互换性标准化.ppt
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10ptArialRegular,white公差与测量技术公差与测量技术西北工业大学机电学院西北工业大学机电学院刘笃喜刘笃喜Selfintroduction学科专业机械制造及其自动化机械制造及其自动化测试计量技术及仪器测试计量技术及仪器微机电系统及纳米技术微机电系统及纳米技术研究方向精密机电测控技术精密机电测控技术精密自动检测与测试精密自动检测与测试虚拟仪器与虚拟测试虚拟仪器与虚拟测试E-mail:
关于本课程名称关于本课程名称关于本课程名称关于本课程名称公差与技术测量公差与技术测量公差与技术测量公差与技术测量互换性原理与技术测量互换性原理与技术测量互换性原理与技术测量互换性原理与技术测量机械精度设计与检测机械精度设计与检测机械精度设计与检测机械精度设计与检测几何量公差与检测几何量公差与检测几何量公差与检测几何量公差与检测采用教材采用教材采用教材采用教材刘笃喜、王玉主编,蔡安江、张云鹏副主编刘笃喜、王玉主编,蔡安江、张云鹏副主编刘笃喜、王玉主编,蔡安江、张云鹏副主编刘笃喜、王玉主编,蔡安江、张云鹏副主编.机械精度设计与检机械精度设计与检机械精度设计与检机械精度设计与检测技术(第测技术(第测技术(第测技术(第2222版)版)版)版).国防工业出版社,国防工业出版社,国防工业出版社,国防工业出版社,2012201220122012第第1章章绪论绪论1.11.1互换性互换性1.21.2标准化与优先数系标准化与优先数系1.31.3几何量检测技术及其发展几何量检测技术及其发展1.41.4机械精度设计概述机械精度设计概述1.51.5产品几何技术规范产品几何技术规范1.1互换性互换性高级汉语大词典高级汉语大词典【互换互换互换互换】:
相互交换(同类之物)相互交换(同类之物);以(某物)以(某物)易易(某(某物)物);交换交换互换互换互换性互换性1.1.1互换性的含义互换性的含义互换性互换性互换性互换性,Interchangeability互换性的定义互换性的定义【定义定义】某一产品(包括零件、部件、构件)与另某一产品(包括零件、部件、构件)与另一产品在尺寸、功能上能够彼此互相替换的性能。
一产品在尺寸、功能上能够彼此互相替换的性能。
在机械和仪器制造工业中,零、部件的互换性是指:
在同一规格的一批零件或部件中,任取其一,不需任在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(如钳工修理)就能装在机器上,何挑选或附加修配(如钳工修理)就能装在机器上,达到规定的性能要求。
达到规定的性能要求。
如何理解互换性?
如何理解互换性?
基本前提:
基本前提:
规格型号相同的同一类零部件、规格型号相同的同一类零部件、元器件元器件。
满足条件:
满足条件:
装配前,不需要挑选。
装配前,不需要挑选。
装配中,不需要修配、调整装配中,不需要修配、调整等任何辅助加工。
等任何辅助加工。
装配后,能满足既定的功能、性能要求。
装配后,能满足既定的功能、性能要求。
互换性在哪里?
互换性在哪里?
