第11章 尺寸的檢驗(yàn)

1、第十一章 尺寸的檢驗(yàn)10.1 注出公差的尺寸檢驗(yàn)10.2 常用尺寸的測(cè)量?jī)x器10.3 光滑極限量規(guī)設(shè)計(jì)(GB 1957-2006)10.1 注出公差的尺寸檢驗(yàn) 為了使加工零件符合設(shè)計(jì)圖紙的精度要求、最終保證產(chǎn)品的質(zhì)量，除了要保證加工零件所采用的加工設(shè)備與加工工藝滿(mǎn)足零件的技術(shù)精度要求外，還應(yīng)該規(guī)定相應(yīng)的測(cè)量檢驗(yàn)原則作為技術(shù)保證。只有按測(cè)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法確認(rèn)合格的零件，才能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 對(duì)于工件注出公差的尺寸（有一般線(xiàn)性尺寸和有包容要求的尺寸），有兩種檢測(cè)方法，一種是用普通計(jì)量器具進(jìn)行測(cè)量，另一種是用光滑極限量規(guī)進(jìn)行檢驗(yàn)。為了規(guī)范該類(lèi)檢驗(yàn)過(guò)程，我國(guó)規(guī)定了關(guān)于這兩種測(cè)量檢驗(yàn)方法的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：光

2、滑工件尺寸的檢驗(yàn)（GB/T 3177-2009)和光滑極限量規(guī)(GB1957-2006）。采用這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的方法測(cè)量檢驗(yàn)，可以防止誤收，保證質(zhì)量要求，滿(mǎn)足按泰勒原則驗(yàn)收帶E要求（包容要求）的工件。10.1.1泰勒原則與誤廢誤收概念 泰勒原則就是要求孔、軸的體外作用尺寸不超出其最大實(shí)體尺寸，且局部實(shí)際尺寸不超出其最小實(shí)體尺寸的檢驗(yàn)原則。這也就是測(cè)量檢驗(yàn)中必須遵守的極限尺寸判斷原則。 體外作用尺寸是實(shí)際尺寸和孔、軸形位誤差的綜合形成的，因此，按泰勒原則驗(yàn)收工件，實(shí)際上是以極限尺寸控制孔、軸的實(shí)際尺寸與實(shí)際形狀位置誤差綜合結(jié)果的合格性。檢驗(yàn)合格的孔、軸可滿(mǎn)足包容要求。 按泰勒原則驗(yàn)收工件的要求可表達(dá)

3、如下：對(duì)于孔：DminDfe，且DaiDmax；對(duì)于軸：dmindai，且dfedmax。10.1.1泰勒原則與誤廢誤收概念 誤收是把超出極限尺寸范圍的不合格工件誤認(rèn)為合格；誤廢是把在極限尺寸范圍內(nèi)的合格工件誤認(rèn)為不合格。傳統(tǒng)的驗(yàn)收方法是把圖樣上的極限尺寸作為相應(yīng)的驗(yàn)收極限，用普通計(jì)量器具測(cè)量工件實(shí)際尺寸，若測(cè)得值（實(shí)際尺寸）不超出上下極限尺寸，即判為合格予以接收。由于不可避免的測(cè)量誤差，使得檢驗(yàn)人員可能產(chǎn)生兩種誤判：誤收或誤廢。誤收會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，誤廢則造成經(jīng)濟(jì)損失。圖10-1 誤收和誤廢示意圖10.1.1泰勒原則與誤廢誤收概念 如圖10-1所示，按傳統(tǒng)的驗(yàn)收方法，在上驗(yàn)收極限（上極限尺寸）

4、附近處，由于計(jì)量器具的測(cè)量不確定度，會(huì)把尺寸真值讀大或讀小，若把大于上極限尺寸或小于下極限尺寸的真值測(cè)得為在極限尺寸之內(nèi)的值，則產(chǎn)生誤收；若把小于上極限尺寸或大于下極限尺寸的真值測(cè)得為在極限尺寸之外的值，則發(fā)生誤廢，這種誤判（誤收或誤廢）發(fā)生的概率與工件實(shí)際尺寸的分布情況有關(guān)，也與計(jì)量器具不確定度、測(cè)量方法的精確度有關(guān)。由于工件實(shí)際尺寸的分布與加工方法的過(guò)程能力指數(shù)Cp有關(guān)，因此，工藝能力指數(shù)與實(shí)際尺寸的分布規(guī)律會(huì)影響誤判的概率。實(shí)際尺寸服從對(duì)稱(chēng)分布規(guī)律時(shí)，在上、下驗(yàn)收極限發(fā)生誤判的概率相同；若為偏態(tài)分布時(shí)，則在偏向的一側(cè)誤判的概率較大。10.1.2 光滑工件尺寸檢驗(yàn)（GB/T 3177-20

5、09) 因?yàn)槎鄶?shù)通用計(jì)量器具通常只用于測(cè)量尺寸，不測(cè)量工件上可能存在的形狀誤差。因此，對(duì)遵循包容要求的尺寸要素，工件的完善檢驗(yàn)還應(yīng)測(cè)量形狀誤差(如圓度、直線(xiàn)度等)，并把這些形狀誤差的測(cè)量結(jié)果綜合起來(lái)，以判定工件表面各部位是否超出最大實(shí)體邊界。而傳統(tǒng)及現(xiàn)行普遍的驗(yàn)收方法存在誤收和誤廢現(xiàn)象，難于滿(mǎn)足泰勒原則要求。對(duì)于車(chē)間實(shí)際情況下的尺寸檢驗(yàn)，因工件的形狀誤差可以由加工設(shè)備和工藝裝備的精度來(lái)控制，工件尺寸的合格與否按一次測(cè)量結(jié)果來(lái)判斷是較為方便實(shí)用的。這種檢測(cè)原則，對(duì)溫度、壓陷效應(yīng)等以及計(jì)量器具和標(biāo)準(zhǔn)器的系統(tǒng)誤差不進(jìn)行修正。為此，光滑工件尺寸的檢驗(yàn)(GB/T 3177-2009)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)內(nèi)縮驗(yàn)收極

6、限的規(guī)定解決這一矛盾。本標(biāo)準(zhǔn)是用于使用游標(biāo)卡尺、干分尺、車(chē)間使用的比較儀、投影儀等量具量?jī)x，對(duì)圖樣上注出的公差等級(jí)為6級(jí)18級(jí)(IT6IT18)公稱(chēng)尺寸至500mm的光滑工件尺寸的檢驗(yàn)，也適用于對(duì)一般公差尺寸的檢驗(yàn)。10.1.2 光滑工件尺寸檢驗(yàn)（GB/T 3177-2009)1.安全裕度與驗(yàn)收極限 采用計(jì)量器具測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)溫度是20。如果計(jì)量器具與被測(cè)工件的線(xiàn)膨脹系數(shù)相同，測(cè)量時(shí)只需保持兩者具有相同的溫度，實(shí)際溫度可以偏離20。 (1) 驗(yàn)收極限方式的確定內(nèi)縮方式 驗(yàn)收極限是判斷所檢驗(yàn)工件尺寸合格與否的尺寸界限，并按驗(yàn)收極限來(lái)驗(yàn)收工件。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了下列兩種方式確定驗(yàn)收極限。a) 內(nèi)縮方式 驗(yàn)收極

