第四章-光滑極限量規(guī)

第四章光滑極限量規(guī)

4.1尺寸誤差的基本概念

4.2用通用計(jì)量器具測量工件

4.3用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)工件14.1光滑工件尺寸的測量4.1.1光滑工件尺寸的測量常用方法◆極限指示計(jì)：可調(diào)、顯示偏差值，或是否合格◆通用計(jì)量器具：“兩點(diǎn)法”測直徑◆光滑極限量規(guī)（簡稱量規(guī)）光滑極限量規(guī)是一種沒有刻度的專用定值檢驗(yàn)工具，其外形與被檢驗(yàn)對象相反。極限量規(guī)一般都成對使用，分為“通規(guī)”和“止規(guī)”。通規(guī)的作用是防止工件尺寸超出最大實(shí)體尺寸，止規(guī)的作用是防止工件尺寸超出最小實(shí)體尺寸。24.1光滑工件尺寸的測量4.1.1光滑工件尺寸的測量常用方法

采用獨(dú)立原則、最大實(shí)體要求和最小實(shí)體要求的光滑工件尺寸通常使用通用計(jì)量器具和極限指示計(jì)進(jìn)行測量。對于采用包容要求的光滑工件尺寸通常使用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)。34.2光滑工件尺寸的測量——通用計(jì)量器具4.2.1光滑工件尺寸的驗(yàn)收極限和安全裕度

（1）誤收與誤廢

在測量或檢驗(yàn)過程中，真實(shí)尺寸位于公差帶內(nèi)但接近極限偏差的合格工件，可能因測得的實(shí)際尺寸超出公差帶而被誤判為廢品，這種現(xiàn)象稱為誤廢。真實(shí)尺寸超出公差帶范圍但接近極限偏差的不合格工件，可能因測得的實(shí)際尺寸在公差帶內(nèi)而被誤判為合格品，這種現(xiàn)象稱為誤收。

正確的確定驗(yàn)收極限意義重大。4

GB/T3177—2009《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)光滑工件尺寸的檢驗(yàn)》規(guī)定了光滑工件尺寸：◆驗(yàn)收原則；

◆驗(yàn)收極限；

◆計(jì)量器具的測量不確定度允許值；

◆計(jì)量器具的選擇原則。該標(biāo)準(zhǔn)主要使用于通用計(jì)量器具（游標(biāo)卡尺、千分尺等）檢驗(yàn)IT6~IT8，公稱尺寸至500mm的光滑工件的尺寸。5

4.2.1光滑工件尺寸的驗(yàn)收極限和安全裕度（2）驗(yàn)收極限方式的確定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定驗(yàn)收極限可以按照以下兩種方式之一確定：◆內(nèi)縮方式

驗(yàn)收極限是從規(guī)定的的最大實(shí)體尺寸(MMS)和最小實(shí)體尺寸(LMS)分別向工件公差帶內(nèi)移動一個(gè)安全裕度A來確定。

A的值按零件公差的10%確定。

6采用雙邊內(nèi)縮時(shí)：

對于孔：

Ｄ上驗(yàn)收極限＝ＤLMS－Ａ＝Ｄmax－Ａ

Ｄ下驗(yàn)收極限＝ＤMMS＋Ａ＝Ｄmin＋Ａ

對于軸：

d上驗(yàn)收極限＝dMMS－Ａ＝dmax－Ａ

d下驗(yàn)收極限＝dLMS＋Ａ＝dmin＋Ａ

尺寸合格條件：下驗(yàn)收極限≤Da≤上驗(yàn)收極限下驗(yàn)收極限≤da≤上驗(yàn)收極限74.2.1光滑工件尺寸的驗(yàn)收極限和安全裕度（2）驗(yàn)收極限方式的確定◆不內(nèi)縮方式

驗(yàn)收極限是從規(guī)定的的最大實(shí)體尺寸(MMS)和最小實(shí)體尺寸(LMS)，即安全裕度A為零。此時(shí)零件的驗(yàn)收極限為：上驗(yàn)收極限=dmax（或Dmax）下驗(yàn)收極限=dmin（或Dmin）8

