互換性及測(cè)量第五章

1、第一節(jié) 概 述第二節(jié) 量規(guī)尺寸公差帶第三節(jié) 量規(guī)設(shè)計(jì) 機(jī)械零件經(jīng)過(guò)加工后是否合格，需要機(jī)械零件經(jīng)過(guò)加工后是否合格，需要通過(guò)測(cè)量才能判斷。測(cè)量方法可以分為兩通過(guò)測(cè)量才能判斷。測(cè)量方法可以分為兩類：類：定性檢驗(yàn)定性檢驗(yàn)和和定量測(cè)量定量測(cè)量。涉及。涉及GB/3177-1997GB/3177-1997光滑工件尺寸的檢測(cè)光滑工件尺寸的檢測(cè)和和GB/1957-1981 GB/1957-1981 光滑工件尺寸的檢測(cè)光滑工件尺寸的檢測(cè)極限量規(guī)極限量規(guī)兩個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。兩個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。1 1 、計(jì)量器具選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素、計(jì)量器具選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素 根據(jù)不同的被測(cè)對(duì)象正確地選擇計(jì)量器具對(duì)根據(jù)不同的被測(cè)對(duì)象正確地選擇計(jì)

2、量器具對(duì)于保證測(cè)量精度、降低成本有很重要的意義。機(jī)于保證測(cè)量精度、降低成本有很重要的意義。機(jī)械制造中計(jì)量器具的選擇主要決定于計(jì)量器具的械制造中計(jì)量器具的選擇主要決定于計(jì)量器具的技術(shù)指標(biāo)。在綜合考慮這些指標(biāo)時(shí)，主要有以下技術(shù)指標(biāo)。在綜合考慮這些指標(biāo)時(shí)，主要有以下要求：要求： （1 1）按被測(cè)工件的部位、外形及尺寸來(lái)選擇按被測(cè)工件的部位、外形及尺寸來(lái)選擇計(jì)量器具計(jì)量器具。所選擇的計(jì)量器具的測(cè)量范圍應(yīng)滿足。所選擇的計(jì)量器具的測(cè)量范圍應(yīng)滿足工件的要求。工件的要求。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 （2 2）按被測(cè)工件的公差來(lái)選擇計(jì)量器具考慮按被測(cè)工件的公差來(lái)選擇計(jì)量器具考慮到計(jì)量器具的誤差將會(huì)帶入工件的測(cè)量結(jié)

3、果中，到計(jì)量器具的誤差將會(huì)帶入工件的測(cè)量結(jié)果中，因此選擇的計(jì)量器具允許的極限誤差應(yīng)當(dāng)小因此選擇的計(jì)量器具允許的極限誤差應(yīng)當(dāng)小。但。但計(jì)量器具的極限誤差愈小，其價(jià)格就愈高，對(duì)使計(jì)量器具的極限誤差愈小，其價(jià)格就愈高，對(duì)使用時(shí)的環(huán)境條件和操作者的要求也愈高。因此在用時(shí)的環(huán)境條件和操作者的要求也愈高。因此在選擇計(jì)量器具時(shí)，應(yīng)將技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)統(tǒng)一選擇計(jì)量器具時(shí)，應(yīng)將技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)統(tǒng)一進(jìn)行考慮。進(jìn)行考慮。 （3 3）應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)類型和要求學(xué)著計(jì)量器具。應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)類型和要求學(xué)著計(jì)量器具。一般來(lái)說(shuō)，單件小批生產(chǎn)是應(yīng)選用通用量具，大一般來(lái)說(shuō)，單件小批生產(chǎn)是應(yīng)選用通用量具，大批大量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)選用專用量具，以提

4、高檢驗(yàn)效率。批大量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)選用專用量具，以提高檢驗(yàn)效率。 國(guó)標(biāo)國(guó)標(biāo)GB/3177-1997 GB/3177-1997 光滑工件尺寸的檢測(cè)光滑工件尺寸的檢測(cè)規(guī)定了光滑工件尺寸檢驗(yàn)的驗(yàn)收原則、驗(yàn)收極限、規(guī)定了光滑工件尺寸檢驗(yàn)的驗(yàn)收原則、驗(yàn)收極限、計(jì)量器具的測(cè)量不確定度允許值和計(jì)量器具選用原計(jì)量器具的測(cè)量不確定度允許值和計(jì)量器具選用原則，適用于普通計(jì)量器具，對(duì)圖樣上標(biāo)出的公差等則，適用于普通計(jì)量器具，對(duì)圖樣上標(biāo)出的公差等級(jí)為級(jí)為618618級(jí)、基本尺寸至級(jí)、基本尺寸至500mm500mm的光滑工件尺寸的的光滑工件尺寸的檢驗(yàn)。檢驗(yàn)。 1 1）總則）總則 （1 1）驗(yàn)收原則驗(yàn)收原則。所用驗(yàn)收方法應(yīng)只接收

