量規(guī)設(shè)計基礎(chǔ)~

1、 1 概述光滑極限量規(guī)是一種沒有刻度的專用檢驗工具，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。其特點是：結(jié)構(gòu)簡單，使用方便、可靠，驗收效率高。量規(guī)的形狀與被檢驗工件的形狀相反，其中檢驗孔的量規(guī)稱為塞規(guī)，它由通規(guī)和止規(guī)組成， 通規(guī)是按孔的最小極限尺寸設(shè)計的，作用是防止孔的作用尺寸小于其最小極限尺寸；止規(guī)是按孔的最大極限尺寸設(shè)計的，作用是防止孔的實際尺寸大于其最大極限尺寸，如圖 5- la)所示。 檢驗軸的量規(guī)稱為卡規(guī)，它的通規(guī)是按軸的最大極限尺寸設(shè)計的，其作用是防止軸的作用尺寸大于其最大極限尺寸；止規(guī)是按軸的最小極限尺寸設(shè)計的，其作

2、用是防止軸的實際尺寸小于其最小極限尺寸，如圖5- lb)所示。用量規(guī)檢驗零件時，只有通規(guī)通過，止規(guī)不通過，被測件才合格。圖 5- 1 光滑極限量規(guī)量規(guī)按照用途分為：工作量規(guī)在零件制造過程中，生產(chǎn)工人檢驗工件時所使用的量規(guī)稱為工作量規(guī)。通規(guī)用代號T 表示，止規(guī)用代號Z 表示。通常使用新的或者磨損較少的量規(guī)作為工作量規(guī)。2驗收量規(guī)檢驗人員或者用戶代表驗收工件時所用的量規(guī)稱為驗收量規(guī)。驗收量規(guī)不需要另行制造，一般選擇磨損較多或者接近其磨損極限的工作量規(guī)作為驗收量規(guī)。3校對量規(guī)用于檢驗軸用工作量規(guī)的量規(guī)稱為校對量規(guī)，由于孔用工作量規(guī)使用通用計量器具檢驗，所以不需要校對量規(guī)。校對量規(guī)有以下幾種：校通一通

3、(TT) 是檢驗軸用工作量規(guī)通規(guī)的校對量規(guī)。校對時，應(yīng)該通過，否則通規(guī)不合格。校止一通(ZT) 是檢驗軸用工作量規(guī)止規(guī)的校對量規(guī)。校對時，應(yīng)該通過，否則止規(guī)不合格。校通一損(TS)是檢驗軸用工作量規(guī)通規(guī)是否達到磨損極限的校對量規(guī)。校對時， 應(yīng)該不通過軸用工作量規(guī)(通規(guī) )，否則該通規(guī)已到或者超過磨損極限，不應(yīng)該再使用。2 量規(guī)尺寸及公差帶量規(guī)是專用量具，它的制造精度要求比被檢驗工件更高，但不能將量規(guī)工作尺寸正好加工到某一規(guī)定值，故對量規(guī)工作尺寸也要規(guī)定制造公差。5 2 1 工作量規(guī)基本尺寸工作量規(guī)中的通規(guī)是用來檢驗工件的作用尺寸是否超過最大實體尺寸（軸的最大極限尺），工作量規(guī)中的止規(guī)是檢驗工件

4、的實際尺寸是否超過最小實體尺（ 軸的最小極限尺寸或孔的最大極限尺寸），各種量規(guī)即以被檢驗的極限尺寸為基本尺寸。5 2 2 工作量規(guī)公差帶通規(guī)在使用過程中，常常與工件相接觸，不可避免地發(fā)生磨損而使尺寸發(fā)生變化，為除規(guī)定量規(guī)的制造公差外，還必須對通規(guī)規(guī)定磨損公差和磨止規(guī)由于不經(jīng)常通過零件，磨損量少，所以只規(guī)定了制造公差。制造公差國家標準規(guī)定通規(guī)的制造公差帶對稱于Z（ 稱為公差帶位置要素） ，其允許止規(guī)的制造公差帶是從工件分布在尺寸2 所示。工作量規(guī)的制造公差T 和通Z 是綜合考慮按被檢驗零件的公差等級和1 。磨損極限通規(guī)的磨損極由圖 5- 2 所示的幾何關(guān)系，可下偏差的計算5-2。5- 2 量規(guī)公