(互换性的应用)(互换性的应用)例如:
。
例如:
。
互换性实例互换性实例1自行车的螺钉掉了,买一个相同规格的螺钉装上后就能照自行车的螺钉掉了,买一个相同规格的螺钉装上后就能照常使用。
常使用。
日光灯管坏了,可以换个相同规格的新灯管。
日光灯管坏了,可以换个相同规格的新灯管。
仪器设备上的一个螺钉掉了,换上一个相同规格的新螺钉仪器设备上的一个螺钉掉了,换上一个相同规格的新螺钉即可;即可;电脑鼠标坏了,上街买一个回来就可以用,不管什么牌子,电脑鼠标坏了,上街买一个回来就可以用,不管什么牌子,什么批次都能用,说明它有互换性。
什么批次都能用,说明它有互换性。
手机的显示屏坏了,买一个相同型号的显示屏装上后就能手机的显示屏坏了,买一个相同型号的显示屏装上后就能正常使用。
正常使用。
在战场上,要立即排除武器装备的故障,继续战斗,这时在战场上,要立即排除武器装备的故障,继续战斗,这时做主零、部件的互换性是绝对必要的。
做主零、部件的互换性是绝对必要的。
互换性实例互换性实例2互换性極高的情形互换性極高的情形如如CPUCPU銷售至世界各角落都一致適用,或如銷售至世界各角落都一致適用,或如PCIPCI板卡,板卡,不僅通用於不僅通用於PCPC,也可用於,也可用於MacMac電腦、工作站、伺服器等。
電腦、工作站、伺服器等。
很多数控机床的刀夹具不具备互换性,这是数控机床刀夹很多数控机床的刀夹具不具备互换性,这是数控机床刀夹具供应商为了垄断。
具供应商为了垄断。
在压铸机台数多的公司,在复制模具多的情况下,一般都在压铸机台数多的公司,在复制模具多的情况下,一般都会要求模芯、滑快、镶件、镶针等,做到互换,大大考验会要求模芯、滑快、镶件、镶针等,做到互换,大大考验模具钳工技能和加工精度。
这样的好处就是,易损件制作,模具钳工技能和加工精度。
这样的好处就是,易损件制作,模具维修,模具保养和管理都非常方便。
模具维修,模具保养和管理都非常方便。
互换性史话互换性史话近代互换性始于兵器工业生产。
近代互换性始于兵器工业生产。
已经广泛应用于几乎所有工业领域。
已经广泛应用于几乎所有工业领域。
1.1.2互换性的种类互换性的种类互换性的三种分类方法互换性的三种分类方法1.1.1.1.功能互换性与几何参数互换性功能互换性与几何参数互换性功能互换性与几何参数互换性功能互换性与几何参数互换性2.2.2.2.完全互换(绝对互换)与不完全互换完全互换(绝对互换)与不完全互换完全互换(绝对互换)与不完全互换完全互换(绝对互换)与不完全互换3.3.3.3.外互换与内互换外互换与内互换外互换与内互换外互换与内互换1.1.功能互换性与几何参数互换性功能互换性与几何参数互换性功能互换性功能互换性广义互换性广义互换性机械性能、物理性能、化学性能、电气性能,机械性能、物理性能、化学性能、电气性能,几何参数互换性几何参数互换性狭义互换性狭义互换性本课程仅讨论几何参数的互换性本课程仅讨论几何参数的互换性。
几何参数(几何量)几何参数(几何量)几何参数(几何量)几何参数(几何量)一般包括尺寸大小、几何形状(宏观、微观),以及一般包括尺寸大小、几何形状(宏观、微观),以及相互位置关系等。
相互位置关系等。
功能互换性、装配互换性功能互换性、装配互换性功能互换性、装配互换性功能互换性、装配互换性装配互换性装配互换性装配互换性装配互换性通常通常把仅满足可装配性要求的互换称为装配把仅满足可装配性要求的互换称为装配互换性互换性。
功能互换性功能互换性功能互换性功能互换性把把满足各种使用功能要求的互换称为功能互换性满足各种使用功能要求的互换称为功能互换性。
装配互换是为了装配互换是为了保证产品精度保证产品精度功能互换是为了功能互换是为了保证产品质量保证产品质量2.2.完全互换与不完全互换完全互换与不完全互换按照互换的程度和按照互换的程度和范围范围完全互换完全互换完全互换完全互换(绝对互换)(绝对互换)不完全互换不完全互换不完全互换不完全互换(有限互换)(有限互换)分组装配法分组装配法调整法调整法修配法修配法应用应用应用应用零部件厂际协作应采用完全互换。
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。
部件或构件在同一厂制造和装配时,可采用不完全互换。
