第三节　互换性与标准化

一、标准与标准化

生产中要实现互换性，零部件的几何尺寸及其几何参数必须在规定的公差范围内。在生产中如果同类产品的规格太多，或者规格相同而规定的公差大小各异，就会给实现互换性带来很多困难。为了实现互换性生产，必须有一种措施，使各个分散的生产部门和生产环节之间保持必要的技术统一，以形成一个统一的整体，标准和标准化是建立这种关系的主要措施。要实现互换性，就要严格按照统一的标准进行设计、制造、装配、检验等，而标准化正是实现这一要求的一项重要技术手段。因此，在现代工业中，标准化是广泛实现互换性生产的前提和基础。

标准是对技术、经济和相关特征的重复事物和概念所作的统一规定，它是以科学技术和生产经验的综合成果为基础，经有关方面协商，由主管机构批准，并以特定形式颁布统一的规定，作为共同遵守的准则和依据（GB/T 20000.1—2014）。本课程涉及的技术标准多为强制性标准，必须贯彻执行。

标准化就是指在经济、技术、科学以及管理等社会实践中，对重复性的事物（如产品、零件、部件）和概念（如术语、规则、方法、代号、量值）在一定范围内通过简化、优选和协调，做出统一的规定，经审批后颁布、实施以获得最佳秩序和社会成效。

根据标准法规定，我国的标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准四级。按照制定的范围不同，标准分为国际标准、国家标准、地方标准、行业标准和企业标准五个级别。在国际范围内制定的标准称为国际标准，用“ISO”“IEC”等表示；在全国范围内统一制定的标准称为国家标准，用“GB”表示；在全国同一行业内制定的标准称为行业标准，各行业都有自己的行业标准代号，如机械标准用“JB”表示；在企业内部制定的标准称为企业标准，用“QB”表示。

二、计量工作

我国的计量工作自1985～2017年先后颁布了有关度量衡的法律《中华人民共和国计量法》，保证了我国计量制度的统一和量值传递的准确可靠，使得计量工作沿着科学、先进的方向迅速发展，促进了企业计量管理和产品质量水平的不断提高。

目前，计量测试仪器的制造工业已有很大的进步和发展，其产品不仅满足国内工业发展的需要，而且还出口到国际市场。我国已能生产机电一体化测试仪器产品，如激光丝杆动态检查仪、光栅式齿轮全误差测量仪、三坐标测量机、激光光电比较仪等一批达到或接近世界先进水平的精密测量仪器。

三、优先数与优先数系

在产品设计和制定技术标准时，涉及很多技术参数，这些技术参数在生产各个环节中往往不是孤立的，当选定一个数值作为某种产品的技术参数时，这个数值就会按一定规律向一切相关的材料、产品等有关参数指标扩散。例如螺栓的直径确定后，不仅会传播到螺母的内径上，也会传播到加工这些螺纹的刀具上，传播到检测这些螺纹的量具及装配它们的工具上。技术参数的传播在生产中很多，既可能发生在相同量值之间，也可能发生在不同量值之间。因此工程技术的参数即使只有微小的差别，经过多次传播后也会造成尺寸规格的杂乱。如果随意选取，势必给组织生产、协调配套和设备维修带来很大的困难。为了保证互换性，必须合理地选定零件的公差。通过对零件技术参数合理分档、分级，对零件技术参数极限简化、协调统一，必须按照科学、统一的数值标准，即优先数和优先数系。优先数和优先数系是公差数值标准化的基础。优先数系中的任一个数值均称为优先数。

优先数系是国际上统一的数值分级制度，是一种无量纲的分级数系，适用于各种量值的分级。在确定产品的参数或参数系列时，应最大限度地采用优先数和优先数系。产品（或零件）的主要参数（或主要尺寸）按优先数形成系列，可使产品（或零件）系列化，便于分析参数间的关系，可减轻设计计算的工作量。

优先数系由一些十进制等比数列构成，其代号为Rr。等比数列的公比为：，其含义是在同一个等比数列中，每隔r项的后项与前项的比值增大为10。如R5：设首项为a，其各项依次为aq₅、a（q₅）²、a（q₅）³、a（q₅）⁴、a（q₅）⁵，则a（q₅）⁵/a=10，故，目前ISO优先数系的公比，，，补充系列的公比，优先数系的基本系列见表1-1。

表1-1　优先数系基本系列（GB/T 321—2005）　　

优先数系的理论值一般都是无理值，实际应用时有困难，对计算作圆整保留三位有效数称为常用值，即优先数中优先的含义。优先数的化整对计算值的相对误差较大，一般不宜采用，在产品设计时，对主要尺寸和参数必须采用优先数。通常机械产品的主要参数按R5 和R10 系列；专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。