互换性原则
互换性
方向公差是关联提取要素对基准在方向上允许的变动全量。它包含平行度、垂直度和倾斜度3项。
7.定位公差的定义，它主要包含哪3项？
课后习题
3.1 判断下列说法是否正确：
1. 评定形状误差时，一定要用最小包容区域法。 （ V ）
b. 导出要素 可由组成要素导出的要素。
（3）. 按所处地位分为基准要素和被测要素
a． 基准要素 用来确定理想被测要素的方向或位置的要素。
b． 被测要素 在图样上给出了形状或（和）位置公差要求的要素，是检测的对象。
（4）.按功能关系分为单一要素和关联要素
a．单一要素 仅对要素本身给出形状公差要求的要素。
2.基本偏差？
基本偏差是用来确定公差带相对于零线的位置的，不同的公差带的位置与基准件讲形成不同的配合。
3.在极限与配合制中，公差带的选用原则？
选择公差等级时，要正确处理使用要求、制造工艺和成本之间的关系。选用的基本原则是：在满足使用要球的前提下，尽量选用较低
4.线性尺寸的一般公差的概念？
b．关联要素 对基准要素有功能关系要求而给出方向、位置和跳动公差要求的要素。
3.形状公差和形状公差带的定义
形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。形状公差带是限制实际被测要素形状变动的一个区域。
4.形状误差及其评定准则
形状误差是被测提取要素的形状对其拟合（理想）要素的变动量。当被测提取要素与拟合要素进行比较时，由于拟合要素所在的位置，得到的最大变动量也会不同。为了正确和统一地评定形状误差，就必须明确拟合要素的位置，即规定形状误差的评定准则。为最小条件：指被测提取要素对其拟合要素的最大变动量为最小。
按互换性原则组织生产
一、按互换性原则组织生产1．按互换性原则组织生产，显示了巨大的优越性。
现代社会在任何情况下，都务必使用互换性。
（）2．Ra、Rz、Ry是与微面不平高度特性有关的参数，通常情况下，Ra与Rz能够任意选用，在常用的参数值范围内，国际推荐优先选用Ra。
（）3．内外花键小径定心表面的形状公差与尺寸公差的关系遵守独立原则。
（）4．使用包容原则后，只要零件的实际尺寸处处在其极限尺寸范围内，则零件的实体也就不可能超越给出的理想边界。
（）5. 圆柱度公差带的形状是一个圆柱。
（）6. 最大实体尺寸就是最大极限尺寸，最小实体尺寸就是最小极限尺寸。
（）7. 轴承外圈与外壳孔的配合使用基轴制。
（）8. 轴的实际尺寸愈靠近基本尺寸，就愈准确。
（）9. 齿轮副侧隙的大小，取决于齿轮的精度等级的高低。
（）10.未注公差的尺寸就是没有公差要求的尺寸。
（）11. 最大实体尺寸就是最大极限尺寸,最小实体尺寸就是最小极限尺寸。
（）12. Ф20f6、Ф20f7、Ф20f8轴的上偏差都是相同的，只是它们的下偏差各不相同。
（）13. 对一批零件而言，它们的作用尺寸是唯一的。
（）14.普通螺纹配合中，中径公差仅用于操纵中径误差。
（）15. 孔与轴装配后得到间隙，则它们的配合一定是间隙配合。
（）16. 已知某平面的平面度误差为0.05mm,则该平面对基准面的平行度误差小于0.05mm。
（）17. 公差值大的孔一定比公差值小的孔的精度低。
（）18. 轴的实际尺寸愈靠近基本尺寸，就愈准确。
（）19. 齿轮副侧隙的大小，取决于齿轮的精度等级的高低。
（）20.基本偏差为p的轴的公差带与基本偏差为H的基准孔的公差带形成过渡或者过盈配合。
（）21.轴承外圈与外壳孔的配合使用基轴制。
（）22.同一精度条件下，若螺纹的旋合长度较长，应给予较大的中径公差。
（）。
23.配合公差是指同意间隙或者过盈的变动量。
（）24.某孔标注为Ф100006.0047.0+- ，今测得该孔各横截面形状正确，实际尺寸处处皆为100.003mm ，轴线直线度误差为Ф0.004mm ，则该孔是合格。
互换性
互换性是指同一规格的零部件能够彼此互相替换的性能。
1.使用上1)军用：军工产品易损件：子弹、炮弹都具有互换性。
2)民用：日常生活带来极大方便(举例：备胎、电子元件等等)2.制造上：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。
3.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，是我们设计、制造中必须遵循的，即使是单件、小批生产，零件不具有互换性，此原则也必须遵循。
按互换性要求进行生产既能提高劳动生产率，又可保证产品质量和降低成本。
所以说，互换性原则是机械制造业中一项重要的生产原则。
按照互换程度的不同，互换性可以分为完全互换和不完全互换两种。
区别完全互换指零部件在装配时不需要选择、修配和任何辅助加工，就可以达到预定的装配精度要求。
标准件、大批量。
不完全互换又称为有限互换，它是指在装配前需要将零部件预先分组或在装配时需要进行少量修配调整才能达到装配精度的要求。
精度高、单件小批量。
公差：零部件几何参数允许变动的特定范围 检测：标准化是指在经济、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定、发布、实施和修订标准，达到协调统一，以获得最佳秩序和社会效益的全部活动过程。
几何误差（随机误差）：零件在加工过程中不可能做到绝对准确，不可避免地总会产生种种误差公差是设计人员给定的，它适用于限制误差的某一合理范围。
检验：作出工件合格与否的结论，不给出具体的数值 测量：作出工件合格与否的结论，给出具体的数值互换性与公差、标准化、检测的关系。
合理的公差并正确地检测，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。
互换性及实现互换性条件
互换性及实现互换性的条件我公司产品行业分类为机械行业，随着行业的发展和我公司技术装备的提高，公司产品在设计、制造和使用过程中都应遵守一个原则-----“互换性”原则。