7、限是從規(guī)定的最大實(shí)體尺寸(MMS)和最小實(shí)體尺寸(LMS)分別向工件公差帶內(nèi)移動(dòng)一個(gè)安全裕度（A）來(lái)確定，如圖10-2所示。A的數(shù)值按工件公差(T)的1/10確定，它與工件標(biāo)注的公差等級(jí)有關(guān)，可從表10-1查得。10.1.2 光滑工件尺寸檢驗(yàn)（GB/T 3177-2009)按此規(guī)定，孔尺寸驗(yàn)收時(shí)的驗(yàn)收極限應(yīng)為：上驗(yàn)收極限最小實(shí)體尺寸(LMS)安全裕度(A)下驗(yàn)收極限最大實(shí)體尺寸(LMS)安全裕度(A)軸尺寸的驗(yàn)收極限為：上驗(yàn)收極限最大實(shí)體尺寸(MMS)安全裕度(A)下驗(yàn)收極限最小實(shí)體尺寸(LMS)安全裕度(A)圖10-2 孔軸內(nèi)縮驗(yàn)收極限 安全裕度(A)可根據(jù)工件被檢尺寸的基本尺寸和公差等級(jí)由

8、表10-1查得.顯然，這種方式可以減少誤收，但增加了誤廢，從保證產(chǎn)品質(zhì)量著眼是必須的。10.1.2 光滑工件尺寸檢驗(yàn)（GB/T 3177-2009)b) 不內(nèi)縮方式 該方式規(guī)定驗(yàn)收極限等于工件的最大實(shí)體尺寸(MMS )和最小實(shí)體尺寸（LMS )，即安全裕度（A）等于零，可在一些特定情況下使用。(2) 驗(yàn)收極限方式的選擇 上述兩種驗(yàn)收方式的選擇應(yīng)綜合考慮尺寸的功能要求及重要程度、尺寸公差等級(jí)、測(cè)量不確定度和工藝能力等因素。一般可按下述原則選定： a) 對(duì)采用包容要求的尺寸、公差等級(jí)較高的尺寸，應(yīng)選用內(nèi)縮方式確定驗(yàn)收極限。 b) 當(dāng)過(guò)程能力指數(shù)CP1時(shí)（CP=T/6，是尺寸分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差），其驗(yàn)收

9、極限可以按不內(nèi)縮的方式確定；但當(dāng)采用包容要求時(shí)，在最大實(shí)體尺寸一側(cè)仍應(yīng)按內(nèi)縮方式確定驗(yàn)收極限（圖10-3）。10.1.2 光滑工件尺寸檢驗(yàn)（GB/T 3177-2009)c) 對(duì)于偏態(tài)分布的尺寸，可以只對(duì)尺寸偏向的一側(cè)，按內(nèi)縮方式確定驗(yàn)收極限（圖10-4）。d) 對(duì)于非配合和一般公差的尺寸，可按不內(nèi)縮的方式確定驗(yàn)收極限.圖10-3采用包容要求、一側(cè)內(nèi)縮的驗(yàn)收極限圖10-4 偏態(tài)分布、一側(cè)內(nèi)縮的驗(yàn)收極限10.1.2 光滑工件尺寸檢驗(yàn)（GB/T 3177-2009)2. 計(jì)量器具的選擇 測(cè)量檢驗(yàn)工件尺寸時(shí)，要達(dá)到不誤收，單靠?jī)?nèi)縮驗(yàn)收極限還是不夠可靠，因?yàn)槿粲?jì)量器具的測(cè)量不確定度足夠大時(shí)，還是會(huì)產(chǎn)生

10、誤收現(xiàn)象。因此，應(yīng)綜合考慮測(cè)量器具的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，以綜合效果最佳為原則，計(jì)量器具作出選擇。 (1) 根據(jù)被測(cè)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、外形及尺寸來(lái)選擇測(cè)量器具，使選擇的測(cè)量器具的測(cè)量范圍能滿(mǎn)足被測(cè)工件的要求。 (2) 根據(jù)被測(cè)工件的精度，綜合考慮技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，按照光滑工件尺寸的檢驗(yàn)(GB/T 3177-2009)的規(guī)定，按計(jì)量器具所引起的測(cè)量不確定度的允許值（u1）選擇計(jì)量器具，要求所選的計(jì)量器具的測(cè)量不確定度數(shù)值必須等于或小于其允許值（u1）。 對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有相關(guān)規(guī)定的工件尺寸測(cè)量器具的選用，可按所選的測(cè)量器具的極限誤差占被測(cè)工件尺寸公差的1/101/3進(jìn)行，被測(cè)工件精度低時(shí)取1/10，工

11、件精度高時(shí)取1/3甚至1/2。如果高精度的測(cè)量器具制造困難，只好以增大測(cè)量器具極限誤差占被測(cè)工件公差的比例來(lái)滿(mǎn)足測(cè)量要求，如半導(dǎo)體光刻晶圓和光掩膜線(xiàn)寬的測(cè)量器具選擇。 不確定度用以表征測(cè)量過(guò)程中各項(xiàng)誤差綜合影響而使測(cè)量結(jié)果分散的誤差范圍，它反映了由于測(cè)量誤差的存在而對(duì)被測(cè)量不能肯定的程度，以U表示。U是由測(cè)量器具的不確定度(u1)和由溫度、壓陷效應(yīng)及工件形狀誤差等因素引起的不確定度(u2)二者組合成的，。 u1是表征測(cè)量器具的內(nèi)在誤差引起測(cè)量結(jié)果分散的一個(gè)誤差范圍，其中也包括調(diào)整時(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)件的不確定度，如千分尺的校對(duì)棒和比較儀用的量塊等。u1 的影響比較大，允許值約為0.9A(A為安全裕度)，

12、u2 的影響比較小，允許值約為0.45A。 10.1.2 光滑工件尺寸檢驗(yàn)（GB/T 3177-2009)10.1.2 光滑工件尺寸檢驗(yàn)（GB/T 3177-2009) 向公差帶內(nèi)縮的安全裕度就是按測(cè)量不確定度而定的，即A=U，這是因?yàn)?AAAuuU22222145. 09 . 0 計(jì)量器具的測(cè)量不確定度允許值（u1）可根據(jù)工件被檢尺寸的公稱(chēng)尺寸和公差等級(jí)由表10-1查得。普通計(jì)量器具的測(cè)量不確定度數(shù)值可由相關(guān)的資料中查得。其中，千分尺和游標(biāo)卡尺的測(cè)量不確定度見(jiàn)表10-2；比較儀的測(cè)量不確定度見(jiàn)表10-3；指示表的測(cè)量不確定度見(jiàn)表10-4。卡尺、千分尺是一般工廠在生產(chǎn)車(chē)間使用的測(cè)量器具，精度較

13、低，只適用于測(cè)IT9與IT10工件公差。為提高其測(cè)量精度，可采用比較法測(cè)量。采用比較法測(cè)量時(shí)，該類(lèi)測(cè)量器具的測(cè)量不確定度可降為原來(lái)的40%(當(dāng)使用形狀與工件形狀相同的標(biāo)準(zhǔn)器時(shí))或60%(當(dāng)使用形狀與工件形狀不相同的標(biāo)準(zhǔn)器時(shí))。10.1.2 光滑工件尺寸檢驗(yàn)（GB/T 3177-2009)10.1.2 光滑工件尺寸檢驗(yàn)（GB/T 3177-2009)10.1.2 光滑工件尺寸檢驗(yàn)（GB/T 3177-2009) 若所選的計(jì)量器具其不確定度為u計(jì)，則要求：u計(jì)u1，且盡可能地接近u1，以便選得較為經(jīng)濟(jì)的計(jì)量器具。 表10-1中，計(jì)量器具測(cè)量不確定度允許值u1是按工件公差的比值分擋：對(duì)于IT6至IT

14、11的分為I、II、III三擋；對(duì)于IT12 至 IT18的分為I、II兩擋。I、II、III三擋的測(cè)量不確定度允許值U分別為工件公差的1/10，1/6，1/40。按ul=0.9U計(jì)算得到的計(jì)量器具測(cè)量不確定度允許值列于表10-1。 由I至III擋作不同的選擇，所選到的計(jì)量器具將越低級(jí)，造成誤判的可能性增大，在一般情況下應(yīng)優(yōu)先選用工擋，其次選用II擋、III擋。10.1.2 光滑工件尺寸檢驗(yàn)（GB/T 3177-2009)10.1.2 光滑工件尺寸檢驗(yàn)（GB/T 3177-2009)3 光滑工件尺寸檢驗(yàn)示例例10-1 試確定140H9 E的驗(yàn)收極限，并選擇相應(yīng)的計(jì)量器具。解解 首先查表確定14

