或机构中的尺寸或位置优点：能放宽制造公差，使加工容易、降低零件制造成本。

缺点：降低了互换性水平，不利于部件、机器的装配维修。

（2）互换性的作用在产品设计、制造和使用阶段，对改善产品的经济、质量指标，提高可靠性及使用寿命等方面，都具有重大意义。

第二节互换性生产方式与公差制1、互换性生产的发展2、我国公差制的发展第三节标准化与质量管理工作1、标准与标准化标准：是一种“规定”。

是对重复性事物和概念所做的统一规定。

特点：格式固定，有严格的编制程序，需由有关主管机构以一定的形式发布才能生效。

一经颁布，就成为技术法规，不许随意修改或拒不执行。

标准化：对重复性事物和概念通过制订、发布和实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益。

2、标准的分级和分类（1）标准的分级：国家标准、部颁标准和企业标准（2）标准的分类：据适用程度不同，分为基础标准和专业标准据工厂生产流程，分为设计标准、制造标准、检验标准和管理标准3、标准化与互换性生产的关系标准化是实现互换性的前提，互换性又为标准化活动及其进一步发展提供了条件。

第1章 互换性_导论


精度设计原则
• 互换性原则：机械零件几何参数的互换性是指同种
零件在几何参数方面能够彼此互相替换的性能。 • 经济性原则：工艺性 、合理的精度要求、合理选材、 合理的调整环节、提高寿命。 • 匹配性原则：根据机器或位置中各部分各环节对机械 精度影响程度的不同，对各部分各环节提出不同的精 度要求和恰当的精度分配，做到恰到好处，这就是精 度匹配原则。 • 最优化原则：探求并确定各组成零、部件精度处于最 佳协调时的集合体。例如探求并确定先进工艺，优质 材料等。
二、标准
1.标准的概念 是指为了在一定的范围内获得最佳秩序，对活动 或其结果规定共同的和重复使用的规则、导则或特性 的文件。 2.标准的分类 （1）基础标准； （2）产品标准； （3）方法标准； （4）安全卫生与环保标准。
3.标准的管理体制 它分四个层次： （1）国家标准GB； （2）行业标准； （3）地方标准； （4）企业标准。 4.国际标准 在国际上，为了促进世界各国在技术上的统一，成立了 国际标准化组织（简称ISO）和国际电工委员会（简称IEC）， 由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。 我国采用国际标准的方式有：等同采用；等效采用 (EQV)；不等效采用(NEQ)。
• • • • • （1）掌握标准化和互换性的基本概念及有关的基本术语及定义； （2）基本掌握几何量公差标准的主要内容、特点和应用原则； （3）初步学会根据机器和零件的功能要求，选用公差与配合； （4）能够查用本课程讲授的公差表格和正确标注图样； （5）建立技术测量的基本概念，了解基本测量原理与方法和初步学 会使用常用计量器具，知道分析测量误差与处理测量结果，会设计检 验圆柱形零件的量规。 • 总之，本课程的任务在于使学生获得机械工程技术人员所必须具备的 几何量公差与检测方面的基本知识和技能。

《互换性与测量技术》教学教案(全)

