第6章光滑工件尺寸的檢驗與光滑極限量規(guī)設(shè)計

第6章

光滑工件尺寸的檢測

與光滑極限量規(guī)設(shè)計

國家標準《極限與配合》中針對測量與檢驗部分規(guī)定了兩種檢測方法的國家標準：《光滑工件尺寸的檢驗》(GB/T3177－2009)《光滑極限量規(guī)技術(shù)條件》(GB/T1957－2006)§6.1光滑工件尺寸的檢驗6.1.1工件驗收原則、安全裕度與驗收極限1.計量器具的選擇原則總原則：根據(jù)技術(shù)指標和經(jīng)濟指標，在滿足使用要求的前提下，選低精度的測量器具。兩點要求：(1)按被測工件的部位、外形及尺寸來選擇計量器具。使所選擇的測量器具的測量范圍能滿足被測工件的要求。(2)按被測工件的精度要求(公差I(lǐng)T)來選擇計量器具。選擇方法：1)有標準的可根據(jù)標準進行選擇。2)沒有標準的其他工件，應(yīng)使所選用的計量器具的極限誤差約占被測工件公差的1/10～1/3。其中：對精度低的工件：按工件公差的1/10；

對高精度的工件：按工件公差的1/3甚至1/2；

對一般精度工件：按工件公差的1/5

。計量器具的極限誤差Δlim見下表

。部分計量器具的極限誤差各種量具游標卡尺千分尺千分表三坐標測量機2.

誤廢和誤收的概念兩種錯誤判斷：(1)

誤廢——將本來處在公差帶之內(nèi)的合格品判為廢品而給予報廢，稱為誤廢；(造成浪費)(2)

誤收——將本來處在公差帶之外的廢品判為合格品而接收,稱為誤收。(造成產(chǎn)品質(zhì)量下降)

(實際為廢品)(實際為廢品)(實際為合格品)

極限尺寸附近是易出錯的“地帶”！3．工件尺寸的驗收原則

為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，GB/T3177－2009《光滑工件尺寸的檢驗》對驗收原則、驗收極限和計量器具的選擇等作了規(guī)定。該標準適用于車間使用的普通計量器具（如游標卡尺、千分尺及比較儀等）對圖樣上注出的公差等級為IT6～IT18級、公稱尺寸至500mm的光滑工件尺寸的檢驗，也適用于對一般公差尺寸的檢驗。要進行檢驗首先需要：①根據(jù)工件的公稱尺寸和公差等級確定工件的驗收極限；②根據(jù)工件的公差等級選擇計量器具。前面提到的誤收和誤廢的問題，標準也給出了解決方法：內(nèi)縮一個“安全裕度A”。(1)兩種驗收極限(安全裕度)的確定1)

采用內(nèi)縮方式確定驗收極限——規(guī)定驗收極限是從圖樣上標注的最大實體尺寸和最小實體尺寸分別向工件公差帶內(nèi)移動一個安全裕度A來確定，如圖6.1所示。a)

安全裕度A——測量結(jié)果的不確定程度。確定時應(yīng)綜合考慮技術(shù)和經(jīng)濟兩方面因素。A的數(shù)值一般按工件公差的1/10確定?？筛鶕?jù)工件IT查表確定。見表6-1。驗收極限——是判斷所檢驗工件尺寸合格與否的尺寸界限。目的——適當控制誤廢，盡量減少誤收。b)按內(nèi)縮方式時的驗收極限孔尺寸的驗收極限：

上驗收極限=最小實體尺寸(LMS)－A

下驗收極限=最大實體尺寸(MMS)＋A軸尺寸的驗收極限：上驗收極限=最大實體尺寸(MMS)－A

下驗收極限=最小實體尺寸(LMS)＋A圖6.1

驗收極限注意：

采用內(nèi)縮方式可以減少誤收，有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量。但增加了誤廢，使制造成本增加。注意：按照GB/T3177—2009確定的驗收原則對位于規(guī)定的極限尺寸之外的工件應(yīng)拒收，為此需要根據(jù)被測工件的精度高低和相應(yīng)的極限尺寸，確定其安全裕度（A）和驗收極限。生產(chǎn)上，要按去掉安全裕度（A）的公差進行加工工件。一般稱去掉安全裕度（A）的工件公差為生產(chǎn)公差，它小于工件公差。2）采用不內(nèi)縮方式確定驗收極限驗收極限等于規(guī)定的最大實體尺寸（MMS）和最小實體尺寸（LMS），即安全裕度A＝0。此方案使誤收和誤廢都有可能發(fā)生！！(2)驗收極限方式的選擇(選用原則)國家標準的原文：圖3-16Cp

>1采用包容要求時的驗收極限

Dmax(L)

ADmin(M)上驗收極限下驗收極限孔公差帶DM上驗收極限下驗收極限軸公差帶dmax(M)