15、0H9公差帶的上下偏差，應(yīng)為：，再根據(jù)表10-1可知，公稱(chēng)尺寸 120180mm、公差等級(jí)為IT9時(shí)，安全裕度A10m，測(cè)量器具允許不確定度u1=9m（I擋）。 由于工件尺寸采用包容要求，應(yīng)按內(nèi)縮方式確定驗(yàn)收極限，則： 上驗(yàn)收極限D(zhuǎn)maxA1400.1000.010140.090 mm 下驗(yàn)收極限D(zhuǎn)minA1400.010140.010 mm 又據(jù)表10-2可知，在工件尺寸150 mm范圍內(nèi)，分度值為0.01mm的內(nèi)徑千分尺的測(cè)量不確定度為0.008 mm，小于u10.009 mm，且數(shù)值最為接近，可以滿(mǎn)足要求。10.1.2 光滑工件尺寸檢驗(yàn)（GB/T 3177-2009)例10-2 被測(cè)工件

16、為mm，試確定驗(yàn)收極限并選擇合適的測(cè)量器具.并分析該軸可否使用分度值為0.01mm 的外徑千分尺進(jìn)行比較法測(cè)量驗(yàn)收.解解： 確定驗(yàn)收極限。該軸精度要求為IT8 級(jí)，采用包容要求，故驗(yàn)收極限按內(nèi)縮方案確定。由表10-1 確定安全裕度A 和測(cè)量器具的不確定度允許值u1 。 該工件的公差為0.039 mm，從表10-1 查得A=0.0039 mm， u1 =0.0035 mm。其上、下驗(yàn)收極限為 上驗(yàn)收極限= dmaxA= (450.0250.0039) mm = 44.9711 mm 下驗(yàn)收極限= dminA= (450.0640.0039) mm = 44.9399 mm 選擇測(cè)量器具。按工件公

17、稱(chēng)尺寸45 mm，從表10-3 查得分度值為0.005 mm 的比較儀不確定度u計(jì)為0.0030 mm，小于允許值u1 0.0035 mm，故能滿(mǎn)足使用要求。10.1.2 光滑工件尺寸檢驗(yàn)（GB/T 3177-2009) 當(dāng)現(xiàn)有測(cè)量器具的不確定度u計(jì)大于I擋允許值u1時(shí)，可選用表10-1 中的第擋u1 值，重新選擇測(cè)量器具，依次類(lèi)推，第擋u1 值滿(mǎn)足不了要求時(shí)，可選用第III擋u1值。 當(dāng)沒(méi)有比較儀時(shí)，由表10-2 選用分度值為0.01 mm的外徑千分尺,其不確定度u計(jì)為0.004 mm,大于允許值u1 0.0035 mm,顯然用分度值為0.01 mm 的外徑千分尺采用絕對(duì)測(cè)量法,不能滿(mǎn)足測(cè)量

18、要求。 用分度值為0.01 mm 的外徑千分尺進(jìn)行比較測(cè)量時(shí)，使用45 mm 量塊作為標(biāo)準(zhǔn)器(標(biāo)準(zhǔn)器的形狀與軸的形狀不相同)，千分尺的不確定度可降為原來(lái)的60%，即減小到0.00460%=0.0024 mm，小于允許值u1 0.0035 mm。所以用分度值為0.01 mm外徑千分尺進(jìn)行比較測(cè)量，是能滿(mǎn)足測(cè)量精度的。 結(jié)論：該軸即可使用分度值為0.005 mm 的比較儀進(jìn)行比較法測(cè)量；還可使用分度值為0.01mm 的外徑千分尺進(jìn)行比較法測(cè)量，此時(shí)驗(yàn)收極限不變。10.1.2 光滑工件尺寸檢驗(yàn)（GB/T 3177-2009)例6-3 試確定按GB/T 1804f（精密級(jí)）設(shè)計(jì)的 60 mm一般公差尺

19、寸的驗(yàn)收極限，并選擇相應(yīng)的計(jì)量器具。解解: 由線(xiàn)性尺寸一般公差可知，工件尺寸30120mm范圍內(nèi)，f級(jí)（精密級(jí)）的極限偏差為0.15 mm。由于該尺寸采用一般公差，因此可按不內(nèi)縮方式確定驗(yàn)收極限，即以其極限尺寸作為驗(yàn)收極限：上驗(yàn)收極限600.15=60.15 mm下驗(yàn)收極限600.1559.85 mm 又據(jù)表10-1可知，基本尺寸 50 80 mm，工件公差T=0.3 mm = 300 m（相當(dāng)于IT12），其計(jì)量器具不確定度允許值u1=27m(I擋）。 再據(jù)表10-2可知，尺寸 300 mm范圍內(nèi)，分度值為0.02mm的游標(biāo)卡尺的測(cè)量不確定度為0.02 mm，小于u10.027 mm，可以滿(mǎn)

20、足要求。10.2 常用尺寸的測(cè)量?jī)x器 尺寸的測(cè)量方法和計(jì)量器具的種類(lèi)很多，除了在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中已介紹過(guò)的游標(biāo)類(lèi)量具（游標(biāo)卡尺,游標(biāo)深度,尺游標(biāo)高度尺等）,螺旋測(cè)微量具（外徑千分尺,內(nèi)徑千分尺）,指示表（百分表,千分表,杠桿百分表,內(nèi)徑百分表等）以外,下面再介紹幾種較精密的計(jì)量器具的工作原理.10.2.1 臥式測(cè)長(zhǎng)儀 臥式測(cè)長(zhǎng)儀是以一精密線(xiàn)紋尺為實(shí)物基準(zhǔn)，利用顯微鏡細(xì)分讀數(shù)的高精度測(cè)量?jī)x器?？蓪?duì)零件的外形尺寸進(jìn)行絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量。如更換附件，還能測(cè)量?jī)?nèi)尺寸和內(nèi)、外螺紋的中徑。 臥式測(cè)長(zhǎng)儀的工作原理如圖10-5所示。在進(jìn)行外尺寸測(cè)量時(shí)，測(cè)量前先使儀器測(cè)座與尾座10的兩測(cè)量頭接觸，在讀數(shù)顯微鏡中觀察并

21、記下第一次讀數(shù)值。然后，以尾座測(cè)量頭為固定測(cè)量頭，移動(dòng)測(cè)座，將被測(cè)工件放人兩測(cè)量頭之間，通過(guò)工作臺(tái)的調(diào)整，使被測(cè)尺寸處于測(cè)量軸線(xiàn)上，再?gòu)淖x數(shù)顯微鏡中觀察并讀出第二個(gè)讀數(shù)。兩次讀數(shù)之差，就是被測(cè)工件的實(shí)際尺寸。圖10-5 臥式測(cè)長(zhǎng)儀的測(cè)量原理1目鏡；2螺旋分劃板；3十等分分劃板；4物鏡；5基準(zhǔn)線(xiàn)紋尺；6聚光鏡；7濾光片；8光源；9微調(diào)手柄；10尾座 10.2.1 臥式測(cè)長(zhǎng)儀10.2.1 臥式測(cè)長(zhǎng)儀 由圖10-6也能看出其光學(xué)系統(tǒng)的原理。由光源8發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)濾光片、聚光鏡照亮了玻璃基準(zhǔn)線(xiàn)紋尺5，經(jīng)物鏡4成像于螺旋分劃板2上，在讀數(shù)顯微鏡的目鏡1中，可看到三種刻度重合在一起，一種是毫米線(xiàn)紋尺上的刻