虽然我们一直强调我们的产品批量小，但是我们预投的产品还是有一定的批量，若互换性差，将给我们装配、调试以及售后服务带来极大的不便并严重影响效率和效益。
下面就“互换性”原理与大家共同讨论、分享和理解，以便将互换性原理更好的应用到工作中去，提高我们产品的质量和可靠性，同时提高企业的经济效益。
1、什么是互换性：所谓互换性是指产品在装配过程中，从制成的同一规格的零部件中任意选取一件，不需进行任何辅助工作（挑选、调整或修配等），就能与其他零部件安装在一起而组成一台机械产品，并达到预定的使用功能要求。
2、互换性的作用：（1）在设计方面：能最大限度的使用标准件，因此可以简化绘图和计算工作量，使设计周期缩短，有利于机械产品的更新换代和计算机辅助设计技术的应用；（2）在制造方面：有利于组织专业化生产，使用专用设备和计算机辅助制造；（3）在使用和维修方面：便于及时更换已经丧失使用功能的零部件，对于某些易损件可以提供备用件，这样既可以及时维修，缩短停机时间，又减少维修成本；3、互换性的种类：（1）按互换性的范围分：可以将互换性分为完全互换（也成绝对互换）和不完全互换（也成有限互换）；在同一规格的零部件中，经过分组，在组内具有互换性，此类型成为不完全互换。
如滚动轴承，其外圈外径和箱体孔直径的配合尺寸以及内圈内径和轴颈直径的配合均采用完全互换；轴承内、外圈滚道的直径与滚动体直径的结合尺寸，因其装配精度很高，则采用分组互换，即不完全互换。
（2）对于标准件或非标机构件来讲，互换性又可分为外互换和内互换。
外互换是指标准部件与机构之间配合的互换性。
例如轴承与轴颈、箱体孔直径的配合尺寸属于外互换；内互换是指标准部件内部各零件之间的互换性。
例如滚动轴承内、外圈的滚道直径与滚动体直径的结合尺寸为内互换。
零件变更 3f原则
零件变更3f原则
零件变更中的3F原则指的是在满足三个条件：互换性（Fit）、功能（Function）和外观（Form）的前提下，对零部件进行变更时可以不赋予新的零件编号，而是通过升级现有零件的版本来实现变更。
具体内容如下：
1. 互换性（Fit）：新零件必须与原零件在物理尺寸上兼容，能够无障碍地替换原有零件，即新旧零件间的装配接口、安装方式等都应保持一致。
2. 功能（Function）：新零件应当保持或提升原有零件的功能性能，确保在替换后产品的整体性能不会降低，同时满足或超过原有的性能标准。
3. 外观（Form）：从外观设计的角度考虑，新零件应当与原零件在外观上相匹配，不影响产品的整体外观效果，包括颜色、形状等。
值得一提的是，3F原则的应用有助于简化零件管理和减少零件的复杂性，因为不需要为每个微小变更创建新的零件编号，从而减轻了研发和运营部门的工作量，提高了工作效率。
同时，在进行设计变更时，需要全面分析变更影响的范围和程度，比如是否影响到成本、采购、库存管理以及客户可感知的质量等方面。
演示互换性的概述
– 零线：表示基本尺寸的一条直线， 以其为基准确定偏差和公差，零线 以上为正，以下为负。 – 尺寸公差带：由代表上、下偏差的 两条直线所限定的一个区域。公差 带有两个基本参数，即公差带大小 与位置。大小由标准公差确定，位 置由基本偏差确定。
选择原则 尺寸公差等级的选择 选择方法 需考虑的几个问题
配合的选择与设计 配合选择的方法 配合选择的步骤 零件图中的标注形式 尺寸精度和配合的标注 装配图中配合尺寸的标注
第2章 光滑圆柱的公差与配合
习 题 课
一、判断题 〔正确的打√，错误的打X〕
1．公差可以说是允许零件尺寸的最大偏差。（ X） 2．基本尺寸不同的零件，只要它们的公差值相同，就可以说 明它们的精度要求相同。（ X ） 3．国家标准规定，孔只是指圆柱形的内表面。（ X ） 4．图样标注φ200 -0.021 mm的轴，加工得愈靠近基本尺寸就 愈精确。（ X ） 5．孔的基本偏差即下偏差，轴的基本偏差即上偏差。（ X ） -0.067 6. 某 孔 要 求 尺 寸 为 φ20-0.046 ， 今 测 得 其 实 际 尺 寸 为 φ19.962mm，可以判断该孔合格。（ X ） 7．未注公差尺寸即对该尺寸无公差要求。（ X ）
极限与配合知识分布网络
基本尺寸
最大极限尺寸
基本偏差 上偏差 下偏差 标准公差 基孔制 基准制 基轴制 最小极限尺寸
极限 偏差
间隙配合
配合类型 过盈配合 过渡配合 最大间隙或过盈 极限盈隙 最小间隙或过盈 配合公差
知识分布网络 极限与配合知识分布网络
基孔制的应用 基准制的选择与设计 基轴制的应用 非基准制的应用
互换性1-3章
第一章：绪论1、所谓互换性就是指制成的同一规格的零件或部件，不需作任何挑选、调整或修配，就能装到机器上去，并符合规定的设计性能要求，零部件的这种特性就叫互换性。
互换性原则已经成为组织现代化大生产的一项极其重要的技术经济原则。
2、几何参数互换是指零件的尺寸，形状，位置，表面粗糙度等几个参数具有互换性。
3、零件几何参数的这种允许的变动量称为公差。
它包括尺寸公差、形状公差、位置公差和角度公差等。
4、标准代号国内的考2个（JB机械标准 HG化工标准 YB冶金标准 HB航空标准 QB企业标准）国外的1个(ISO 国际标准化组织 IEEE美国电气和电子工程师协会 DIN德国标准化学会)5、优先数系的序列号P4 优先数系的五个系列 R5 R10 R20 R40 R80第二章不考第三章：光滑圆柱的公差与配合1、Φ25H7（+0.0210）,测得Φ25.011，公差值0.021基本尺寸Ф25 最大尸体尺寸Ф25（因为H7，大写H是孔）最大极限尺寸Ф25.021（无论轴还是孔都取最大）基本偏差：0（靠近0线的偏差）实际偏差：0.011（25.011-25）上偏差：0.021 下偏差0 是否合格：是2、Φ30 ，是配合代号，G7是孔的公差带代号，h是轴的基本偏差代号，6是轴的公差等级，间隙配合类型，基轴制（P31）3（P45）、查表画出下列相互配合的孔、轴的公差带图，说明配合性质及基准制，并计算极限盈、隙指标。
