第三節(jié)　互換性與標準化

一、標準與標準化

生產(chǎn)中要實現(xiàn)互換性，零部件的幾何尺寸及其幾何參數(shù)必須在規(guī)定的公差范圍內(nèi)。在生產(chǎn)中如果同類產(chǎn)品的規(guī)格太多，或者規(guī)格相同而規(guī)定的公差大小各異，就會給實現(xiàn)互換性帶來很多困難。為了實現(xiàn)互換性生產(chǎn)，必須有一種措施，使各個分散的生產(chǎn)部門和生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間保持必要的技術(shù)統(tǒng)一，以形成一個統(tǒng)一的整體，標準和標準化是建立這種關(guān)系的主要措施。要實現(xiàn)互換性，就要嚴格按照統(tǒng)一的標準進行設(shè)計、制造、裝配、檢驗等，而標準化正是實現(xiàn)這一要求的一項重要技術(shù)手段。因此，在現(xiàn)代工業(yè)中，標準化是廣泛實現(xiàn)互換性生產(chǎn)的前提和基礎(chǔ)。

標準是對技術(shù)、經(jīng)濟和相關(guān)特征的重復事物和概念所作的統(tǒng)一規(guī)定，它是以科學技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)驗的綜合成果為基礎(chǔ)，經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商，由主管機構(gòu)批準，并以特定形式頒布統(tǒng)一的規(guī)定，作為共同遵守的準則和依據(jù)（GB/T 20000.1—2014）。本課程涉及的技術(shù)標準多為強制性標準，必須貫徹執(zhí)行。

標準化就是指在經(jīng)濟、技術(shù)、科學以及管理等社會實踐中，對重復性的事物（如產(chǎn)品、零件、部件）和概念（如術(shù)語、規(guī)則、方法、代號、量值）在一定范圍內(nèi)通過簡化、優(yōu)選和協(xié)調(diào)，做出統(tǒng)一的規(guī)定，經(jīng)審批后頒布、實施以獲得最佳秩序和社會成效。

根據(jù)標準法規(guī)定，我國的標準分為國家標準、行業(yè)標準、地方標準和企業(yè)標準四級。按照制定的范圍不同，標準分為國際標準、國家標準、地方標準、行業(yè)標準和企業(yè)標準五個級別。在國際范圍內(nèi)制定的標準稱為國際標準，用“ISO”“IEC”等表示；在全國范圍內(nèi)統(tǒng)一制定的標準稱為國家標準，用“GB”表示；在全國同一行業(yè)內(nèi)制定的標準稱為行業(yè)標準，各行業(yè)都有自己的行業(yè)標準代號，如機械標準用“JB”表示；在企業(yè)內(nèi)部制定的標準稱為企業(yè)標準，用“QB”表示。

二、計量工作

我國的計量工作自1985～2017年先后頒布了有關(guān)度量衡的法律《中華人民共和國計量法》，保證了我國計量制度的統(tǒng)一和量值傳遞的準確可靠，使得計量工作沿著科學、先進的方向迅速發(fā)展，促進了企業(yè)計量管理和產(chǎn)品質(zhì)量水平的不斷提高。

目前，計量測試儀器的制造工業(yè)已有很大的進步和發(fā)展，其產(chǎn)品不僅滿足國內(nèi)工業(yè)發(fā)展的需要，而且還出口到國際市場。我國已能生產(chǎn)機電一體化測試儀器產(chǎn)品，如激光絲桿動態(tài)檢查儀、光柵式齒輪全誤差測量儀、三坐標測量機、激光光電比較儀等一批達到或接近世界先進水平的精密測量儀器。

三、優(yōu)先數(shù)與優(yōu)先數(shù)系

在產(chǎn)品設(shè)計和制定技術(shù)標準時，涉及很多技術(shù)參數(shù)，這些技術(shù)參數(shù)在生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)中往往不是孤立的，當選定一個數(shù)值作為某種產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)時，這個數(shù)值就會按一定規(guī)律向一切相關(guān)的材料、產(chǎn)品等有關(guān)參數(shù)指標擴散。例如螺栓的直徑確定后，不僅會傳播到螺母的內(nèi)徑上，也會傳播到加工這些螺紋的刀具上，傳播到檢測這些螺紋的量具及裝配它們的工具上。技術(shù)參數(shù)的傳播在生產(chǎn)中很多，既可能發(fā)生在相同量值之間，也可能發(fā)生在不同量值之間。因此工程技術(shù)的參數(shù)即使只有微小的差別，經(jīng)過多次傳播后也會造成尺寸規(guī)格的雜亂。如果隨意選取，勢必給組織生產(chǎn)、協(xié)調(diào)配套和設(shè)備維修帶來很大的困難。為了保證互換性，必須合理地選定零件的公差。通過對零件技術(shù)參數(shù)合理分檔、分級，對零件技術(shù)參數(shù)極限簡化、協(xié)調(diào)統(tǒng)一，必須按照科學、統(tǒng)一的數(shù)值標準，即優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系。優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系是公差數(shù)值標準化的基礎(chǔ)。優(yōu)先數(shù)系中的任一個數(shù)值均稱為優(yōu)先數(shù)。

優(yōu)先數(shù)系是國際上統(tǒng)一的數(shù)值分級制度，是一種無量綱的分級數(shù)系，適用于各種量值的分級。在確定產(chǎn)品的參數(shù)或參數(shù)系列時，應(yīng)最大限度地采用優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系。產(chǎn)品（或零件）的主要參數(shù)（或主要尺寸）按優(yōu)先數(shù)形成系列，可使產(chǎn)品（或零件）系列化，便于分析參數(shù)間的關(guān)系，可減輕設(shè)計計算的工作量。

優(yōu)先數(shù)系由一些十進制等比數(shù)列構(gòu)成，其代號為Rr。等比數(shù)列的公比為：，其含義是在同一個等比數(shù)列中，每隔r項的后項與前項的比值增大為10。如R5：設(shè)首項為a，其各項依次為aq₅、a（q₅）²、a（q₅）³、a（q₅）⁴、a（q₅）⁵，則a（q₅）⁵/a=10，故，目前ISO優(yōu)先數(shù)系的公比，，，補充系列的公比，優(yōu)先數(shù)系的基本系列見表1-1。

優(yōu)先數(shù)系的理論值一般都是無理值，實際應(yīng)用時有困難，對計算作圓整保留三位有效數(shù)稱為常用值，即優(yōu)先數(shù)中優(yōu)先的含義。優(yōu)先數(shù)的化整對計算值的相對誤差較大，一般不宜采用，在產(chǎn)品設(shè)計時，對主要尺寸和參數(shù)必須采用優(yōu)先數(shù)。通常機械產(chǎn)品的主要參數(shù)按R5 和R10 系列；專用工具的主要尺寸按R10系列，通用零件和工具及通用型材的尺寸等按R20系列。