1.2.1 互换性在线视频

机械精度设计的研究对象

有互换性 公差与检测

这一节我们来学习什么是互换性

在生活中我们经常遇到这种情况

家里的灯泡坏了

去商店购买一个换上就可以正常使用

其他诸如开关数据线

家用电器上的各种零部件

当损坏时

只要换上一个相同规格的

都可以正常使用

那么为什么换上一个相同规格的零部件

产品就可以正常使用呢

这是因为这些零部件都具有互换性

那么什么是互换性

我们来看互换性的定义

互换性广义的定义是标准给定的

是指一种产品过程或服务

代替另一种产品过程或服务

并能够满足同样要求的能力

灯泡开关等零部件之所以能替换

就是因为它们具有互换性

这些都是属于实物体产品

互换性定义中还有一类产品是软产品

指的是过程或服务

比如我们去理发店剪头发

拍摄照片 检查身体等

这些过程或服务都是具有互换性的

以上是广义上的互换性概念

对于机械行业

把互换性对机械产品具体化

指的是同一规格的一批零部件

按规定的技术要求制造或装配

彼此能够互相替代使用

而且效果相同的性能

比如螺栓轴承等

这些零部件都是具有互换性的

机械零部件通常是批量生产

所以批量越大 互换性的优点就越显著

这里规定的技术要求

对于机械产品通常指的是设计图纸相同

满足相同的设计要求的一批产品

就能够替代使用

具有相同的效果

需要注意的是

设计要求是要根据产品的需求而规定的

不能随意而定

机械产品中零部件具有互换性

会带来哪些益处呢

接下来我们来看互换性的作用

互换性的作用在制造方面

有利于专业化生产

比如加工螺母

若是采用通用的加工设备

加工一个螺母需要几分钟甚至几个小时

耗时非常长

若是采用多工位冷镦机这种专业化设备

可达到每分钟300件

大大的提高了生产效率 降低生产成本

专业化生产可以有针对性的进行质量控制

所以有利于产品质量的提高

互换性的作用在设计方面

当我们设计一个产品时

往往会用到很多标准件 标准部件

比如螺栓 螺母 垫片 轴承等

对于这些标准件

有专业的生产企业制造和销售

所以我们在设计时

只需要选择合适的型号即可

不需要花时间再去设计这些标准件

最大限度的采用标准件和标准部件

就可以把时间省下来

投入到产品的攻关环节

这样就可以利用最短的时间提高研发速度

缩短设计周期 利于优先抢占市场

也就可以带来比较好的经济效益

作为工程师

我们要将设计的产品绘制到图纸上

通常使用CAD或CATIA等工具绘图时

标准件是有标准库的

选定好型号直接去标准库里复制粘贴就可以

不需要再手动的画图

所以可大大的简化绘图工作

也有利于计算机辅助设计

和产品品种的多样化

互换性的作用在使用和维修方面

零部件在使用时难免有损坏的时候

此时零部件具有互换性

就可以马上把备件换上

减少产品的停机时间

从而提高产品的使用价值

互换性的好处很多

所以互换性生产

是现代机械制造业中一个普遍遵守的原则

当然互换性也不是万能的

并不是所有的情况下都要采用互换性原则

一般情况从经济性角度

在大批量生产时适用于互换性原则

而在单件小批量生产时

常常采用单个配制 会更有经济效益

需要注意的是采用单个配制生产时

可以不遵循互换性

但是也要有精度设计与检测的要求

也要使用公差标准来进行设计

这有利于采用通用的刀具进行加工

也有利于采用通用测量仪器进行检测

由于不同的应用场合

互换性的形式和程度有所不同

因此将互换性分成两类

一类是完全互换性

一类是不完全互换性

完全互换性指的是零部件装配或更换时

不需要挑选或修配

装上即能满足性能要求

按照定义也就是百分之百的满足互换

要求装配时不挑不选 不修不调

满足这样要求的零件

就是具有完全互换性的

比如灯泡坏了

我们买一个相同规格的型号

换上就可以正常使用

这就属于完全互换性

不完全互换性是指在装配时

附加挑选或调整零部件的要求

按照装配形式

不完全互换性有以下几种类型

分别为分组装配法 调整装配法

修配法以及大数互换法

首先我们来看分组装配法

当某些孔轴配合的装配精度要求很高时

孔和轴的尺寸变化范围就要求很小

这就导致加工困难 增加加工成本

那么既要考虑加工成本

又要兼顾装配的精度

这时就可以采用分组装配法

在加工时可以把孔和轴的

尺寸变化范围适当的放大

将加工后的孔和轴

按照实际尺寸的大小进行分组

比如分成三组

孔为大孔 中孔 小孔

轴为大轴 中轴 小轴三组

装配的时候 大孔对大轴

中孔对中轴 小孔对小轴

采用分组装配法

仅增加了一个分组的环节

就可以用较低的加工成本

获得较高的装配精度

比如活塞销与活塞孔的结合

就是按照分组互换装配的

采用分组装配时

对应组内的零件可以互换

而非对应组内的零件则不可以互换

调整装配法 以减速器装配图为例

观察右侧的轴

一对轴承安装到轴上

需要一定的轴向游隙

这个游隙是通过端盖的位置来确定的

随着调整垫片的厚度不同

端盖的位置也略有不同

但由于整个轴线方向上有很多零件

所以轴向的累积误差是比较大的

很难设计固定的调整垫片厚度

因此装配时先将所有的件装好

观察端盖与箱体之间的间隙

然后选择合适的调整垫片的厚度

调整装配法就是在装配过程中

对某一特定零件按所需的尺寸进行调整

以达到装配的精度要求

修配法指的是修一下再装配

比如一对曲齿圆锥齿轮

在装配前将一对齿轮涂上研磨膏

如视频中的黄色膏体

然后在配对机上啮合转动

转动几圈后接触的地方就会出现光亮

亮点反映了齿面的接触面积

亮点小 接触面积就小

会影响齿面载荷分布的均匀性

因此需手动的在亮点的地方打磨一下

然后再涂上研磨膏转动 反复的打磨

直到齿面光亮的区域达到70~80%就是合格了

最后这对修配的齿轮要成对的进行装配

大数互换法也叫做统计法

大批量生产允许有一个不合格率

它的不合格率通常是0.27%

合格率是99.73%

满足这个条件的一批产品

遵循的就是大数互换法

一般来说 对于厂际协作修调不容易实现

所以应采用完全互换性

而厂内生产的零部件便于修调

所以可采用不完全互换性

以上就是关于互换性的学习

要重点掌握的是互换性的作用及分类

本小节就讲到这里