（3）

驗(yàn)收極限方式的選擇：①對于遵循包容要求的尺寸和標(biāo)準(zhǔn)公差等級高的尺寸，其驗(yàn)收極限應(yīng)按內(nèi)縮法確定；②當(dāng)工藝能力指數(shù)Cp≥1時(shí)，不內(nèi)縮；如果采用包容要求是，在最大實(shí)體尺寸一側(cè)內(nèi)縮；③對于偏態(tài)分布的尺寸，其驗(yàn)收極限可以只對尺寸偏向的一邊按單向內(nèi)縮法確定；④對于非配合尺寸和一般公差的尺寸，其驗(yàn)收極限應(yīng)按不內(nèi)縮法確定。9采用單邊內(nèi)縮Dmax(L)ADmin(M)上驗(yàn)收極限下驗(yàn)收極限孔公差帶DM上驗(yàn)收極限下驗(yàn)收極限軸公差帶dmax(M)Admin(L)

dMCp≥1采用包容要求時(shí)的驗(yàn)收極限

10偏態(tài)分布時(shí)的驗(yàn)收極限

下驗(yàn)收極限上驗(yàn)收極限Admindmax軸公差帶上驗(yàn)收極限下驗(yàn)收極限ADminDmax孔公差帶114.2.2計(jì)量器具的選擇

（1）測量誤差構(gòu)成

測量不確定度u是對測得值與真值趨近程度的評定結(jié)果。

u由計(jì)量器具不確定度u1和測量條件不確定度u2組成。一般情況下，u1

＝0.9u

（2）計(jì)量器具選擇原則所選用計(jì)量器具的不確定度必須小于或等于對應(yīng)的測量不確定度允許值。

u1選擇量具≤u1允許12

安全裕度（A）與計(jì)量器具的測量不確定度允許值（u1）

注：u1分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ檔，一般情況下應(yīng)優(yōu)先選用Ⅰ檔，其次選用Ⅱ檔、Ⅲ檔。

μ值分別為工件公差的1/10，1/6，1/413例題：試確定測量Φ75f8E軸驗(yàn)收時(shí)的驗(yàn)收極限，選擇相應(yīng)的計(jì)量器具，并分析能否使用分度值為0.01mm的外徑千分尺進(jìn)行比較測量。解：(1)確定驗(yàn)收極限Φ75f8E軸采用包容要求，驗(yàn)收極限按雙向內(nèi)縮方式確定。查表得安全裕度A=0.0046mm，上下驗(yàn)收極限：上驗(yàn)收極限=dmax-A=74.970–0.0046=74.9654mm下驗(yàn)收極限=dmin+A=74.924+0.0046=74.9286mm14（2）選擇計(jì)量器具

查表按優(yōu)先選用I檔計(jì)量器具測量不確定度允許值原則，確定m1=0.0041mm。

按表選用分度值為0.005mm比較儀，其測量不確定度m1ˊ=0.003

mm<m1。（3）采用外徑千分進(jìn)行比較測量

采用分度值為0.01mm外徑千分尺，測量不確定度為m1ˊ=0.005mm>m1,絕對測量不能滿足要求。

用上述外徑千分尺進(jìn)行比較測量，可使其測量不確定度下降為原來的40~60%。用75mm量塊作為標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行比較測量?？梢詽M足測量要求。154.3

用光滑極限量規(guī)的設(shè)計(jì)4.3.1光滑極限量規(guī)的功用和種類

（1）光滑極限量規(guī)的功用光滑極限量規(guī)(plainlimitgauge)是一種無刻度、成對使用的專用檢驗(yàn)工具。適用于大批量生產(chǎn)、遵守包容要求的孔和軸的檢驗(yàn)。用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)零件時(shí)，只能判斷零件是否在規(guī)定的驗(yàn)收極限范圍內(nèi)，而不能測出零件實(shí)際尺寸和形位誤差的數(shù)值。16光滑極限量規(guī)具有通規(guī)(T)和止規(guī)(Z)。通規(guī)(gogauge)模擬被測孔和軸的最大實(shí)體邊界，檢驗(yàn)實(shí)際要素（通過為合格）；止規(guī)(notgogauge)體現(xiàn)最小實(shí)體尺寸，檢驗(yàn)被測孔和軸的實(shí)際要素尺寸（止住為合格）通孔公差孔最小極限尺寸止孔最大極限尺寸軸公差軸最大極限尺寸通軸最小極限尺寸止檢驗(yàn)孔的量規(guī)成為塞規(guī)(pluggauge)，檢驗(yàn)軸的量規(guī)成為環(huán)規(guī)(ringgauge)或卡規(guī)。174.3.1光滑極限量規(guī)的功用和種類

