标准化助力企业科技研发

霍 伟

（哈尔滨量具刃具集团有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150040）

在新产品研发过程中，规划产品的发展方向和开发方案是一项重要的内容。如何保证新产品具有一定的先进性、创新性，标准化对它有直接的指导作用。首先，需要通过充分的市场调研，掌握国内外同类产品的标准或样本，了解国际标准对该类产品质量性能、试验、检验方法的规定，熟悉同类产品有关的国内外及国际上现行的基础标准及相关国家技术经济政策，提出初步要求及方案，通过这些标准化的行为，使整个研制过程正常有序地进行，对于提高产品质量，减少设计、工艺、工装设计与制造的工作量，缩短产品设计和制造周期，减少原材料消耗，降低设计成本有着极其重要的作用。

1 加强企业信息化管理

随着科学技术的进步和市场经济的发展，各种信息量日益增长已成为必然趋势。标准化工作的开展也可以借助信息化这个平台，不断创新思路。标准化人员要通过各种手段、方法以及现代化的信息交流工具, 动员设计、工艺、质量、管理等方面的领导及专业人员全员参与，全面搜索、收集有关产品信息。需要采集设计、工艺、检验和试验、采购、包装储运及环保安全等方面的信息。其中包括：国际标准、国外先进国家标准；强制性及推荐性国家标准；强制性及推荐性行业标准；相关法律、法规；量仪产品同行业的相关产品说明、样本；量仪产品应用行业的状况和对量仪产品使用要求等。

在量仪产品设计过程中，企业实施和推广使用了系统软件项目，通过开目、尧创CAD、SolidEdge、SolidWorks、Protel99se、Altium designer summer09、CAPP等系统软件，将产品设计文件、工艺文件等植入系统软件中供设计使用，可以实现资源共享，给产品设计、生产管理带来极大的便利。在企业的局域网上建立标准数据库，这样设计人员在从事设计工作的同时，直接在计算机上调用、查阅标准信息，提高了工作效率。标准化人员定期在企业的局域网标准数据库中发表标准信息，提供新旧标准对照目录、现行标准的发布与实施日期、与旧标准的替代关系等，这样就可以使技术人员和管理人员在第一时间得到最新的标准信息，使用标准的有效性得到了进一步的加强，提高了设计质量和标准化人员的工作效率。

2 引进或制、修订企业产品标准

标准化人员应根据企业的技术力量、生产状况、工艺手段和条件先行决定采用何种等级的标准，如国际标准、国外先进标准、国家标准或行业标准等。在没有现行标准或者现行标准不适合本企业的情况下，就必须制定适用的企业产品标准，同时须经上级主管机关对标准备案注册。企业制定的标准应满足以下要求：必须具有一定的先进性，企业标准不低于同种产品的国家标准或行业标准，必须符合相关的法律、法规的要求；符合使用行业的使用要求；符合企业的生产状况和条件或通过技术改造能够达到的生产状况条件。

以哈量集团生产的量仪产品6810N型CNC三坐标测量机为例，该产品是一种集光、机、电及计算机于一体的CNC型移动桥式结构测量机，主要用于测量各类零件的基本几何元素及其形状误差。该产品是68系列CNC三坐标测量机的系列化产品。研制前标准化人员提出了初步要求及方案，考虑到虽然有国家标准及校准规范，但这些标准对仪器精度指标范围规定得不够具体，无法规范产品设计，因此需要制定适用的企业产品标准。制定企业标准，首先确定基本要素，标准起草人开始起草产品标准的初稿，同时新产品设计也开始紧张有序地进行。由于该产品在电控系统方面做了重大改进，采用了更为先进的英国RENISHAW运动控制器，驱动电机更换为松下直流伺服电机，在产品调试初期，遇到了很多困难，由于调试环节相对以前交流伺服电机系统复杂困难的多，始终达不到标准上的要求。为解决这一难题，我们经过认真分析、反复验算和测试，不断与标准技术要求对照，最后在课题组人员的共同努力下，终于排除了种种困难，解决了这一难题。在提升仪器档次与稳定性的同时，又大大提高了测量机的测量精度和测量效率。从这里可以看出，企业产品标准对产品设计起到了积极的指导作用。

产品标准指导产品设计，而它又在产品设计、试制过程中不断得到充实、验证和发展，对原来标准系统考虑不够全面的地方进行增补或修改，将有关参数、技术要求等纳入产品标准，从而使标准更合理、更完善。

在新产品开发过程中，除了编制产品标准之外, 还要编制与其有关的基础标准、原材料标准、通用部件标准、工艺标准或规程、工装标准、安全环保工艺及劳动保护标准或规定等。

3 量仪产品设计标准化要求

量仪产品的研制，需要课题组人员（包括机械、电气、软件人员）互相协作、共同努力，往往由多个课题组、许多设计人员同时设计不同部分，这就有必要制定统一的产品设计标准化要求，彼此通过标准的约束，使整个设计过程按照科学规律运行，使产品设计满足系列化、规格化和标准化的要求。

3.1 图样编号的标准化要求

每个量仪产品及产品的零部件或设计文件都有一个编号。使设计、工艺及管理人员利于处理，计算机易于识别，为产品零部件的贮存、调用、计划与管理提供方便。量仪产品型号的编号采用4位数字，按其仪器主要性质（指光学、电气、齿轮、光栅等）分为9类（1～9），按其产品特性（主要指产品用途、结构形状等）分为10类（0～9），考虑分类产品的规格和变型分为99编号（01～99）。

