什么是互換性

　　在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中，互換性的例子不勝枚舉。人們常用的自行車，它的零件都是按照互換性生產(chǎn)的。以下是小編為大家收集的什么是互換性，僅供參考，希望能夠幫助到大家。

　　問題：

　　什么是互換性？

　　標(biāo)準(zhǔn)答案：

　　互換性是指機器零件或部件相互之間能夠代換且能保證使用要求的一種特性。

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　　機器制造中的互換性是指，按照規(guī)定的幾何、物理及其他質(zhì)量參數(shù)的極限，來分別制造機械的各個組成部分，使其在裝配與更換時不需輔助加工及修配，便能很好的滿足使用和生產(chǎn)上的要求。

　　互換性指在機械和儀器制造工業(yè)中，零、部件的互換性是指在同一規(guī)格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑選或附加修配（如鉗工修理）就能裝在機器上，到達規(guī)定的性能要求。

　　機械制造中按規(guī)定的幾何和機械物理性能等參數(shù)的允許變動量來制造零件和部件，使其在裝配或維修更換時不需要選配或輔助加工便能裝配成機器并滿足技術(shù)要求的性能。幾何參數(shù)包括尺寸大小、幾何形狀、相互位置、表面粗糙度、角度和錐度等；機械物理性能參數(shù)通常指硬度、強度和剛度等。機器的零件和部件的各種參數(shù)不可能也不必要到達絕對的準(zhǔn)確值，只要實際值持續(xù)在規(guī)定的變動范圍之內(nèi)就能滿足技術(shù)要求。參數(shù)值規(guī)定的允許變動量稱為公差。

　　簡史

　　互換性原理始于兵器制造。在中國，早在戰(zhàn)國時期（公元前476～前222）生產(chǎn)的兵器便能貼合互換性要求。西安秦始皇陵兵馬俑坑出土的超多弩機（當(dāng)時的一種遠(yuǎn)射程的弓箭）的組成零件都具有互換性。這些零件是青銅制品，其中方頭圓柱銷和銷孔已能保證必須的間隙配合。18世紀(jì)初，美國批量生產(chǎn)的火槍實現(xiàn)了零件互換。隨著織布機、縫紉機和自行車等新的機械產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)的需要，又出現(xiàn)了高精度工具和機床，促使互換性生產(chǎn)由軍械工業(yè)迅速擴大到一般機械制造業(yè)。20世紀(jì)初，汽車工業(yè)迅速發(fā)展，構(gòu)成了現(xiàn)代化大工業(yè)生產(chǎn)，由于批量大和零部件品種多，要求組織專業(yè)化集中生產(chǎn)和廣泛的協(xié)作。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是實現(xiàn)生產(chǎn)專業(yè)化與協(xié)作的基礎(chǔ)。機械工業(yè)中最重要的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)之一是公差與配合標(biāo)準(zhǔn)。1902年英國紐瓦爾公司編制出版的“極限表”，是世界上最早的公差與配合標(biāo)準(zhǔn)。30年代前后，各工業(yè)國家都頒布了公差與配合國家標(biāo)準(zhǔn)。1926年國際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(ISA)成立，1935年公布了國際公差制ISA草案。第二次世界大戰(zhàn)后，重建國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)，1962年頒布ISO/R286-1926極限與配合制。中國于1959年頒布公差與配合國家標(biāo)準(zhǔn)GB159-174-59，1979年頒布公差與配合新標(biāo)準(zhǔn)GB1800-1804-79，已有尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等基本要素的公

　　作用

　　差和軸承、螺紋、齒輪等通用零件的公差與配合等整套標(biāo)準(zhǔn)。

　　現(xiàn)代化的機械零件具有互換性，才有可能將一臺機器中的成千上萬個零部件，進行高效率的、分散的專業(yè)化的生產(chǎn)，然后集中起來進行裝配。因此，互換性原則的應(yīng)用已成為提高生產(chǎn)水平和促進技術(shù)進步的強有力的手段之一，其主要作用如下：

　　從設(shè)計方面來看，零部件具有互換性，就可以最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件和標(biāo)準(zhǔn)部件，大大簡化了繪圖和計算工作，縮短了設(shè)計周期，有利于計算機輔助設(shè)計和產(chǎn)品品種的多樣化。

　　從制造方面來看，互換性有利于相互協(xié)作，大量應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)件還可由專門車間或工廠單獨生產(chǎn)，因產(chǎn)品單一、數(shù)量多、分工細(xì)，可使用高效率的專用設(shè)備，進而采用計算機輔助加工，為生產(chǎn)專業(yè)化創(chuàng)造了必備條件，這樣必然會提高產(chǎn)量和質(zhì)量，并顯著降低生產(chǎn)成本。裝配時，由于零部件具有互換性，不需輔助加工，使裝配過程能夠持續(xù)而順利地進行，故能減輕裝配工作的勞動量，縮短裝配周期，從而可采用流水線作業(yè)方式，乃至進行自動化裝配，促進了生產(chǎn)自動化的發(fā)展，效率明顯提高。

