1．1互换性与标准化概念1．1．1互换性的基本概念在工厂的装配车间经常看到这样的情况，装配工人任意从一批相同规格的零件中取出其中一个装配到机器上，装配后机器就能正常工作。在H常生活中也有不少这样的例子，如轿车、自行车、手表的某个零件损坏后，买一个相同规格的零件，装好后就能照常使用，显得十分方便快捷。这些都是零件互换性的具体体现。互换性就是指机器零部件相互之间可以替换，而且保证使用要求的一种特性。互换性在现代化大规模生产中有着十分重要的意义。在设计方面，按互换性进行设计，可以最大限度地采用标准件和通用件，从而减少设计绘图的工作量，也有利于计算机辅助设计；在制造方面，有利于组织大规模专业化生产；在使用方面，便于维修和售后服务。互换性可以分为广义互换性和狭义互换性。广义互换性是指机器的零件在各种性能方面都具有互换性，如零件的几何参数、力学性能、抗腐蚀性、热变形、电导性等。狭义互换性是指机器的零部件只满足几何参数方面的要求，如尺寸、形状、位置和表面粗糙度的要求。本课程只研究零件几何参数方面的互换性。按互换性的程度又可把互换性分为完全互换和有限互换。对于同一规格的零件，若不加挑选和修配就能装配到机器上去，并且能满足使用要求，这种互换就称为完全互换。有时虽然是同一规格的零件，但在装配时需要进行挑选或修配才能满足使用要求，这种互换称为有限互换。完全互换一般用于大批量生产的标准零部件，如普通紧固螺纹制件、滚动轴承等。这种生产方式效率高，同时也有利于各生产单位和部门之问的协作。有限互换多用于生产批量小和装配精度要求高的情况。当装配精度要求很高时，每个零件的精度也势必要求很高，这样会给零件的制造带来一定的困难。为了解决这一矛盾，在生产中经常采用分组装配法和修配法。分组装配法的具体方法是，将零件的制造公差适当扩大到方便加工的程度，完工后按实际尺寸的大小把被装配的零件分成若干组，按对应组进行装配。分组越细，装配精度就越高，但应以满足装配精度为依据。分组太细将会降低装配效率，提高制造成本；分组太粗将不能保证装配精度要求。对于单件小批量生产的高精度产品，在装配时往往采用修配法或调整法。这种生产方式效率低，但能获得高精度的产品。因此，在精密仪器和精密机床的生产中被广泛采用。只有同一规格的零件才能够实现互换性，但规格相同的零件其实际尺寸或形状并不完全一致，在生产实际中不可避免地会产生加工误差。为了达到预定的互换性要求，必须将零部件的几何参数控制在一定的变动范围内，这个允许零件几何参数的变动范围称为公差。因此，为了使零部件具有互换性，首先必须对几何要素提出公差要求，只有在公差要求范围内的合格零件才能实现互换性。为了实现互换性的生产，对各种各样的公差要求还必须具有统一的术语、协调的数据及合适的标注方式，使从事机械设计或加工人员具有共同的技术术语和技术依据，并且设计生产过程较为方便、合理和经济，故必须制订公差标准。公差标准是对零件的公差和相互配合所制订的技术标准。公差标准是实现互换性的基础，但仅有公差标准而无相应的检测措施还不足以保证实现互换性。只有通过技术测量，才能知道零件的几何参数误差是否在公差要求的范围内，零件是否合格，是否满足互换性要求。检测的目的不仅在于判断零件是否合格，而且还要根据检测的结果，分析产生废品的原因，以便采取改进措施。标准化概念标准化是社会生产的产物，反过来它又能推动社会生产的发展。标准是指对重复性事物和概念所做的同一规定。标准化包含了标准制订、贯彻和修订标准的全部过程。在机械制造中，标准化是实现互换性的必要前提。技术标准(简称标准)即技术法规，是从事生产、建设工作以及商品流通等的一种共同技术依据，它以生产实践、科学试验及可靠经验为基础，由有关方面协调制订，由主管部门批准，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。标准可以按不同级别颁布。我国技术标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准4级。此外，从世界范围看，还有国际标准和区域性标准。标准化是组织现代化大生产的重要手段，是实现专业化协作生产的必要前提，是科学管理的重要组成部分，是使整个社会经济合理化的技术基础，也是发展贸易、提高产品在国际市场竞争能力的技术保证。搞好标准化，对于快速发展国民经济、提高产品和工程建设质量、提高劳动生产率以及改善人民生活等都有着重要的作用。公差标准发展概况公差配合的标准化是标准化的一个重要组成部分，公差与配合等互换性标准是重要的基础标准，它是随着机械制造业的发展而产生和完善起来的。19世纪初，资本主义机器化大工业迅速发展。由于需要扩大互换性生产的规模和控制机器备件的供应，需要在工厂内部制订统一的公差与配合标准。20世纪初英国一家生产剪羊毛机的