測量標(biāo)準(zhǔn)及互換性概述

1、課題一、緒論互換性及標(biāo)準(zhǔn)化的基本含義1課題內(nèi)容基本要求：了解互換性的意義、標(biāo)準(zhǔn)化的概念、機(jī)械精度設(shè)計(jì)的基本原則、主要方法、本課程的研究對(duì)象、任務(wù)及要求。重點(diǎn)內(nèi)容：掌握互換性和標(biāo)準(zhǔn)化的概念，本課程的研究對(duì)象、任務(wù)及要求。難點(diǎn)內(nèi)容：機(jī)械精度設(shè)計(jì)的基本原則及主要方法。2互換性的概念概念：同一規(guī)格的一批零部件，任取其一，不經(jīng)任何挑選和修配就能裝在機(jī)器上，并能滿足其使用功能要求的特性叫做互換性。舉例：機(jī)器上的螺釘、燈泡，自行車、縫紉機(jī)、鐘表上的零部件。機(jī)械制造業(yè)中的互換性通常包括幾何參數(shù)和力學(xué)性能的互換性的互換，本課程僅討論幾何參數(shù)的互換性。3互換性的分類分類：互換性按其互換程度分為完全互換和不完全互換

2、。定義：完全互換裝配時(shí)不需挑選和修配。不完全互換裝配時(shí)允許挑選、調(diào)整和修配。應(yīng)用：零部件廠際協(xié)作應(yīng)采用完全互換，部件或構(gòu)件在同一廠制造和裝配時(shí)，可采用不完全互換。4互換性的意義設(shè)計(jì)方面：可以最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件和標(biāo)準(zhǔn)部件，大大簡化了繪圖和計(jì)算工作，縮短了設(shè)計(jì)周期，并有利于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和產(chǎn)品的多樣化。制造方面：有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)，便于采用先進(jìn)工藝和高效率的專用設(shè)備，有利于計(jì)算機(jī)輔助制造，及實(shí)現(xiàn)加工過程和裝配過程機(jī)械化、自動(dòng)化。使用維修方面：減少了機(jī)器的使用和維修的時(shí)間和費(fèi)用，提高了機(jī)器的使用價(jià)值。5標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化的引入要使具有互換性的產(chǎn)品幾何參數(shù)完全一致，是不可能，也是不必要的。在此情

3、況下，要使同種產(chǎn)品具有互換性，只能使其幾何參數(shù)、功能參數(shù)充分近似。其近似程度可按產(chǎn)品質(zhì)量要求的不同而不同。允許零件幾何參數(shù)的變動(dòng)量稱為公差?，F(xiàn)代化生產(chǎn)的特點(diǎn)是品種多、規(guī)模大、分工細(xì)和協(xié)作多。為使社會(huì)生產(chǎn)有序地進(jìn)行，必須通過標(biāo)準(zhǔn)化使產(chǎn)品規(guī)格品種簡化，使分散的、局部的生產(chǎn)環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。6標(biāo)準(zhǔn)的概念 標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)重復(fù)性事物和概念所作的統(tǒng)一規(guī)定，它以科學(xué)、技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的綜合成果為基礎(chǔ)，經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致，由主管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，以特定形式發(fā)布，作為共同遵守的準(zhǔn)則和依據(jù)。 標(biāo)準(zhǔn)的范圍極廣，種類繁多，涉及到人類生活的各個(gè)方面。本課程研究的公差標(biāo)準(zhǔn)、檢測器具和方法標(biāo)準(zhǔn)，大多屬于國家基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。7標(biāo)準(zhǔn)的分類標(biāo)準(zhǔn)按不

4、同的級(jí)別頒發(fā)。我國標(biāo)準(zhǔn)分為國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)需要在全國范圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)要求，應(yīng)當(dāng)制定國家標(biāo)準(zhǔn)，代號(hào)為GB，對(duì)沒有國家標(biāo)準(zhǔn)而又需要在全國某個(gè)行業(yè)范圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)要求，可制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)（JB）等；對(duì)沒有國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)而又需要在某個(gè)范圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)要求，可制定地方標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它們的代號(hào)分別用DB、QB表示。8國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）在國際上，為了促進(jìn)世界各國在技術(shù)上的統(tǒng)一，成立了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（簡稱ISO）和國際電工委員會(huì)（簡稱IEC），由這兩個(gè)組織負(fù)責(zé)制定和頒發(fā)國際標(biāo)準(zhǔn)。我國于1978年恢復(fù)參加ISO組織后。陸續(xù)修訂了自己的標(biāo)準(zhǔn)。修訂的原則是，在立足我國生

