二、互換性

在日常生活中，經常會遇到零（部）件互換的情況，例如，汽車、拖拉機、縫紉機上的零部件壞了，可以換上相同型號的零（部）件，更換后即能正常行駛或運轉。之所以維修這樣方便，就是因為合格的產品和零（部）件具有在材料性能、幾何尺寸、使用功能上互相替換的性能，即具有互換性。

在機械制造業中，零件的互換性是指在同一規格的一批零（部）件中，可以不經選擇、修配或調整，任取一件都能裝配在機器上，并能達到規定的使用性能要求。零（部）件具有的這種性能稱為互換性。能夠保證產品具有互換性的生產，稱為遵守互換性原則的生產。零（部）件的互換性應包括其幾何參數、力學性能和物理化學性能等方面的互換性。本課程主要研究幾何參數的互換性。

1.互換性的種類

互換性按其互換性程度可分為完全互換性與不完全互換性。

（1）完全互換性。若零（部）件在裝配或更換時，不經挑選、調整或修配，裝配后能夠滿足預定的要求，這樣的零（部）件就具有完全互換性。如螺栓、圓柱銷等標準件的裝配大都屬于此類情況。

（2）不完全互換性。若零（部）件在裝配或更換時，允許有附加選擇或附加調整，但不允許修配，裝配后能夠滿足預定的要求，這樣的零（部）件具有不完全互換性。

當裝配精度要求很高時，若采用完全互換將使零件的尺寸公差很小，加工困難，成本很高，甚至無法加工，則可采用不完全互換法進行生產，將其制造公差適當放大，以便于加工。在完工后，再用測量儀將零件按實際尺寸大小分組，按組進行裝配。采用不完全互換法進行生產時，既可保證裝配精度與使用要求，又可降低成本。此時，僅是組內零件可以互換，組與組之間不可互換，因此，也叫作分組互換法。

在裝配時允許用補充機械加工或鉗工修刮辦法來獲得所需的精度，稱為修配法。用移動或更換某些零件以改變其位置和尺寸的辦法來達到所需的精度，稱為調整法。

不完全互換只限于部件或機構在制造廠內裝配時使用。對于廠外協作，則往往要求完全互換。究竟采用哪種方式為宜，要由產品精度、產品復雜程度、生產規模、設備條件及技術水平等一系列因素決定。一般大量生產和成批生產，如汽車、拖拉機廠大都采用完全互換法生產，精度要求很高；如軸承工業，則常采用分組裝配，即不完全互換法生產。而小批和單件生產，如礦山、冶金等重型機器業，則常采用修配法或調整法生產。

2.互換性的意義

互換性原則被廣泛采用，不僅會對生產過程產生影響，而且還涉及產品的設計、使用、維修等方面。

（1）在設計方面。如果零（部）件具有互換性，就可以最大限度地采用具有互換性的標準件、通用件，使設計工作簡化，大大減少計算和繪圖的工作量，并可縮短設計周期。

（2）在制造方面。互換性是專業化協作組織生產的重要基礎，整個生產過程可以采用分散加工、集中裝配的方式進行。這樣有利于實現加工過程和裝配過程的機械化、自動化，從而可以提高勞動生產率，提高產品質量，降低生產成本。

（3）在裝配方面。由于裝配時不需附加加工和修配，減輕了工人的勞動強度，縮短了勞動周期，并且可以采用流水作業的裝配方式，大幅度地提高了生產效率。

（4）在使用、維修方面。由于零（部）件具有互換性，當生產中各種設備的零（部）件或人們日常使用的拖拉機、自行車、汽車等的零（部）件損壞后，在最短時間內用備件加以替換，能很快地恢復其使用功能，減少修理時間及費用，從而提高設備的利用率，延長它們的使用壽命。

綜上所述，互換性是現代化生產的基本技術經濟原則，在機器的制造與使用中具有重要的作用，因此，要實現專業化生產，必須采用互換性原則。