互換性與技術(shù)測量 第6章光滑工件尺寸檢測和量規(guī)設(shè)計

1、第6章光滑工件尺寸檢測和量規(guī)設(shè)計目錄6.1 光滑工件尺寸檢測6.2 光滑極限量規(guī)設(shè)計本章學(xué)習(xí)要點及學(xué)習(xí)指導(dǎo)1、光滑工件檢驗時的驗收原則驗收原則，誤收及誤廢誤收及誤廢的原因，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安全裕度和驗收極限安全裕度和驗收極限。2、根據(jù)被測工件尺寸精度要求，選擇合適的計量器具。3、光滑極限量規(guī)的類型、設(shè)計原理、工作部位工作部位尺寸公差帶的設(shè)置、幾何公差及表面粗糙度尺寸公差帶的設(shè)置、幾何公差及表面粗糙度的選擇的選擇。6.1 光滑工件尺寸檢測簡介用通用計量器具兩點法測量時，由于計量器具的測量誤差、工件的形狀誤差、測量條件偏離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定等原因，易使測量結(jié)果偏離被測真值。當(dāng)測量誤差較大時，可能作出錯誤判斷。為保

2、證足夠測量精度，實現(xiàn)互換性，須合理選擇計量器具，按國標(biāo)光滑工件尺寸的檢驗規(guī)定的驗收原則及要求驗收工件。一、基本概念1、驗收原則（1）誤收：由于測量誤差的影響，把被測真值超出極限尺寸范圍的工件誤判為合格件而接收。（2）誤廢：由于測量誤差的影響，把被測真值在極限尺寸范圍內(nèi)的工件誤判為不合格件而報廢。 概念1（3）驗收原則：國標(biāo)規(guī)定，所用驗收方法原則上是應(yīng)只接收位于規(guī)定的尺寸極限以內(nèi)的工件，即即只允許誤廢而不只允許誤廢而不允許誤收。允許誤收。量具示值誤差量具示值誤差0.005mm誤收誤廢圖解2、安全裕度（1）測量不確定度（u）：由于計量器具的內(nèi)在誤差和測量條件及工件幾何誤差等影響，使測量結(jié)果對其真值

3、的偏離，偏離程度用測量不確定度評定偏離程度用測量不確定度評定。計量器具不確定度允許值u1見表6.16.2。概念2（2）安全裕度（A)：是指測量不確定度u的允許值。它由被測工件的尺寸公差值確定，一般取工件尺寸公差值的10%左右。安全裕度（A）的數(shù)值見表6.16.2。3、驗收極限驗收極限是檢驗工件尺寸時判斷合格與否的尺寸界限。驗收方案：（1）安全裕度（A)不為零；（2）安全裕度（A)為零。（1）安全裕度（A)不為零v驗收極限是從規(guī)定的最大實體尺寸和最小實體尺寸分別向工件公差帶內(nèi)移動一個安全裕度（A）值來確定。v應(yīng)用場合： 符合包容要求、公差等級高的尺寸驗收； 呈偏態(tài)分布的“局部尺寸偏向邊”的驗收；

4、 遵守包容要求且過程能力指數(shù)Cp1的尺寸，最大實體極限一邊的驗收。軸尺寸的驗收極限v 上驗收極限上驗收極限(ks)=最大實體尺寸(MMS)-安全裕度(A)v下驗收極限下驗收極限(ki)=最小實體尺寸(LMS)+安全裕度(A)軸公差帶上驗收極限下驗收極限LMSMMSAA生產(chǎn)公差dmaxdmin孔尺寸的驗收極限v上驗收極限上驗收極限(Ks)=最小實體尺寸(LMS)-安全裕度(A)v下驗收極限下驗收極限(Ki)=最大實體尺寸(MMS)+安全裕度(A)孔公差帶上驗收極限下驗收極限MMSLMSAA生產(chǎn)公差生產(chǎn)公差DmaxDmin（2）安全裕度（A)為零v驗收極限分別等于規(guī)定的最大、最小實體尺寸。v適用場