5、產(chǎn)實(shí)際的基礎(chǔ)上向ISO靠攏，以利于加強(qiáng)我國在國際上的技術(shù)交流和產(chǎn)品互換。 9標(biāo)準(zhǔn)化 定義：標(biāo)準(zhǔn)化是指標(biāo)準(zhǔn)的制訂、發(fā)布和貫徹實(shí)施的全部活動(dòng)過程，包括從調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象開始，經(jīng)試驗(yàn)、分析和綜合歸納，進(jìn)而制訂和貫徹標(biāo)準(zhǔn)，以后還要修訂標(biāo)準(zhǔn)等等。標(biāo)準(zhǔn)化是以標(biāo)準(zhǔn)的形式體現(xiàn)的，也是一個(gè)不斷循環(huán)、不斷提高的過程。意義：標(biāo)準(zhǔn)化是組織現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要手段，是實(shí)現(xiàn)互換性的必要前提，是國家現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一。它對(duì)人類進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)發(fā)展起著巨大的推動(dòng)作用。10優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系的引入在機(jī)械設(shè)計(jì)中，常常需要確定很多參數(shù)，而這些參數(shù)往往不是孤立的，一旦選定，這個(gè)數(shù)值就會(huì)按照一定規(guī)律，向一切有關(guān)的參數(shù)傳播。例如，螺栓的尺寸

6、一旦確定，將會(huì)影響螺母的尺寸、絲錐板牙的尺寸、螺栓孔的尺寸以及加工螺栓孔的鉆頭的尺寸等。由于數(shù)值如此不斷關(guān)聯(lián)、不斷傳播，所以，機(jī)械產(chǎn)品中的各種技術(shù)參數(shù)不能隨意確定。為使產(chǎn)品的參數(shù)選擇能遵守統(tǒng)一的規(guī)律，使參數(shù)選擇一開始就納入標(biāo)準(zhǔn)化軌道，必須對(duì)各種技術(shù)參數(shù)的數(shù)值作出統(tǒng)一規(guī)定。優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系國家標(biāo)準(zhǔn)（GB32180）就是其中最重要的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，要求工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)盡可能采用它。 11優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系GB32180中規(guī)定以十進(jìn)制等比數(shù)列為優(yōu)先數(shù)系，并規(guī)定了五個(gè)系列，它們分別用系列符號(hào)R5、 R10、 R20、 R40和R80表示，其中前四個(gè)系列作為基本系列， R80為補(bǔ)充系列，僅用于分級(jí)很細(xì)的特殊場合

7、。各系列的公比為； R5的公比： q51.60； R10的公比： q101.25； R20的分比： q201.12； R40的公比： q401.06； R80的公比： q801.03。12優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系的特點(diǎn)優(yōu)先數(shù)系的五個(gè)系列中任一個(gè)項(xiàng)值均為優(yōu)先數(shù)。按公比計(jì)算得到的優(yōu)先數(shù)的理論值，除10的整數(shù)冪外，都是無理數(shù)，工程技術(shù)上不能直接應(yīng)用。實(shí)際應(yīng)用的都是經(jīng)過圓整后的近似值。根據(jù)圓整的精確程度，可分為： （1）計(jì)算值：取五位有效數(shù)字，供精確計(jì)算用。 （2）常用值：即經(jīng)常使用的通常所稱的優(yōu)先數(shù)，取三位有效數(shù)字。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的優(yōu)先數(shù)系分檔合理，疏密均勻，有廣泛的適用性，簡單易記，便于使用。常見的量值，如

8、長度、直徑、轉(zhuǎn)速及功率等分級(jí)，基本上都是按一定的優(yōu)先數(shù)系進(jìn)行的。本課程所涉及的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)里，諸如尺寸分段、公差分級(jí)及表面粗糙度的參數(shù)系列等，基本上采用優(yōu)先數(shù)系。（見書中P4表1-1） 13幾何量的檢測完工后的零件是否滿足公差要求，要通過檢測加以判斷。檢測包含檢驗(yàn)與測量。檢驗(yàn)是確定零件的幾何參數(shù)是否在規(guī)定的極限范圍內(nèi)，并作出合格性判斷，而不必得出被測量的具體數(shù)值；測量是將被測量與作為計(jì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，以確定被測量的具體數(shù)值的過程。意義：檢測不僅用來評(píng)定產(chǎn)品質(zhì)量，而且用于分析產(chǎn)生不合格品的原因，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)，監(jiān)督工藝過程，預(yù)防廢品產(chǎn)生。檢測是機(jī)械制造的“眼睛”。產(chǎn)品質(zhì)量的提高，除設(shè)計(jì)和加工精

