1.2 标准化和优先数系
1.2.1 标准化与国家标准
现代化生产的特点是品种多、规模大、分工细、协作多。为使社会生产有序地进行,必须通过标准化使产品规格品种简化,使分散的、局部的生产环节相互协调和统一。
从概念上讲,标准以生产实践、科学试验及理论分析为基础,经有关方面协商一致,由主管机构批准,以特定形式发布,作为共同遵守的准则和依据,在一定范围内具有强制性或推荐性的约束力。
国际标准化组织(ISO,International Organization for Standardization,网址:http://www. iso.org)是制定各种国际标准的主要组织,是世界上最大的国际标准化机构,是非政府性国际组织,于1947年2月23日成立,总部设在瑞士日内瓦,每个国家只能有一个团体被接纳为成员。我国是ISO始创成员国之一,也是最初的5个常任理事国之一。由于当时的政府未按章交纳会费,1950年被ISO停止会籍。1978年9月我国以中国标准化协会的名义参加了ISO,1985年改由中国国家标准局参加,1989年又改由中国国家技术监督局参加。2001年机构改革后,国家标准化管理委员会(网址:http://www.sac.gov.cn/home.asp)代表我国参加该组织的活动。我国的许多标准,都是在结合我国生产实践的基础上,参照或参考ISO标准制定或更新的,以利于我国在国际上的技术交流和产品互换。
按标准化对象的特性,标准分为基础标准、产品标准、方法标准、安全和环境保护标准。基础标准是针对生产中最一般的共性问题,依据普遍的规律性而制定的,具有广泛的指导意义。例如,各种公差与配合标准、优先数系标准等都是基础标准。产品标准是对产品规格和质量所做的统一规定。方法标准是对设计、生产、验收过程中的重要程序、规则和方法等所做的规定。
标准按不同的级别颁发。我国的标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。对需要在全国范围内统一的技术要求,应当制定国家标准,代号为GB;对没有国家标准而又需要在全国某个行业范围内统一的技术要求,可制定行业标准,如机械标准(JB)等;对没有国家标准和行业标准而又需要在某个范围内统一的技术要求,可制定地方标准或企业标准(其代号分别为DB、QB)。
我国现用的国家标准,主要是在20世纪90年代末和21世纪初修订的标准,与本书内容有关的国家标准见表1-1至表1-9。
表1-1 优先数和优先数系
表1-2 长度测量及工件检验
表1-3 极限与配合
表1-4 几何公差
表1-5 表面粗糙度
表1-6 滚动轴承
表1-7 尺寸链
表1-8 键和花键
表1-9 齿轮
1.2.2 优先数和优先数系
在机械设计中,常常需要确定很多参数,而这些参数往往不是孤立的,一旦选定某个参数,这个数值就会按照一定规律向一切有关的参数传播。例如,螺栓的尺寸一旦确定,将会影响螺母的尺寸、丝锥板牙的尺寸、螺栓孔的尺寸及加工螺栓孔的钻头的尺寸等。数值如此不断关联、不断传播,所以机械产品中的各种技术参数不能随意确定。
同一种产品的同一个参数还需要从大到小取不同的值,从而形成不同规格的产品系列。这个系列确定得是否合理,与所取的数值如何分挡、分级直接相关。
根据GB/T 321—2005《优先数和优先数系》,优先数系由一些十进制等比数列构成。数列的各项数值中包括1、10、100、1000、…、10N和1、0.1、0.01、…、1/10N。优先数系的代号为Rr,公比为,r取5、10、20、40、80,其中R5、R10、R20、R40为基本系列,R80为补充系列。具体参数见表1-10和表1-11。
(1)R5系列。r﹦5,公比,如1、1.6、2.5、4、6.3、10。
(2)R10系列。r﹦10,公比,如1、1.25、1.6、2、2.5、3.15、4、5、
6.3、8、10。
(3)R20系列。r﹦20,公比,如1、1.12、1.25、1.4、1.6、1.8、2.0、2.24、2.5、2.8、3.15、3.55、4、4.5、5.0、5.6、6.3、7.1、8.0、9.0、10。
(4)R40系列。r﹦40,公比。
(5)R80系列。r﹦80,公比。
表1-10 优先数系的基本系列
表1-11 优先数系的补充系列
为使优先数系具有更广的适用性,可从基本系列中每隔n项留取一个优先数。生成新的派生系列,以符号qr/n表示。派生的系列的公比发生改变:
例如派生系列R20/12,就是从基本系列R20中,从1开始每12个数字留取一个优先数而组成的,形成1.00,2.00,4.00,8.00,16.00……。
选用基本系列时,应遵守先疏后密的规则,即按照R5、R10、R20、R40的顺序选用。当基本系列不能满足要求时可选用派生系列。根据经济性和需要量等不同条件,还可分段选用最合适的系列,以复合系列的形式来组成最佳系列。
优先数系具有一系列特性,故得到了广泛的应用。在工程技术上所采用的各项参数指标,特别是需要分等、分挡的参数指标,采用优先数系可以防止数值传播的紊乱。优先数系不仅适用于标准的制定,也适用于标准制定前的规划、设计,从而把产品的发展从一开始就引向科学的标准化轨道。