光滑工件尺寸檢測方法

1、第 4章 光滑工件尺寸檢測 4.1用通用計量器具測量工件 任務 8 測量減速器輸出軸 645m E 外徑(單件或小批量生產(chǎn)在各種幾何量的測量中, 尺寸檢測是最基本 的。由于被測零件的 形狀、大小、精度 要求 和使用場合的不同,采用的 計量器具也不同。 對于單件或小批量 生產(chǎn)的零件,常采 用通用計 量器具來檢測;對于大批量 生產(chǎn)的零件,為提 高檢測效率,多采 用量規(guī)來檢驗。檢驗如圖 2-15所示的減速器輸出軸 645m E 外徑(單件或小批量生產(chǎn) , 需要明確以下問題:1.光滑工件檢驗時的驗收原則,標 準規(guī)定的安全裕度 和驗收極限。2. 根據(jù)被測工件尺寸精度 要求, 選 擇滿足測量精度要 求且測

2、量方便易行 、 成本經(jīng)濟 的通 用計量器具。在機械加工車間環(huán)境的條 件下,使用通用計 量器具測量零件尺寸 時,通常采用兩點 法測 量,測得的值為軸、孔的局 部實際尺寸。由于 計量器具存在測量 誤差、軸或孔的形 狀誤差、 測量條件偏離標準規(guī)定范圍 等原因,使測量結果偏離被 測真值。因此, 當 測得值在工件最大 、 最小極限尺寸附近時 , 就有可能將本 來處在公差帶之內(nèi) 的合格品判為廢品(誤廢 ,或將本來 在公差帶之外的廢品判為合 格品(誤收 。為了保證足夠 的測量精 度,實現(xiàn) 零件的互 換性,必 須按國家標準 G B/T3177 1997光 滑工件尺寸的檢驗規(guī)定的 驗收原則及要求驗 收工件,并正

3、確的 、合理地選擇計量 器具。 國家標準通過安全裕度來防 止因測量不確定度 的影響而造成工件 “ 誤收 ” 和 “ 誤廢 ” , 即設置 驗收極限,以執(zhí)行標準規(guī)定 的 “ 驗收原則 ” 。1. 驗收原則所用驗收方法 應只接收位于規(guī)定 的極限尺寸之內(nèi)的 工件。 即允許有 誤廢 而不允許有誤收。2.安全裕度 (A 測量不 確定度的允 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,其數(shù)值如表 4-2所示。3.驗收極限檢驗工件尺寸時判 斷合格與否的尺寸 界限。驗收極限的確定有兩種方法 ,如表 4-1所示。表 4-1光滑工件尺寸 的驗收極限 注:工藝能力指數(shù) p c

4、值是工件公差值 T 與加工設備工藝能力 c 之比值。 c 為常數(shù),工件尺寸遵循正態(tài)分布時 6=c ; 為加工設備的標準 偏差, 6/T c p =。 圖 4-1安全裕度和驗收極限表 4-2安全裕度 (A 與計量器 具的測量不確 定允許值(u (m (續(xù)表 4-2安全裕 度 (A 與 計量器具的測 量不確定允 許值(u (m 計量器具的不確定度是產(chǎn)生“誤收 ” 、 ”誤廢“的主要因素, 國家標準 (GB/T 3177 1997 規(guī)定按照計量器具的不確定 度允許值 u 1選擇計量器具,以保證 測量結果的可靠性 。在選擇計量器具時,所選 擇的計量器具的不 確定度應小于或等于 計量器具不確定度 的允

5、許值 u 1。 u 1值大小分為、 檔,一般情況下 ,優(yōu)先選用檔, 其次為檔、檔 。 計量器具不確定度的允許值 u 1見表 4-2。常用的游標卡尺、千 分尺、比較儀和指 示表的 不確定度見表 4-3、 4-4及 4-5。表 4-3 游 標卡尺和千 分尺的不確定 度 (mm 表 4-4 比 較儀的不確 定度 (mm 表 4-5 指 示表的不確 定度 注意:當現(xiàn)有測量器具的不確定 (u1達不到 “ 小于或等于檔允 許值(u1 ” 這一要求時, 可選取用表 4-2中的第檔(u1 ,重新選 擇測量器具,否則 還可選擇第檔。任務 8小結檢驗減速器輸出軸 645m E 外徑:此工件遵守包容要求,故應 按方

