互换性标准化跟计量技术的基本概念.pdfVIP

第二章 互换性 标准化与计量技术的基本概念 第一节 互换性的意义和作用 一 什么叫互换性 互换性的含义 机器或仪器中同一规格的一批零件或部件 任 取其中一件 不需要任何挑选或辅助加工(如钳工修理) 就能 进行装配 并能保证满足机器或仪器的使用性能要求的一种特 性 显然 互换性应同时具备两个条件 即 不需挑选 不经修理 就能进行装配 装配以后能满足使用要求 二 互换性生产简史 互换性是随着生产的发展而产生与发展的 对于有配合 要求的零件 最初都是按“配做”方式制造 即以孔配轴或以 轴配孔 装配时必须对号入座 显然 在这种情况下是无互 换性可言的 生产效率也极低 互换性生产是从出现了第一个标准量规开始的 如图2-1 所示 随着生产经验的积累 人们发现为保证孔 轴希望得 到的间隙 可以按一个标准的轴或一个标准的孔来制造孔或 轴 不久就将这种标准的轴或孔做成塞规或卡规状的标准量 规 有了标准量规以后 互配零件即可分开单独制造 装在一起后 都能得到要求的配合性能 生产效率大为提高 而更主要的是 从此零件有了互换性 互换性的广泛发展是随着极限量规的产生而开始的 由于标准 量规是单个使用 对零件的要求过高(量规要恰好紧密地通过 零件) 故其应用受到限制 后来的经验表明 这样的高精度 要求是不必要的 事实上 使用要求不是绝对的 间隙略有变 动只要不超过某一范围 也能满足使用要求 既然允许间隙在 一定范围内变动 也就允许孔 轴实际尺寸在一定范围内变动 于是就按孔 轴允许的最大尺寸和最小尺寸 分别制成两套量 规 叫做极限量规( 图2-2) 并分别为通规和止规 只要工件能 为通规通过 而不为止规通过 就被认为是合格件 装配时 即可保证配合要求 并具有互换性 允许尺寸的变动量就叫公差 故满足互换性要求的前提是零 件的尺寸在允许的公差范围以内 互换性生产首先用于兵器工业 接着就用于各种机械制 造行业 随着产品质量多功能的需要 由单参数(尺寸)的配 合互换性已发展到功能互换性 零件的检验除了用极限量规 控制尺寸外 还要求用功能量规控制零件的形状和各尺寸间 相互位置精度的要求 以往的互换性生产都是与大批量生产连在一起的 近年来 随着现代化机械工业的发展趋势 已由单一品种的大批量生 产 逐步向多品种 小批量的综合生产系统(也叫柔性生产系 统)发展 这种生产系统的主要特点是可以根据市场需求 及 时改变生产线上产品的型号和品种 其实质是用大量生产方 式生产小批或单件产品 因而可极大地降低制造成本 在生 产线上 工序变动时 信息传送给多品种控制器 接受欲装 配哪些零件的指令 指定机械人(机械手)选择零件 进行装配 并经校核送到下一工序 库存零件提出后 由计算机通知加 工站补充零件 这样可以避免积压零件 显然 按这种生产 系统 对互换性的要求更加严格 三 互换性生产在机械制造中的作用 从使用看 由于零件具有互换性 零件坏了 可以以新换 旧 方便维修 从而延长了机器的使用寿命 从制造看 互换性能促使高效率地生产 便于组织生产协 作 进行专业化生产 一台机器内的互换性零 部件的数量越 多 则其加工工时就越少 从而大大降低生产成本 从设计看 可以简化制图 计算工作 缩短设计周期 并 便于用计算机进行辅助设计 这对发展系列产品 改进产品性 能都有重大作用 例如 在手表上采用具有互换性的统一机芯 发展新品种的设计周期和生产准备周期都可以缩短 这一点对 国防工业尤为重要 四 互换性的种类 按互换性的程度可分为完全互换(绝对互换)与不完全互换 (有限互换) 若零件在装配或更换时 不需选择 不需辅助加工与修配 则其互换性为完全互换性 当在零件完工后 再用测量器具将零件按实际尺寸的大小分 为若干组 使每组零件间实际尺寸的差别减少 装配时按相 应组进行(例如 大孔与大轴相配 小孔与小轴相配) 这样 既可保证装配精度和使用要求 又能解决加工困难 降低成 本 此时 仅组内零件可以互换 组与组之间不可互换 故 称为不完全互换性 对标准部件或机构来说 互换性又可分为外互换与内互换 外互换是指部件或机构与其相配件间的互换性 例如 滚动轴承内圈内径与轴的配合 外圈外径与轴承孔的