第一章 极限与配合
小结
本节讲述了互换性在现代工业制造中的重要意义； 零件互换性的分类包括完全互换和不完全互换；要实 现互换性生产，国家制定了公差标准；合理使用公差 和正确进行检测是保证产品质量、实现互换性生产的 必备的条件和手段；互换性要通过标准化来实现，标 准化是现代化生产的重要手段之一；
第一章 极限与配合
是本教材主要涉及的互换性。 对几何要素的
尺寸 形状 相对位置
提出互换性要求。
2)功能互换性（保证使用）：广义互换性，指通过规定功能参数的极限范围 所达到的互换性。
物理
对
机械 性能 提出互换性要求。
化学
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二、互换性的基本形式（种类） 2、按互换程度和范围的不同分为： (1) 完全互换：零件在装配或更换时，不作任何选择、调整 和修配就能满足预定的使用要求。对互换性要求高、大批量 生产。如： 一般标准件有螺钉、 螺母、 滚动轴承、 齿轮等。 (2) 不完全互换：零件在装配和更换前，允许有附加的选择、 调整，但不允许修配，装配后能满足预定的要求。对互换性 要求不高、单件小批量生产，一般用于机器上某些部位装配 精度要求很高的场合。
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四、实现互换性的基本条件
实现互换性的基本条件是对同一规格的零、部件按统 一的技术标准制造。
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补充：标准与标准化
所谓标准，就是指为了取得国民经济的最佳效果，对需要协调统一的具有 重复特征的物品（如产品、零部件等）和概念（如术语、规则、方法、代 号、量值等），在总结科学实验和生产实践的基础上，由有关方面协调制 订，经主管部门批准后，在一定范围内作为活动的共同准则和依据。
所谓标准化，就是指标准的制订、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。 标准化是一个不断循环、不断提高的过程。
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➢ 标准化领域很广泛，为了保证基层标准与上级标准的统一、 协调，我国标准分为国家标准、部颁标准和企业标准。
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如何使工件具有互换性？ 设加工一批零件的实际参数（尺寸、 形状、 位置等几何 参数及硬度、 塑性、 强度等其它物理参数)的数值都为理 想的理论值， 即这批零件完全相同。 装配时， 任取其中 一件， 配合的效果都是相同的。 但是，要获得这种绝对 准确和完全相同的产品在实际生产中是根本不可能的。零 件加工时不可能做得绝对精确，总是存在几何参数误差。 零件的几何参数误差分为尺寸误差、形状误差、位置误差 和表面粗糙度。
➢ 国家标准由国家质量技术监督局委托有关部门起草，审批 后由中国质量技术监督局发布，它对全国经济、技术发展 意义重大，必须在全国范围内执行。部颁标准对一个部的 经济和技术发展意义重大，必须在部属范围内执行，由主 管部门或有关部门联合主持并指定发布。企业标准指公司 企业、行业机构制定的在本企业、本行业内实施的标准， 包括地方标准、行业标准。
孔、轴的基本尺寸： Φ10 孔的最大极限尺寸：Dmax ＝ Φ10.030 孔的最小极限尺寸： Dmin ＝ Φ10 轴的最大极限尺寸： dmax ＝ Φ10 轴的最小极限尺寸： dmin ＝ Φ9.97
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二、“偏差与公差”的术语及定义
1.偏差 某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为偏
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三、互换性的重要性（续）
综上所述，遵循互换性原则进行设计、制造和使用，可大 大降低产品成本，提高生产率，降低劳动强度。也为标准化、 系列化、通用化奠定了基础。
所以，互换性原则是机械工业中的重要原则，是我们设计、 制造中必须遵循的。
即使是单件、小批生产，零件不具有互换性，此原则也必 须遵循。
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我国自1959年起，陆续制订了各种国家标准。1978年我 国正式参加国际标准化组织，旧国标已不能适应现代大工业 互换性生产的要求。1979年原国家标准局统一布署，有计划、 有步骤地对旧的基础标准进行了两次修订。于1998年将标准 《公差与配合》改为《极限与配合》，在术语上、内容上尽 量与国际标准一一对应，2009年国家又颁布了新标准，以尽 快适应国际贸易、技术和经济的交流。
1、尺寸——用特定单位表示长度尺寸值的数值称为尺 寸。如（直径、半径、宽度、厚度、深度、高度、中 心距等） 。默认单位为mm。
2×
620 36 45
16 10 8
第一章 极限与配合 尺寸又分为基本尺寸、实际尺寸和极限尺寸
基本尺寸
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极限尺寸
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差。其中某一尺寸可以是实际尺寸，也可以是 极限尺寸；
所以，偏差有实际偏差和极限偏差之分 。
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实际偏差和极限偏差
