21
标准的分类
标准按不同的级别颁发。我国标准分为： 国家标准（GB）： GB表示国家强制标准，GB/T表示国家推荐
标准，是对全国技术、经济发展有重大意义而必须制定的全 国范围内统一的标准。 行业标准（原部颁标准或专业标准）：主要指全国性的各专业 范围内统一的标准。如SY、JB、QB等。 地方标准：指省、直辖市、自治区制定的各种技术经济规定。 如“沪Q”、 “京Q”等。 企业标准（QB）：通常指未制定国标、部标的产品应制定企 业标准。一般，企业标准严于国家标准或行业标准。
本课程仅讨论几何参数的互换性。几何参数包括尺寸、形 状、位置、表面微观形状。 ※ 可见，互换性应同时具备三个条件：
第一，不经选择； 第二，不需辅助加工和修配； 第三，满足规定的功能要求。
14
2.4 互换性的分类
1.按参数特性或使用要求分:
(1)几何互换性(狭义互换性):是指规定几何参数的公差以保证 成品的几何参数充分近似所达到的互换性。是本课程所讲的 互换性。
5
1.1 机械精度设计的意义
产品要有竞争力，就是要在这几个方面具有综合竞争力，不 能以牺牲其中任何一个为代价。如果单纯为提高产品质量，对精 度提出过高的要求，会增加加工成本，降低合格品率，推迟产品 交货、上市的时间，影响时间和价格竞争力；如果单纯考虑成本 因素，按每个零件的经济精度设计和加工，又会使产品质量和装 配成功率下降，同样会影响其综合竞争能力。
本章重点：互换性、标准化与优先数系的概念 难点内容：零件互换性的基本概念和分类。
3
1 本课程的研究对象
本课程的研究对象是关于机械或仪器零部件的几何参数（即尺寸、形状、 位置和表面粗糙度）的精度设计及其检测原理，更具体地说，是学习如何合 理解决产品使用要求和制造工艺成本之间的矛盾。解决的方法就是规定合理 的公差，并用检测手段保证其贯彻实施。可见，“公差”在生产中是非常重 要的。
标准与标准化正是联系这种关系的主要途径和手 段，是实现互换性的基础。
20
3.1 标准的概念
标准是对重复性事物和概念所作的统一规定，它 以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有 关方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发 布，作为共同遵守的准则和依据。
标准的范围极广，种类繁多，涉及到人类生活的 各个方面。本课程研究的公差标准、检测器具和方 法标准，大多属于国家基础标准。
4
1.1 机械精度设计的意义
产品设计的各个阶段都对产品性能、质量和成本有一定 影响，其中技术设计阶段中的精度设计是影响较大、难度也 较大的环节。精度设计包括非几何量（速度、流量、压力等） 精度设计和几何量（长度、角度等）精度设计，本课程主要 的研究对象为几何量的精度设计。
精度设计对产品竞争力有很大的影响。产品竞争力综 合体现在时间（T）、质量（Q）、价格（C）和创新（C）竞 争能力等方面。
22
国际标准化组织（ISO）
1947年2月23日，国际标准化组织（ISO） 正式成立。主要负责制定和颁发国际标准。 我国于1979年恢复参加ISO组织后，陆续修订 了自己的标准。修订的原则是，在立足我国 生产实际的基础上向ISO靠拢，以利于加强我 国在国际上的技术交流和产品互换。
ห้องสมุดไป่ตู้23
3.2 标准化
1.1 机械精度设计的研究对象
机械产品设计从时间顺序上，一般经过以下四个阶段： 产品规划阶段：主要进行需求分析、市场预测、可行性分析，确定设计参数 及制约因素； 方案设计阶段：主要进行产品功能的原理设计； 技术设计阶段：此阶段是将功能原理方案具体化为机器及零部件的具体结构， 包括运动设计、结构设计、精度设计、模型实验等； 施工设计阶段：进行零件图、装配图、各种加工工艺的设计。
10
2.1 公差与误差的关系
加工误差是不可避免的，其误差值在一定范围内变化是允 许的，加工后零件的误差只要不超过零件的公差，零件是合 格的。所以，公差是设计给定的，用于限制加工误差；误差 则是加工过程中产生的。加工误差包括：
尺寸误差：实际尺寸与理想尺寸之差。 形状误差：宏观几何形状误差（形状误差，由工艺系统误 差所造成）、微观几何形状误差（表面粗糙度，刀具在工件 上留下的波峰和波长）、表面波度误差（加工过程中振动引 起的）。 位置误差：各要素之间实际相对位置与理想位置的差值。
24
※ 3.3 优先数和优先数系
1、数值的传播
在机械设计中，常常需要确定很多参数，而这些参数往往不是孤立 的，一旦选定，这个数值就会按照一定规律，向一切有关的参数传播。 （1）数值的横向传播：例如，螺栓的尺寸一旦确定，将会影响螺母的尺寸、 丝锥板牙的尺寸、螺栓孔的尺寸以及加工螺栓孔的钻头的尺寸等。这种 情况称为数值的横向传播。 （2）数值的纵向传播：如同一品种的某个参数从小到大取不同的值，从而 形成不同规格的产品系列。这种情况称为数值的纵向传播。
