互换性第一章

1）使用方面 ： 提供备件，维修方便（保证了机
器工作的连续性和持久性，延长了机器的使用寿命， 提高了机器的使用价值）。
2）制造方面： 提高生产水平，进行文明生产
（1）为生产的专业化、协作化、自动化创造了条件 。 （2）装配方便，组织装配流水线。
3）设计方面 ： 缩短了机器设计周期（采用公差
标准，标准零、部件，CAD） 注：
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二、国内 1.古代青铜制品的批量产品的互换性之谜，秦朝就已经 统一了度量衡制度，西汉已有了铜制卡尺； 2.落后民族的标准所经受的凌辱，多国标准的混存，八 国联军的凌辱； 3.对标准的呼唤，1944年 国民党制定工业标准（CIS） 完全借用ISO； 4.新中国的更新，1955年 成立计量局，一机部发布公 差与配合标准； 5. 国家标准的真正诞生，1959年，光滑圆柱体的公差 与配合； 6.上世纪60年代，齿轮、表面粗糙度、形位公差、联接 件标准； 7.文革后的新生，1979年，GB1800-1804-1979，新公 差与配合标准； 8.国家再次修订新标，1989年； 21:42:10 国际标准化接轨，全版新标，1992~2005年。 9.与
第三节 互换性生产的发展简介 一、国外 国力的竞争与发展而产生和壮大，最早应用于军工业。 1.起源于工业革命的发源国-----英国。1902~1906 Newall 剪羊毛机 制定相关产品标注（公差）； 2.英联邦国的仿效，1925，美国等； 3.国际标准组织的诞生（ISA）1926，德国为秘书国； 4.标准化对经济发展促进国际的认同，1929，前苏联制定 公差与配合； 5.国际标准化的出炉，1932，在德国、法国、英国、瑞士 等实施，1940正式发布； 6.秘书国的更替，战争的影响，1947，法国； 7.国际标准（ISO）的完善和系统化，1962~1975； 8.新的发展，计算机辅助公差设计。
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3. 学习目的 1） 保证学习者获得互换性、标准化、测 量技术的基础基本知识； 2）保证学习者为日后从事机电产品的设计、 制造、质量控制、维修、研究、开发与管 理打下坚实的理论基础。
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二、定义与分类 1.定义： 在同一规格的一批零部件中，任取其
一，不需要任何挑选或附加修配(如钳工修配) 就能装在产品上，达到规定的功能要求。这 样的一批零部件就称为具有互换性的零部件。 注：1）具有互换性的三个条件 ①同一规格 ②任意选取 ③不需挑选和修配 2）从生产过程来看 ①装配前：不需挑选 ②装配时：调整和修配 21:42:10 ③装配后：满足使用要求。
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（3）从经济角度来讲是没有必要的。 使用时不必要求零件几何量绝对准确， 只要达到要求零件几何量在某一规定 的范围内变动，即保证同一规格零部 件(特别是几何量)彼此接近即可行。 2）规定公差的目的： （1）确定零件几何参数允许变动标准； （2）保证社会团体间技术合作和协作。
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2）公比：q5 ≈1.60； 1, 1.6, 2.5, 4, 6.3,10.
q10 ≈1.25； 1, 1.25, 1.6, 2.0, 2.5, 3.15, 4.0, 5.0, 6.3, 8.0, 10. q20 ≈1.12； q40 ≈1.06； q 80 ≈1.03。 3）常用值：圆整后取三位有效数字，计算值取 五位有效数字 。 注： ①产品在设计时，应优先选用优先数系； ②选用优先数系应遵循“先疏后密”的原则 ； ③派生系和复合系（自学） 21:42:10
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2.研究内容 1）机械产品互换性的内容：几何参数、 机械性能（硬度、强度）、物理和化学 性能（成分）等； 2）本课程研究的主要内容是：机械产品 几何参数。 注：几何参数：尺寸大小、几何形状 （宏、微）、形面间的位置关系、表面 特征。 3）相关标准的制定理论及内含。
3.贯彻国际标准的意义 1）科学技术进步是产品质量与数量的提高 依据，国际标准是先进技术发展的结晶， 我们从中受益； 2）国际市场的竞争，产品的质量高低和生 产成本决定企业的竞争能力。 3）全球化的发展。 三、优先数和优先数系（GB/T321—1980） 1.优先数：十进制等比数列构成。 1）代号：Rr ( r=5、10、20、40、80等)。 R5、R10、R20、R40四个常用系列称为基 21:42:10 本系列 。
注： ①公差不能随意制定，应遵循一定的规 范； ②公差标准化是实现零件检验合格的依据和
实现互换的基础。 2.检测
1）检验定义：指确定零件的几何参数是否
在规定的极限范围内，并作出合格与否 的判定，而不必给出具体数值 ，既可评 定产品的质量，也可分析不合格品的原 因。 2）测量：被测量与标准单位进行比较， 21:42:10 确定具体数值。