《互换性与测量技术》教学教案(第一部分)第一章：互换性概述1.1 教学目标1. 了解互换性的概念及其重要性2. 掌握互换性的基本特性3. 理解互换性与标准化、系列化的关系1.2 教学内容1. 互换性的概念与定义2. 互换性的重要性3. 互换性的基本特性4. 互换性与标准化、系列化的关系1.3 教学方法1. 讲授法：讲解互换性的概念、特性和重要性2. 案例分析法：分析实际案例，理解互换性的应用1.4 教学设计1. 引入话题：讨论产品的通用性和互换性2. 讲解互换性的概念与定义3. 分析互换性的重要性4. 讲解互换性的基本特性5. 探讨互换性与标准化、系列化的关系1.5 教学评估1. 课堂问答：检查学生对互换性概念的理解2. 案例分析：评估学生对互换性应用的掌握第二章：测量技术基础2.1 教学目标1. 掌握测量的基本概念2. 了解测量技术的基本原理3. 熟悉测量工具和仪器2.2 教学内容1. 测量的概念与分类2. 测量技术的基本原理3. 测量工具和仪器的基本知识2.3 教学方法1. 讲授法：讲解测量的概念、分类和基本原理2. 实物演示法：展示测量工具和仪器，加深学生对测量的认识2.4 教学设计1. 引入话题：讨论测量在日常生活中的应用2. 讲解测量的概念与分类3. 讲解测量技术的基本原理4. 介绍测量工具和仪器的基本知识2.5 教学评估1. 课堂问答：检查学生对测量概念的理解2. 实物演示：评估学生对测量工具和仪器的认识第三章：尺寸测量3.1 教学目标1. 掌握常见尺寸测量方法2. 了解尺寸测量误差及其处理方法3. 熟悉尺寸测量工具和仪器3.2 教学内容1. 常见尺寸测量方法2. 尺寸测量误差及其处理方法3. 尺寸测量工具和仪器的基本知识3.3 教学方法1. 讲授法：讲解尺寸测量的方法和误差处理2. 实验演示法：展示尺寸测量过程，介绍测量工具和仪器3.4 教学设计1. 引入话题：讨论尺寸测量在制造业中的应用2. 讲解常见尺寸测量方法3. 讲解尺寸测量误差及其处理方法4. 介绍尺寸测量工具和仪器的基本知识3.5 教学评估1. 课堂问答：检查学生对尺寸测量方法的理解2. 实验演示：评估学生对尺寸测量过程的掌握第四章：形状和位置测量4.1 教学目标1. 掌握常见形状和位置测量方法2. 了解形状和位置测量误差及其处理方法3. 熟悉形状和位置测量工具和仪器4.2 教学内容1. 常见形状和位置测量方法2. 形状和位置测量误差及其处理方法3. 形状和位置测量工具和仪器的基本知识4.3 教学方法1. 讲授法：讲解形状和位置测量的方法和误差处理2. 实验演示法：展示形状和位置测量过程，介绍测量工具和仪器4.4 教学设计1. 引入话题：讨论形状和位置测量在制造业中的应用2. 讲解常见形状和位置测量方法3. 讲解形状和位置测量误差及其处理方法4. 介绍形状和位置测量工具和仪器的基本知识4.5 教学评估1. 课堂问答：检查学生对形状和位置测量方法的理解2. 实验演示：评估学生对形状和位置测量过程的掌握第五章：测量误差与数据处理5.1 教学目标1. 掌握测量误差的基本概念2. 了解测量数据处理的方法3. 熟悉测量误差和数据处理在实际测量中的应用1. 测量误差的基本概念2. 测量数据处理《互换性与测量技术》教学教案(第二部分)第六章：测量误差的基本概念（续）6.1 教学目标1. 