　　從使用和維修方面來看，若零件具有互換性，則零件在磨損或損壞、丟失后，可立即用另一個新的儲備件代替（如汽車、拖拉機的活塞、活塞銷、活塞環(huán)等就是這樣的備件），不僅維修方便，且使機器或儀器的維修時間和費用顯著減少，保證了機械產(chǎn)品工作的持久性和連續(xù)性，從而延長了產(chǎn)品的使用壽命，使產(chǎn)品的使用價值顯著提高。

　　總之，互換性在提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性、提高經(jīng)濟效益等方面具有重要的意義。它已成為現(xiàn)代化機械制造業(yè)中一個普遍遵守的原則，對我國的現(xiàn)代化建設(shè)起著重要作用。但是，應(yīng)當(dāng)注意，互換性原則不是在任何情況下都適用，當(dāng)只有采取單個配制才符合經(jīng)濟原則時，零件就不能互換。

　　分類

　　互換性分為外互換和內(nèi)互換。對于標(biāo)準(zhǔn)部件來說，標(biāo)準(zhǔn)部件與其相配件間的互換性稱為外互換；標(biāo)準(zhǔn)部件內(nèi)部各零件間的互換性稱為內(nèi)互換。例如滾動軸承，其外環(huán)外徑與機座孔、內(nèi)環(huán)內(nèi)徑與軸頸的配合為外互換；外環(huán)、內(nèi)環(huán)滾道直徑與滾動體間的配合為內(nèi)互換。

　　按照互換程度

　　完全互換：亦稱絕對互換。零件既不需輔助加工和修配，亦不需選擇，即可實現(xiàn)互換所達到的一種技術(shù)狀態(tài)。采用完全互換使大批，大量生產(chǎn)中的裝配工作簡單化，省工省時，成本降低，質(zhì)量穩(wěn)定，使用維修中受換零件方便。但有時將使零件公差很小，加工困難，甚至無法加工。

　　不完全互換性：零部件在裝配時需要選配（但不能進一步加工）才能裝成具有規(guī)定功能的機器的稱為不完全互換。提出不完全互換式為了降低零件制造成本。在機械裝配時，當(dāng)機器裝配精度要求很高時，如采用完全互換會使零件公差太小，造成加工困難，成本很高。這時應(yīng)采用不完全互換,將零件的制造公差放大,并利用選擇裝配的方法將相配件按尺寸大小分為若干組，然后按組相配,即大孔和大軸相配,小孔和小軸相配。同組內(nèi)的各零件能實現(xiàn)完全互換，組際間則不能互換。為了制造方便和降低成本，內(nèi)互換零件應(yīng)采用不完全互換。但是為了使用方便,外互換零件應(yīng)實現(xiàn)完全互換。

　　不具有互換性：當(dāng)零件轉(zhuǎn)配時需要加工才能裝配完成規(guī)定功能的零件成為不具有互換性。一般高精密零件需要相互配合的兩個零件配作，或者對研才能完成其功能。

　　按互換目的

　　裝配互換性：規(guī)定幾何參數(shù)公差達到裝配要求的互換稱為裝配互換；

　　功能互換性：既規(guī)定幾何參數(shù)公差，又規(guī)定機械物理性能參數(shù)公差達到使用要求的互換稱為功能互換。

　　上述的外互換和內(nèi)互換、完全互換和不完全互換皆屬裝配互換。裝配互換目的在于保證產(chǎn)品精度，功能互換目的在于保證產(chǎn)品質(zhì)量。

　　基本資料

　　就裝配互換性而言，研究的對象主要是零件基本要素（構(gòu)成零件的點、線、面）和通用零部件（軸承、鍵和花鍵、螺紋、齒輪等）的幾何參數(shù)公差及其檢驗方法的標(biāo)準(zhǔn)化問題。基本資料有：尺寸公差和圓柱結(jié)合的互換性、形狀和位置公差(見形位公差)、表面粗糙度、表面濃度、角度公差和圓錐結(jié)合的互換性、量規(guī)公差和光滑工件尺寸的檢驗、鍵與花鍵結(jié)合的互換性、螺紋結(jié)合的互換性、齒輪和蝸輪傳動的互換性、尺寸鏈等。隨著對機械產(chǎn)品質(zhì)量和性能要求的不斷提高，除裝配互換性外，還要求零件和部件有必須的工作穩(wěn)定性和可靠性。例如對齒輪傳動，既要規(guī)定影響傳動準(zhǔn)確性、工作平穩(wěn)性和負(fù)載均勻性的幾何參數(shù)誤差，又要規(guī)定材料、硬度、熱處理形式、噪聲大小等機械物理性能參數(shù)的允許值及其范圍。功能互換性的研究有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)水平。

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