5、位于。所用驗(yàn)收方法應(yīng)只接收位于規(guī)定的尺寸極限之內(nèi)的工作。規(guī)定的尺寸極限之內(nèi)的工作。 （2 2）驗(yàn)收方法的基礎(chǔ)驗(yàn)收方法的基礎(chǔ)。由于計(jì)量器具和計(jì)量。由于計(jì)量器具和計(jì)量系。統(tǒng)都存在內(nèi)在誤差，故任何測(cè)量都不能測(cè)出其系。統(tǒng)都存在內(nèi)在誤差，故任何測(cè)量都不能測(cè)出其真值。真值。 另外，多數(shù)計(jì)量器具只用于測(cè)量測(cè)出，不測(cè)量另外，多數(shù)計(jì)量器具只用于測(cè)量測(cè)出，不測(cè)量工件上可能存在的形位誤差。因此，對(duì)遵循包容工件上可能存在的形位誤差。因此，對(duì)遵循包容要求的尺寸，工件的完善檢驗(yàn)還應(yīng)測(cè)量形狀誤差，要求的尺寸，工件的完善檢驗(yàn)還應(yīng)測(cè)量形狀誤差，并把這些形狀誤差的測(cè)量結(jié)果與尺寸的測(cè)量結(jié)果并把這些形狀誤差的測(cè)量結(jié)果與尺寸的測(cè)量結(jié)果

6、綜合起來(lái)，以判定工件表面各部位是否超出最大綜合起來(lái)，以判定工件表面各部位是否超出最大實(shí)體邊界。實(shí)體邊界。 （3 3）標(biāo)準(zhǔn)溫度標(biāo)準(zhǔn)溫度。測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)溫度為。測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)溫度為20200 0C C。如。如果工件與計(jì)量器具的線膨脹系數(shù)相同，那么測(cè)量果工件與計(jì)量器具的線膨脹系數(shù)相同，那么測(cè)量時(shí)只要計(jì)量器具與工件保持相同的溫度，則可以時(shí)只要計(jì)量器具與工件保持相同的溫度，則可以偏離偏離20200 0C C。 驗(yàn)收極限是檢驗(yàn)工件尺寸時(shí)判斷合格與否的尺寸界限，驗(yàn)收極限是檢驗(yàn)工件尺寸時(shí)判斷合格與否的尺寸界限，國(guó)標(biāo)規(guī)定按驗(yàn)收極限驗(yàn)收工件。國(guó)標(biāo)規(guī)定按驗(yàn)收極限驗(yàn)收工件。 （1 1）驗(yàn)收極限方式的確定）驗(yàn)收極限方式的確定

7、驗(yàn)收極限可以按照下列兩種方式之一確定。驗(yàn)收極限可以按照下列兩種方式之一確定。 驗(yàn)收極限是從規(guī)定的最大實(shí)體極限和最小實(shí)體極限分驗(yàn)收極限是從規(guī)定的最大實(shí)體極限和最小實(shí)體極限分別向工作公差帶內(nèi)移動(dòng)一個(gè)安全裕度來(lái)確定。別向工作公差帶內(nèi)移動(dòng)一個(gè)安全裕度來(lái)確定。 孔尺寸的驗(yàn)收極限是孔尺寸的驗(yàn)收極限是： 上驗(yàn)收極限上驗(yàn)收極限= =最小實(shí)體極限最小實(shí)體極限- -安全裕度安全裕度 下驗(yàn)收極限下驗(yàn)收極限= =最大實(shí)體極限最大實(shí)體極限+ +安全裕度安全裕度 軸尺寸的驗(yàn)收極限是：軸尺寸的驗(yàn)收極限是： 上驗(yàn)收極限上驗(yàn)收極限= =最大實(shí)體極限最大實(shí)體極限- -安全裕度安全裕度 下驗(yàn)收極限下驗(yàn)收極限= =最小實(shí)體極限最小實(shí)