22、度，其間隔為1 mm；另一種是間隔為0.1 mm的十等分刻度，在十等分分劃板3上；還有一種是有10圈多一點(diǎn)的阿基米德螺旋線(xiàn)刻度，在螺旋分劃板2上，其螺距為0.1 mm，在螺旋線(xiàn)里圈的圓周上有100格圓周刻度，每格圓周刻度代表阿基米德螺旋線(xiàn)移動(dòng)0.001 mm。讀數(shù)時(shí)，旋轉(zhuǎn)螺旋分劃板微調(diào)手柄9，使毫米刻度線(xiàn)位于某阿基米德螺旋雙刻線(xiàn)之間。如圖10-6所示從顯微鏡中看到的圖像是，基準(zhǔn)線(xiàn)紋尺的毫米數(shù)值為52 mm和53 mm，其中53 mm指示線(xiàn)在第二圈阿基米德螺旋線(xiàn)雙刻線(xiàn)中，則毫米數(shù)為53 mm，第二圈阿基米德螺旋線(xiàn)在十等分分劃板上的位置不足2格，則讀數(shù)為0.1 mm；0.001 mm的數(shù)值從螺旋線(xiàn)

23、里圈的圓周上讀出，為0.085 5 mm，最后一位數(shù)字由目測(cè)者估計(jì)得出，則整個(gè)讀數(shù)值為( 530.10.0855) mm53.1855 mm 臥式測(cè)長(zhǎng)儀分度值為0.001 mm，測(cè)量范圍為0100 mm，借助量塊可擴(kuò)大測(cè)量范圍。10.2.2 立式光學(xué)比較儀 立式光學(xué)比較儀是一種用相對(duì)法進(jìn)行測(cè)量的精度較高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的常用光學(xué)量?jī)x。 立式光學(xué)比較儀采用了光學(xué)杠桿放大原理。如圖10-6a所示擴(kuò)玻璃標(biāo)尺位于物鏡的焦平面上，C為標(biāo)尺的原點(diǎn)。當(dāng)光源發(fā)出的光照亮標(biāo)尺時(shí)，標(biāo)尺相當(dāng)于一個(gè)發(fā)光體，其光束經(jīng)物鏡產(chǎn)生一束平行光。光線(xiàn)前進(jìn)遇到與主光軸垂直的平面反射鏡，則按原路反射回來(lái)，經(jīng)物鏡后，光線(xiàn)會(huì)聚在焦點(diǎn)C上。C與

24、C重合，標(biāo)尺的影像仍在原處。圖10-6b表示當(dāng)測(cè)桿2有微量位移l時(shí)，使平面反射鏡1對(duì)主光軸偏轉(zhuǎn)角，于是由反射鏡反射的光線(xiàn)與人射光線(xiàn)之間偏轉(zhuǎn)2角，標(biāo)尺上C點(diǎn)的影像移到C“點(diǎn)。只要把位移L測(cè)量出來(lái)，就可求出測(cè)量桿的位移量l值。從圖上可知，L=ftan 2，f是物鏡的焦距，而latan ，因a很小，故放大比為 式中，a為測(cè)桿到平面反射鏡支點(diǎn)M的距離，稱(chēng)為臂長(zhǎng)。afaflLK2tan2tan10.2.2 立式光學(xué)比較儀 一般物鏡焦距f =200 mm，臂長(zhǎng)a=5mm。代人上式得 因此，光學(xué)杠桿放大比為80倍，標(biāo)尺的像通過(guò)放大倍數(shù)為12的目鏡來(lái)觀察，這樣總的放大倍數(shù)為1280 = 960倍。也就是說(shuō)，當(dāng)

25、測(cè)桿位移1m時(shí)，經(jīng)過(guò)960倍的放大，相當(dāng)于在目鏡內(nèi)看到刻線(xiàn)移動(dòng)了0.96 mm。立式光學(xué)比較儀的分度值為0.001 mm；示值范圍為0.1 mm；測(cè)量范圍：高度0 180 mm，直徑0150 mm。8052002K圖10-6 光學(xué)杠桿轉(zhuǎn)換原理1平面反射鏡；2測(cè)桿10.2.2 立式光學(xué)比較儀圖10-7 光學(xué)測(cè)量管的測(cè)量系統(tǒng)1反射鏡；2分劃板；3棱鏡；4物鏡；5反射鏡；6測(cè)桿；7工作臺(tái) 圖10-8 數(shù)字式電感測(cè)微儀工作原理1差動(dòng)線(xiàn)圈；2磁心；3測(cè)量桿；4被測(cè)零件；5工作臺(tái) 圖10-7為立式光學(xué)比較儀中光學(xué)測(cè)量管的光學(xué)系統(tǒng)圖。照明光經(jīng)反射鏡1照亮分劃板2左面的刻度標(biāo)尺，標(biāo)尺的光線(xiàn)經(jīng)棱鏡3、物鏡4形成

26、平行光束（分劃板位于物鏡的焦平面上），射在平面反射鏡5上。當(dāng)測(cè)桿6有微量位移時(shí)，反射鏡5繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)角，使刻度尺在分劃板右邊的像相對(duì)于固定的基準(zhǔn)線(xiàn)上下移動(dòng)。從目鏡中可觀察到刻度尺影像相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)的位移量，即可得到測(cè)桿的位移量。 測(cè)量時(shí)，先將量塊放在工作臺(tái)上，調(diào)整儀器使反射鏡與主光軸垂直，然后換上被測(cè)工件。由于工件與量塊尺寸的差異而使測(cè)桿產(chǎn)生位移。10.2.2 立式光學(xué)比較儀10.2.3 電感測(cè)微儀 電感測(cè)微儀是一種常用的電動(dòng)量?jī)x。它是利用磁路中氣隙的改變，引起電感量相應(yīng)改變的一種量?jī)x。圖10-9為數(shù)字式電感測(cè)微儀工作原理圖。測(cè)量前，用量塊調(diào)整儀器的零位，即調(diào)節(jié)測(cè)量桿3與工作臺(tái)5的相對(duì)位置，使測(cè)量

27、桿3上端的磁芯處于兩只差動(dòng)線(xiàn)圈1的中間位置，數(shù)字顯示為零。測(cè)量時(shí)，若被測(cè)尺寸相對(duì)于量塊尺寸有偏差，測(cè)量桿3帶動(dòng)磁芯2在差動(dòng)線(xiàn)圈1內(nèi)上下移動(dòng)，引起差動(dòng)線(xiàn)圈電感量的變化，通過(guò)測(cè)量電路，將電感量的變化轉(zhuǎn)換為電壓（或電流）信號(hào)，并經(jīng)放大和整流，由數(shù)字電壓表顯示，即顯示被測(cè)尺寸相對(duì)于量塊的偏差。數(shù)字顯示可讀出0.1m的量值。10.2.4三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是20世紀(jì)60年代初在國(guó)際上發(fā)展起來(lái)的一種新型計(jì)量?jī)x器，是一種集光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制等多種技術(shù)于一體的新型精密測(cè)量?jī)x器。它可在空間相互垂直的三個(gè)坐標(biāo)上進(jìn)行零件和部件的尺寸、形狀及相互位置的檢測(cè)，例如箱體、導(dǎo)軌、渦輪和葉片、缸體、凸輪、齒輪

28、、形體等空間型面的測(cè)量。此外，還可用于劃線(xiàn)、定中心孔、光刻集成線(xiàn)路等，并可對(duì)連續(xù)曲面進(jìn)行掃描及制備數(shù)控機(jī)床的加工程序等。由于它的通用性強(qiáng)、測(cè)量范圍大、精度高、效率高、性能好、能與柔性制造系統(tǒng)相連接，已成為一類(lèi)大型精密儀器，故有“測(cè)量中心”之稱(chēng)，并廣泛用于機(jī)械制造、電子、汽車(chē)、航空航天等工業(yè)中，是精密測(cè)量發(fā)展的方向。目前，在全世界范圍內(nèi)已形成了相當(dāng)規(guī)模的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的制造廠，按類(lèi)型和尺寸來(lái)說(shuō)約有300多個(gè)品種。國(guó)外著名的生產(chǎn)廠家有德國(guó)的蔡司(Zeiss)和萊茨(Leitz)、意大利的DEA、美國(guó)的布朗夏普(Brown & Sharpe)、日本的三豐(Mitutoyo)等公司。10.2.4三坐標(biāo)測(cè)

