《互换性与技术测量》课件

绪言1.互换性概述2.公差与配合标准发展简介3.计量技术发展简介4.优先数和优先数系1.互换性概述一、互换性的含义互换性同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选或附加修配就能装在机器上，达到规定的功能要求例灯头和灯泡，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、军工产品互换性应该同时具备两个条件：•不需经过任何选择、修配或调整便能装配、维修更换•装配或更换后的整机能满足其使用性能要求1.互换性概述二、互换性在机械制造生产中的作用•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）•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）•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）互换性是重要的生产原则和有效技术措施不但能够显著提高劳动生产率，也有利于降低产品成本，提高产品质量和可靠性1.互换性概述三、达到互换性的方法几何参数尺寸大小，几何形状（宏观、微观）以及相互的位置关系（本课程）机械性能硬度、强度•完全一致不可能•达到互换性并不要求相同规格的零、部件几何参数绝对相同，而是允许保持在一定的范围内变动公差允许零件尺寸和几何参数的变动量互换性的分类按可换性的程度完全互换(绝对互换)不需选择、辅助加工和修配不完全互换(绝对互换)当装配精度要求较高，为降低成本而采用其他技术手段来满足装配要求，如分组装配法2.公差与配合标准发展简介标准化是实现互换性的基础，是组织现代化生产的重要手段之一可简化多余的产品品种节约原材料、减少浪费、信息交流，提高产品可靠性标准化为在一定的范围内获得最佳秩序，对实际的或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动（GB3935.1-1996）•标准化不是一个孤立的概念，而是一个活动过程，包括制订、贯彻、修订，循环往复，不断提高•制订、修订、贯彻标准是标准化活动的重要任务•在标准化的全部活动中，贯彻标准是个核心环节•标准化在深度上是没有止境的•一切有人类智慧活动的地方都能展开，目前重点放在工业生产上2.公差与配合标准发展简介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.B4a德国标准DIN基孔制、基轴制、公差单位等概念，标准温度20℃1926，成立了国际标准化协会ISA，由第三技术委员会负责制定公差与配合标准1929，苏联公差与配合标准1940，正式颁布了国际公差标准ISA1947年2月国际标准化组织重建，改名为国际标准化组织ISO，仍由第三技术委员会负责制定公差与配合标准中国1955，一机部第一个公差与配合的部颁标准1959，国家科委第一个公差与配合的国家标准GB159~174-59随着我国经济建设的发展，陆续制订、修订标准3.计量技术发展简介•长度计量在我国具有悠久的历史长度基准的发展•档案米尺，国际米原器，铂铱合金，，激光•米是光在真空中于1/299792458秒时间间隔内的行程长度计量器具不断改进•隧道显微镜分辨率0.01钠米，可测原子或分子的尺寸或形貌Bining和Rohrer1986诺贝尔奖•我国紧跟世界先进水平，已拥有一批骨干检测仪器制造厂86Kr4.优先数和优先数系在生产中，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，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，φ630形成产品系列•本身的零部件•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目前我国数值分级的国家标准GB321--804.优先数和优先数系优先数系由一些十进制等比数列构成，代号为Rr基本系列R51,1.6,2.5,4,6.3,10R101,1.25,1.6,2.0,2.5,3.15,4.0,5.0,6.3,8.0,10R20R40补充系列R80倒数系列R10的倒数系列1,0.8,0.63,0.5,0.4,0.315,0.25,0.2,0.16,0.1变形系列Rr/pR10/31,2,4,8,16,31.5,……6.11055q25.1101010q12.1102020q06.1104040q03.1108080q2)10(3103/10q4.优先数和优先数系优先数系的主要特征•R5系列的项值包含在R10系列之中，R10系列的项值包含在R20系列之中，R20系列的项值包含在R40系列之中，R40系列的项值包含在R80系列之中•Rr系列中的项值可按十进法向两端无限延伸，也适用于比值r/p等于整数的派生系列Rr/p•同一系列中任意相邻两优先数常用值的相对差近似不变。其中R5系列约为60%，R10系列约为25%，R20系列约为12%，R40系列约为6%，R80系列约为3%•R10/3，R20/6，R40/12的理论等比数列十分接近于公比为2的倍数系列•标注派生系列时，除含有项值1的可用简化符号Rr/p外，其它的均需表明系列中含有的一个项值如R10/3(…2.5…)例：试写出R10/3从0.012到100的优先数系的派生数系解：该数系为0.016，0.0315，0.063，0.125，0.25，0.5，1，2，4，8，16，31.5，63第一章圆柱公差与配合互换性与技术测量第一章圆柱公差与配合1.概述2.公差与配合的基本术语及定义3.公差与配合国家标准4.国标规定的公差带与配合5.公差与配合的选用6.