簡介
在機械和儀器製造工業中，在同一規格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑選調整或附加修配（如鉗工修理）就能進行裝配，並能保證滿足機械產品的使用性能要求的一種特性。
在機械和儀器製造中，遵循互換性原則，不僅能顯著提高勞動生產率，而且能有效保證產品質量和降低成本。所以，互換性是機械和儀器製造中的重要生產原則與有效技術措施。
機械和製造業中的互換性，通常包括幾何參數（如尺寸）和力學性能（如硬度、強度）的互換。
所謂幾何參數，一般包括尺寸大小、幾何形狀（巨觀、微觀），以及相互位置關係等。 為了滿足互換性的要求，應將同規格的零、部件的實際值限制在一定的範圍內，以保證零、部件充分近似，即應按公差來製造。公差即允許實際參數值的最大變動量。
作用
從使用方面看，如人們經常使用的腳踏車和手錶的零件，生產中使用的各種設備的零件等，當它們損壞以後，修理人員很快就可以用同樣規格的零件換上，恢復腳踏車、手錶和設備的功能。而在某些情況下，互換性所起的作用還很難用價值來衡量。例如在戰場上，要立即排除武器裝備的故障，繼續戰鬥，這時做主零、部件的互換性是絕對必要的。
從製造方面來看，互換性是提高生產水平和進行文明生產的有力手段。裝配時，不需輔助加工和修配，故能減輕裝配工人的勞動強度，縮短裝配周期，並且可使裝配工人按流水作業方式進行工作，以致進行自動裝配，從而大大提高街道效率。加工時，由於規定有公差，同一部機器上的各種零可以同時加工。用量大的標準件還可以由專門車間基工廠單獨生產。這樣就可以採用高效率的專用設備，乃致採用計算機輔助加工。這樣產量和質量必然會得到提高，成本也會顯著降低。
從設計方面看，由於採用互換原則設計和生產標準零件、部件，可以簡化繪圖、計算等工作，縮短設計周期，並便於用計算機輔助設計。
簡史
互換性原理始於兵器製造。在中國，早在戰國時期（公元前476～前222）生產的兵器便能符合互換性要求。西安秦始皇陵兵馬俑坑出土的大量弩機（當時的一種遠射程的弓箭）的組成零件都具有互換性。這些零件是青銅製品，其中方頭圓柱銷和銷孔已能保證一定的間隙配合。18世紀初，美國批量生產的火槍實現了零件互換。隨著織布機、縫紉機和腳踏車等新的機械產品的大批量生產的需要,又出現了高精度工具和工具機,促使互換性生產由軍火工業迅速擴大到一般機械製造業。20世紀初，汽車工業迅速發展，形成了現代化大工業生產，由於批量大和零部件品種多，要求組織專業化集中生產和廣泛的協作。工業標準是實現生產專業化與協作的基礎。機械工業中最重要的基礎標準之一是公差與配合標準。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準。30年代前後，各工業國家都頒布了公差與配合國家標準。1926年國際標準化協會(ISA)成立，1935年公布了國際公差制ISA草案。第二次世界大戰後，重建國際標準化組織(ISO),1962年頒布ISO/R286-1926 極限與配合制。中國於1959年頒布公差與配合國家標準GB159～174-59,1979年頒布公差與配合新標準GB1800-1804-79，已有尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等基本要素的公差和軸承、螺紋、齒輪等通用零件的公差與配合等整套標準。
分類
互換性按照使用場合分為內互換和外互換，按照互換程度分為分為完全互換性和不完全互換性和不具有互換性。按照互換目的分為裝配互換和功能互換。
按照使用場合
內互換：
標準部件內部各零件間的互換性稱為內互換；
外互換：
標準部件與其相配件間的互換性稱為外互換；
例如滾動軸承，其外環外徑與機座孔、內環內徑與軸頸的配合為外互換；外環、內環滾道直徑與滾動體間的配合為內互換。
按照互換程度分
完全互換性：
零部件在裝配時不需選配或輔助加工即可裝成具有規定功能的機器的稱為完全互換；
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製造成本。在機械裝配時，當機器裝配精度要求很高時，如採用完全互換會使零件公差太小，造成加工困難，成本很高。這時應採用不完全互換,將零件的製造公差放大,並利用選擇裝配的方法將相配件按尺寸大小分為若干組，然後按組相配,即大孔和大軸相配,小孔和小軸相配。同組內的各零件能實現完全互換，組際間則不能互換。為了製造方便和降低成本，內互換零件應採用不完全互換。但是為了使用方便,外互換零件應實現完全互換。
不具有互換性
當零件轉配時需要加工才能裝配完成規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。
對於標準部件來說，標準部件與其相配件間的互換性稱為外互換；標準部件內部各零件間的互換性稱為內互換。例如滾動軸承，其外環外徑與機座孔、內環內徑與軸頸的配合為外互換；外環、內環滾道直徑與滾動體間的配合為內互換。互換性按互換程度又可分為完全互換和不完全(或有限)互換。
按互換目的分類
裝配互換性：
規定幾何參數公差達到裝配要求的互換稱為裝配互換；
功能互換性：
既規定幾何參數公差，又規定機械物理性能參數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。裝配互換目的在於保證產品精度，功能互換目的在於保證產品質量。