5、合： 過程能力指數(shù)Cp1的尺寸驗收； 非配合尺寸和一般公差的驗收。二、計量器具的選擇1、選擇原則（1） u1 u1原則v按照計量器具不確定度允許值u1選擇計量器具，保證測量結(jié)果的可靠性。 u1=0.9A。v此外，要選擇檢測成本低、車間或生產(chǎn)現(xiàn)場具備的計量器具。選擇原則2（2）0.4 u1 u1原則當(dāng)用比較法測量，且所使用的標(biāo)準(zhǔn)器形狀與工件形狀相同，千分尺的測量不確定度比絕對測量的不確定度可降低60%，參照本法選擇。 選擇原則3（3）0.6 u1 u1原則當(dāng)用比較法測量，且所使用的標(biāo)準(zhǔn)器形狀與工件形狀不同，千分尺的測量不確定度比絕對測量的不確定度可降低40%，參照本法選擇。2、光滑工件尺寸檢驗及

6、選擇計量器具示例v例：被測工件為50f 8mm，試確定驗收極限并選擇合適的測量器具。示例解答.1（1）查表確定工件50f 8的極限偏差為es=-0.025mm、ei=-0.064mm。（2）確定安全裕度和測量器具不確定度允許值u1：該工件公差為0.039mm，從表6.1查得 A=0.0039mm，u1=0.0035mm。示例解答.2（3）選擇計量器具。按工件基本尺寸50f 8mm ，從表6.5查知，分度值為0.005mm的比較儀不確定度u1為0.0030mm，小于 0.0035mm，可滿足使用要求。示例解答.3（4）計算驗收極限 上驗收極限=dmax-A=(50-0.025-0.0039)=4

7、9.9711(mm) 下驗收極限=dmin+A=(50-0.064+0.0039)=49.9399(mm)6.2 光滑極限量規(guī)一、光滑極限量規(guī)的作用1、作用光滑極限量規(guī)是一種無刻度、成對使用的專用檢驗器具，它適用于大批量生產(chǎn)、遵守包容要求的軸、孔檢驗。用這種量規(guī)檢驗工件時，只能判斷工件合格與否，而不能獲得工件實際尺寸的數(shù)值。2、分類（1）按被檢驗工件類型分： 塞規(guī)：用以檢驗被測工件為孔的量規(guī)。 卡規(guī)：用以檢驗被測工件為軸的量規(guī)。v塞規(guī)和卡規(guī)都分為通規(guī)和止規(guī)。v檢驗時，通規(guī)能通過被測工件且止規(guī)不通過，則被測件合格。否則，就說明被測件不合格。量規(guī)的使用圖解（2）按量規(guī)用途分 工作量規(guī)：生產(chǎn)過程中檢

8、驗工件的量規(guī)為保證合格率，防止廢品，要求是新的或磨損較小的量規(guī)。 驗收量規(guī)：驗收者用以驗收工件的量規(guī)一般用與生產(chǎn)工人同類型且磨損較多但未超極限的量規(guī)。 校對量規(guī)用以檢驗軸用工作量規(guī)卡規(guī)、環(huán)規(guī)的量規(guī)。二、光滑極限量規(guī)的設(shè)計1、光滑極限量規(guī)的設(shè)計原理v由“公差原則包容要求”可知：光滑極限量規(guī)應(yīng)按照遵守“包容要求”的合格條件設(shè)計；v即“被測實際輪廓（提取組成要素）應(yīng)處處不得超越最大實體邊界，其局部實際尺寸不得超出“最小實體尺寸”。設(shè)計原理總結(jié)v光滑極限量規(guī)的通規(guī)應(yīng)模擬體現(xiàn)最大實體邊界（MMB）；v光滑極限量規(guī)的止規(guī)模擬體現(xiàn)最小實體尺寸（LMS）。2、光滑極限量規(guī)的設(shè)計v主要工作： 量規(guī)的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計

9、 通規(guī)和止規(guī)的形狀設(shè)計、尺寸精度設(shè)計等（1）量規(guī)的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計根據(jù)實際需要，選用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)?？子猛ㄒ?guī)的結(jié)構(gòu)形式如圖：軸用卡規(guī)的結(jié)構(gòu)形式工作量規(guī)通規(guī)、止規(guī)的形狀設(shè)計形狀按照光滑極限量規(guī)的設(shè)計原理進(jìn)行設(shè)計。即通規(guī)模擬最大實體邊界，止規(guī)模擬最小實體尺寸。在實際設(shè)計中，塞規(guī)的止規(guī)、檢驗大尺寸孔的塞規(guī)的通規(guī)、卡規(guī)的通規(guī)和止規(guī)的形狀，由于加工、使用和成本的原因，也會按照“偏離設(shè)計原理”進(jìn)行設(shè)計。（2）工作量規(guī)的尺寸及精度設(shè)計 通規(guī)通規(guī) 、止規(guī)的尺寸公差帶、止規(guī)的尺寸公差帶由于在制造量規(guī)過程中，必定產(chǎn)生誤差。國標(biāo)規(guī)定了光滑極限量規(guī)的通規(guī) 、止規(guī)的制造公差（T）。 通規(guī)公差帶的位置要素（通規(guī)公差帶的位置要素（