（2）光滑極限量規(guī)的種類

◆工作量規(guī)零件制造過程中操作者使用的量規(guī)，應(yīng)是新的磨損較少的量規(guī)；◆驗(yàn)收量規(guī)驗(yàn)收零件時(shí)檢驗(yàn)員或用戶代表使用的量規(guī)，與操作者使用相同類型且磨損較多但未超出磨損極限的量規(guī)。◆校對量規(guī)專門為檢驗(yàn)軸用量規(guī)（環(huán)規(guī)或卡規(guī)）制造的量規(guī)。18校對量規(guī)分為：

●校通—通(TT)

制造新的軸用通規(guī)所使用的校對量規(guī)（通過，新通規(guī)合格）●校通—損(TS)

檢驗(yàn)使用中的軸用通規(guī)是否磨損到極限時(shí)的校對量規(guī)（通過，軸用通規(guī)磨損到極限，應(yīng)報(bào)廢）

●校止—通(ZT)

制造新的軸用止規(guī)所使用的校對量規(guī)（通過，新通規(guī)合格）194.3.2光滑極限量規(guī)的設(shè)計(jì)原理光滑極限量規(guī)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循極限尺寸判斷原則（泰勒原則）的規(guī)定?？谆蜉S的擬合要素和尺寸——體外作用尺寸(Dfe,dfe)不得超過最大實(shí)體尺寸，在任何位置上孔或軸的實(shí)際組成要素尺寸(Da,da)不得超過最小實(shí)體尺寸，即：

對于孔Dfe≥Dmin

且Da≤Dmax

對于軸dfe≤dmax

且da≥dmin

20根據(jù)光滑極限量規(guī)的設(shè)計(jì)要求，符合泰勒原則的量規(guī)，通規(guī)應(yīng)具有最大實(shí)體邊界的形狀（全形通規(guī)），止規(guī)應(yīng)具有與被測孔、軸稱兩個(gè)點(diǎn)接觸的形狀（兩點(diǎn)式止規(guī)）。(a)全形通規(guī)；(b)兩點(diǎn)狀通規(guī)；(c)工件；(d)兩點(diǎn)狀止規(guī)；(e)全形止規(guī)214.3.2光滑極限量規(guī)的設(shè)計(jì)原理嚴(yán)格遵守泰勒原則設(shè)計(jì)的量規(guī)，具有既能控制零件尺寸，同時(shí)又能控制零件形狀誤差的優(yōu)點(diǎn)。

由于量規(guī)制造和使用方面的原因，實(shí)際應(yīng)用中允許光滑極限量規(guī)偏離泰勒原則，如采用非全形通規(guī)，全形止規(guī)或長度不夠的量規(guī)等，在這種情況下，主用量規(guī)操作的正確性。224.3.3光滑極限量規(guī)的公差及工作尺寸計(jì)算

（1）工作量規(guī)的公差及公差帶T1：工作量規(guī)制造公差帶，與被檢驗(yàn)零件的公差等級和公稱尺寸有關(guān)；Z1：通規(guī)尺寸公差帶中心道最大實(shí)體尺寸之間的距離（考慮磨損）；止規(guī)公差帶緊靠最小實(shí)體尺寸；工作量規(guī)的幾何誤差應(yīng)在其尺寸公差帶內(nèi)，即采用包容要求，公差值為量規(guī)尺寸公差的50%，表面粗糙度Ra不應(yīng)大于0.05~0.8um234.3.3光滑極限量規(guī)的公差及工作尺寸計(jì)算

（2）校對量規(guī)的公差及公差帶校對量規(guī)（塞規(guī)）的尺寸公差Tp為被校對工作量規(guī)的尺寸公差的1/2；

對于TT規(guī)，公差帶從通規(guī)的下極限偏差起向軸用量規(guī)通規(guī)公差帶內(nèi)分布；對于TS規(guī)，公差從通規(guī)磨損極限起向軸用量規(guī)通規(guī)公差帶內(nèi)分布。對于ZT規(guī)，公差帶從止規(guī)的下極限偏差向用量規(guī)通規(guī)公差帶內(nèi)分布。校對量規(guī)的幾何誤差應(yīng)在其尺寸公差帶內(nèi)，即采用包容要求，表面粗糙度Ra不應(yīng)大于0.05~0.4um244.3.3光滑極限量規(guī)的公差及工作尺寸計(jì)算

