高级工互换性与技术测量教案

机 械 类 高级技工学校统编教材 高级工培训教材

公差配合与

技术测量

（第二版） 绪 论（2课时）

教学要求：

1．了解互换性的意义和种类。 2．了解标准化和优先系数的概念。 教学建议：

以实现零件几何参数互换性为主线，以讲授概念为重点。

教 学 内 容

一、互换性概述

1．互换性的含义------互换性是指同一规格一批产品（包括零件、部件、构件）在尺寸、功能上能够彼此相互替换的功能。

? 机械制造业中的互换性是指按规定的几何、物理及其他质量参数的公差，来分析制造机器的各个组成部分，使其在装配与更换时不需要挑选、辅助加工或修配，便能很好地满足使用和生产上要求的特性。

? 要使零件间具有互换性，不必要也不可能使零件质量参数的实际值完全相同，而只要将它们的差异控制在一定范围内，即应按“公差”来制造。 ? 公差是指允许实际质量参数值的变动量。 2．互换性的种类

完全互换性(绝对互换)---若零件在装配或更换时,不需要选择、辅助加工与 按其程度 修配，就能满足预定的使用要求。 和范围的

不同可分 不完全互换性(有限互换)---是指在装配前允许有附加的选择，装配时允许为: 有附加的调整，但不允许修配，装配后能满足预期的使用要求。

3．互换性的作用

? 互换性是机械产品设计和制造的重要原则。

? 按互换性原则组织生产的重要目标是获得产品功能与经济效益的综合最佳效应。

? 互换性是实现生产分工、协作的必要条件，它不仅使专业化生产成为可能，有效提高生产效率、保证产品质量、降低生产成本，而且能大大地缩短设计、制造周期。

互换性对于提高产品的竞争能力，从而获得更大的经济效益，尤其具有重要的作用。 二、标准化

要实现互换性，则要求设计、制造、检验等项工作按照同意的标准进行。现代工业生产的特点是规模大、分工细、协作单位多、互换性要求高。为了适应各部门的协调和各生产环节的衔接，必须有统一的标准，才能使分散的、局部的生产部门和生产环节保持必要的技术统一，使之成为一个有机的整体，以实现互换性生产。

标准化是指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。

? 标准化是用以改造客观物质世界的社会活动，它包括制定、发布及实施标准的全过程。 ? 此过程的意义在于改造产品、过程及服务的适用性，并促进技术合作。标准化的实现对经济全球化和信息社会化有着深远的意义。

? 标准化是实现互换性生产、组织专业化生产的前提条件；是提高产品质量、降低产品成本和提高产品竞争能力的重要保证；是扩大国际贸易、使产品打入国际市场的必要条件。 ? 标准化作为科学管理的手段，可以获得显著的经济效益。

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三、 优先数和优先数系

为了保证互换性，必须合理地确定零件公差。

公差数值标准化的理论基础为优先数系和优先数。

蔼 在工业产品的设计和制造中，常常要用到很多数。当选定一个数值作为 某产品的参数指标时，这个数就会按一定的规律，向一切有关制品和材料 中的相应指标传播。

例如一：若螺纹孔的尺寸一定，则其相应的丝锥尺寸、检验该螺纹孔的塞规尺寸及螺纹前的钻孔尺寸和钻头直径也随之而定；

例如二：若齿轮的模数和齿数一定，则其相应的直径尺寸、加工齿数的刀具尺寸、检验该齿数的量具尺寸也随之而定；

例如三：若衣服的号型尺寸一定，则其相应的胸围尺寸、衣长尺寸及剪裁尺寸的样板也随之而定。

对各种技术参数值协调、简化和统一是标准化的重要内容。

优先数系 就是对各种技术参数数值进行协调、简化和统一的科学数值制度。

国家标准（GB/T321--1980）规定的优先数系是公比为510、1010、2010、4010和8010。且项值中含有10的整数幂的理论等比数列导出的一组近似等比的数列。各数列分别用符号R5、R10、R20、R40和R80表示，称R5系列、R10系列、R20系列、R40系列和R80系列，其中前四个系列是常用的基本系列（见表0—1所列），而R80系列则作为补充系列。前四个系列公比分别为：

R5的公比q5=5101.589 4≈1.6 R10的公比q10=1010≈1.258 9 ≈1.25 R20的公比q20=2010≈1.122 0 ≈1.12 R40的公比q40=4010≈1.059 3 ≈1.06

优先数系的任一个项值均为优先数。

?采用等比数列作为优先数系可使相邻两个优先数的相对差相同，且运算方便，简单易记，蔬密适当，有广泛的适应性。选用基本系列时，应遵守先疏后密的规则，即R5、R10、R20、R40的顺序，优先采用公比较大的基本系列，以免规格过多。

教学小结：

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复习思考题

1． 试述互换性的含义，它在机械制造业中有哪些作用？

答: 互换性是指同一规格一批产品在尺寸、功能上能够彼此互相

互换性是机械产品设计和制造的重要原则。按互换性原则组织 生产的重要目标是获得产品功能与经济效益的综合最佳效应。

互换性是实现生产分工、协作的必要条件，它不仅使专业化生产成为 可能，有效提高生产效率、保证产品质量、降低生产成本，而且能大大地 缩短设计、制造周期。互换性对于提高产品的竞争能力，从而获得更大的 经济效益，尤其具有重要的作用。

2． 一般互换性可分哪几种？各是如何定义的？

答: 完全互换性(绝对互换)---若零件在装配或更换时,不需要选择、辅助加工与 修配，就能满足预定的使用要求。

不完全互换性(有限互换)---是指在装配前允许有附加的选择，装配时允许有附加的调整，但不允许修配，装配后能满足预期的使用要求。 3． 何谓标准化？

答:标准化是指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。

4． 试述在机械制造业中，实行标准化的意义。

答: 实行标准化的意义在于改造产品、过程及服务的适用性，并促进技术合作。在机械制造业中，标准化是实现互换性生产、组织专业化生产的前提条件；是提高产品质量、降低产品成本和提高产品竞争能力的重要保证；是扩大国际贸易、使产品打入国际市场的必要条件。

5． 国标对优先数系是怎样规定的？它们分别用什么符号表示？基本系列包括那些？

答: 国家标准（GB/T321--1980）规定的优先数系是公比为510、1010、2010、4010和

8010。且项值中含有10的整数幂的理论等比数列导出的一组近似等比的数列。各数列分别

用符号R5、R10、R20、R40和R80表示，称R5系列、R10系列、R20系列、R40系列和R80系列，其中前四个系列是常用的基本系列（见表0—1所列），而R80系列则作为补充系列。前四个系列公比分别为：

R5的公比q5=5101.589 4≈1.6 R10的公比q10=1010≈1.258 9 ≈1.25 R20的公比q20=2010≈1.122 0 ≈1.12 R40的公比q40=4010≈1.059 3 ≈1.06

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