
【化】 interchangeable manufacture
exchange; interchange; reciprocate
【计】 transput
【化】 double replacement
give birth to a child; manufacture; produce; yield; production; parturition
procreation
【医】 accouchement; birth; childbearing; childbirth; confinement; delivery
labor; parturition; partus; texis; tocus; travail
【经】 capacity; produce
互换性生产(Interchangeable Manufacturing)是机械工程与制造领域的核心概念,指在标准化基础上生产的零部件,无需额外修配即可在同类产品中相互替换使用,确保装配或维修的便捷性。以下是汉英对照的专业解析:
英文:Interchangeable Manufacturing
核心要求:零部件需符合统一公差标准(如ISO 286),实现尺寸、功能和性能的完全兼容性。例如,同一型号螺栓可在不同设备中通用。
标准化设计
依据国家标准(如GB/T 1800)或国际标准(ISO)设定公差带,确保零件在允许误差范围内保持功能一致性。
来源:《机械设计手册》(机械工业出版社)
精密制造工艺
采用数控机床(CNC)、三坐标测量仪等设备保证加工精度,使批量生产的零件关键尺寸(如轴径、孔径)满足互换要求。
来源:国际生产工程科学院(CIRP)技术报告
互换性指“同一规格工件不经挑选或修配即可装配,并满足预定性能的特性”(ISO 标准定义)。其数学表达为:
$$
delta = |L_a - L_n| leq T
$$
其中 $delta$ 为实际误差,$L_a$ 为实测尺寸,$L_n$ 为公称尺寸,$T$ 为公差值。
来源:ISO 286-1:2010《产品几何技术规范》
该概念源于18世纪美国军工生产(如伊莱·惠特尼的步枪制造),现已成为智能制造与工业4.0的底层逻辑。现代扩展至模块化设计领域,如消费电子产品的接口标准化(USB Type-C协议)。
来源:美国国家技术标准研究院(NIST)工业史档案
互换性生产是机械制造领域的核心概念,其核心定义与实现条件如下:
基本定义
指通过标准化加工生产出的同规格零部件,任意一件都可不经修配直接安装到机器指定部位,并能完全满足功能要求。这种生产方式通过分散制造、集中装配实现专业化协作,大幅提升生产效率并降低维护成本。
核心要素
• 几何特性控制:包括尺寸公差(如轴孔配合的$Delta d = d{实际}-d{公称}$)、形状误差(圆度、平面度等)
• 表面质量指标:表面粗糙度Ra值、波纹度等参数需符合ISO标准
• 物理性能一致性:材料硬度、强度等物理参数需在允许波动范围内
实现条件
需通过三坐标测量机等检测设备对加工误差进行量化控制,建立完整的公差体系(包括尺寸公差带$frac{IT}{2}$的设定)。实际生产中要求误差控制在$delta{max} = T{上}-T_{下}$范围内。
该生产方式推动了现代工业的模块化装配革命,据德国工业4.0白皮书数据显示,采用互换性生产可使装配效率提升40%以上,维护成本降低60%。更多专业标准可参考ISO 286-1:2010尺寸公差规范。
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