理解系统误差和偶然误差的区别2. 学会计算测量误差3. 了解减小测量误差的方法6.2 教学内容1. 系统误差和偶然误差的定义和特点2. 测量误差的计算方法3. 减小测量误差的方法和技术6.3 教学方法1. 讲授法：讲解系统误差和偶然误差的概念2. 计算演示法：演示如何计算测量误差3. 案例分析法：分析实际测量中减小误差的方法6.4 教学设计1. 复习测量误差的基本概念2. 讲解系统误差和偶然误差的定义和特点3. 演示如何计算测量误差4. 分析实际测量中减小误差的方法1. 课堂问答：检查学生对系统误差和偶然误差的理解2. 计算练习：评估学生计算测量误差的能力第七章：测量数据处理的方法7.1 教学目标1. 掌握测量数据的采集和记录方法2. 学会使用最小二乘法拟合数据3. 了解测量数据的统计分析方法7.2 教学内容1. 测量数据的采集和记录方法2. 最小二乘法的基本原理和应用3. 测量数据的统计分析方法7.3 教学方法1. 讲授法：讲解数据采集和记录的重要性2. 计算演示法：演示如何使用最小二乘法拟合数据3. 案例分析法：分析实际测量数据处理的例子7.4 教学设计1. 复习测量数据处理的重要性2. 讲解测量数据的采集和记录方法3. 演示如何使用最小二乘法拟合数据4. 分析实际测量数据处理的例子7.5 教学评估1. 课堂问答：检查学生对数据采集和记录的理解2. 计算练习：评估学生使用最小二乘法拟合数据的能力第八章：测量不确定度评定8.1 教学目标1. 理解测量不确定度的概念2. 学会计算测量不确定度3. 了解测量不确定度在实际测量中的应用8.2 教学内容1. 测量不确定度的定义和分类2. 测量不确定度的计算方法3. 测量不确定度在实际测量中的应用8.3 教学方法1. 讲授法：讲解测量不确定度的概念和计算方法2. 案例分析法：分析实际测量中测量不确定度的应用8.4 教学设计1. 复习测量不确定度的概念2. 讲解测量不确定度的定义和分类3. 演示如何计算测量不确定度4. 分析实际测量中测量不确定度的应用8.5 教学评估1. 课堂问答：检查学生对测量不确定度的理解2. 计算练习：评估学生计算测量不确定度的能力第九章：互换性在产品设计中的应用9.1 教学目标1. 理解互换性在产品设计中的重要性2. 学会应用互换性原理进行产品设计3. 了解互换性在制造业中的应用案例9.2 教学内容1. 互换性在产品设计中的重要性2. 互换性原理在产品设计中的应用方法3. 互换性在制造业中的应用案例9.3 教学方法1. 讲授法：讲解互换性在产品设计中的重要性2. 案例分析法：分析互换性在制造业中的应用案例9.4 教学设计1. 复习互换性的概念和特性2. 讲解互换性在产品设计中的重要性3. 演示互换性原理在产品设计中的应用方法4. 分析互换性在制造业中的应用案例9.5 教学评估1. 课堂问答：检查学生对互换性在产品设计中重要性的理解2. 案例分析：评估学生分析互换性在制造业中应用案例的能力第十章：互换性与测量技术的发展趋势10.1 教学目标1. 了解互换性和测量技术的发展趋势2. 学会分析新兴技术对互换性和测量技术的影响3. 熟悉互换性和测量技术重点和难点解析重点环节1：互换性的概念与定义解析：理解互换性的定义是学习本课程的基础，需要学生清晰地理解互换性在产品设计和制造业中的应用价值。

