互换性的基础知识

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1、1互换性与测量技术基础第一章21-1互换性简史1-2互换性与公差31-1互换性简史互换性原理始于兵器制造。在中国，早在战国时期（公元前476～前222）生产的兵器便能符合互换性要求。西安秦始皇陵兵马俑坑出土的大量弩机（当时的一种远射程的弓箭）的组成零件都具有互换性。这些零件是青铜制品，其中方头圆柱销和销孔已能保证一定的间隙配合。18世纪初，美国批量生产的火枪实现了零件互换。随着织布机、缝纫机和自行车等新的机械产品的大批量生产的需要,又出现了高精度工具和机床,促使互换性生产由军火工业迅速扩大到一般机械制造业。420世纪初，汽车工业迅速发展，形成了现代化大工业生产，由于批量大和零部件品种多，要求

2、组织专业化集中生产和广泛的协作。工业标准是实现生产专业化与协作的基础。机械工业中最重要的基础标准之一是公差与配合标准。1902年英国纽瓦尔公司编制出版的“极限表”，是世界上最早的公差与配合标准。30年代前后，各工业国家都颁布了公差与配合国家标准。5671-2互换性与公差一、互换性的定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

3、要求。互换性是机械制造、仪器仪表和其他许多工业生产中产品设计和制造的重要原则。8互换性的分类按其互换程度分为完全互换和不完全互换。完全互换（绝对互换）：要求零部件在装配时，不需要挑选和辅助加工，在几何参数上互相替换。不完全互换（有限互换）：允许零部件在加工完后，通过测量将零件按实际尺寸大小分为若干组，使各组组内零件间实际尺寸的差别减小，装配按对应组进行。厂际合作既可保证装配精度和使用要求，又能解决加工上的困难，降低成本。但此时，仅组内零件可以互换，组与组之间不可互换。厂内制造装配9互换性的意义设计方面：可以最大限度地采用标准件、通用件和标准部件，大大简化了绘图和计算工作，缩短了设计周期，并有

4、利于计算机辅助设计和产品的多样化。标准化设计CAD制造方面：有利于组织专业化生产，便于采用先进工艺和高效率的专用设备，有利于计算机辅助制造，及实现加工过程和装配过程机械化、自动化，从而可以提高劳动生产率和产品质量，降低生产成本。优质高效低成本使用维修方面：具有互换性的零部件在磨损及损坏后可及时更换，因而减少了机器的使用和维修的时间和费用，提高了机器的使用价值。10二、几何量的误差与公差1.误差：尺寸、形状、位置、表面粗糙度。2.公差：允许零件几何参数的变动量。是允许的最大误差。3.误差与公差的区别：误差是在加工中产生的，要控制在规定的公差范围内；公差是在设计中给定的。互换性几何参数：尺寸大小

5、，几何形状（宏、微观），形面间相互位置关系等。机械（力学）性能：硬度、强度。理化性能：化学成分。设计者的任务在于正确地确定公差，并把它在图样上明确地表示出来。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。11第二章圆柱结合的极限与配合2-1极限与配合的常用词汇2-2标准公差系列2-3基本偏差系列2-4标准公差带2-5尺寸精度及配合的设计2-6一般公差122－1极限与配合的常用词汇国标(GB/T1800.1-1997)《极限与配合基础第1部分：词汇》规定了极限与配合的基本术语和定义。一、有关尺寸的术语1.尺寸：以特定单位表示线性尺寸值的数

6、值。广义地说：尺寸也包括以角度单位表示角度尺寸的数值。132.孔和轴孔(hole)：指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（由两平行平面或切面形成的包容面）。轴(shaft)：指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面（由两平行平面或切面形成的被包容面）。理解：从加工看：孔的尺寸越加工越大，轴的尺寸越加工越小；从配合看：孔是包容面，如轴承内圈的内径，轴上键槽宽度等；轴是被包容面，如圆柱体直径、长度；长方体长、宽、高；键宽等。一般来说，零部件上的尺寸要么是孔，要么是轴，但有一类尺寸例外，既不是孔，也不是轴，如两个孔的中心距尺寸。d1D1D214分析孔、轴尺寸及非孔轴尺寸图2-1153.基本

7、尺寸设计给定的尺寸。D——孔的基本尺寸d——轴的基本尺寸尽量符合标准尺寸系列，减少加工用刀具、量具和夹具的种类。例如、35、中35都是基本尺寸。164.实际尺寸通过测量获得的尺寸。Da——孔的实际尺寸da——轴的实际尺寸按同一图纸要求加工的各个零件，其实际尺寸往往是不相同的，这是由于加工误差的存在。甚至同一个零件的不同位置、不同方向的实际尺寸也往往不同，存在形状误差。175.极限尺寸允许尺寸变化的两个极限值。