Admin(L) dM對國家標準的解釋：

圖3-17偏態(tài)分布時的驗收極限下驗收極限上驗收極限Admindmax軸公差帶上驗收極限下驗收極限ADminDmax孔公差帶6.1.2計量器具(簡稱量具)的選擇標準規(guī)定量具的選擇，應(yīng)按測量不確定度的允許值U來進行。

測量不確定度的允許值:

標準規(guī)定：按u1選擇計量器具。(u1可由表6-1確定)要求：u計≤u1，考慮到計量器具的經(jīng)濟性

u計還應(yīng)盡可能地接近u1

。表6-2、6-3、6-4列出了有關(guān)計量器具不確定度的允許值u計。U1——計量器具不確定度允許值；U2——溫度、測量力及工件形狀誤差等引起的不確定度允許值。據(jù)統(tǒng)計分析，

u1=0.9U,

u2=0.45U

。

表6—1安全裕度（A）與計量器具的不確定度允許值（u1）(μm)舉例例3-2試確定尺寸為φ140h11（即采用包容要求）的驗收極限，并選擇計量器具。解：1)確定驗收極限:根據(jù)表查得：T=0.25mm，A＝0.025mm,μ1＝0.023mm

上驗收極限=dmax-A=140-0.025=139.975mm下驗收極=dmin+A=140-0.25+0.025=139.775mm2)選擇計量器具:

由表6-2查得分度值為0.02mm的游標卡尺可用,它的不確定度為0.02＜μ1＝0.023mm例6-1試確定檢驗軸的驗收極限，并選擇相應(yīng)的計量器具。

解：

由于被檢驗軸采用包容要求，故應(yīng)采用內(nèi)縮方式確定驗收極限因為A=T/10=0.021/10=0.0021mm

上驗收極限=30-0.0021=29.9979mm

下驗收極限=30-0.021+0.0021=29.9811mm安全裕度所以根據(jù)表6-1，測量不確定度允許值u=0.0021mm

測量器具的不確定度允許值u1=0.9u≈0.0019mm

查表6-3知，應(yīng)選用分度值為0.002mm的比較儀

表6-3比較儀的不確定度mm

§6-2光滑極限量規(guī)設(shè)計

檢測是檢驗和測量的總稱。量規(guī)是一種無刻度（不可讀數(shù)）的定值專用檢驗工具。用量規(guī)檢驗零件，只能判斷零件是否在規(guī)定的檢驗極限范圍內(nèi)，而不能得出零件實際尺寸、形狀和位置誤差的具體數(shù)值。它結(jié)構(gòu)簡單，使用方便、可靠，檢驗效率高，因此，在大批量生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。量規(guī)的種類很多，下面僅介紹光滑極限量規(guī)。各種量規(guī)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6.2.1光滑極限量規(guī)的作用、種類及公差帶1.量規(guī)的作用——用模擬裝配狀態(tài)的方法來檢驗光滑工件尺寸。

孔用塞規(guī)

軸用卡規(guī)或環(huán)規(guī)光滑量規(guī)使用示例通規(guī)——能被合格品通過的量規(guī)。通規(guī)的理想尺寸為工件的最大實體尺寸Dmin(=DM)或dmax(=dM)

。主要用于控制工件的作用尺寸。止規(guī)——不能被合格品通過的量規(guī)。止規(guī)的理想尺寸為工件的最小實體尺寸Dmax(=DL)或dmin(=dL)

。主要用于控制工件的提取尺寸。

用光滑極限量規(guī)檢驗零件時，必須成對使用。只要通規(guī)通過，且止規(guī)不通過，就說明被測件尺寸是合格的。否則不合格！2.量規(guī)的種類工作量規(guī)——驗收量規(guī)——

工人在加工時用來檢驗工件的量規(guī)?！巴ㄒ?guī)”用代號“T”表示，“止規(guī)”用代號“Z”表示。

其中通規(guī)(T)應(yīng)該是新的或磨損較少的量規(guī)。檢驗部門和用戶代表驗收產(chǎn)品時使用的量規(guī)。

其中通規(guī)(T)應(yīng)該是舊的但不報廢的（磨損較多的)量規(guī)。

校對量規(guī)分為

用來檢驗軸用量規(guī)（卡規(guī)或環(huán)規(guī)）在制造中是否符合制造公差，在使用中是否已達到磨損極限時所使用的量規(guī)。

校對量規(guī)——

校通-通

TT

檢驗軸用量規(guī)通規(guī)的校對量規(guī)，要求通過

校止-通

ZT

檢驗軸用量規(guī)止規(guī)的校對量規(guī)，要求通過

校通-損

TS

檢驗軸用量規(guī)通規(guī)磨損極限的校對量規(guī)，

要求不通過！

說明：(1)在制造工作量規(guī)時，由于軸用工作量規(guī)（通常為卡規(guī)）的測量比較困難，使用過程中這種量規(guī)又易于磨損和變形，所以必須用校對量規(guī)對其進行檢驗和校對；而孔用量規(guī)（通常為塞規(guī)）一般不需要校對量規(guī)。(2)