5、差帶3驗收量規(guī)公差帶表 5- 1 IT6 IT11 級工作量規(guī)制造公差與位置要素值（單位：um）工件基本尺寸 /mmIT6IT7IT8IT9IT10IT11TI6TZIT7TZIT8TZIT9TZIT10TZIT11TZ3611101.21.3141.622523402.446036 3 681.21.4121.421822.6302.4448357548 6 1091.41.6151.82.4222.43.2362.85583.669059 10 18111.621822.8272.84433.467048110611 18 301322.4212.43.4333.4552478459130

6、713 30 50162.42.8253439466258100611160816 50 80192.83.4303.64.6464.677469120713190919 80 120223.23.8354.25.4545.48877101408152201022表 5- 2 工作量規(guī)極限偏差的計算在量規(guī)國家標準中，沒有單獨規(guī)定驗收量規(guī)公差帶，但規(guī)定了檢驗部門應(yīng)該使用磨損用戶代表應(yīng)使用接近工件最大實體尺寸的通規(guī)以及接近工件最小實體尺寸的止4校對量規(guī)公差帶如前所述，只有軸用量規(guī)才有校對量規(guī)。“校通一通”量規(guī)(TT) 其作用是防止軸用通規(guī)尺寸過小，其公差帶從通規(guī)的下偏差算起，“校止一通”量規(guī)(ZT

7、) 其作用是防止軸用止規(guī)尺寸過小，其公差帶是從止規(guī)的下偏差起，“校通一損”量規(guī) (ST)其作用是防止通規(guī)在使用中超過磨損極限，其公差帶是從通規(guī)的校對量規(guī)的尺寸公差T P為工作量規(guī)尺寸T 公差的一半，校對量規(guī)的形狀公差應(yīng)控制在53 工作量規(guī)設(shè)計531 量規(guī)設(shè)計的原則及其結(jié)構(gòu)光滑極限量規(guī)的設(shè)計應(yīng)符合極限尺寸判斷原則(泰勒原則)， 即孔或軸的作用尺寸不允許對于孔：DM (D min) D fe D a D L (D max)對于軸：dL (dmin)dadfe dM (dmax)根據(jù)這一原則，通規(guī)應(yīng)設(shè)計成全形的，即除其尺寸為最大實體尺寸外，其軸向長度還圖 5- 3 為用通規(guī)檢驗軸的示例，軸的作用尺寸

8、已經(jīng)超過最大實體尺寸，為不合格件，止規(guī)用于檢驗工件的實際尺寸，理論上其形狀應(yīng)該為不全形(兩點式)，否則也會造成檢5- 4 所示，軸在y y 方向的實際尺寸已經(jīng)超(軸的最小極限尺寸)，正確的檢驗情況是：止規(guī)在該位置上通過，從而判斷其結(jié)構(gòu)形式為全形規(guī)，而止規(guī)的結(jié)構(gòu)則應(yīng)為點狀，即非全形圖 5-3 通規(guī)形狀對檢驗的影響但在實際應(yīng)用中，為了便于使用和制造，極限量規(guī)常偏離了上述原則。例如，為了使用(桿)檢驗，以代替笨重的全形塞規(guī)。再比如，因環(huán)規(guī)通規(guī)不能檢驗正在頂尖上加工的以小平面、圓柱面或者球面代替。檢驗小孔用的止規(guī)，為制造方便和增加剛度，常常采用全形塞規(guī)；檢驗薄壁工件時，為了防止兩點狀止規(guī)造成工件變形，

9、也采用全形止規(guī)。圖 5- 4止規(guī)形狀對檢驗的影響為了盡量避免在使用中因偏離泰勒原則檢驗時造成的誤差，操作時一定要注意。例如，應(yīng)在被檢驗孔的全長上，沿圓周的幾個位置上檢驗；使用卡規(guī)時，選用量規(guī)結(jié)構(gòu)形式時，必須考慮工件的結(jié)構(gòu)、大小、產(chǎn)量和驗收效率等。圖5- 5 列出5- 5a）為孔用量規(guī)，圖5- 5b）為軸用5- 6分別給出了幾種常用的軸用、孔用量規(guī)的結(jié)構(gòu)型式，供設(shè)計時使用，圖5- 6a）5- 6b）、圖 5- 6c）和圖 5- 6d）為非全形孔用量規(guī)。53 2 工作量規(guī)設(shè)計舉例光滑極限量規(guī)工作尺寸計算的一般步驟如下：（ 1）按照極限與配合（GB/T1800 3 1998）確定孔、軸的上、下偏差。