3.外互换与内互换外互换与内互换按照应用场合按照应用场合按照应用场合按照应用场合外互换外互换外互换外互换部件(机构)与其相配件之间的互换性。
部件(机构)与其相配件之间的互换性。
采用完全互换。
采用完全互换。
内互换内互换内互换内互换部件(机构)内部组成零件的互换性。
部件(机构)内部组成零件的互换性。
通常采用不完全互换。
通常采用不完全互换。
应用应用应用应用标准件的生产制造标准件的生产制造标准件的生产制造标准件的生产制造内互换内互换内互换内互换标准件的应用标准件的应用标准件的应用标准件的应用外互换外互换外互换外互换1.1.3互换性的作用互换性的作用现代化生产活动是建立在先进技术装备、严密分工、广泛协作基础上现代化生产活动是建立在先进技术装备、严密分工、广泛协作基础上的社会化大生产的社会化大生产。
只只有零部件有零部件具有互换性具有互换性,才能将构成一台复杂机器的成千上万零部件,才能将构成一台复杂机器的成千上万零部件进行高效率、分散的专业化生产,然后集中到总装厂或总装车间装配进行高效率、分散的专业化生产,然后集中到总装厂或总装车间装配成为机器成为机器。
产品装配图例产品装配图例汽车发动机装配线汽车发动机装配线东风康明斯汽车东风康明斯汽车发动机装配线发动机装配线产品装配图例产品装配图例汽车汽车发动机自动化装配线发动机自动化装配线产品装配图例产品装配图例汽车生产线汽车生产线产品装配图例产品装配图例波音波音787飞机的数字化装配飞机的数字化装配1.1.3互换性的作用互换性的作用(11)在设计方面)在设计方面(22)在制造、装配方面)在制造、装配方面(33)在使用、维护及维修方面)在使用、维护及维修方面(44)从生产组织管理方面)从生产组织管理方面总之,互换性是现代工业生产的重要原则之一。
互换性是现代工业生产的重要原则之一。
1.1.4实现互换性的技术措施实现互换性的技术措施精度(公差)精度(公差)设计设计给有关参数规定合理的给有关参数规定合理的公差公差公差公差;检测测量检测测量检测测量检测测量技术技术技术技术检测检测检测检测技术也是实现互换性的基本技术也是实现互换性的基本技术保证;技术保证;标准化标准化标准化标准化技术技术标准标准标准标准。
Why为什么要规定合理的公差?
1.2标准化与优先数系标准化与优先数系1.2.11.2.11.2.11.2.1标准化标准化标准化标准化1.2.21.2.21.2.21.2.2标准标准标准标准1.2.31.2.31.2.31.2.3优先数与优先数系优先数与优先数系优先数与优先数系优先数与优先数系1.2.1标准化标准化1.1.What标准化标准化(Standardization)【定义定义】所谓标准化是指在经济、技术、科学及管理所谓标准化是指在经济、技术、科学及管理等社会实践中,对重复性事物和概念通过制订、发布等社会实践中,对重复性事物和概念通过制订、发布和实施标准达到统一,以获得最佳秩序和社会效益的和实施标准达到统一,以获得最佳秩序和社会效益的全部活动过程。
全部活动过程。
标准化的主要形式标准化的主要形式简化、统一化、系列化、通用化、组合化。
简化、统一化、系列化、通用化、组合化。
2.2.标准化的地位和作用标准化的地位和作用是实现现代化的重要手段之一,也是反映现代化水是实现现代化的重要手段之一,也是反映现代化水平的重要标志之一;平的重要标志之一;是现代化生产的重要手段之一;是现代化生产的重要手段之一;是实现专业化协调生产的必要前提;是实现专业化协调生产的必要前提;标准化是广泛实现互换性生产的标准化是广泛实现互换性生产的标准化是广泛实现互换性生产的标准化是广泛实现互换性生产的前提。
前提。
前提。
前提。
是实现科学管理的基础和重要组成部分。
是实现科学管理的基础和重要组成部分。
是扩大市场的需要。
是扩大市场的需要。
1.2.2标准标准标准标准标准标准(StandardStandardStandardStandard)标准化的主要体现形式。
标准化的主要体现形式。
【定义定义定义定义】是指对需要协调统一的重复性事物(如产品、是指对需要协调统一的重复性事物(如产品、零部件)和概念(如术语、规则、方法、代号、量值)零部件)和概念(如术语、规则、方法、代号、量值)所做的统一规定。
所做的统一规定。
应积极采用最新标准应积极采用最新标准应积极采用最新标准应积极采用最新标准!