10、Z Z）位置要素是為保證通規(guī)具有一定壽命而設(shè)置的公差帶磨損儲量。即將通規(guī)的公差帶向被檢尺寸公差帶內(nèi)移動一個量（Z）。IT6IT10級工作量規(guī)的通規(guī)、止規(guī)的制造公差（T）和位置要素（Z）光滑極限量規(guī)的設(shè)計.2 通規(guī) 、止規(guī)的尺寸公差帶位置設(shè)置通規(guī)的尺寸公差帶按最大實體尺寸設(shè)置，且須考慮內(nèi)縮一個位置要素（Z）;而止規(guī)的尺寸公差帶按最小實體尺寸設(shè)置，見圖6.8。 軸用卡規(guī)工作部分的尺寸計算公式光光 滑滑極限量規(guī)極限量規(guī)極限尺寸計算公式極限尺寸計算公式軸用軸用卡規(guī)卡規(guī)通規(guī)通規(guī)Tmax=d+es-Z+T/2Tmin=d+es-Z-T/2止規(guī)止規(guī)Zmax=d+ei+TZmin=d+ei（a）軸用卡規(guī)最小實

11、體尺寸最大實體尺寸止端“Z”TSTiZSZiT/2ZT軸公差帶通端“T”光光 滑滑極限量規(guī)極限量規(guī)極限尺寸計算公式極限尺寸計算公式孔用孔用塞規(guī)塞規(guī)通規(guī)通規(guī)Tmax=D+EI+Z+T/2Tmin=D+EI+Z-T/2止規(guī)止規(guī)Zmax=D+ESZmin=D+ES-T孔用塞規(guī)工作部分的尺寸計算公式（b）孔用塞規(guī)最大實體尺寸最小實體尺寸通端“T”止端“Z”TSTiZSZiZT孔公差帶T/2（3） 量規(guī)的幾何精度及表面粗糙度設(shè)計工作量規(guī)的通規(guī)、止規(guī)的幾何公差t要求：vt 取量規(guī)尺寸公差T的一半，但當(dāng)T0.002mm時，取t= 0.001mm。v通規(guī) 、止規(guī)的尺寸公差與幾何公差之間的關(guān)系遵守包容要求。光滑

12、極限量規(guī)的設(shè)計.3v工作表面粗糙度要求：Ra按下表取值（4）通規(guī) 、止規(guī)工作部分的技術(shù)要求v材料：選用尺寸穩(wěn)定、耐磨的合金工具鋼、碳素工具鋼、滲碳鋼及其他耐磨材料等。v表面處理：碳鋼應(yīng)鍍鉻或氮化處理，厚度應(yīng)大于磨損量。工作面硬度700HV（60HRC），且經(jīng)穩(wěn)定性處理。v工作面無銹跡、毛刺、黑斑、劃痕等缺陷，其他表面無銹蝕和裂紋。（三）光滑極限量規(guī)的設(shè)計實例v設(shè)計檢驗圖7.36所示齒輪孔56H7 用量規(guī)塞規(guī)，對該塞規(guī)的工作部分進(jìn)行設(shè)計圖7.36 齒輪工作圖工作量規(guī)實例設(shè)計過程解：1、按被檢工件的尺寸及其公差等級查表6.7，得塞規(guī)制造公差(T)和位置要素(Z)。 T=3.6m ， Z=4.6m 。工作量規(guī)實例設(shè)計過程2、繪制塞規(guī)的通、止規(guī)的尺寸公差帶分布圖工作量規(guī)實例設(shè)計過程3、計算塞規(guī)的通、止規(guī)的工作尺寸由上圖可知，通規(guī)的尺寸公差：止規(guī)的尺寸公差：mm00036. 00064. 00028. 00064.5656mm00036. 00300. 00264. 0030.5656工作量規(guī)實例設(shè)計過程4、設(shè)計塞規(guī)工作部分通、止規(guī)的形狀及幾何公差。工作量規(guī)的通規(guī)形狀為長圓柱。工作量規(guī)的止規(guī)形狀為短圓柱。 尺寸公差與幾何公差之間遵循“包容要求”，圓柱度公差t=0.0012mm。工作