（以下6个考2个）Ф20H8/f7 Ф06H6/p5 Ф110S5/h4 Ф45JS6/h5 Ф40H7/t6 Ф90D9/h9 4（p34）、配合制的选择为什么优先选择基孔制。
采用基孔制可以使它们的类型和数量减少，具有良好的经济效果，这是采用基孔制的主要原因什么情况下会选用基轴制1、大尺寸孔的加工虽然不存在上述问题，但为了同中、小尺寸保持一致，也采用基孔制。
2、农业机械与纺织机械中经常使用具有一定精度的冷拉钢材直接做轴，极少加工。
互换性原则PPT课件
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、 简化和统一的一种科学的数值标准。
GB/T321-1980《优先数和优先数系》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GB321-80与国 际标准ISO推荐R5、R10、R20、R40、R80系列，前四项为基 本系列（见表1-1）,R80为补充系列。
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本讲小结
• 机械零件必须同时满足两个条件才具有互换性：①装配时，不需要经过挑选、修配 和调整。②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。
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一、互换性的概念
互换性的概念
互换性(interchangeability) 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：如何使工件具有互换性？
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(1)基本系列 优先数系中的R5、R10、R20、R40四个系列是 常用系 列，称为基本系列。
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(2)补充系列 R80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
列相同。
(3)派生系列 派生系列是从R5、R10、R20、R40、R80 五个系列中，每隔P项取值导出的系列。其公比为：
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主讲：张进 石家庄信息工程职业学院
2012.3
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项目一 互换性原则
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案例讨论
教学设计 课堂讲授
课堂交流
教学方式
3 .
任务要点
任务一、互换性的概念及在机械制造 中的作用 任务二、互换性与技术测量
任务三、互换性与标准化
任务四、优先数和优先数系
任务五、课程的研究对象与任务
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4
学习目标
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表面粗糙度
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一、加工误差与公差
２、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。
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一、加工误差与公差
３、加工误差与公差
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，
公差由设计人员确定 联系：公差是误差的最大允许值
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举例
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二、技术测量
技术测量 技术测量是实现互换性的技术保证
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（ＣＡＭ），以提高产品质量和生产 效率，同时降低生产成本。
３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，便于实现现代化的大工业自动化，提高装配效率。
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二、互换性的作用
• ４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。
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二、互换性的作用
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 装配过程：缩短装配时间 产品设计：简化绘图、计算
缩短维修时间和节约费用 提高产品质量和生产效率 提高效率 加速产品更新换代
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三、互换性的分类
互换性的分类
完全互换：一批零、部件装配前不经选择，装配时也
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。