29、量機(jī)1. 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的分類(lèi) 按測(cè)量精度分為高精度、中精度和低精度三類(lèi)。低精度的主要是具有水平臂的三坐標(biāo)劃線(xiàn)機(jī)；中等精度及一部分低精度測(cè)量機(jī)常稱(chēng)為生產(chǎn)型坐標(biāo)測(cè)量機(jī)；高精度的稱(chēng)為精密型或計(jì)量型，主要在計(jì)量室使用。它們劃分原則是：低精度測(cè)量機(jī)的單軸最大測(cè)量不確定度大體在110-4L左右，而空間最大測(cè)量不確定度為(23)10-4L，其中L為最大量程；中等精度的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，其單軸與空間最大測(cè)量不確定度分別約為110-5L和(23)10-5L；精密型的分別小于110-6L和(23)10-6L。 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)按其測(cè)量范圍可分為大型測(cè)量機(jī)（X軸的測(cè)量范圍在2000 mm以上，主要用于汽車(chē)與飛機(jī)外殼、發(fā)動(dòng)機(jī)

30、與推進(jìn)器葉片等大型零件的檢測(cè)）、中型測(cè)量機(jī)（X軸的測(cè)量范圍為5002000 mm，主要用于箱體、模具類(lèi)零件的測(cè)量）和小型測(cè)量機(jī)（X軸的測(cè)量范圍小于500 mm，主要用于測(cè)量小型精密的模具、工具、刀具與集成線(xiàn)路板等）；按其自動(dòng)化程度分為數(shù)字顯示及打印型、帶有小型計(jì)算機(jī)的測(cè)量機(jī)型、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC)型。10.2.4三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的結(jié)構(gòu)形式可歸納為七大類(lèi)：由平板測(cè)量原理發(fā)展起來(lái)的懸臂式、橋框式和龍門(mén)式，這三類(lèi)一般稱(chēng)為坐標(biāo)測(cè)量機(jī)；由鏜床發(fā)展起來(lái)的立柱式和臥鏜式，這兩類(lèi)測(cè)量機(jī)一般稱(chēng)為萬(wàn)能測(cè)量機(jī)；由測(cè)量顯微鏡演變而成的儀器臺(tái)式，又可稱(chēng)為三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x；極坐標(biāo)式，它是從極坐標(biāo)原理發(fā)展起來(lái)的。

31、 懸臂三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的工作臺(tái)開(kāi)闊，運(yùn)動(dòng)輕便，易于裝卸工件，但由于單點(diǎn)支撐，剛性較差。龍門(mén)式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)精度高，剛性好，移動(dòng)平穩(wěn)，但立柱限制了工件的裝卸，測(cè)量不方便。橋框式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)剛性好，在測(cè)量范圍較大時(shí)仍能保證測(cè)量精度。2. 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)由主機(jī)（包括工作臺(tái)、導(dǎo)軌、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、位置測(cè)量系統(tǒng)等）、測(cè)頭系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)及其軟件、終端設(shè)備、工作臺(tái)及附件等幾部分組成。 工作臺(tái)一般是花崗石。導(dǎo)軌一般在X、Y、Z三個(gè)方向均采用氣浮導(dǎo)軌，移動(dòng)時(shí)摩擦阻力小，輕便靈活，工作平穩(wěn)，精度高。位置測(cè)量系統(tǒng)是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的重要組成部分，對(duì)測(cè)量精度影響很大，一般采用自動(dòng)發(fā)訊數(shù)字式連續(xù)位移系

32、統(tǒng)。該系統(tǒng)由標(biāo)尺光柵、指示光柵和光電轉(zhuǎn)換器組成。當(dāng)指示光柵相對(duì)標(biāo)尺光柵移動(dòng)時(shí)，由光柵副產(chǎn)生的莫爾條紋隨之移動(dòng)，其位移量由光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成周期電信號(hào)，經(jīng)放大整形處理成計(jì)數(shù)脈沖，送入數(shù)字顯示器或計(jì)算機(jī)中。 測(cè)量頭是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的關(guān)鍵部件，對(duì)測(cè)量機(jī)的功能、精度和效率影響很大。測(cè)量頭按測(cè)量方法不同，可以分為接觸式和非接觸式；按結(jié)構(gòu)不同可分為機(jī)械式、光學(xué)式和電氣式。接觸式測(cè)量頭在測(cè)量時(shí)用測(cè)量頭的下端與工件直接接觸。非接觸式測(cè)量頭多為光學(xué)式或電氣式，測(cè)量時(shí)沒(méi)有測(cè)量力，故可對(duì)軟材料和易變形材料進(jìn)行精確測(cè)量。測(cè)量頭在測(cè)桿上一般可以沿前、后、左、右和下五個(gè)方向安裝。也可以同時(shí)安裝幾個(gè)測(cè)頭，以便同時(shí)進(jìn)行各個(gè)面的測(cè)

33、量。如測(cè)量復(fù)雜曲面，測(cè)量頭還可以在水平或垂直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。10.2.4三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)10.2.4三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 最常用的測(cè)量頭是電氣式測(cè)量頭，電氣式測(cè)量頭分為兩類(lèi)：點(diǎn)位測(cè)量電子測(cè)頭。連續(xù)掃描測(cè)量電子測(cè)頭。點(diǎn)位測(cè)量電子測(cè)頭工作時(shí)，測(cè)頭接觸工件后，發(fā)出采樣信號(hào)，多頭電子測(cè)頭由5個(gè)三向過(guò)零發(fā)訊的電子測(cè)頭分別裝在測(cè)頭主體的前、后、左、右、下五個(gè)位置上。因?yàn)槭怯刹煌螤詈筒煌L(zhǎng)度的測(cè)頭組成，所以可以在不更換測(cè)頭和不改變測(cè)頭狀態(tài)的情況下，一次完成所有方向上的測(cè)量。連續(xù)掃描測(cè)量電子測(cè)頭工作時(shí)，測(cè)頭不離開(kāi)工件。如多向連續(xù)掃描電子測(cè)頭可以在通過(guò)測(cè)頭中心的斷面內(nèi)或在垂直測(cè)頭中心的平面內(nèi)掃描輪廓型面。測(cè)頭內(nèi)含有三套輔助伺服

34、控制系統(tǒng)，用來(lái)保證測(cè)頭始終貼在零件的表面上。連續(xù)掃描測(cè)量電子測(cè)頭可對(duì)三維空間的曲線(xiàn)、曲面進(jìn)行連續(xù)掃描測(cè)量。 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量時(shí)，測(cè)頭沿著被測(cè)工件的幾何型面移動(dòng)時(shí)，測(cè)量機(jī)隨時(shí)給出測(cè)頭的位置，從而可獲得被測(cè)幾何型面上各測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值。根據(jù)這些坐標(biāo)值，由計(jì)算機(jī)算出待測(cè)的尺寸或形位誤差。圖10-9所示為懸臂式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的外形圖。圖10-10是Renishaw的測(cè)頭系統(tǒng)，包括測(cè)頭回轉(zhuǎn)體控制器、測(cè)頭自動(dòng)更換控制器和測(cè)頭接口。10.2.4三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)圖10-9 懸臂式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)外形1電器控制箱；2操作鍵盤(pán)；3工作臺(tái)；4數(shù)顯器；5分度頭；6測(cè)軸；7三維測(cè)頭；8測(cè)針；9立柱；10工件；11記錄儀、打印機(jī)等外部

