互换性与标准化的基本概念
18互换性和标准化基本概念
第9章光滑园柱体结合的极限与配合9.1 互换性与标准化的基本概念9.1.1 互换性的基本概念9.1.2 加工误差和公差9.1.3 公差标准和标准化9.1.4 优先数和优先数系9.1 互换性与标准化的基本概念9.1.1 互换性的基本概念1、互换性的含义互换性：在同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需要任何挑选或附加修配(如钳工修配)就能装在机器上，达到规定的功能要求。
这样的一批零件或部件就称为具有互换性的零、部件。
2、互换性的种类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)2)功能互换（保证使用）机械物理化学对性能提出互换性要求。
尺寸形状相对位置对几何要素的提出互换性要求。
9.1 互换性与标准化的基本概念9.1 互换性与标准化的基本概念按程度分：1)完全互换装配或更换时，不挑、不调、不修的互换性。
2)不完全互换因特殊原因，只允许零件在一定范围内互换。
如机器上某部位精度愈高，相配零件精度要求就愈高，加工困难，制造成本高，为此，生产中往往把零件的精度适当降低，以便于制造，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。
9.1 互换性与标准化的基本概念除此分组互换法外，还有修配法、调整法。
主要适用于小批量和单件生产。
完全互换——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，外圈外径与轴承座孔的配合，属于完全互换。
不完全互换——用于制造厂内部实例: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。
9.1 互换性与标准化的基本概念3、互换性的重要性使用和维修方面：1)军用——军工产品易损件：子弹、炮弹都具有互换性。
2)民用给日常生活带来极大方便(举例：灯头、备胎、电子元件等)。
制造和装配方面：零件具有互换性，可以采用分散加工，集中装配，有利于厂际合作；有利于使用现代化设备，提高设备利用率；有利于采用自动线生产方式。
互换性
互换性及标准化的基本含义互换性的概念：•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。
•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的互换互换性的分类•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—装配时不需挑选和修配。
不完全互换—装配时允许挑选、调整和修配。
•应用：零部件厂际协作应采用完全互换，部件或构件在同一厂制造和装配时，可采用不完全互换。
•公差：允许零件几何参数的变动量称为公差。
•标准按不同的级别颁发。
我国标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。
•GB，JB，DB，QB。
优先数和优先数系•GB321—80中规定以十进制等比数列为优先数系，并规定了五个系列，它们分别用系列符号R5、 R10、 R20、 R40和R80表示，其中前四个系列作为基本系列， R80为补充系列，仅用于分级很细的特殊场合。
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。
二孔、轴极限与配合有关尺寸的概念•尺寸：用特定单位表示长度值的数字。
•基本尺寸：由设计给定的尺寸，一般要求符合标准的尺寸系列。
•实际尺寸：通过测量所得的尺寸。
包含测量误差，且同一表面不同部位的实际尺寸往往也不相同。
用Da、da表示。
•极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值。
两者中大的称为最大极限尺寸，小的称为最小极限尺寸。
孔和轴的最大、最小极限尺寸分别为Dmax、dmax和Dmin、 dmin表示。
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）
互换性与标准件的关系
互换性与标准件的关系互换性与标准件是制造业中非常重要的概念。
互换性指的是部件或产品在特定条件下的能够相互替代，而标准件则是一种符合特定规范和标准的产品或部件。
本文将探讨互换性与标准件之间的关系，并分析它们在制造业中的重要性和应用。
1. 互换性的概念与特点互换性是制造业中一种重要的性能要求，它指的是在给定条件下，不同厂家生产的相同部件或产品可以无需调整即可进行互相替换，以达到相同的功能和性能。
例如，电子产品中的电池通常具有标准化的尺寸和接口，因此可以在不同品牌的电子设备中互换使用。
互换性的特点包括：a) 尺寸和几何特征的一致性：互换性要求部件或产品的尺寸和几何特征与其他同类部件或产品一致，以确保互相替换时的匹配性。
b) 功能和性能的一致性：互换性不仅要求部件或产品的外观尺寸一致，还要求其功能和性能在替换后保持一致，以满足用户需求。
c) 工艺和制造的可复制性：互换性要求同类部件或产品的制造工艺和生产方法在不同厂家之间可以实现可复制和可控制。
2. 标准件的定义与分类标准件是指符合特定规范和标准的产品或部件，其设计、制造和使用都符合统一的标准。
标准件的出现和应用对于实现互换性具有重要作用。
根据不同的标准和规范，标准件可以分为以下几类：a) 基础标准件：如螺栓、螺母、螺钉等，是制造产品中常用的连接件，具有统一的尺寸和规格。
b) 电气标准件：如插头、插座、开关等，是电气设备中常用的连接和控制元件，具有统一的电气参数和接口标准。
c) 机械标准件：如轴承、齿轮、联轴器等，是机械设备中常用的传动和支撑元件，具有统一的尺寸和精度要求。
d) 工具标准件：如刀具、量具、工装夹具等，是制造工艺中常用的加工和检测工具，具有统一的尺寸和精度标准。