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二.标准的分类和分级
1 标准的分类 按性质不同，分为
技术标准 生产组织标准 经济管理标准
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 2 标淮分级
强制性标准，其代号为“GB” 推荐性标准，其代号为“GB/T”
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） 企业标准 QB
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。.源自任务二互换性与技术测量
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15
一、加工误差与公差
１、 加工误差
加
尺寸误差
工
宏观几何形状误差
误
相互位置误差
差
表面粗糙度
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尺寸、形状误差
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位置误差
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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 的规则、导则或特性文件。
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一、 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
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）。
•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
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二、互换性的作用
１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（ＣＡＤ）。
２生产制造
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一、互换性的概念
互换性的概念
互换性(interchangeability) 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 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：如何使工件具有互换性？ .
一、互换性的概念
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，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。
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5
任务一
互换制性的概念及在机械制造
中的作用
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6
引言
• 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
要协调好：
• 1.零件的精度与制造之间的矛盾；
• 2.零件相互之间的矛盾；
• 3.测量精度与测量方法之间的矛盾。
•
尺寸公差 ； 形位公差
•
表面粗糙度 ； 典型零件的特殊公差
•
(齿轮泵 )
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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
统一计量单位 计量器具的发展
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任务三
互换性与 标准化
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一、 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 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、 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。
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一、 标准化和标准含义
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）
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任务四 优先数和优先数系
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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，
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
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
产品品种的发展一开始就引入科学的标准化轨道。因此，