35、設(shè)備；12程序調(diào)用鍵盤(pán)；13、15控制x、y、z三個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的操作手柄；14機(jī)座圖10-10 Renishaw的測(cè)頭系統(tǒng)10.2.4三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)3. 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的主要用途是將加工好的零件與圖樣進(jìn)行比較。通過(guò)軟件控制測(cè)頭（傳感器），可以連續(xù)可靠地進(jìn)行測(cè)量。 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)通常用于各種幾何量的測(cè)量和連續(xù)掃描測(cè)量。(1) 幾何量的測(cè)量。 自動(dòng)找正。測(cè)量前，先在標(biāo)準(zhǔn)塊上校準(zhǔn)測(cè)頭，然后可將工件任意放在工作臺(tái)上，用計(jì)算機(jī)找正。這時(shí)有兩個(gè)坐標(biāo)系：工件坐標(biāo)系Xw、Yw、Zw，測(cè)量機(jī)坐標(biāo)系XM、YM、ZM。測(cè)量時(shí)先將工件坐標(biāo)系中的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)能自動(dòng)將各測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)值通過(guò)平移和

36、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。通常采用點(diǎn)位測(cè)量，在工件表面上采樣一系列有意義的空間點(diǎn)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理，計(jì)算出由這些點(diǎn)組成的特定幾何要素的形狀和位置。例如測(cè)圓，理論上三點(diǎn)定圓，當(dāng)測(cè)量點(diǎn)大于三點(diǎn)后可給出最小二乘圓的圓心和位置。10.2.4三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 基本幾何元素的測(cè)量。基本幾何元素：點(diǎn)、線(xiàn)、平面、球、圓、圓柱、圓錐。計(jì)算時(shí)，計(jì)算機(jī)按最小二乘法給出各基本幾何參數(shù)值，隨著采樣點(diǎn)數(shù)的增加，測(cè)量精度也相應(yīng)地提高。任何復(fù)雜的工件均可分解為基本兒何要素進(jìn)行測(cè)量。 形狀誤差的測(cè)量。測(cè)量各種幾何要素的形狀誤差。 距離的測(cè)量。例如，可測(cè)量點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到線(xiàn)、點(diǎn)到面、線(xiàn)到線(xiàn)等的距離。 位置誤差的測(cè)量。例如，測(cè)量線(xiàn)到面的垂

37、直度等。 輪廓的測(cè)量。測(cè)量曲線(xiàn)、曲面。例如，測(cè)量葉片曲面、模具型面等。 其他測(cè)量。例如，測(cè)量螺紋、齒輪、滾道等。(2) 連續(xù)掃描測(cè)量、例如，對(duì)汽車(chē)輪廓或電視屏幕進(jìn)行連續(xù)掃描測(cè)量等。使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)零件進(jìn)行綜合測(cè)量和全面分析具有效率高、測(cè)量精度和可靠性高、能自動(dòng)處理測(cè)量數(shù)據(jù)，縮短加工機(jī)床的停機(jī)時(shí)間，易于與加工中心配套等優(yōu)點(diǎn)。但由于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)價(jià)格較貴，故一般工廠生產(chǎn)車(chē)間用得較少。10.3光滑極限量規(guī)設(shè)計(jì)（GB 1957-2006）10.3.1 光滑極限量規(guī)的基本概念 光滑極限量規(guī)是檢驗(yàn)光滑工件尺寸的一種沒(méi)有刻線(xiàn)的專(zhuān)用測(cè)量器具它不能測(cè)得工件實(shí)際尺寸的大小，而只能確定被測(cè)工件的尺寸是否在它的極限尺

38、寸范圍內(nèi)，從而對(duì)工件作出合格性判斷。通常把檢驗(yàn)孔徑的光滑極限量規(guī)稱(chēng)為塞規(guī)，把檢驗(yàn)軸徑的光滑極限量規(guī)稱(chēng)為環(huán)規(guī)或卡規(guī)。 理論上其尺寸應(yīng)該等于被檢驗(yàn)工件的極限尺寸。它是用模擬裝配狀態(tài)的方法，檢查工件是否可以裝進(jìn)去或局部尺寸是否超出另一極限，以確定其合格性的。通常把被測(cè)工件的最大實(shí)體尺寸制造的，稱(chēng)為通規(guī)，也叫通端；而把按被測(cè)工件最小實(shí)體尺寸制造的，稱(chēng)為止規(guī)，也叫止端。對(duì)于通規(guī)，是指在裝配最為不利狀態(tài)下，用尺寸等于被檢驗(yàn)工件最大實(shí)體極限尺寸的極限量規(guī)來(lái)檢驗(yàn)工件，如果能夠通過(guò)工件，表明被檢驗(yàn)工件沒(méi)有超過(guò)允許材料量最多的極限尺寸。 對(duì)于環(huán)規(guī)或卡規(guī)，是指在裝配最為有利狀態(tài)下，用尺寸等于被檢驗(yàn)工件最小實(shí)體極限尺

39、寸的極限量規(guī)來(lái)檢驗(yàn)工件，如果不能夠通過(guò)工件，表明被檢驗(yàn)工件沒(méi)有去除過(guò)多的材料。圖10-11示出了孔、軸的極限量規(guī)與其極限尺寸的關(guān)系。圖10-11 極限量規(guī)10.3.1 光滑極限量規(guī)的基本概念10.3.2 光滑極限量規(guī)的分類(lèi) 按照用途，光滑極限量規(guī)可分為工作量規(guī)、驗(yàn)收量規(guī)和校對(duì)量規(guī)三類(lèi)：1. 工作量規(guī) 零件加工操作者使用的量規(guī)。工作量規(guī)通常都有通規(guī)(“通”用代號(hào)“T”表示)和止規(guī)(“止”用代號(hào)“Z”表示),且成對(duì)使用2. 驗(yàn)收量規(guī) 檢驗(yàn)部門(mén)或用戶(hù)代表在驗(yàn)收產(chǎn)品時(shí)使用的量規(guī)。驗(yàn)收量規(guī)原則上亦應(yīng)成對(duì)使用通規(guī)和止規(guī)，在實(shí)際生產(chǎn)中，常常用磨損量較大但未超出磨損極限的工作量規(guī)（通規(guī)），作為驗(yàn)收量規(guī)（通規(guī)）

40、，在驗(yàn)收部門(mén)用來(lái)驗(yàn)收工件。在驗(yàn)收部門(mén)用的止規(guī)則采用尺寸盡可能接近被檢工件最小實(shí)體極限的量規(guī)。3. 校對(duì)量規(guī) 檢驗(yàn)軸用量規(guī)在其制造和使用過(guò)程中的尺寸、磨損或變形的量規(guī)。它是檢查軸用工作量規(guī)在制造時(shí)是否符合制造公差，在使用中是否已達(dá)到磨損極限所使用的量規(guī)。因?yàn)樵谥圃旃ぷ髁恳?guī)時(shí)，由于軸用工作量規(guī)（通常為卡規(guī)）測(cè)量比較困難，使用過(guò)程中又易于磨損和變形，所以必須用校對(duì)量規(guī)進(jìn)行“校對(duì)”（檢驗(yàn)）；而孔用量規(guī)（通常為塞規(guī))是軸狀的外尺寸，便于用通用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行檢驗(yàn)，所以孔用量規(guī)沒(méi)有校對(duì)量規(guī)。校對(duì)量規(guī)可分為3種： “校通通”量規(guī)(代號(hào)為T(mén)T)：檢驗(yàn)軸用量規(guī)的校對(duì)量規(guī)。 “校止通”量規(guī)(代號(hào)為ZT)：檢驗(yàn)軸用量規(guī)