互换性与测量技术第一章绪论


三、优先数和优先数系标准
1.数值标准化 工程上各种技术参数的简化、协调和统一是标准化的 一项重要内容。 制定公差标准以及设计零件的结构参数时，都需要通 过数值表示。任何产品的参数值不仅与自身的技术特性有 关，还直接、间接地影响与其配套系列产品的参数值。
为满足不同的需求，产品必然出现不同的规格，形成 系列产品。产品数值的杂乱无章会给组织生产、协作配套、 使用维修带来困难。故需对数值进行标准化。
合理地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。
第三节 标准化
标准化的发展史是与制造业的发展史相对应的，它是 社会生产劳动的产物。
萌芽期：公元前200年－青铜弩机 。 初期：开始于兵器制造业 ，前苏联1760年至1770年的土 里斯基兵工厂；1902英国纽瓦尔公司（极限表）；英国标准 B.S.27(1906)；1931年的沈阳兵工厂和1937年的金陵兵工厂。 现代期： ISA标准(1926)，ISO标准(1947)，超出了机 械工业的范畴，扩大到了其他行业（如微电子行业）。
1.定义：同一规格的一批零部件，任取其一，不需任何
挑选或修理就能装在机器上，并能满足其使用功能要求。
2.互换性包括： 几何参数、机械性能和理化性能方面的 互换性。本课程仅讨论几何参数的互换。包括尺寸大小、几 何形状以及相互位置的关系；几何量误差（尺寸、形状、位 置、表面微观形状误差）。
二、 互换性的分类
世界最大宽体客机A380
A380 2005年4月27日16:30首飞
A380轻易取代了波音747占领长达25年之久的世界最大客 机地位。当时的法国总统希拉克、德国总理施罗德、英国首相布 莱尔、西班牙首相萨帕特罗出席了A380的建成典礼。配置头等 舱、商务舱和经济舱的A380客机可载客555人。该机配备了包括 健身房、酒吧在内的奢侈设施。如果全机都设定为经济舱A380 的最多载客数可达到840人，另外还可携带150吨物品。每架飞 机的定价大约在2.63亿美元至2.86亿美元之间。空中客车公司设 计了一套全新的总装体系，将整架飞机在一地而非分散在几地进 行组装，以赢得时间和提高生产效率。将总装地设在图卢兹，将 飞机的内饰等工作设在德国汉堡。在图卢兹，来自全欧洲各地的 飞机部件组装在一起。
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四、互换性的作用
使用过程：方便替换 生产制造：专业化协调生产
缩短维修时间和节约费用 提高产品质量和生产效率
装配过程：缩短装配时间 产品设计：简化绘图、计算
提高效率 加速产品更新换代
第二节 标准与标准化（standard and standardization）
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。
孔的配合，属于完全互换。
不完全互换(limited interchange)—装配时允许选 择（预先分组）、调整和修配。
用于制造厂内部 如机器上某部位精度愈高，为此，生产中往 往把零件的精度适当降低，然后再根据实测尺 寸的大小，将制成的相配零件分成若干组，使 每组内的尺寸差别比较小，最后，再把相应的 零件进行装配。 实例:滚动轴承内、外圈滚道直径与滚珠直径 的配合，精度要求高，加工困难，采用分组装 配。 除此分组互换法外，还有修配法、调整法。 主要适用于小批量和单件生产。
优先数（preferred number）和优先数系 （series of preferred numbers）
优先数就是一种对各种技术参数进行简化、协 调和统一的一种科学的数值制度。
GB/T321—1980规定：由一系列十进制等比数列(decimal geometric proportion numbers)构成，代号Rr( r=5、10、20、 40、80)，作为优先数系。
()
习题
简答题
(1) 什么叫互换性？互换性的分类有哪些？ (2) 何谓标准化？标准化有何重要意义？ (3) 什么是优先数系？市场上一般可以选购到15W、
25W、40W、60W、100W的白炽灯泡，试解释此现象。 (4) 为什么要规定公差？公差的大小与技术经济效益
有何联系？
公差值大小是反映零部件精度高低与否的重要 标志。
几何量公差举例
A-A
3 ×ø11 沉孔 ø18 深 10
25 3.2
1.5×45º
6.3 ⊥ 0.03 B
20 2×0.5
// 0.02 A
⊥ 0.04 B
二、误差与公差的关系