10、（ 2） 按照表 5-1 查出工作量規(guī)制造公差T 值和位置要素Z 值。 按工作量規(guī)制造公差T，（ 3）計算各種量規(guī)的極限偏差或工作尺寸，畫出公差帶圖。例 5-1 設(shè)計檢驗 30H8 f7E 孔、軸用工作量規(guī)。解： （ 1）確定量規(guī)的類型。參考圖5-5，檢驗 30H8 的孔用全形塞規(guī)，檢驗 30f7 的（ 2）查表1-3、表1-5、表 1-6得 30H8 f7 孔、軸尺寸標注分別為 30H8（ 00.033） 、0.02030ff7（ 0.041 ）。（ 3）計算各種量規(guī)的極限偏差： 30H8 孔用塞規(guī)通規(guī)上偏差 =EI+Z+ T = （0+0 005+0 0017） mm= +0 0067mm

11、下偏差 = EI+Z - T =（ 0+0 005-0 0017） mm= +0 0033mm5- 5 量規(guī)型式及尺寸應(yīng)用范圍a）孔用量規(guī)型式和應(yīng)用尺寸范圍b）軸用量規(guī)型式和應(yīng)用尺寸范圍5-6常用量規(guī)結(jié)構(gòu)型式磨損極限=EI=0止規(guī)上偏差 =ES= +0 033mm下偏差 =ES-T= （+0 033-0.0034） mm= +0 0296mm 30f7 軸用卡規(guī)通規(guī)上偏差=es- Z+ T=（-0020- 0 0034+0 0012） mm= -00222mm下偏差= es-Z- T=（-0020- 0 0034-0 0012） mm = -00246mm磨損極限=es= -0 020mm止規(guī)

12、上偏差 =ei+T= （ -0 041+0 0024） mm= -0 0386mm下偏差 =ei= - 0 041mm將計算結(jié)果列于表5-3。表 5-3 量規(guī)工作尺寸計算（單位： mm）4）繪制工作量規(guī)的公差帶圖（圖 5- 7）。量規(guī)的標注方法如圖5-8所示。圖 5- 7 孔、軸工作量規(guī)的公差帶圖533 量規(guī)的其他技術(shù)要求1 量規(guī)的材料量規(guī)的材料可用淬硬鋼（碳素工具鋼、合金工具鋼）和硬質(zhì)合金，也可在測量面上鍍以耐磨材料。圖 5- 8 量規(guī)的標注方法2量規(guī)工作面硬度量規(guī)測量表面的硬度對量規(guī)使用壽命有一定影響，其測量面的硬度應(yīng)為HRC58 65。3量規(guī)的形位公差量規(guī)的形位公差應(yīng)控制在尺寸公差帶內(nèi)，

13、形狀公差為尺寸公差的50，考慮到制造和0 001mm 時，其形狀公差仍取0 00lmm 。4量規(guī)工作面的粗糙度量規(guī)測量面的粗糙度主要從量規(guī)使用壽命、工件表面粗糙度以及量規(guī)制造的工藝水平一般量規(guī)工作面的粗糙度應(yīng)比被檢工件的粗糙度要求更嚴格些，量規(guī)測量面粗糙度要5- 4 選取。表 5-4 量規(guī)測量面的表面粗糙度參數(shù)Ra值（單位：um）工作量規(guī)工 件 基 本 尺 寸 /mm 120 120 315 315 500Ra/ mIT6 級孔用量規(guī) 0.025 0.05 0.1IT6 至IT9 級軸用量規(guī)IT6 至IT9 級孔用量規(guī) 0.05 0.2 0.2IT10 至 IT12 級孔、軸用量規(guī) 0.1 0.2 0.4IT13 至 IT16 級孔、軸用量規(guī) 0.2 0.4 0.4本章小結(jié)光滑極限量規(guī)是依照極限尺寸判斷原則設(shè)計的量規(guī)，簡稱量規(guī)。檢驗孔用的量規(guī)稱為塞規(guī)，檢驗軸用的量規(guī)稱為環(huán)規(guī)或卡規(guī)。量規(guī)由通規(guī)（通端）和止規(guī)（止端）組成。通規(guī)和止規(guī)是成對使用的。檢驗時， 通規(guī)通過被檢軸、孔則表示工件的作用尺寸沒有超出最大實體邊界；而止規(guī)不通過，則說明該工件實際尺寸也正好沒有超越最小實體尺寸，故零件合格。根據(jù)用途不