41、止規(guī)的校對(duì)量規(guī)。 “校通損”量規(guī)(代號(hào)為T(mén)S)：檢驗(yàn)軸用量規(guī)通規(guī)磨損極限的校對(duì)量規(guī)。10.3.2 光滑極限量規(guī)的分類(lèi)10.3.3 量規(guī)檢驗(yàn)的誤判1. 量規(guī)尺寸誤差造成的誤判 量規(guī)的尺寸不可能制造得很準(zhǔn)確，用偏離理論要求的量規(guī)檢驗(yàn)工件，與普通計(jì)量器具一樣會(huì)產(chǎn)生誤收和誤廢。 以軸用量規(guī)為例，若通規(guī)和止規(guī)的實(shí)際尺寸都位于被檢驗(yàn)工件的尺寸公差帶之外，則有一部分尺寸大于最大極限尺寸或小于最小極限尺寸（即超出工件尺寸公差帶）的不合格工件，既被通規(guī)所通過(guò)又不被止規(guī)所通過(guò)而誤認(rèn)為是合格品，因而造成誤收，影響產(chǎn)品質(zhì)量。若通規(guī)和止規(guī)的實(shí)際尺寸都位于被檢驗(yàn)工件的尺寸公差帶之內(nèi)，則有一部分尺寸小于最大極限尺寸和大于最

42、小極限尺寸（即處于工件尺寸公差帶之內(nèi)）的工件，在檢驗(yàn)時(shí)，或不能被通規(guī)所通過(guò)或被止規(guī)所通過(guò)而被誤認(rèn)為是廢品，因而造成誤廢，造成經(jīng)濟(jì)損失。10.3.3 量規(guī)檢驗(yàn)的誤判2. 工件形狀誤差造成的誤判 加工完的工件，其實(shí)際尺寸雖經(jīng)檢驗(yàn)合格，但由于形狀誤差的存在，也有可能不能裝配、裝配困難或即使偶然能裝配，也達(dá)不到配合要求的情況。故用量規(guī)檢驗(yàn)時(shí)，為了正確地評(píng)定被測(cè)工件是否合格，是否能裝配，對(duì)于遵守包容原則的孔和軸，應(yīng)按極限尺寸判斷原則(即泰勒原則)驗(yàn)收。 作用尺寸由最大實(shí)體尺寸限制，就把形狀誤差限制在尺寸公差之內(nèi)；另外，工件的實(shí)際尺寸由最小實(shí)體尺寸限制，才能保證工件合格并具有互換性，并能自由裝配。亦即符合

43、泰勒原則驗(yàn)收的工件是能保證使用要求的。10.3.3 量規(guī)檢驗(yàn)的誤判 符合泰勒原則的光滑極限量規(guī)應(yīng)達(dá)到如下要求： 通規(guī)用來(lái)控制工件的作用尺寸，它的測(cè)量面應(yīng)具有與孔或軸相對(duì)應(yīng)的完整表面，稱(chēng)為全形量規(guī)，其尺寸等于工件的最大實(shí)體尺寸，且其長(zhǎng)度應(yīng)等于被測(cè)工件的配合長(zhǎng)度。 止規(guī)用來(lái)控制工件的實(shí)際尺寸，它的測(cè)量面應(yīng)為兩點(diǎn)狀的，稱(chēng)為不全形量規(guī)，兩點(diǎn)間的尺寸應(yīng)等于工件的最小實(shí)體尺寸。若光滑極限量規(guī)的設(shè)計(jì)不符合泰勒原則，則對(duì)工件的檢驗(yàn)可能造成錯(cuò)誤判斷。 以圖10-12為例，分析量規(guī)形狀對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果的影響：被測(cè)工件孔為橢圓形，實(shí)際輪廓從X方向和Y方向都已超出公差帶，已屬?gòu)U品。但若用兩點(diǎn)狀通規(guī)檢驗(yàn)，可能從Y 方向通過(guò)，

44、若不作多次不同方向檢驗(yàn)，則可能發(fā)現(xiàn)不了孔已從X 方向超出公差帶。同理，若用全形止規(guī)檢驗(yàn)，則根本通不過(guò)孔，發(fā)現(xiàn)不了孔已從Y 方向超出公差帶。這樣，由于量規(guī)形狀不正確，實(shí)際應(yīng)用中的量規(guī)，由于制造和使用方面的原因，常常偏離泰勒原則。例如，為了用已標(biāo)準(zhǔn)化的量規(guī)，允許通規(guī)的長(zhǎng)度小于工件的配合長(zhǎng)度：對(duì)大尺寸的孔、軸用全形通規(guī)檢驗(yàn)，既笨重又不便于使用，允許用不全形通規(guī)；對(duì)曲軸軸徑由于無(wú)法使用全形的環(huán)規(guī)通過(guò)，允許用卡規(guī)代替。 10.3.3 量規(guī)檢驗(yàn)的誤判圖10-12 塞規(guī)形狀對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果的影響 對(duì)止規(guī)也不一定全是兩點(diǎn)式接觸，由于點(diǎn)接觸容易磨損，一般常以小平面、圓柱面或球面代替點(diǎn)；檢驗(yàn)小孔的止規(guī)，常用便于制造的全

45、形塞規(guī)；同樣，對(duì)剛性差的薄壁件，由于考慮受力變形，常用完全形的止規(guī)。 光滑極限量規(guī)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，使用偏離泰勒原則的量規(guī)時(shí)，應(yīng)保證被檢驗(yàn)的孔、軸的形狀誤差(尤其是軸線(xiàn)的直線(xiàn)度、圓度)不影響配合性質(zhì)。10.3.4 量規(guī)尺寸公差帶的布置與公差 量規(guī)在使用時(shí)是量具，但成批制造生產(chǎn)量規(guī)時(shí)它是工件，必須有圖紙并標(biāo)注公差，滿(mǎn)足公差要求的合格的一大批同一種類(lèi)量規(guī)其尺寸是大小不一的。要想所有的量規(guī)作為量具檢驗(yàn)其他工件時(shí)不至于誤收工件，量規(guī)的制造公差帶必須有特別的設(shè)計(jì)。 首先，量規(guī)的公差帶不得超出被檢工件的尺寸公差帶。其次，對(duì)于通規(guī)，因?yàn)樗?jīng)常通過(guò)工件，磨損較大，要有預(yù)磨量以保證一定的使用壽命。且還應(yīng)該規(guī)定允許

46、磨損的界限磨損極限，以限制其使用過(guò)程中的磨損。至于止規(guī)，由于它不經(jīng)常通過(guò)工件，磨損較少，所以在給定制造公差帶時(shí)不必預(yù)留磨損量和另行規(guī)定磨損極限。 根據(jù)上述原則，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1957-2006規(guī)定光滑極限量規(guī)的公差帶不得超越工件公差帶，其布置如圖10-13、圖10-14所示。由圖可見(jiàn)，為了不發(fā)生誤收，工作量規(guī)的公差帶全部位于工件公差帶之內(nèi)。工作量規(guī)“通規(guī)”的制造公差帶對(duì)稱(chēng)于Z 值且在工件的公差帶之內(nèi)，其磨損極限與工件的最大實(shí)體尺寸重合。工作量規(guī)“止規(guī)”的制造公差帶從工件的最小實(shí)體尺寸起，向工件的公差帶內(nèi)分布。 校對(duì)量規(guī)公差帶的分布如下： “校通-通”量規(guī)(TT)：它的作用是防止通規(guī)尺寸過(guò)小

47、(制造時(shí)過(guò)小或自然時(shí)效時(shí)過(guò)小)。檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)通過(guò)被校對(duì)的軸用通規(guī)。其公差帶從通規(guī)的下偏差開(kāi)始，向軸用通規(guī)的公差帶內(nèi)分布。 “校止-通”量規(guī)(ZT)：它的作用是防止止規(guī)尺寸過(guò)小(制造時(shí)過(guò)小或自然時(shí)效時(shí)過(guò)小)。檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)通過(guò)被校對(duì)的軸用止規(guī)。其公差帶從止規(guī)的下偏差開(kāi)始，向軸用止規(guī)的公差帶內(nèi)分布。 “校通-損”量規(guī)(TS)：它的作用是防止通規(guī)超出磨損極限尺寸。檢驗(yàn)時(shí)，若通過(guò)了，則說(shuō)明所校對(duì)的量規(guī)已超過(guò)磨損極限，應(yīng)予報(bào)廢。不能被校對(duì)量規(guī)TS通過(guò)的工作量規(guī)，其尺寸沒(méi)有超出磨損極限尺寸，因此可以繼續(xù)使用。其公差帶是從通規(guī)的磨損極限開(kāi)始，向軸用通規(guī)的公差帶內(nèi)分布。10.3.4 量規(guī)尺寸公差帶的布置與公差10.3.