标准标准技术法律技术法律法律法律社会标准社会标准11、标准、标准(standard)的含义什么是标准什么是标准:
对一定范围内的重复性事物和概念做的统一规定就是标准对一定范围内的重复性事物和概念做的统一规定就是标准.标准的对象标准的对象标准的对象就是重复性事物标准的对象就是重复性事物.标准的本质标准的本质标准的本质在于统一标准的本质在于统一.标准的载体标准的载体标准的表现形式是一种文件标准的表现形式是一种文件;标准要具有统一的格式标准要具有统一的格式;标准要实施一系列动态管理标准要实施一系列动态管理.2、标准的种类、标准的种类技术标准技术标准基础标准基础标准基础标准基础标准产品标准产品标准工艺标准工艺标准方法标准方法标准检测试验标准检测试验标准安全、卫生、环境保护标准等安全、卫生、环境保护标准等管理标准管理标准工作标准工作标准3、标准的级别、标准的级别按照级别和作用范围按照级别和作用范围按照级别和作用范围按照级别和作用范围,国家标准:
国家标准:
GBGB、GJBGJB行业标准行业标准(专业标准)(专业标准):
JBJB、HBHB、地方标准地方标准(DBDB)企业标准企业标准(QBQB)国家标准指导性技术文件(国家标准指导性技术文件(GB/Z)作为对四级标准的补充作为对四级标准的补充44、强制性标准和推荐性标准、强制性标准和推荐性标准强制性标准强制性标准强制性标准强制性标准涉及人身安全、健康、卫生及环境保护等的标准属于涉及人身安全、健康、卫生及环境保护等的标准属于强制性标准强制性标准。
推荐性标准推荐性标准推荐性标准推荐性标准GB/T(占占占占80808080以上!
以上!
以上!
以上!
)尽管推荐性标准不具有法律约束力,但是一经被采用,尽管推荐性标准不具有法律约束力,但是一经被采用,或在合同中被引用,则被采用或引用的有关内容就应或在合同中被引用,则被采用或引用的有关内容就应当严格执行,并且受合同法或有关经济法的约束。
当严格执行,并且受合同法或有关经济法的约束。
本课程涉及的大多为推荐性标准。
本课程涉及的大多为推荐性标准。
我国的最高标准化机构我国的最高标准化机构中国国家标准化管理委员会中国国家标准化管理委员会中国国家标准化管理委员会中国国家标准化管理委员会StandardizationAdministrationofthePeoplesRepublicofChina-SAChttp:
/标准标准实例实例GBGBGBGB标准实例标准实例标准实例标准实例GBGBGBGB标准实例标准实例标准实例标准实例专业标准、地方标准专业标准、地方标准专业标准、地方标准专业标准、地方标准标准实例标准实例标准实例标准实例企业标准企业标准企业标准企业标准5、国际标准、国际标准三大国际标准化组织国际标准化组织国际标准化组织ISO(InternationalStandardizationOrganization)国际电工委员会国际电工委员会IEC(InternationalElectrotechnicalCommission)国际电信联盟(国际电信联盟(ITU)三大国际组织三大国际组织UN,WTO,ISO应用最广泛的国际标准应用最广泛的国际标准应用最广泛的国际标准应用最广泛的国际标准ISO9000质量管理体系族标准质量管理体系族标准ISO14000环境标准环境标准ISO22000食品安全管理体系国际标准食品安全管理体系国际标准采用国际标准的方式采用国际标准的方式等同采用等同采用等同采用等同采用(idtidt)totallyequivalentadoptionofaninternationalstandard内容与国际标准完全相同,编写上也完全相当于国际内容与国际标准完全相同,编写上也完全相当于国际标准。
标准。
等效采用(等效采用(等效采用(等效采用(EQVEQV)equivalentadoptionofaninternationalstandard内容与国际标准完全相同,编写上不完全相当于国际内容与国际标准完全相同,编写上不完全相当于国际标准。
标准。
不等效采用(不等效采用(不等效采用(不等效采用(NEQNEQ)referenceadoptionofaninternationalstandard在技术、内容上与国际标准不相同。
在技术、内容上与国际标准不相同。