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。
17
2.4 互换性的分类（续）
3.对标准部件或机构来讲， 分为
（1）外互换 ：指部件或机构与 其外部相配件间的互换性。如 滚动轴承内圈内径与轴的配合， 外圈与轴承座孔的装配。
（2）内互换 ：指部件或机构内 部组成零件间的互换性。如滚 动轴承内、外圈滚道与滚珠或 滚柱的装配。
16
2.4 互换性的分类（续）
不完全互换分为： 1）分组互换 ：在生产中，当机器上某些相配合的部件精度要求高，加工困
难，制造成本高时，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，再把同组的零件进行装配。不同组之间的零、部件不能互 换。如滚动轴承内、外圈滚道与滚动体的结合采用分组互换。 2）调整互换 ：零、部件加工后，在装配时要用调整的方法改变尺寸或位置， 才能满足功能要求。如在装配中使用调整垫片或调整镶条。 3）修配互换 ：零、部件加工后，在装配时要去除材料以改变尺寸，才能满 足功能要求。如对普通车床尾座部件中的垫板进行再修磨。 不完全互换主要适用于小批量和单件生产。
互换性原则是精度设计的目的，标准化原则是精度设计的基础，而 匹配性原则和最优化原则是精度设计的手段，从而构成了精度设计的 一个彼此独立而又相互依存的完美整体。
13
2.3 互换性的概念
例如：机器上的螺钉、灯泡，自行车、缝纫机、钟表上的零 部件等。 定义：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、机械性 能和理化性能方面的互换性。
27
※ 3.3 优先数和优先数系
3.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，它们分别用符号R5、 R10、 R20、 R40和R80表示： ※（1）基本系列R5、 R10、 R20、 R40
刀具生 产厂
丝锥
人们总结了一种科学 的统一的数值标准，即为 优先数和优先数系。
26
※ 3.3 优先数和优先数系
2、对数系的要求
（1）彼此相关，疏密适当； （2）能两端延伸和中间插入； （3）两相邻数的相对差为定值； （4）积、商后仍为数系中的数； （5）十进制数。
等差数列不能全部满足上述要求，而等比数 列则完全满足要求。
定义：标准化是指标准的制订、发布和贯彻实施的全部活动过 程，包括从调查标准化对象开始，经试验、分析和综合归 纳，进而制订和贯彻标准，以后还要修订标准等等。标准 化是以标准的形式体现的，也是一个不断循环、不断提高 的过程。
意义：标准化是组织现代化生产的重要手段，是实现互换性的 必要前提，是国家现代化水平的重要标志之一。它对人类 进步和科学技术发展起着巨大的推动作用。
(2)功能互换性(广义互换性):是指规定功能参数的公差以保证 成品的功能充分近似所达到的互换性。功能参数包括几何参 数、材料机械性能参数（如刚度、挠度、硬度等）以及化学、 光学、电学等参数。
15
2.4 互换性的分类（续）
※ 2. 按零部件互换程度分： （1）完全互换（也称绝对互换）：装配时不需任何 挑选、调整或修配等辅助处理，在功能上便具有彼 此互相替换的性能。 特点：装配或更换时不需要挑选或修配。如日常生 活中所用电灯泡。 （2）不完全互换（也称有限互换）：装配前需经过 挑选、调整或修配等辅助处理，在功能上才具有彼 此互相替换的性能。 特点：装配时允许挑选、调整和修配。
7
1.3 本课程的基本特点
1.特点
概念性强，定义、术语多，涉及面广，符号、代号 多，标准规定多，实践性强。
在学习中应及时总结归纳，认真完成作业和实验。
8
1.4 课程组成
9
2、公差与误差的概念
任何一台机器的零件都是按一定的加工工艺加工出 来的，由于加工设备与工艺方法的不完善，不可能制 造出绝对符合理想尺寸和形位要求的产品，实际生产 出来的零件与设计要求之间总是会有误差的（误差公 理）。只要把误差控制在允许的范围内，就可以保证 零件的使用要求，这个允许的最大范围就是公差。
使用、维修方面：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。
19
3 标准化与优先数系
标准和标准化的引入 制定标准的必要性：现代化工业生产的特点是规
模大，协作单位多，互换性要求高，为了正确协调 各生产部门和准确衔接各生产环节，必须有一种协 调手段，使分散的局部的生产部门和生产环节保持 必要的技术统一，成为一个有机的整体，以实现互 换性生产。
互换性与技术测量培训-
零件互换性的基本概念和分类
1
目录
• 0 本章内容 • 1 本课程的研究对象 • 2 公差与误差的概念 • 3 标准化与优先数系 • 4 几何量的检测
2
0 本章内容
本章目的：
1、掌握互换性、标准化的基本概念及其在机械中的 作用；