一般公差线性尺寸的未注公差1.1概述圆柱结合的使用要求•用作相对运动副如：滑动轴承与轴颈的结合，导轨与滑块的结合，有一定的配合间隙•用作固定连接整体零件拆成两件如：齿轮轴齿轮与轴、蜗轮轮缘与轮毂的结合必须保证一定的过盈，以在传递足够的扭矩或轴向力时不打滑•用作定位可拆连接主要用于保证有较高的同轴度和在不同修理周期下能拆卸的一种结构如：一般齿轮与轴、定位销和销孔的结合等，必须保证一定的过盈，但也不能太大公差协调机器零件的使用要求与制造经济性之间的矛盾配合反映机器零件之间有关功能要求的相互关系•GB159~174—59，GB1800~1804—79，GB/T1804—92•GB/T1800.1—1997，GB/T1800.2—1998，GB/T1800.3—1998，GB/T1800.4—1999，GB/T1801—1999，GB/T1803—79，GB/T1804—20001.2公差与配合基本术语及定义1有关孔、轴的定义o孔通常指圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（由二平行平面或切面形成的包容面）o轴通常指圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面（由二平行平面或切面形成的被包容面）•也包括非圆柱形内表面•从装配关系看•从加工过程看在极限与配合制中，孔、轴的概念是广义的，且都是由单一尺寸构成的1.2公差与配合基本术语及定义2有关尺寸的术语和定义1o尺寸用特定单位表示长度值的数字工程上规定，图样上的尺寸数字的特定单位为mmo基本尺寸设计给定的尺寸计算偏差的起始尺寸孔、轴的基本尺寸代号分别为D和do实际尺寸零件加工后通过测量获得的尺寸并非被测尺寸的真值孔、轴的实际尺寸代号分别为Da和dao极限尺寸允许尺寸变化的两个极限值，设计时给定孔、轴的最大、最小极限尺寸代号分别为Dmax、Dmin和dmax、dmin1.2公差与配合基本术语及定义3有关尺寸的术语和定义2o最大实体状态（MMC）具有材料量最多时的状态最大实体尺寸（MMS）孔的最小极限尺寸和轴的最大极限尺寸o最小实体状态（LMC）具有材料量最少时的状态最小实体尺寸（MMS）孔的最大极限尺寸和轴的最小极限尺寸o作用尺寸实际孔、轴都有形位误差，当两者结合时，实际起作用的孔显得小了，轴显得大了孔在配合面的全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸轴在配合面的全长上，与实际轴外接的最小理想孔的尺寸1.2公差与配合基本术语及定义4有关尺寸偏差与尺寸公差的术语与定义1o尺寸偏差（偏差）某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差上偏差最大极限尺寸减其基本尺寸的代数差孔ES,轴es下偏差最小极限尺寸减其基本尺寸的代数差孔EI,轴ei极限偏差上偏差和下偏差统称实际偏差实际尺寸减其基本尺寸的代数差o尺寸公差（公差）允许尺寸的变动量最大极限尺寸与最小极限尺寸的代数差的绝对值上偏差与下偏差的代数差的绝对值1.2公差与配合基本术语及定义51.2公差与配合基本术语及定义6有关尺寸偏差与尺寸公差的术语与定义2o尺寸公差带图由零线和公差带两部分组成公差及偏差的数值与基本尺寸数值相比差别甚大，不便用同一比例表示o零线零偏差线表示基本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在国标中，公差带包括了“公差带大小”与“公差带位置”两个参数。o基本偏差靠近零线的那个偏差o标准公差用以确定公差带大小的任一公差前者由标准公差确定，后者由基本偏差确定1.2公差与配合基本术语及定义7有关配合的术语与定义1o配合基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系基本条件：•孔和轴的基本尺寸必须相同•具有包容和被包容的特性，即孔和轴的结合配合是指一批孔和轴的装配关系，用公差带相互位置关系反映配合比较确切配合的两种基准制：•基孔制是基本偏差为一定的孔公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度基本偏差即下偏差=0基准孔代号：H•基轴制是基本偏差为一定的轴公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度基本偏差即上偏差=0基准轴代号：h1.2公差与配合基本术语及定义8有关配合的术语与定义2配合公差允许间隙或过盈的变动量，表示装配后的配合精度Tfo间隙孔的尺寸减去相配合轴的尺寸所得差值为正最大间隙孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的代数差Xmax最小间隙孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得的代数差Xmin间隙公差允许间隙的变动量，最大间隙与最小间隙的代数差间隙配合孔的公差带完全在轴的公差带之上，即具有间隙的配合（包括Xmin=0）例21.2公差与配合基本术语及定义9有关配合的术语与定义3o过盈孔的尺寸减去相配合轴的尺寸所得差值为负最大过盈孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得的代数差Ymax最小过盈孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的代数差Ymin过盈公差允许过盈的变动量，最小过盈与最大过盈之代数差的绝对值过盈配合孔的公差带完全在轴的公差带之下，即具有过盈的配合（包括Ymin=0）例31.2公差与配合基本术语及定义10有关配合的术语与定义4o过渡配合孔的公差带与轴的公差带相互交迭配合公差最大间隙与最大过盈之代数差的绝对值极限情况XmaxYmax例41.3公差与配合国家标准1.3.1标准公差系列公差单位，公差等级，基本尺寸分段1.3.1标准公差系列标准公差国标规定的用以确定公差带大小的任一公差值公差等级系数和公差单位的乘积值ITISOToleranceo公差单位i计算标准公差的基本单位，是制定标准公差系列表的基础尺寸D≤500第一项主要反映加工误差，呈抛物线规律第二项用于补偿与直径成正比的误差，包括测量误差D500~3150大尺寸i采用线性关系温度o公差等级基本尺寸一定，公差等级系数唯一决定公差大小公差等级分为20级IT01,IT0,IT1,…,IT18依次降低，系数依次增大o基本尺寸分段D≤180ISO一致，不均匀递增数系D180优先数系主段落R10中间段落R20mDDi001.045.03mDi1.2004.01.3.2基本偏差系列基本偏差靠近零线的那个偏差，使公差带位置标准化的唯一指标•基本偏差系列用拉丁字母表示，按顺序排列，除i,l,o,q,w外的21字母加上cd,ef,fg,za,zb,zc,js共有28个代号•孔用大写字母表