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注意： ➢ 上偏差和下偏统称为极限偏差，它是设计时
确定的允许实际偏差变动的界限。
➢ 零件加工后，只要实际偏差未超出上、下偏 差所限定的范围，零件的尺寸就为合格。用 极限偏差表示孔、轴尺寸合格条件的表达式 分别为ES≥Ea≥EI和es≥ea≥ei。
• 两极限尺寸可能同时大于或同时小于基本尺寸， 因此,基本尺寸并不是零件在制造时一定要获得的 尺寸。
• 零件加工后的实际尺寸未超出两极限尺寸所限定 的范围时，零件尺寸为合格；否则为不合格。即 零件的合格条件：最小极限尺寸≤ 实际尺寸 ≤最 大极限尺寸
第一章 极限与配合 例一 ，已知孔、轴的尺寸，求基本尺寸、极限尺寸值。
第一章 极限与配合
标准化水平的高低体现了一个国家现代化的程度。在现 代化生产中，标准化是一项重要的技术措施，因为一种机械 产品的制造过程往往涉及许多部门和企业，甚至还要进行国 际间协作。为了适应生产上各部门与企业在技术上相互协调 的要求，必须有一个共同的技术标准。公差的标准化有利于 机器的设计、制造、使用和维修，有利于保证产品的互换性 和质量，有利于刀具、量具、夹具、机床等工艺装备的标准 化。
和其它由单一尺寸形成的非圆柱形被包容面。
包容与被包容
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孔、轴的区分
加工过程：
余量切除，孔 ，轴 ；
装配关系：
孔 – 包容面，轴 – 被包容面；
测量方法：
孔 – 内卡尺，轴 – 外卡尺；
表面关系：
孔 – 内无材料，轴 – 内有材料；
轴
孔
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一、有关“尺寸”的术语和定义
第一章 极限与配合
由定义可知，具有互换性的零部件在装配过程 中，必须满足三个条件：
装配前 装配时 装配后
不挑 不调整或修配 满足使用要求
缺一不可
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二、互换性的基本形式（种类）
根据使用要求以及互换的参数、程度、范围的不同，互换性可分为不同
的种类。
1. 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)：狭义互换性，即通常所指的互换性，也
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现代机器的生产应该是互换性生产，它符合现代化大 工业的发展条件。以电视机和汽车的生产为例，它们各自 都有成千上万个零件，由若干个省、几十家企业生产制造， 而总装厂仅生产部分零部件。在自动生产线上将各企业的 合格零件装配成部件，再由部件迅速总装成符合国家标准 的电视机或汽车，从而使年产量几十万台甚至几百万台成 为可能，而这种现代化大工业的生产使得产品质量更高， 产品的价格更为低廉。消费者在现代化进程中得到了实惠， 同时也注意到互换性的生产和维修给社会各个层面带来了 极大的方便，推动了社会的发展。
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（4）使用方面。 由于零部件具有互换性，生产中各种设备的零部件损坏后，在
最短时间内用备件加以替换，能很快地恢复其使用功能，减少了 修理时间及费用，从而提高设备的利用率，延长它们的使用寿命.
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： 备胎、电子元件等等)
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（2）制造方面。 互换性是专业化协作组织生产的重要基础，整个生产
过程可以采用分散加工、集中装配的方式进行。这样有 利于实现加工过程和装配过程的机械化、自动化，从而 可以提高劳动生产率，提高产品质量，降低生产成本。
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（3）装配方面。 从装配看，互换性是提高生产水平和进行文明生产的有利手段。 由于装配时不须附加加工和修配，减轻了工人的劳动强度，缩短 了劳动周期，并且可以采用流水作业的装配方式，大幅度地提高 生产效率。
ห้องสมุดไป่ตู้一章 极限与配合
1-1互换性的概念
1、互换性的含义 互换性(Interchangeability)有广义和狭义之分，广义的 说是：“一种产品、过程或服务，代替另一种产品、 过程或服务能满足同样要求的能力。” 在机械工业中，互换性是指：“制成的同一规格的一 批零件或部件，不需作任何挑选、调整或辅助加工， 就能进行装配，并能满足机械产品的使用性能要求的 一种特性”
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孔
轴
极限与配合示意图
最大极限尺寸 最小极限尺寸
基本尺寸
公差 下偏差
上偏差
最小极限尺寸
最大极限尺寸 基本尺寸
公差 下偏差 上偏差
零线
第一章 极限与配合
第一章 极限与配合
Th
ES
+
EI
0_
es
Ts
ei
画法：a、作零线，标出“0”“＋”“—”号，画单向尺
寸线并标上基本尺寸
1－2 极限与配合基本术语、定义
术语和定义是技术标准的基础，也是工 程技术人员使用的技术语言。 一、尺寸 二、偏差与公差 三、配合
第一章 极限与配合
孔和轴
孔与轴的结合是机械装置中最典型的装配关系，装配后，孔以其 内表面包容轴的外表面。 孔——通常指工件各种形状的内表面，包括圆柱形内表面