机器制造中的互换性是指，按照规定的几何、物理及其他质量参数的极限，来分别制造机械的各个组成部分，使其在装配与更换时不需辅助加工及修配，便能很好的满足使用和生产上的要求。互换性按照使用场合分为内互换和外互换，按照互换程度分为分为完全互换性和不完全互换性和不具有互换性。

简介

在机械和仪器制造工业中，在同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选调整或附加修配（如钳工修理）就能进行装配，并能保证满足机械产品的使用性能要求的一种特性。

在机械和仪器制造中，遵循互换性原则，不仅能显着提高劳动生产率，而且能有效保证产品质量和降低成本。所以，互换性是机械和仪器制造中的重要生产原则与有效技术措施。

机械和制造业中的互换性，通常包括几何参数（如尺寸）和力学性能（如硬度、强度）的互换。

所谓几何参数，一般包括尺寸大小、几何形状（宏观、微观），以及相互位置关系等。为了满足互换性的要求，应将同规格的零、部件的实际值限制在一定的范围内，以保证零、部件充分近似，即应按公差来制造。公差即允许实际参数值的最大变动量。

作用

从使用方面看，如人们经常使用的自行车和手表的零件，生产中使用的各种设备的零件等，当它们损坏以后，修理人员很快就可以用同样规格的零件换上，恢复自行车、手表和设备的功能。而在某些情况下，互换性所起的作用还很难用价值来衡量。例如在战场上，要立即排除武器装备的故障，继续战斗，这时做主零、部件的互换性是绝对必要的。

从制造方面来看，互换性是提高生产水平和进行文明生产的有力手段。装配时，不需辅助加工和修配，故能减轻装配工人的劳动强度，缩短装配周期，并且可使装配工人按流水作业方式进行工作，以致进行自动装配，从而大大提高街道效率。加工时，由于规定有公差，同一部机器上的各种零可以同时加工。用量大的标准件还可以由专门车间基工厂单独生产。这样就可以采用高效率的专用设备，乃致采用计算机辅助加工。这样产量和质量必然会得到提高，成本也会显着降低。

从设计方面看，由于采用互换原则设计和生产标准零件、部件，可以简化绘图、计算等工作，缩短设计周期，并便于用计算机辅助设计。

简史

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。

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。

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。

分类

互换性按照使用场合分为内互换和外互换，按照互换程度分为分为完全互换性和不完全互换性和不具有互换性。按照互换目的分为装配互换和功能互换。

按照使用场合

内互换：

标准部件内部各零件间的互换性称为内互换。

外互换：

标准部件与其相配件间的互换性称为外互换。

例如滚动轴承，其外环外径与机座孔、内环内径与轴颈的配合为外互换；外环、内环滚道直径与滚动体间的配合为内互换。

按照互换程度分

完全互换性：

零部件在装配时不需选配或辅助加工即可装成具有规定功能的机器的称为完全互换。

不完全互换性：

零部件在装配时需要选配（但不能进一步加工）才能装成具有规定功能的机器的称为不完全互换。提出不完全互换式为了降低零件制造成本。在机械装配时，当机器装配精度要求很高时，如采用完全互换会使零件公差太小，造成加工困难，成本很高。这时应采用不完全互换,将零件的制造公差放大,并利用选择装配的方法将相配件按尺寸大小分为若干组，然后按组相配,即大孔和大轴相配,小孔和小轴相配。同组内的各零件能实现完全互换，组际间则不能互换。为了制造方便和降低成本，内互换零件应采用不完全互换。但是为了使用方便,外互换零件应实现完全互换。

不具有互换性：

当零件转配时需要加工才能装配完成规定功能的零件成为不具有互换性。一般高精密零件需要相互配合的两个零件配作，或者对研才能完成其功能。

对于标准部件来说，标准部件与其相配件间的互换性称为外互换；标准部件内部各零件间的互换性称为内互换。例如滚动轴承，其外环外径与机座孔、内环内径与轴颈的配合为外互换；外环、内环滚道直径与滚动体间的配合为内互换。互换性按互换程度又可分为完全互换和不完全(或有限)互换。

按互换目的分类

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。

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