0.1 互換性及其意義

1.互換性的含義

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。零部件具有的能夠彼此互相替換的性能稱為“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。

互換性是廣泛用于機械制造、軍品生產、機電一體化產品的設計和制造過程中的重要原則，并且能取得巨大的經濟和社會效益。汽車行業就是運用互換性原理，形成規模經濟，取得最佳技術經濟效益的。

2.互換性的分類

互換性按其互換程度可分為完全互換與不完全互換。

（1）完全互換

完全互換是指一批零部件裝配前不經選擇，裝配時也不需修配和調整，裝配后即可滿足預定的使用要求。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

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。這時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，再用量儀將零件按實際尺寸大小分組，按組進行裝配。如此，既保證裝配精度與使用要求，又降低成本。此時，僅是組內零件可以互換，組與組之間不可互換，因此，叫分組互換法。

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，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。

3.互換性的技術經濟意義

互換性原則被廣泛采用，因為它不僅對生產過程發生影響，而且還涉及產品的設計、使用、維修等各個方面。

在設計方面，由于采用具有互換性的標準件、通用件，可使設計工作簡化，縮短設計周期，并便于用計算機輔助設計。

在制造方面，當零件具有互換性時，可以分散加工，集中裝配。這樣有利于組織專業化協作生產，有利于使用現代化的工藝裝備，有利于組織流水線和自動線等先進的生產方式。裝配時，不需輔助加工和修配，既減輕工人的勞動強度，又縮短裝配周期，還可使裝配工作按流水作業方式進行，從而保證產品質量，提高勞動生產率和經濟效益。

在使用、維修方面，互換性也有其重要意義。當機器的零件突然損壞或按計劃定期更換時，便可在最短時間內用備件加以替換，從而提高了機器的利用率和延長機器的使用壽命。

在某些方面，例如，戰場上使用的武器，保證零（部）件的互換性是絕對必要的。在這些場合，互換性所起的作用很難用價值來衡量。

綜上所述，在機械工業中，遵循互換性原則，對產品的設計、制造、使用和維修具有重要的技術經濟意義。

互換性不僅在大量生產中廣為采用，而且隨著現代生產逐步向多品種、小批量的綜合生產系統方向轉變，互換性也為小批生產，甚至單件生產所要求。但是應當指出，互換性原則不是在任何情況下都適用的，有時零件只能采用單配才能制成或才符合經濟原則，例如，模具常用修配法制造。然而，即使在這種情況下，不可避免地還要采用具有互換性的刀具、量具等工藝裝備。因此，互換性仍是必須遵循的基本的技術經濟原則。