（3）光滑極限量規(guī)的工作尺寸計(jì)算步驟：◆由標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表、孔軸極限偏差數(shù)值表查出被檢零件孔或軸的上、下極限偏差，并畫出公差帶圖；◆由光滑極限量規(guī)公差表查出量規(guī)尺寸公差T1和通規(guī)尺寸公差帶中心到最大實(shí)體尺寸之間的距離Z1；◆按照量規(guī)尺寸公差帶示意圖確定量規(guī)上、下極限偏差，并計(jì)算出量規(guī)工作部分的極限尺寸。25檢驗(yàn)孔的量規(guī)檢驗(yàn)軸的量規(guī)通端上偏差Ts=EI+Z+T/2Tsd=es–Z+T/2通端下偏差Ti=EI+Z–T/2

Tsd=es–Z–T/2止端上偏差Zs=ESZsd=ei+T止端下偏差Zi=ES–TZid=ei

計(jì)算工作量規(guī)的極限偏差26設(shè)計(jì)舉例計(jì)算25H8/f7孔用、軸用工作量規(guī)的極限偏差。27設(shè)計(jì)舉例計(jì)算25H8/f7孔用、軸用工作量規(guī)的極限偏差。解：（1）求被測孔、軸的極限偏差：

25H8：ES=+0.033，EI=0,25f7：es=－0.020,ei=－0.041。（2）

確定工作量規(guī)的制造公差和位置要素值：查表得：

IT8,尺寸為25的量規(guī)公差T=0.0034，位置要素Z=0.005；

IT7,尺寸為25的量規(guī)公差T=0.0024，位置要素Z=0.0034。28

（3）計(jì)算工作量規(guī)的極限偏差：①25H8孔用塞規(guī)：通規(guī)：上偏差=EI+Z+=(0+0.005+0.0017)=+0.0067

下偏差=EI+Z－=(0+0.005－0.0017)=+0.0033

磨損極限=EI=0

止規(guī):上偏差=ES=+0.033

下偏差=ES－T=(+0.033－0.0034)=+0.029629②25f7軸用卡規(guī)：通規(guī)：上偏差=es－Z+=(－0.020－0.0034+0.0012)=－0.0222

下偏差=es－Z－=(－0.020－0.0034－0.0012)=－0.0246

磨損極限偏差=es=－0.020

止規(guī):上偏差=ei+T=(－0.041+0.0024)=－0.0386

下偏差=ei=－0.041(3)繪制工作量規(guī)的公差帶圖（見圖）和量規(guī)的標(biāo)注方法（見圖）。3031

量規(guī)的標(biāo)注方法（a)卡規(guī)工作簡圖；（b）塞規(guī)工作簡圖324.3.3量規(guī)的技術(shù)要求量規(guī)的技術(shù)要求包括量規(guī)材料、硬度、形位公差和表面粗糙度等。

1.量規(guī)材料量規(guī)測量面的材料，可用合金工具鋼、滲碳鋼、碳素工具鋼及其它耐磨材料，或在測量表面鍍以厚度大于磨損量的鍍鉻層、氮化層等耐磨材料。

2.硬度量規(guī)測量表面的硬度對量規(guī)使用壽命影響很大，其測量面的硬度應(yīng)為HRC58~65。33

3.形位公差

量規(guī)的形狀公差和位置公差應(yīng)控制在尺寸公差帶內(nèi)，其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(dāng)量規(guī)的尺寸公差小于或等于0.002時(shí)，其形位公差仍取0.001。

4.表面粗糙度量規(guī)測量面的粗糙度按下表選取。校對量規(guī)測量面的表面粗糙度比工作量規(guī)更小。343536小

結(jié)

1.光滑工件尺寸的檢測

(1)用通用計(jì)量器具測量工件通常車間使用的普通計(jì)量器具在選用時(shí)，應(yīng)使所選擇的計(jì)量器具不確定度u計(jì)不大于且接近于計(jì)量器具不確定度的允許值u1；驗(yàn)收極限可采用內(nèi)縮和不內(nèi)縮兩種方式來確定，見下表。

37驗(yàn)收極限的確定