绪论
教学导读本绪论介绍互换性、标准化、误差等概念和优先数系及其特点。1
知识点了解互换性的分类与作用;了解互换性与工业制造的联系;了解标准的组成与标准化的历程。2
重点和难点互换性、优先数系的选用。3
0.1概述在工程或日常生活中随处可见互换现象,如自行车链轮坏了,维修人员可迅速换上同一规格的新零件,恢复自行车的使用功能。在工业制造业中,这种“互换”显得尤其重要。例如,减速箱滚动轴承损坏,可以更换同一规格的轴承,满足生产需要,且有利于提高企业的工作效率和生产效益。
知识拓展互换性的发展互换性原理始于兵器制造。在中国，早在战国时期（公元前476～前222）生产的兵器便能符合互换性要求。西安秦始皇陵兵马俑坑出土的大量弩机（当时的一种远射程的弓箭）的组成零件都具有互换性。这些零件是青铜制品，其中方头圆柱销和销孔已能保证一定的间隙配合。18世纪初，美国批量生产的火枪实现了零件互换。随着织布机、缝纫机和自行车等新的机械产品的大批量生产的需要,又出现了高精度工具和机床,促使互换性生产由军火工业迅速扩大到一般机械制造业。
知识拓展互换性的发展20世纪初，汽车工业迅速发展，形成了现代化大工业生产，由于批量大和零部件品种多，要求组织专业化集中生产和广泛的协作。工业标准是实现生产专业化与协作的基础。机械工业中最重要的基础标准之一是公差与配合标准。1902年英国纽瓦尔公司编制出版的“极限表”，是世界上最早的公差与配合标准。30年代前后，各工业国家都颁布了公差与配合国家标准。1926年国际标准化协会（ISA）成立，1935年公布了国际公差制ISA草案。
知识拓展互换性的发展第二次世界大战后，重建国际标准化组织（ISO），1962年颁布ISO/R286-1926极限与配合制。中国于1959年颁布公差与配合国家标准GB159～174-59，1979年颁布公差与配合新标准GB1800-1804-79，已有尺寸、形状和位置、表面粗糙度等基本要素的公差和轴承、螺纹、齿轮等通用零件的公差与配合等整套标准。
0.1.1互换性及其意义01互换性的概念互换性是指在质量合格的同一规格的一批零件中,任取其中一件、无须进行任何挑选和修配就能装在机器(或部件)上,并能满足其使用性能要求的特性。
2.互换性的意义(1)设计方面零部件具有互换性就可以最大限度地采用通用件、标准件和标准部件,从而大大减少了绘图和计算等工作量,缩短了设计周期,有利于产品多样化和便于计算机辅助设计与制造。(2)制造方面当零件具有互换性时,可以进行分散加工、集中装配,如图0-2所示
知识拓展互换性的作用从使用和维修方面来看，若零件具有互换性，则零件在磨损或损坏、丢失后，可立即用另一个新的储备件代替（如汽车、拖拉机的活塞、活塞销、活塞环等就是这样的备件），不仅维修方便，且使机器或仪器的维修时间和费用显著减少，保证了机械产品工作的持久性和连续性，从而延长了产品的使用寿命，使产品的使用价值显著提高。总之，互换性在提高产品质量和可靠性、提高经济效益等方面具有重要的意义。它已成为现代化机械制造业中一个普遍遵守的原则，对我国的现代化建设起着重要作用。但是，应当注意，互换性原则不是在任何情况下都适用，当只有采取单个配制才符合经济原则时，零件就不能互换。
0.1.2互换性的分类1)完全互换(绝对互换)(2)不完全互换(相对互换)若一批零部件在装配时不需要任何挑选、调整或修配,装配后即能满足产品的使用要求,则这些零部件属于完全互换。仅在同一组内零件有互换性,而组与组之间不能互换,以满足其使用性能要求的互换性,称为不完全互换。1.按互换程度分类
当装配精度要求较高时,采用完全互换将使零件的加工精度要求很高,使得加工困难、成本增加,这时可适当降低零件制造精度,使之便于加工;而在加工好后,通过测量,将零件按实际尺寸的大小分为若干组,使各组内的零件间的实际尺寸差别减小,这种不完全互换为“分组互换法”。如图0-3所示。
2.按部件或机构的互换性分类(1)内互换。部件或机构内部组成零件间的互换性属于内互换(2)外互换。部件或机构与其装配件间的互换性属于外互换。12
知识拓展按互换目的装配互换性：规定几何参数公差达到装配要求的互换称为装配互换；功能互换性：既规定几何参数公差，又规定机械物理性能参数公差达到使用要求的互换称为功能互换。上述的外互换和内互换、完全互换和不完全互换皆属装配互换。装配互换目的在于保证产品精度，功能互换目的在于保证产品质量。
0.1.3机械零件的误差、公差及其检测要实现零部件的互换性要求,就必须合理限制零件的加工误差范围,只要将零件的误差控制在给定的设计要求范围内,就能满足互换性要求。把允许零件尺寸和几何参数的变动范围称为“公差”。零件的误差是否符