6、法 1確定驗收極限由表 4-2查得安全裕度 A=1.6m查表 1-1、 1-2和 1-3知, es=0.025,ei=0.009計算可得:上驗收極限 =45mm+0.025mm-0.0016mm=45.0234mm下驗收極限 =45mm-0.009mm+0.0016mm=45.0106mm由表 4-2查得測量器具不確定度 的允許值 u 1=1.4m由表 4-4查得分度值為 0.001的比較儀不確定度為 0.0011mm , 小于 0.0014mm , 所以能滿 足要求。實訓 9 測量頂尖套筒 732H孔(單件或小批量生產(chǎn)1. 訓練目的通過訓練,掌握根據(jù)零件 各幾何參數(shù)的公差 要求及生產(chǎn)現(xiàn)場計量

7、 器具條件,正確、 合理 地選擇通用計量器具的原則 和方法;2. 訓練內(nèi)容檢驗如圖 1-2所示的頂尖套筒 732H孔,確定驗收極限并 選擇計量器具。4.2 用光滑極限量規(guī)檢驗工件 任務 9 測量減速器輸出軸 645m E 外徑(大批量生產(chǎn)光滑極限量規(guī)是指被檢驗工 件為光滑孔或光滑 軸所用的極限量規(guī) 的總稱, 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。用光滑極限量規(guī)檢驗零件 時,只能判斷零件 是否在規(guī)定的驗收極 限范圍內(nèi),而不能 測出 零件實際尺寸和形位誤差的 數(shù)值。量規(guī)結構設計簡單,使用方 便、可靠,檢驗零 件的效率高。檢驗如圖 2-15所示

8、的減速器輸出軸 645m E 外徑(大批量生產(chǎn) ,需要 設計與零件檢驗 要求相適應的光滑極限量規(guī) (工作量規(guī) ,要求畫出量 規(guī)的工作圖,并標 注尺寸及技術要求 。1. 按被檢工件類型可分為:(1塞規(guī)指用以檢驗被測工件 為孔的量規(guī)。 (2卡規(guī)指用以檢驗被測工件 為軸的量規(guī)。量規(guī)有通規(guī)和止規(guī),應成對 使用,如圖 4-2所示。通規(guī)用來模 擬最大實體邊界,檢 驗孔 或軸的實際尺寸是否超越該 理想邊界,止規(guī)用 來模擬最小實體邊 界,用來檢驗孔或 軸是否超 越該理想邊界。 圖 4-2 光滑極限量規(guī)2.按量規(guī)用途可分為:(1工作量規(guī)指在加工工件的 過程中用于檢驗工 件的量規(guī),由操作 者使用。 (2驗收量規(guī)指

9、驗收者 (檢驗員或購買機械產(chǎn) 品的客戶代表 用以驗收工件的量規(guī) 。 (3校對量規(guī)專門用于校對軸工 件用的工作量規(guī) 卡規(guī)或環(huán)規(guī)的量規(guī)。因為,卡 規(guī)和環(huán)規(guī)的工作尺寸屬于孔 尺寸,由于尺寸精 度高,難以用一般 計量器具測量,故 標準規(guī)定 了校對量規(guī)。校對量規(guī)又分 為:TT 在制造軸用通規(guī)時 ,用以校對的 量規(guī)。當校 對量規(guī)通過時 ,被校對的新的通 規(guī)合 格。ZT 在制造軸用止規(guī)時 ,用以校對的 量規(guī)。當校 對量規(guī)通過時 ,被校對的新的止 規(guī)合 格。TS 用以檢驗軸用舊的通規(guī)報廢用的校 對量規(guī)。當 校對量規(guī)通過 ,軸用舊的通規(guī) 磨損 達到或超過極限,應作報廢 處理。泰勒原則:孔的作用尺寸 應大于或等于

10、孔的 最小極限尺寸,并在 任何位置上孔的最 大實 際尺寸應小于或等于孔的最 大極限尺寸;軸的 作用尺寸應小于或 等于軸的最大極限 尺寸,并 在任何位置上軸的最小實際 尺寸應大于或等于 軸的最小極限尺寸符合泰勒原則的量規(guī)型式如 下:1、 通規(guī)用于控制零件的作用尺 寸, 它的測量 面理論上應具有與 孔或軸相對應的完整 表面 (即全形量規(guī)其尺寸等于 孔或軸的最大實體 尺寸,且量規(guī)的長 度等于配合長度。2、止規(guī)用于控制零件的實際尺寸, 它的測量面理論上 應為點狀的(即不 全形量規(guī) ,其 尺寸等于孔或軸的最小實體 尺寸,如圖 4-3所示。3、 由于量規(guī)在制造和使用方面 某些原因的影響 , 要求量規(guī)型式