8、體極限+ +安全裕度安全裕度 驗(yàn)收極限等于規(guī)定的最大實(shí)體極限和最小實(shí)體極限，驗(yàn)收極限等于規(guī)定的最大實(shí)體極限和最小實(shí)體極限，即安全裕度等于零。即安全裕度等于零。 驗(yàn)收極限方式的選擇要結(jié)合尺寸功能要求及其驗(yàn)收極限方式的選擇要結(jié)合尺寸功能要求及其重要程度、尺寸公差等級(jí)、測(cè)量不確定度和工藝能重要程度、尺寸公差等級(jí)、測(cè)量不確定度和工藝能力等因素綜合考慮。力等因素綜合考慮。 對(duì)遵循包容要求的尺寸、公差等級(jí)高的尺對(duì)遵循包容要求的尺寸、公差等級(jí)高的尺寸，其驗(yàn)收極限讓上述方式確定。寸，其驗(yàn)收極限讓上述方式確定。 當(dāng)工藝能力指數(shù)當(dāng)工藝能力指數(shù)Cp1Cp1時(shí)，其驗(yàn)收計(jì)息可時(shí)，其驗(yàn)收計(jì)息可以按上述方式確定；但對(duì)于遵循

9、包容要求的尺寸，以按上述方式確定；但對(duì)于遵循包容要求的尺寸，其最大實(shí)體極限仍應(yīng)按上述方式確定。其最大實(shí)體極限仍應(yīng)按上述方式確定。 對(duì)非配合和一般公差的尺寸，其驗(yàn)收極限對(duì)非配合和一般公差的尺寸，其驗(yàn)收極限按上述方式確定。按上述方式確定。 按照計(jì)量器具所引起的測(cè)量不確定度的按照計(jì)量器具所引起的測(cè)量不確定度的允許值選擇計(jì)量器具。允許值選擇計(jì)量器具。選擇時(shí)，應(yīng)使所選選擇時(shí)，應(yīng)使所選用的計(jì)量器具的測(cè)量不確定度數(shù)值等于或用的計(jì)量器具的測(cè)量不確定度數(shù)值等于或小于選定的測(cè)量不確定度的允許值小于選定的測(cè)量不確定度的允許值。二二 光滑極限量規(guī)光滑極限量規(guī) 光滑極限量規(guī)是一種無(wú)刻度的專用檢驗(yàn)工具，光滑極限量規(guī)是一種

10、無(wú)刻度的專用檢驗(yàn)工具，用它來(lái)檢驗(yàn)工件時(shí)，只能確定工具是否在允許的用它來(lái)檢驗(yàn)工件時(shí)，只能確定工具是否在允許的極限尺寸范圍內(nèi)，以確實(shí)零件是否合格，而無(wú)法極限尺寸范圍內(nèi)，以確實(shí)零件是否合格，而無(wú)法測(cè)量出工件的實(shí)際尺寸。測(cè)量出工件的實(shí)際尺寸。光滑極限量規(guī)適合用于光滑極限量規(guī)適合用于成批或大量生產(chǎn)，遵守包容原則的孔、軸的檢驗(yàn)。成批或大量生產(chǎn)，遵守包容原則的孔、軸的檢驗(yàn)。 由于量規(guī)需要判斷孔、軸是否在規(guī)定的兩由于量規(guī)需要判斷孔、軸是否在規(guī)定的兩個(gè)極限尺寸范圍內(nèi)，所以應(yīng)成對(duì)使用。個(gè)極限尺寸范圍內(nèi)，所以應(yīng)成對(duì)使用。其中一個(gè)其中一個(gè)是通規(guī)，另一個(gè)是止規(guī)。檢驗(yàn)時(shí)，如通能通過(guò)，是通規(guī)，另一個(gè)是止規(guī)。檢驗(yàn)時(shí)，如通能通

11、過(guò)，止規(guī)不能通過(guò)，則零件合格。止規(guī)不能通過(guò)，則零件合格。 光滑極限量規(guī)有塞規(guī)和卡規(guī)。光滑極限量規(guī)有塞規(guī)和卡規(guī)。 軸用量規(guī)稱為卡規(guī)或環(huán)規(guī)。軸用量規(guī)稱為卡規(guī)或環(huán)規(guī)。 孔用量規(guī)稱為塞規(guī)?？子昧恳?guī)稱為塞規(guī)。 環(huán)規(guī) 塞規(guī) 卡規(guī)量規(guī)按用途分為：量規(guī)按用途分為： （1 1）工作量規(guī)工作量規(guī) 工作量規(guī)是工人在生產(chǎn)過(guò)程中檢驗(yàn)工件用的工作量規(guī)是工人在生產(chǎn)過(guò)程中檢驗(yàn)工件用的量規(guī)，它的通規(guī)和止規(guī)分別用代號(hào)量規(guī)，它的通規(guī)和止規(guī)分別用代號(hào)T T和和Z Z表示。表示。 （2 2）驗(yàn)收量規(guī)驗(yàn)收量規(guī) 驗(yàn)收量規(guī)是檢驗(yàn)部門或用戶驗(yàn)收產(chǎn)品時(shí)使用驗(yàn)收量規(guī)是檢驗(yàn)部門或用戶驗(yàn)收產(chǎn)品時(shí)使用的量規(guī)。的量規(guī)。 （3 3 ）校對(duì)量規(guī)校對(duì)量規(guī) 校對(duì)