公差是允许实际参数值的最大变动量，公差是允许的 最大误差；
误差是在加工过程中产生的，而公差则是由设计人员 给定的；
R5 公比 q5 5 10 1.6
R10 公比 q10 1010 1.25
R20 公比 R40 公比
q20 2010 1.12 q40 4010 1.06
R80 公比 q80 8010 1.03
基本系列 补充系列
第四节 零件的误差、公差及检测
尺寸、形状误差
位置误差
表面粗糙度
公差是固定值，而误差是随机变量； 公差是针对一批工件而言的，误差是针对单个工件而
言的； 公差值是正数，而误差值是实数； 零件应按规定的极限，即“公差”来制造； 工件的误差在公差范围内，为合格件；超出了公差范
围为不合格件。
习题
习题
填空题
(1) 互换性表现为对产品零部件在装配过程中 的要求是：装配前___________，装配中 ___________，装配后___________。
(2) 影响零件互换的几何参数是______误差、 ______误差、______误差和表面粗糙度。
(3) 从零件的功能看，不必要求同一规格零件 的几何参数加工的_______，只要求其在某一 规定范围内变动，该允许变动的 本课程研究的是零件( )方面的互换性。 A. 物理性能；B.几何参数；C.化学性能；D.尺寸 (2) 不完全互换一般用于( )的零部件，适合于部分场合。 A. 生产批量大、装配精度高；B. 生产批量大、装配精度低； C. 生产批量小、装配精度高；D. 生产批量小、装配精度低 (3) 标准按不同的级别颁发。我国标准JB为( )标准。 A. 国家标准；B.行业标准； C.地方标准；D.企业标准 (4) 为使零件的( )具有互换性，必须把零件的加工误差控
第一章 互换性、标准与标准化
基本要求
重点内容
课程安排
1.了解互换性的意义
2. 优先数、优先数 系和公差的概念
1.掌握互换性和公差 的概念
1次课 2学时
第一节 互换性的基本概念
一、案例导入
在日常生活中，人们经常会遇到这样的情况：
减速箱的滚动轴承失效了 轿车的万向联轴器失效了 自行车上的螺栓丢了
标准的范围极广，种类繁多，涉及到人类生活的各 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。
标准的分类
标准按不同的级别颁发 我国标准分为
国家标准GB 行业标准如：机械标准JB 地方标准DB 企业标准QB
第三节 优先数和优先数系
制定公差标准以及设计零件的结构参数时，都需要 通过数值表示。任何产品的参数值不仅与自身的技 术特性有关，还直接、间接地影响与其配套系列产 品的参数值。 如：
第四节 零件的误差、公差及检测
一、误差与公差的含义
•要保证零件具有互换性，就必须保证零件几何 参数的准确性。是否需要使同一规格的零件的几 何参数完全一致呢？
•事实上不但不可能，而且也没必要，零件在加 工过程中，由于各种原因的影响，不可能做的绝 对准确，制得的零件的几何参数总是不可避免地 会偏离设计的理想要求而产生误差。这样的误差 称为几何参数误差。
一、误差(error)与公差(tolerance)的含义
零件具有几何参数误差后能否保证互换性？虽 然零件的几何参数误差可能影响零件的使用性 能，实践证明，但只要将这些误差控制在一定 范围内，使同一规格零件的几何参数彼此充分 近似，就能满足使用功能的要求，即能达到互 换性的目的。 公差：零部件几何参数允许变动的特定范围。
机械制造业中的互换性通常包括几何参 数和力学性能的互换性，本课程仅讨论 几何参数的互换性。
三、互换性的分类
分类：互换性按其互换程度分为完全互换和不 完全互换。
定义：
完全互换(complete interchange)—装配时不需选择和 修配和任何辅助加工。
用于厂际合作或配件的生产 实例:滚动轴承内圈内径与轴的配合，外圈外径与轴承座
买一个相同规格的零件换上即可正常使用，非常方 便、快捷。
那么请问：一个M8的六角头螺栓与什么样的螺母相 匹配？如何保证螺母的任意互换？螺母在加工过程 中产生的误差如何控制？如何知道螺母具有互换性？
二、互换性(interchangeability）的 基本概念
概念：同一规格的一批零部件能够 彼此互相替换的性能。
制在给定的范围内。 A. 尺寸；B.形状；C.表面粗糙度；D.几何参数
习题
判断题
(1) 互换性要求零件按一个指定的尺寸制造。 ()
(2) 完全互换的装配效率必高于不完全互换。 ()
(3) 当零部件的装配精度要求很高时，宜采用
不完全互换生产。
()
(4)有了公差标准，就能保证零件具有互换性。