3. 互换性与标准件的关系互换性和标准件之间存在密切的关系。
标准件的应用可以极大地提高产品的互换性，使得不同厂家生产的产品或部件可以在设计和制造时更加容易进行互换。
标准件的使用可以带来以下几方面的好处：a) 统一设计和制造：标准件的使用可以促使不同企业在设计和制造中遵循统一的规范和标准，降低了产品的设计难度和制造成本。
机械设备点检员培训教材(公共基础知识1~2章)
极限与配合的基本术语和定义
极限与配合的国家标准
常用尺寸段极限与配合选用
形位误差基本知识
表面粗糙度的基本知识
表面粗糙度的评定参数和国家标准
本章主要内容
第2章 公差与配合
在机械制造业中,“公差”是用于协调机器零件的使用要求与制造经济性之间的矛盾。“配合”是反映 机器零件之间有关功能要求的相互关系。"公差与配合"的标准化,有利于机器的设计、制造、使用和维 修，直接影响产品的精度、性能和使用寿命，是评定产品质量的重要技术指标。
机械设备点检员培训教材
能源环保部大师工作室 2018年7月
公差与配合
斜齿轮传动
圆锥齿轮传动
蜗杆传动
五
联轴器离合器与制动器
九
齿轮传动的失效形式
七
轴承的工作情况分析
八轮系Leabharlann 六六几何精度概念
一
斜齿轮传动
主要内容
二
三
四
思考与练习
第1章 几何精度概念
互换性的基本概念
标准化与标准的概念
本章主要内容
貳
壹
叁
肆
2.1、极限与配合的基本术语和定义
2.1.3 尺寸偏差和公差
2.1、极限与配合的基本术语和定义
2.1.4 零线和公差带图解
1、零线 零线是在公差带图中，确定偏差的一条基准直线，也叫零偏差线。
2、公差带 在公差带图中，由代表上、下偏差两条直线所限定的一个区域称为公差带。 在国家标准中，公差带包括：公差带大小标准公差确定公差带位置由基本偏差确定
轴：通常，指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面（有两平行平面或切面形成的被包容面。
孔：通常，指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（有两平行平面或切面形成的包容面）。
互换性第二第三章复习
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
复习资料.互换性
一、名词解释互换性某一产品（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。
标准及标准化：标准：对重复性事物和概念所做理等社会实践中，对重复性事物和概念通过制订、发布和实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和基本尺寸：是设计给定的尺寸，用D 和d （L 或l ）表示（大写字母表示孔，小写字母表示轴）。
配合公差：组成配合的孔、轴公差之和叫配合公差，它是允许间隙或过盈的变动量，以Tf 表示。
配合：基本尺寸相同，相互结合的孔与轴公差带之间的关系。
极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差 的区域。
基孔制：是基本偏差固定不变的孔公差带，与不基轴制是基本偏差固定不变的轴公差带，与不同基本偏差的孔公差带形成各种配合的一种制度 几何公差带的4要素：公差带的大小、形状、方向、位置 表面粗糙度：在零件加工表面存在的一种由较小间距和微小峰、谷形成的微观几何形状误差。
评定轮廓的算术平均偏差Ra ：评定轮廓的算术平均偏差（Pa Wa Ra ） 在一个取样长度内，轮廓所有纵坐标值Z （x）绝对值的算术平均值。
0，6，5，4，2五级，圆锥滚子轴承则分为0，6X ，5，4四级，推力轴承分为0，6，5，4四级，按其顺序公差等级依次由低到高，即0级精度最低，2级精度最高。
用P0、P6表示。
螺纹标记：由螺纹代号、螺纹公差带代号和旋合长度代号组成。
金属切削加工：是用切削工具将坯料或工件上的位置精度和表面质量的加工方法。
刀具材料应具备的基本性能：1.高的硬度2.高的5.良好的工艺性6、良好的热物理性能和耐热冲击性能 刀具材料的选用：工具钢、高速钢、硬质合金钢、陶瓷、人造金刚石车刀的切削部分的五个几何角度：前角γ0、后λs ；前角γ0：前角越大，刀刃越锋利，主切削刃强度越低、易崩刃，已加工表面质量越好，在-50~250积屑瘤：在一定的切削速度范围内切削钢料、球墨铸铁或铝合金等塑性金属时，有时在刀具前刀面靠近切削刃的部位粘附着一小块很硬的金属，这就是切削过程中所产生的积屑瘤，也称刀瘤。
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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章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。
4、标准化过程中所应用的优先数和优先系数
在工业产品生产中，产品的各项技术参数其数值不能随意规定太多的种类，要作有限的分档、分级。
为协调统一，国际上明确了一种数值分级制度，即按优先数和优先数系分级，我国也采用这种制度。
《优先数和优先数系》标准中的优先数系是一种十进的近似等比数列， 国家标准规定了按五个公比形成的五个优先数系，分别用符号R5，R10，R20，R40，R80表示。
其对应的等比数列的公比r r q 10=，其实是：在同一个等比数列中，R 项的后项与前项理论值的比值为10。
标准规定的五种优先数系的公比，即：R5系数，公比：60.11055≈=q ；R10数系，公比为：25.1101010≈=q ；R20数系，公比为：12.1102020≈=q ；R40数系，公比为： 06.1104040≈=q ；R80数系，公比为：03.1108080≈=q 。
R5，R10，R20，R40为基本系列，是常用的数系；R80为补充系列（仅在参数分级很细、基本系列不能适应实际需要时才考虑采用）。