9、度的提高外，往往更有賴于檢測精度的提高。所以，合理地確定公差與正確進(jìn)行檢測，是保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)互換性生產(chǎn)的兩個(gè)必不可少的條件和手段。14機(jī)械精度設(shè)計(jì)概述一般來說，在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，需要進(jìn)行以下三方面的分析計(jì)算：（1）運(yùn)動(dòng)分析與計(jì)算。根據(jù)機(jī)器或機(jī)構(gòu)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，確定機(jī)器或機(jī)構(gòu)的合理的傳動(dòng)系統(tǒng)，選擇合適的機(jī)構(gòu)或元件，以保證實(shí)現(xiàn)預(yù)定的動(dòng)作，滿足機(jī)器或機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方面的要求。（2）強(qiáng)度的分析與計(jì)算。根據(jù)強(qiáng)度、剛度等方面的要求，決定各個(gè)零件的合理的基本尺寸，進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其在工作時(shí)能承受規(guī)定的負(fù)荷，達(dá)到強(qiáng)度和剛度方面的要求。（3）幾何精度的分析與計(jì)算。零件基本尺寸確定后，還需

10、要進(jìn)行精度計(jì)算，以決定產(chǎn)品各個(gè)部件的裝配精度以及零件的幾何參數(shù)和公差。 本書主要討論的是幾何精度的分析與計(jì)算。15精度設(shè)計(jì)原則互換性原則：機(jī)械零件幾何參數(shù)的互換性是指同種零件在幾何參數(shù)方面能夠彼此互相替換的性能。 經(jīng)濟(jì)性原則：工藝性 、合理的精度要求、合理選材、合理的調(diào)整環(huán)節(jié)、提高壽命。 匹配性原則：根據(jù)機(jī)器或位置中各部分各環(huán)節(jié)對(duì)機(jī)械精度影響程度的不同，對(duì)各部分各環(huán)節(jié)提出不同的精度要求和恰當(dāng)?shù)木确峙?，做到恰到好處，這就是精度匹配原則。 最優(yōu)化原則：探求并確定各組成零、部件精度處于最佳協(xié)調(diào)時(shí)的集合體。例如探求并確定先進(jìn)工藝，優(yōu)質(zhì)材料等。 16本課程的研究對(duì)象及任務(wù)本課程是機(jī)械類及相關(guān)專業(yè)的一門

11、重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，從“精度”和“誤差”兩方面去分析研究機(jī)械零件及機(jī)構(gòu)的幾何參數(shù)，學(xué)完本課程后應(yīng)達(dá)到如下要求：掌握互換性和標(biāo)準(zhǔn)化的基本概念；了解本課程所介紹的各個(gè)公差標(biāo)準(zhǔn)和基本內(nèi)容，掌握其特點(diǎn)和應(yīng)用原則；學(xué)會(huì)根據(jù)機(jī)器和零件的功能要求，選用合適的公差與配合，即進(jìn)行精度設(shè)計(jì)，并能正確地標(biāo)注到圖樣上；掌握一般幾何參數(shù)測量的基礎(chǔ)知識(shí)；了解各種典型零件的測量方法，學(xué)會(huì)使用常用的計(jì)量器具。17習(xí)題一、判斷題1、具有互換性的零件，其幾何參數(shù)必須制成絕對(duì)精確。（ ）2、公差是允許零件尺寸的最大偏差。（ ）3、在確定產(chǎn)品的參數(shù)或參數(shù)系列時(shí)，應(yīng)最大限度的采用優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系。（ ）4、優(yōu)先數(shù)系是由一些十進(jìn)制等差數(shù)列

12、構(gòu)成的。（ ）5、公差值可以為零。（ ）18二、多項(xiàng)選擇1、互換性按其（ ）可分為完全互換和不完全互換。A.方法 B.性質(zhì) C.程度 D.效果2、具有互換性的零件，其幾何參數(shù)制成絕對(duì)精確是（ ）。A.有可能的 B.有必要的 C.不可能的 D.沒必要的3、 加工后的零件實(shí)際尺寸與理想尺寸之差，稱為（ ）。A.形狀誤差 B.尺寸誤差 C.公差4、互換性在機(jī)械制造業(yè)中的作用有（ ）。A.便于采用高效專用設(shè)備 B. 便于裝配自動(dòng)化C.便于采用三化 D.保證產(chǎn)品質(zhì)量5、標(biāo)準(zhǔn)化的意義在于（ ）。A.是現(xiàn)代化大生產(chǎn)的重要手段 B.是科學(xué)管理的基礎(chǔ)C.是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)的基本要求 D.是計(jì)量工作的前提19三、填空題1、不完全互換是指（ ）2、完全呼喚是指（ ）3、當(dāng)裝配精度要求很