1.标准：重复性事物和概念所做的统一规定 。 依据于科学技术、实践经验及综合成果。 1）制定的方法：经主管机构或具有权威部门领 导和统筹行业协商制定的，由主管部门批准和 颁布，作为共同遵循的准则和依据。 2）标准的分类：国标（GB ）、行标（JB、 MB等）、企标（QB）、国际标准（ISO）。 3）我国标准的主管部门：国家质量技术监督 局。 注： ①标准是标准化的根基，标准化使标准制定才 具有现实意义； 21:42:10 ②标准化水平是国家的技术水平和管理水平的 标志。
注： ①测量是用数值来表示，是将被测的量值与计量 单位量相比较得出的； ②产品质量除受设计与制造精度的影响外，还受 检测精度的影响； ③保证检测的精度条件：制定标准的测量单位和 计量系统（统一性）。
④ 实现互换性生产的两个必不可少的条件和手
段是合理确定公差与正确进行检测 。 二、标准与标准化 现代生产的特点是：品种多、规模大、分工细。 组成产品的零件都可以在不同车间、不同工厂、 不同地区以至不同国家生产和协作完成 。 21:42:10
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3）对标准件或构件来讲，可分为： （1）内互换 ：指部件或机构内部组成零件间 的互换性。 例如：滚动轴承内、外圈滚道与滚动体（滚 柱）的配合。 （2）外互换：指部件或机构与其他相配件的 互换性。 例如：滚动轴承与轴、滚动轴承与孔。 注： ①决定互换性的条件：产品精度、批量、工艺， 在产品设计时就应考虑； ②优先选用完全互换； ③当产品结构复杂、装配精度高时，局部采用 不完全互换 21:42:10 3.重要性：从使用、制造、设计来研究的。
第一讲 绪论
主讲：周哲波教授
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本讲主要内容
1. 概述 2.实现互换性的条件 3.互换性发展简介
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第一节 概述
一、研究内容 1.本课程的地位 1）它是高等学校机械类及机电结合类各 专业的一门极其重要的专业技术基础课程； 2）它是从事产品设计、制造、质量控制、 维修和使用的工程技术人员必备的知识； 3）它是机械产品几何参数的标准制定和 贯彻执行的理论依据。
＊2）按互换性的程度来分
（1）完全互换 ①定义：指零部件在装配或更换时，无需挑选、辅助加 工或修配就能顺利装在机器上，并满足使用的性能要求。 举例：自来水管接头、电源插座、大批大力生产的标准件。 ②优点： Ⅰ.能实现零、部件的完全互换、通用，为专业化生产和 相互协作创造了条件 ； Ⅱ.简化应用工序，从而提高了经济效益。 ③缺点： Ⅰ.当组成产品的零件数较多、精度要求高，允许零件的 尺寸变动范围（即制造公差）小，加工难度大、成本增 高； Ⅱ.当装配精度要求很高时，制造难度更大，甚至无法加 21:42:10 工。
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产品质量不是检验出来的，应是生产 制造出来的，应将质量控制的重点放在 制造阶段。应用实践证明：统计质量控 制方法是制造过程中保证产品质量、预 防不合格品的一种有效工具。
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3.全面质量管理阶段 （Total Quality ManagementTQM） 起源上世纪60年代，美国通用电器公司的费 根堡姆（Feigenbaum）和朱兰（Juran）最早 提出。 二战以后，日本丰田汽车制造公司掌门人丰 田英二就是在企业内部推行全面质量管理最忠 诚的倡导者和受益者，使丰田汽车制造公司一 跃发展成为世界汽车制造业巨头，一度因产品 质量高度稳定，享誉全球。 1961年，美国通用电气公司质量总经理费根 堡姆（A.V.Feigenbaum）正式出版《全面质量 管理》，全面质量管理概念包括以下含义： 21:42:10
1）产品质量单纯依靠数理统计方法控制生产 过程和事后检验是不够的。强调解决质量问 题的方法和手段是多种多样的，应综合运用。 除此以外，还需要做好一系列的组织工作。 2）将质量控制向管理领域扩展，要管理好全 过程，要实现整体性的质量管理。 3）产品质量是与成本相关，离开成本谈质量 是没有意义，应强调质量成本的重要性。 4）提高产品质量是公司全体成员的责任，应 使全体人员都具有质量意识和承担质量责任 的精神。
第三节 质量工程（Quality Engineering缩写为 QE）简介 一、质量工程发展史 1.质量检验阶段 20世纪初，美国工程师泰勒（F.W.Taylor） 在总结工业革命以来生产制造经验的基础上， 结合大工业管理的实践，提出 “科学管理思 想”，主张实现计划与执行分离，将质量检验 为一种管理职能，建立专职质量检验制度。 “三权分立”制，即有人专职制定标准，有人 负责实施标准，有人负责按标准检验。为此在 企业管理中诞生了一支专职检验队伍，出现了 专职检验部门。对保证产品质量有着极其重要 的意义，但属于事后把关，只能分离不合格品。 21:42:10 致命的缺陷是实行全数检查，成本和损失巨大。
举例： 灯头和灯泡，螺钉螺母，滚动轴承 汽车、自行车、缝纫机、手表 日用工业品、机床、汽车、电子产品、军工 产品
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2.分类 1）按确定的参数或使用要求来分 （1）几何参数互换性（装配互换性、 狭义互换性）-----本课程主要研究对象 ①目的：实现可装配性要求。 ②研究对象：几何参数（尺寸、形状、 相对位置关系）。 （2）功能互换性-----广义互换性 ①目的：满足产品规定的使用要求。 21:42:10 ②研究对象：物理、化学、机械性能。