11、完全符合泰勒原則會 有困 難,有時甚至不能實現(xiàn),因 而不得不允許量規(guī) 型式在一定條件下 偏離泰勒原則。例 如:為采 用標準量規(guī), 通規(guī)的長 度可能短于工件的 配合長度, 檢 驗曲軸軸頸的通規(guī) 無法用全形的環(huán)規(guī) , 而用卡規(guī)代替;點狀止規(guī), 檢驗中點接觸易于 磨損,往往改用小 平面或球面來代替 。4、當量規(guī)型式不符合泰勒原則時 ,有可能將不合 格品判為合格品 ,為此,應該在保 證被 檢驗的孔、軸的形狀誤差(尤其是軸線的直線 度、圓度不致影 響配合性質條件下 ,才能允 許使用偏離泰勒原則的量規(guī) 。 圖 4-3 量規(guī)形狀對檢驗結果的影響(a全形通規(guī) (b 兩點狀通規(guī) (c 工件 (d 兩點狀止規(guī) (

12、e 全形止規(guī)1實際孔 2孔公差帶制造量規(guī)也會產(chǎn)生誤差,需 要規(guī)定制造公差。工作量規(guī)“通規(guī)”通過工件會產(chǎn)生磨 損,需要規(guī)定磨損極限;工 作量規(guī)“止規(guī)”磨損少 , 不規(guī)定磨損極限。1.工作量規(guī)的公差帶國家標準 GB?T1957 1981規(guī)定量規(guī)的公差帶不得 超越工件的公差帶。工作量規(guī)“止規(guī)”制造公差帶從工 件最小實體尺寸起,向工 件的公差帶內(nèi)分布,如圖 4-4所示。其制造公差 T 與被檢驗工件的公差等級和 基本尺寸有關,如 表 4-6所示。表 4-6 光滑極限 量規(guī)的制造公 差 T 和通規(guī)尺 寸公差帶的中 心到 工件最大實體尺寸 之間的距 離 Z 值 (摘自 GB/T1957 1981 工作量規(guī)“

13、通規(guī)”制造公差 帶對稱于位置要 素 Z ,如 圖 4-4所示,磨損極限與工件 的最大實 體尺寸重合。 圖 4-4 量規(guī)公差帶分布 (2校對量規(guī)的公差帶 校對量規(guī)的分類:“較通 -通” (TT:檢驗軸用量規(guī)“通規(guī)”的校對量規(guī) 。作用是防止通規(guī) 尺寸過小,檢驗 時應通過被校對的量規(guī)?！拜^通 -損” (TS:檢驗軸用量規(guī)“通規(guī) ”磨損極限的 校對量規(guī) 。作用是防止通規(guī)超 出磨 損極限尺寸,檢驗時若通過 被校對的量規(guī),說 明已用到磨損極限 ?！拜^止 -通” (ZT:檢驗軸用 量規(guī)“止 規(guī)” 的校對量 規(guī)。作用 是防止止規(guī) 尺寸過小 ,檢 驗時應通過被校對的量規(guī)。校對量規(guī)公差帶分布TT 公差帶是從通規(guī)的

14、下偏差起 向軸用量規(guī)通規(guī)公 差帶內(nèi)分布;TS 公差帶是從通規(guī)的磨損 極限起向軸用量規(guī) 通規(guī)公差帶內(nèi)分布 ;ZT 公差帶是從止規(guī)的下偏差起 向軸用量規(guī)止規(guī)公 差帶內(nèi)分布。工作量規(guī)設計的主要內(nèi)容有 :1.量規(guī)結構形式的選擇量規(guī)的結構形式可根據(jù)實際 需要,選用適當?shù)?結構。常用結構形 式如圖 4-5和圖 4-6所 示,具體尺寸參見 GB/T6322 1986光滑極限量規(guī)型式和尺寸 。 圖 4-5 常用軸用卡規(guī)的結構形式a 環(huán)規(guī) b 雙頭卡規(guī) c 單頭雙極限卡規(guī) 圖 4-6常用孔用塞規(guī)的結構 形式A 錐柄圓柱塞規(guī) b 單頭非全形塞規(guī) c 片形塞規(guī) d 球端桿規(guī)2.量規(guī)工作尺寸的計算 從國家標準公差與配