12、量規(guī)是校對(duì)軸用工作量規(guī)的量規(guī)，以檢校對(duì)量規(guī)是校對(duì)軸用工作量規(guī)的量規(guī)，以檢驗(yàn)其是否符合制造公差和在使用中是否達(dá)到磨損驗(yàn)其是否符合制造公差和在使用中是否達(dá)到磨損極限。極限。一、工作量規(guī)公差帶一、工作量規(guī)公差帶二、驗(yàn)收量規(guī)二、驗(yàn)收量規(guī) 三、校對(duì)量規(guī)公差帶三、校對(duì)量規(guī)公差帶 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定公差帶以不超越工件極限尺寸為原則。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定公差帶以不超越工件極限尺寸為原則。通規(guī)的公差帶對(duì)稱于通規(guī)的公差帶對(duì)稱于Z Z值值( (稱為公差帶位置要素稱為公差帶位置要素) )，其，其允許磨損量以工件的最大實(shí)體尺寸為極限；止規(guī)的制允許磨損量以工件的最大實(shí)體尺寸為極限；止規(guī)的制造公差帶是從工件的最小實(shí)體尺寸算起，分布在尺寸造公差帶

13、是從工件的最小實(shí)體尺寸算起，分布在尺寸公差帶之內(nèi)。公差帶之內(nèi)。 工廠檢驗(yàn)工件時(shí)，工人應(yīng)使用新的或磨工廠檢驗(yàn)工件時(shí)，工人應(yīng)使用新的或磨損較少的工作量規(guī)損較少的工作量規(guī)“通規(guī)通規(guī)”；檢驗(yàn)部門應(yīng)使；檢驗(yàn)部門應(yīng)使用與加工工人用的量規(guī)型式相同但已磨損用與加工工人用的量規(guī)型式相同但已磨損較多的通規(guī)。較多的通規(guī)。 用戶所使用的驗(yàn)收量規(guī)，用戶所使用的驗(yàn)收量規(guī)，通規(guī)尺寸應(yīng)通規(guī)尺寸應(yīng)接近被檢工件的最大實(shí)體尺寸，止規(guī)尺寸接近被檢工件的最大實(shí)體尺寸，止規(guī)尺寸應(yīng)接近被檢工件的最小實(shí)體尺寸。應(yīng)接近被檢工件的最小實(shí)體尺寸。 軸用通規(guī)的校通軸用通規(guī)的校通通量規(guī)通量規(guī)TTTT的作用是防止的作用是防止軸用通規(guī)發(fā)生變形而尺寸過(guò)小，

14、檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)通過(guò)軸用通規(guī)發(fā)生變形而尺寸過(guò)小，檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)通過(guò)被校對(duì)的軸用通規(guī)，它的公差帶從通規(guī)的下偏差被校對(duì)的軸用通規(guī)，它的公差帶從通規(guī)的下偏差算起，向通規(guī)公差帶內(nèi)分布。軸用通規(guī)的算起，向通規(guī)公差帶內(nèi)分布。軸用通規(guī)的 校校通通損量規(guī)損量規(guī)TSTS的作用是檢驗(yàn)軸用通規(guī)是否達(dá)到的作用是檢驗(yàn)軸用通規(guī)是否達(dá)到磨損極限，它的磨損極限，它的 公差帶從通規(guī)的磨損極限算起，公差帶從通規(guī)的磨損極限算起，向軸用通規(guī)公差帶內(nèi)分布。向軸用通規(guī)公差帶內(nèi)分布。 軸用止規(guī)的校止軸用止規(guī)的校止通量規(guī)通量規(guī)ZTZT的作用是防止的作用是防止止規(guī)尺寸過(guò)小，檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)通過(guò)被校對(duì)的軸用止止規(guī)尺寸過(guò)小，檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)通過(guò)被校對(duì)的軸用止規(guī)，它的公