48、4 量規(guī)尺寸公差帶的布置與公差圖10-13孔用量規(guī)公差帶 圖10-14 軸用量規(guī)公差帶 與工作量規(guī)公差帶布置的原則相同，校對(duì)量規(guī)公差帶也全部安置在被檢驗(yàn)工作量規(guī)的公差帶以丙，以保證不把尺寸超出最大實(shí)體尺寸的工作量規(guī)誤認(rèn)為是合格的量規(guī)，不把磨損超極限的量規(guī)仍繼續(xù)使用，即避免發(fā)生誤收。而且，由圖10-14可見(jiàn)，TT和ZT兩校對(duì)量規(guī)的最小實(shí)體尺寸分別等于它所模擬的工作通規(guī)和工作止規(guī)的最大實(shí)體極限，TS的最大實(shí)體尺寸等于它所模擬的工作通規(guī)的磨損極限尺寸。 GB 1957-2006規(guī)定了用于檢驗(yàn)基本尺寸至500mm、公差等級(jí)為IT6IT16時(shí)的孔用和軸用工作量規(guī)的尺寸公差T1，以及工作通規(guī)的尺寸公差帶中

49、心到工件最大實(shí)體尺寸（通規(guī)的磨損極限尺寸）之間的距離Z1（亦稱(chēng)“位置參數(shù)”），表10-5是該表的摘錄。同時(shí)還規(guī)定：各種校對(duì)量規(guī)的尺寸公差Tp等于被檢驗(yàn)的工作量規(guī)的尺寸公差T1的一半，即TpT1/2。10.3.4 量規(guī)尺寸公差帶的布置與公差10.3.4 量規(guī)尺寸公差帶的布置與公差 通常驗(yàn)收量規(guī)不單獨(dú)制造，而是由舊的工作通規(guī)作為驗(yàn)收通規(guī)。各種不同生產(chǎn)類(lèi)型、不同產(chǎn)品性質(zhì)的工廠所采用的驗(yàn)收體制和方法應(yīng)有所不同，因此，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有對(duì)驗(yàn)收量規(guī)的公差作出具體統(tǒng)一的規(guī)定，應(yīng)由各工廠企業(yè)根據(jù)具體情況自行確定。 此外，標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定量規(guī)的形狀和位置誤差應(yīng)在其尺寸公差帶內(nèi)，其公差值為量規(guī)尺寸公差的50%。當(dāng)量規(guī)的尺寸公

50、差小于或等于0.002mm時(shí)，其形狀和位置公差為0.001 mm。10.3.4 量規(guī)尺寸公差帶的布置與公差工件孔或軸的公稱(chēng)尺寸(mm)IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT6T1Z1IT7T1Z1IT8T1Z1IT9T1Z1IT10T1Z1IT11T1Z1m3611101.21.6141.622523402.4460363681.21.4121.421822.6302.444835754861091.41.6151.82.4222.43.2362.85583.6690591018111.621822.8272.84433.46704811061118301322.4212.43.4333

51、.45524784591307133050162.42.82534394662581006111608165080192.83.4303.64.6464.67746912071319091980120223.23.8354.25.4545.48877101408152201022120180253.84.4404.8663691008121609182501225180250294.45465.477271011591418510202901429250315324.85.6526881811130101621012223201632315400365.46.25779899121401118

52、23014253601836400500406763810971014155122025016284002040表10-5 光滑極限量規(guī)的公差值10.3.5 光滑極限量規(guī)的設(shè)計(jì)1. 量規(guī)的形式(GB/T 10920-2008)檢驗(yàn)圓柱形工件的光滑極限量規(guī)的形式很多。合理地選擇與使用，對(duì)正確判斷檢驗(yàn)結(jié)果影響很大。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦，檢驗(yàn)孔時(shí)，可用下列幾種形式的量規(guī)見(jiàn)圖10-15(a)：全形塞規(guī)、不全形塞規(guī)、片狀塞規(guī)、球端桿規(guī)。檢驗(yàn)軸時(shí)，可用下列形式的量規(guī)見(jiàn)圖10-15(b)：環(huán)規(guī)和卡規(guī)。圖10-15 量規(guī)形式及尺寸范圍10.3.5 光滑極限量規(guī)的設(shè)計(jì) 上述各種型式的量規(guī)及應(yīng)用尺寸范圍，可供設(shè)計(jì)時(shí)參

53、考。具體結(jié)構(gòu)形式參看標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10920-2008及有關(guān)資料。在實(shí)際工作中，完全符合泰勒原則玉求的量規(guī)在某些場(chǎng)合下不可能使用，或制造困難。如內(nèi)燃機(jī)中曲軸的曲拐部分，不能用環(huán)規(guī)檢驗(yàn)；大尺寸的孔，因太重不便用全形塞規(guī)檢驗(yàn)；小尺寸孔的球端桿規(guī)制造有困難等等。進(jìn)行量規(guī)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮量規(guī)尺寸的不同對(duì)量規(guī)選擇的影響,按推薦的1、2選擇量規(guī)形式.2. 量規(guī)的技術(shù)要求 量規(guī)可用合金工具鋼、碳素工具鋼、滲碳鋼及其他耐磨材料制成。鋼制量規(guī)測(cè)量面的硬度應(yīng)為HRC58 65.量規(guī)測(cè)量面的表面粗糙度參數(shù)值,取決于被檢驗(yàn)工件的基本尺寸,公差等級(jí)和表面粗糙度參數(shù)值及量規(guī)的制造工藝水平,一般不低于光滑極限量規(guī)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦

54、的表面粗糙度參數(shù)值(表10-6)，校對(duì)量規(guī)測(cè)量面的表面粗糙度應(yīng)比被校對(duì)的軸用量規(guī)測(cè)量面高一級(jí).測(cè)量面不應(yīng)有銹跡,毛刺,黑斑,劃痕等明顯影響外觀和使用質(zhì)量的缺陷。其他表面不應(yīng)有銹蝕和裂紋.通常,量規(guī)應(yīng)經(jīng)穩(wěn)定性處理.10.3.5 光滑極限量規(guī)的設(shè)計(jì)工作量規(guī)工作量規(guī)的公稱(chēng)尺寸/mm小于或等于120大于120、小于或等于315大于315、小于或等于500工作量規(guī)測(cè)量面的表面粗糙度Ra值/mIT6級(jí)孔用工作量規(guī)0.050.100.20IT7級(jí)IT9級(jí)空用工作塞規(guī)0.100.200.40IT10級(jí)IT12級(jí)孔用工作塞規(guī)0.200.400.80IT13級(jí)IT16級(jí)孔用工作塞規(guī)0.400.80IT6級(jí)IT9級(jí)軸用工作環(huán)規(guī)0.100.200.40IT10級(jí)IT12級(jí)軸用工作環(huán)規(guī)0.200.400.80IT13級(jí)IT16級(jí)軸用工作環(huán)規(guī)0.400.80表10-6 工作量規(guī)測(cè)量面的