标准化的重要性如何强调都不过分标准化的重要性如何强调都不过分标准对经济发展和社会进步的作用标准对经济发展和社会进步的作用美国:
使用标准后的效率与制定标准的投入比值约为美国:
使用标准后的效率与制定标准的投入比值约为25:
1;德国:
标准化工作作出的贡献约占每年德国:
标准化工作作出的贡献约占每年GDP的的1.1%;中国:
中国:
2001年国内生产总值达年国内生产总值达95933亿元人民币,同亿元人民币,同样按样按1.1%计算,标准化所作的贡献将近计算,标准化所作的贡献将近1000亿元人民亿元人民币币标准化的重要性如何强调都不过分(续)标准化的重要性如何强调都不过分(续)国外有一种流行的说法:
国外有一种流行的说法:
国外有一种流行的说法:
国外有一种流行的说法:
三流的企业卖劳力(企业产品的技术含量低,属于劳动密集型产品);二流企业卖技术(产品的技术含量高);一流企业卖专利(即对技术的垄断);超一流企业卖标准(即对产品市场的垄断)。
三流企业卖产品三流企业卖产品三流企业卖产品三流企业卖产品二流企业卖技术二流企业卖技术二流企业卖技术二流企业卖技术一流企业卖标准一流企业卖标准一流企业卖标准一流企业卖标准得标准者得天下得标准者得天下得标准者得天下得标准者得天下1.2.3优先数与优先数系优先数与优先数系Preferrednumbersandpreferrednumberseries1、优先数系、优先数系Why?
标准化的重要内容之一:
工程上各种技术参数的协调、标准化的重要内容之一:
工程上各种技术参数的协调、简化和统一。
简化和统一。
技术参数的数值传播。
技术参数的数值传播。
技术参数的数值传播技术参数的数值传播【实例实例】螺栓的尺寸一旦确定,将会影响螺母的尺寸、丝锥板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牙的尺寸、螺栓孔的尺寸以及加工螺栓孔的钻头的尺寸等。
寸等。
为使产品的参数选择能遵守统一的规律,使参数选为使产品的参数选择能遵守统一的规律,使参数选择一开始就纳入标准化轨道,必须对各种技术参择一开始就纳入标准化轨道,必须对各种技术参数的数值作出统一规定。
数的数值作出统一规定。
优先数系方法优先数系方法【定义定义定义定义】就是对各种技术参数的数值进行协调、简化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取值制度。
和统一的一种科学的数值取值制度。
优先数优先数【定义定义定义定义】是在工程设计及参数分级时应当优先采用的是在工程设计及参数分级时应当优先采用的等比级数数值。
等比级数数值。
GB/T321-2005GB/T321-2005优先数和优先数系优先数和优先数系2、优先数系的系列及代号、优先数系的系列及代号常用的优先数系为十进制几何级数R5R5R5R5R10R10R10R10R20R20R20R20R40R40R40R40R80R80R80R80(补充系列)优先数系的公比优先数系的公比优先数系的公比优先数系的公比优先数系的优点优先数系的优点相邻两项的相对差均匀,疏密适中,且运算方便,相邻两项的相对差均匀,疏密适中,且运算方便,简单易记;简单易记;在同一系列中的优先数的积、商、整数幂仍为优先在同一系列中的优先数的积、商、整数幂仍为优先数;数;优先数可以向数值增大、减少两端延伸。
优先数可以向数值增大、减少两端延伸。
优先数系的基本系列(常用值)优先数系的基本系列(常用值)优先数系的应用优先数系的应用优先数系在工程技术领域广泛使用,优先数系在工程技术领域广泛使用,并已成为国际上统一的标准数值制。
并已成为国际上统一的标准数值制。
【应用实例应用实例应用实例应用实例】极限极限与配合国家标准中,公差值就是按与配合国家标准中,公差值就是按R5R5系列确定的系列确定的。
机械机械产品的主要参数通常按产品的主要参数通常按R5R5、R10R10系列取值系列取值,专用专用工具的主要尺寸按工具的主要尺寸按R10R10系列取值系列取值,通用通用零件、工具及通用型材的尺寸按零件、工具及通用型材的尺寸按R20R20系列取值。
系列取值。
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- 互换性 标准化