15、差帶從止規(guī)的下偏差算起，向止規(guī)的規(guī)，它的公差帶從止規(guī)的下偏差算起，向止規(guī)的公差帶內(nèi)分布。校對(duì)量規(guī)的公差規(guī)定等于工作量公差帶內(nèi)分布。校對(duì)量規(guī)的公差規(guī)定等于工作量規(guī)公差的一半。規(guī)公差的一半。表表5 5- -2 2 IT6IT16IT6IT16級(jí)工作量規(guī)制造公差和位置要素（摘錄級(jí)工作量規(guī)制造公差和位置要素（摘錄）一、量規(guī)設(shè)計(jì)原則及其結(jié)構(gòu)一、量規(guī)設(shè)計(jì)原則及其結(jié)構(gòu) 二、量規(guī)極限偏差的計(jì)算二、量規(guī)極限偏差的計(jì)算三、量規(guī)其它技術(shù)要求三、量規(guī)其它技術(shù)要求 光滑極限量規(guī)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合極限尺寸判斷原則光滑極限量規(guī)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合極限尺寸判斷原則( (泰勒原則泰勒原則) )，即孔或軸的作用尺寸不允許超過(guò)最大實(shí)，即孔或軸的

16、作用尺寸不允許超過(guò)最大實(shí)體尺寸，且在任何位置上的實(shí)際尺寸不允許超過(guò)最小體尺寸，且在任何位置上的實(shí)際尺寸不允許超過(guò)最小實(shí)體尺寸。實(shí)體尺寸。 解：解：首先確定被測(cè)孔、軸的極限偏差。查第二章極限與首先確定被測(cè)孔、軸的極限偏差。查第二章極限與配合標(biāo)準(zhǔn)，配合標(biāo)準(zhǔn)， 孔孔20H720H7的上偏差的上偏差ES=+0.021mmES=+0.021mm；下偏差下偏差EI=0EI=0， 軸軸20f620f6的上偏差為的上偏差為es=-0.020mmes=-0.020mm，下偏差下偏差ei=-0.033mmei=-0.033mm。 1 1確定工作量規(guī)制造公差和位置要素值確定工作量規(guī)制造公差和位置要素值 由表由表5

17、5-1-1查得：查得：IT7IT7，尺寸為尺寸為25mm25mm的量規(guī)公差的量規(guī)公差T=0.0024mmT=0.0024mm，位置要素位置要素Z=0.0034mmZ=0.0034mm；IT6IT6，尺寸為尺寸為2525的量規(guī)公差為的量規(guī)公差為T=0.002mmT=0.002mm，位位置要素置要素Z=0.0024mmZ=0.0024mm。 2 2計(jì)算工作量規(guī)的極限偏差計(jì)算工作量規(guī)的極限偏差 (1) (1) 20H720H7孔用塞規(guī)孔用塞規(guī) 通規(guī)通規(guī) 上偏差上偏差= =EI+Z+=(0+0.0034+0.0012)mm=+0.0046mm EI+Z+=(0+0.0034+0.0012)mm=+0.

18、0046mm 下偏差下偏差= =EI+Z-=(0+0.0034EI+Z-=(0+0.00340.0012)mm=+0.0022mm0.0012)mm=+0.0022mm 磨損極限磨損極限= =EI=0EI=0 止規(guī)止規(guī) 上偏差上偏差= =ES=+0.021mmES=+0.021mm 下偏差下偏差= =ESEST=(+0.021T=(+0.0210.0024)0.0024) =+0.0186mm =+0.0186mm (2) (2) 20f620f6軸用環(huán)規(guī)或卡規(guī)軸用環(huán)規(guī)或卡規(guī) 通規(guī)通規(guī) 上偏差上偏差= =es-Z+=(-0.02-0.0024+0.001)mmes-Z+=(-0.02-0.00

19、24+0.001)mm -0.0214mm-0.0214mm 下偏差下偏差= =es-Z-=es-Z-=（-0.02-0.0024-0.001-0.02-0.0024-0.001）mmmm =-0.0234mm =-0.0234mm 磨損極限磨損極限= =es=-0.020es=-0.020 止規(guī)止規(guī) 上偏差上偏差= =ei+T=(-0.033+0.002)mmei+T=(-0.033+0.002)mm =-0.031mm =-0.031mm 下偏差下偏差= =ei=-0.033mmei=-0.033mm 工作量規(guī)的形狀誤差應(yīng)在量規(guī)的尺寸公差帶內(nèi)，工作量規(guī)的形狀誤差應(yīng)在量規(guī)的尺寸公差帶內(nèi)，形狀公差為尺寸公差的形狀公差為尺寸公差的5050，但形狀公差小于，但形狀公差小于