仪器标准中对量仪产品图样的编号做出明确规定。例如：6810N型CNC三坐标测量机的X轴导轨的编号为6810N/1-1，6表示产品性质为长度光栅基准量仪；8表示产品特征为三坐标类；10表示产品编号（数字控制CNC型）；N表示改型产品代号；1（第一个）表示部件号；1（第二个）表示零件号。产品图样编号组成说明见图1。这样编号，既符合JB/T5054.4《产品图样及设计文件编号原则》的规定, 又满足了量仪产品多种类别的特殊要求。

图1 产品图样编号组成说明

3.2 主要零部件的标准化要求

6810N型CNC三坐标测量机的机械部分，如测量机的主副立柱、X、Z滑架、底座、工作台、驱动机构等主要部件，均重新进行了结构设计，这些零部件直接关系到整台测量机的测量精度、生产周期和经济成本, 有必要提出明确的标准化要求。

设计图样中对主要零部件的材料及相应的技术要求做出明确规定。如： X、Z滑架采用HL105 , 铸件不得有铸造缺陷, 须时效处理；焊接件的焊接要求应符合JB/T 5000.3–2007《重型机械通用技术条件 第3部分：焊接件》的规定；对关键、重要（零部）件的技术要求做出了特性标识：如X轴导轨图中对平面度、平行度、垂直度做出了要求；大气浮垫图中对平面度及重要尺寸做出了要求；Z轴导轨图中对直线度、垂直度、平行度做出了要求；气浮垫图中对平面度及重要尺寸做出了要求；下盖、上盖图中对配合尺寸、沉孔、角度等尺寸做出了要求；工作台图中对平面度、平行度做出了要求；对零件的表面处理及热处理硬度都做出具体的规定。

企业标准中对整台测量机的精度做出明确规定。如: 三坐标测量机X、Y、Z方向移动的相互垂直度；工作台面与X、Y移动平面的平行度；测量重复性；示值误差；单轴综合误差；空间综合误差；双向长度测量能力； 测量机抗干扰能力；测量软件功能；数控系统功能；电气设备等都做出了详细的规定；并对测量机使用环境、空调机和压缩机选型；测量机所需电源、气源，测量机机房湿度、温度、接地装置都做出了相应的规定。

3.3 主要标准件的标准化要求

对6810N型CNC三坐标测量机主要联接件的标准和强度等级做出明确规定：如该测量机紧固件的性能等级应符合GB/ T 3098.1–2010《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱所规定的8.8 级的要求，对于关键部位X导轨和主副立柱连接所用的螺钉，选用12.9级的要求。对紧固件的选定范围做出规定：新设计时尽量不采用非优选系列（表中斜体字所示规格）。该测量机优先选用了M4、M5、M6等螺纹规格的螺钉，仅集中选用GB/T70.1–2008《内六角圆柱头螺钉》的螺钉就有340多个。这样，在保证产品性能要求的前提下减少了螺钉的规格、品种，提高了标准化程度，也利于库房管理。对与无牙螺杆等传动部件联接、测量运动部件用轴承采用了精度高的C236102、C160200精密级轴承；标准球选用等级为G3的高精度钢球，并对自制紧固件的材料、热处理、表面处理等技术要求做出了详细规定。

4 标准化审查

量仪新产品设计和老产品改进设计的产品图样和技术文件都必须进行标准化审查；参加产品鉴定会议，会上发表标准化审查报告；进行定型后的产品图样和技术文件的标准化审查工作，是监督标准化综合要求和相关标准的实施，提高产品设计质量的可靠性与符合性的重要保证。

量仪产品设计图样标准化审查的内容包括以下几项。

4.1 是否优先采用了定型的结构方案和设计方案，是否最大限度地采用了标准件、通用件，以提高设计的延续性和产品标准化程度；

4.2 对产品的结构、性能、功能、外形尺寸、安装尺寸以及各尺寸精度等方面与标准的符合性或与产品样本的符合性进行标准化审查；

4.3 机械制图、标准的尺寸、尺寸公差与配合、形位公差、表面粗糙度、热处理、表面处理等应当符合有关标准；

4.4 零件的结构要素、材料牌号、规格等是否符合有关标准；

4.5 编写和叙述内容、使用的名称、术语、计量单位等应符合有关规定；且在同一套图样和技术文件中应保持一致；

4.6 引用标准应是现行有效标准，标准代号、名称应当正确；

4.7 图样与技术文件的幅面、格式、名称、代号是否符合有关标准规定，责任签署应当完整、齐全；4.8 技术要求、试验方法及检验规则与有关标准( 包括企业标准、检定规程) 是否协调一致；

4.9 图样中标题栏、目录、明细表、汇总表内容及填写方法是否符合有关标准规定；

4.10 技术要求及图样中的文字表达应简洁、正确、字迹清晰、字体符合国家标准；

4.11 图样的绘制是否符合机械制图国家标准及行业标准的规定；

4.12 装配图是否有必要的尺寸标注（外形尺寸、连接尺寸、配合尺寸和安装尺寸等）；

4.13 对所需工卡具、标准刀具、工艺装备的符合性进行审查；

4.14 审查系列产品的一致性。对同类产品、同类零部件及同类结构等的一致性进行标准化审查；

4.15 图样及技术文件应完整、统一、齐全，对审查中存在的问题，应填写标准化审查意见单。

5 结束语

标准化的作用，直接影响企业科技进步和发展，标准化程度的高低是衡量企业技术水平和基础能力的重要内容。企业只有不断采用先进产品标准并生产具有先进水平的产品，才能保证产品质量，发展产品品种，促进产品技术创新、升级，提高产品在市场上的竞争力，从而最大限度地获得经济和社会效益。