15、合中查 出孔與軸的尺寸極 限偏差; 由表 4-6查出量規(guī)制造公差 T 和位置要素 Z 值。 按工作量規(guī)制造公差 T , 確定工作量規(guī)的形狀公差和校對量規(guī)的制造公差； 計算各種量規(guī)的工作尺寸或極限偏差。 3量規(guī)的技術要求 量規(guī)測量面的材料，可用滲碳鋼、碳素工具鋼、合金結構鋼和合金工具鋼等耐磨材料。 測量規(guī)測量面的硬度，取決于被檢驗零件的基本尺寸、公差等級和粗糙度以及量規(guī)的制造工 藝水平。 量規(guī)的形位公差應控制在尺寸公差帶內(nèi)，形位公差值不大于尺寸公差的 50%，考慮到 制造和測量的困難，當量規(guī)的尺寸公差小于或等于 0.002mm 時，其形位公差仍取 0.001mm。 量規(guī)表面粗糙度值的大小，隨上述

16、因素和量規(guī)結構型式的變化而異，一般不低于光滑 極限量規(guī)國標推薦的表面粗糙度數(shù)值。參數(shù) Ra 按表 4-7 選取。 表 4-7 量規(guī)測 量面的 表面 粗糙度參數(shù) Ra 值 工件基本尺寸/mm 工作量規(guī) 120 120315 Ra/m IT6 級孔用量規(guī) IT6 至 IT9 級軸用量規(guī) IT7 至 IT9 級孔用量規(guī) IT10 至 IT12 級孔、軸用量規(guī) IT13 至 IT16 級孔、軸用量規(guī) 0.025 0.05 0.1 0.2 0.05 0.1 0.2 0.4 0.1 0.2 0.4 0.4 315500 任務 9 小結 檢驗如圖 2-15 所示的減速器輸出軸 45m6 外徑（大批量生產(chǎn)）

17、E ，設計工作量規(guī)。 解： 選擇量規(guī)的結構形式：單頭雙極限圓形片狀卡規(guī) 量規(guī)工作尺寸的計算： 由表 4-2 查出卡規(guī)的制造公差 T=2.4 µm ，位置公差 Z=2.8 µm , 公差帶如圖 4-7 所示。 2. 8 3.4 通規(guī) d M =60 止規(guī) 2. 8 畫圖注意： 橫 線 位 于 2.8 框 的 中 心（不是文 稿內(nèi)容） d L=59.981 h6 圖 4-7 量規(guī)公差帶圖 卡規(guī)通端： 上偏差= es Z + 下偏差= es Z T 0.0024 = (0.025 0.0028 + mm = +0.0234mm 2 2 T 0.0024 = (0.025 0.00

18、28 mm = +0.0210mm 2 2 +0.0234 +0.0024 所以，通端尺寸為 45 + 0.0210 mm，也可按工藝尺寸標注為 45.0210 0 卡規(guī)止端： 上偏差= ei + T = (0.009 + 0.0024 mm = +0.0114mm 下偏差= ei = +0.009mm 所以，通端尺寸為 45 + 0.009 mm, 也可按工藝尺寸標注為 45.00910 +0.0114 mm。 +0.0024 mm。 量規(guī)的技術要求： 1量規(guī)應穩(wěn)定處理； 2測量面不應有任何缺陷； 3硬度 5865HRC； 4. 形狀誤差為尺寸誤差的 1/2。 5. 由表 4-7 查得測量面

19、表面粗糙度參數(shù) Ra 值為0.05 µm 。 實訓 10 工作量規(guī)設計 1.目的 通過訓練，掌握光滑極限量規(guī)的設計方法，學會繪制光滑極限量規(guī)工作圖，并進行正確 的標注。 2.內(nèi)容 內(nèi)容 對如圖 1-2 所示的頂尖套筒 32 H 7 孔進行檢測，要求設計光滑極限量規(guī)（工作量規(guī)） ， 并繪制量規(guī)工作圖。 知識梳理與總結 知識梳理與總 結 1用通用計量器具測量工件（GB/T31771997） 通常車間使用的普通計量器具在選用時，應使所選擇的計量器具不確定度不大于且接近 于計量器具不確定度允許值 u1；驗收極限可采用內(nèi)縮和不內(nèi)縮兩種方式來確定。 2用光滑極限量規(guī)檢驗工件（GB/T19571981） 光滑極限量規(guī)是指被檢驗工件為光滑孔或光滑軸所用的極限量規(guī)的總稱， 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。 按量規(guī)用途可分為：工作量規(guī)、驗收量規(guī)和校對量規(guī)。 按被檢工件類型可分為：塞規(guī)和卡規(guī)。 制造量規(guī)也會產(chǎn)生誤差，需要規(guī)定制造公差。光滑極限量規(guī)的設計應遵循泰勒原則。 光滑極限量規(guī)的設計步驟： （1） 公差數(shù)值表、孔軸極限偏差表查出被測工件的