國標沒有規(guī)定驗收量規(guī)標準，但標準推薦：制造廠檢驗工件時，生產(chǎn)工人應(yīng)該使用新的或磨損較少的工作量規(guī)“通規(guī)”；檢驗部門應(yīng)該使用與生產(chǎn)工人相同形式且已磨損較多的工作量規(guī)“通規(guī)”。這樣，工人自檢合格的工件，檢驗人員用驗收時也一定合格。(3)上述規(guī)定的量規(guī)檢驗工件時，如果判斷有爭議，應(yīng)使用下述尺寸的量規(guī)來仲裁。通規(guī)應(yīng)等于或接近工件最大實體尺寸；止規(guī)應(yīng)等于或接近工件最小實體尺寸。

3.量規(guī)公差帶孔用量規(guī)軸用量規(guī)圖6.5

工作量規(guī)及軸用校對量規(guī)的公差帶圖

注意Z的位置！注意Z的位置！孔用通規(guī)：=EI+Z1+T1/2=EI+Z1－T1/2孔用止規(guī)：=ES=ES－T1軸用通規(guī)：=es－Z1+T1/2=es－Z1－T1/2軸用止規(guī)：=ei+T1=eiT1、Z1見表6-5表6—6IT6~IT16級工作量規(guī)制造公差和位置要素值

(μm)表6—6IT6~IT16級工作量規(guī)制造公差和位置要素值

(μm)6.2.2量規(guī)的設(shè)計1.量規(guī)的形狀1）符合量規(guī)設(shè)計原則（泰勒原則）的量規(guī)形狀a)泰勒原則：要求工件的體外作用尺寸不允許超過最大實體尺寸；任何部位的提取尺寸不允許超過最小實體尺寸，可表示為：b)符合泰勒原則的光滑極限量規(guī)應(yīng)達到如下要求

通規(guī)用來控制工件的作用尺寸，它的測量面應(yīng)具有與孔或軸相對應(yīng)的完整表面，稱為全形量規(guī)，其尺寸等于工件的最大實體尺寸，且其長度應(yīng)等于被測工件的配合長度。止規(guī)用來控制工件的提取尺寸，它的測量面應(yīng)為兩點狀的，稱為不全形量規(guī)，兩點間的尺寸應(yīng)等于工件的最小實體尺寸。若光滑極限量規(guī)的設(shè)計不符合泰勒原則，則對工件的檢驗可能造成錯誤判斷。Dmin(b)不全形塞規(guī)Dfe被檢孔

DaDmax被檢孔

(a)全形止規(guī)的影響測量結(jié)果的正確性c)偏離泰勒原則量規(guī)的影響(以孔為例)：

國標規(guī)定：允許在被檢工件的形狀誤差不影響配合性質(zhì)的條件下，使用偏離泰勒原則的量規(guī)。

例如：為了量規(guī)的標準化，量規(guī)廠供應(yīng)的標準通規(guī)的長度，常不等于工件的配合長度；對大尺寸的孔和軸通常使用非全形的塞規(guī)（或桿規(guī)）和卡規(guī)檢驗，以代替笨重的全形通規(guī)；由于環(huán)規(guī)不能檢驗曲軸，允許通規(guī)用卡規(guī)；為了減少磨損，止規(guī)也可不用點接觸工件，一般作成小平面、圓柱面或球面；檢驗小孔時，止規(guī)常常制成全形塞規(guī)。

2）實際生產(chǎn)中量規(guī)的形狀

止規(guī)通規(guī)3151850010002112片狀塞規(guī)全形塞規(guī)球端桿規(guī)不全形塞規(guī)a)測孔量規(guī)的型式及應(yīng)用范圍

止規(guī)通規(guī)10050002112b)測軸量規(guī)的型式及應(yīng)用范圍

環(huán)規(guī)卡規(guī)

2.

量規(guī)型式的選擇

量規(guī)形式及應(yīng)用范圍

量規(guī)的結(jié)構(gòu)形式3.

量規(guī)工作尺寸的計算計算的一般步驟如下：1)由國標“公差與配合”查出孔與軸的上、下偏差。2)由表6-6查出工作量規(guī)制造公差T和位置要素Z。按工作量規(guī)制造公差T，確定工作量規(guī)形狀公差和校對量規(guī)的制造公差。3)計算各種量規(guī)的極限偏差和工作尺寸。例

計算25H8/f7孔與軸用量規(guī)的工作尺寸。解（1）表2-7和表2-8確定出孔、軸上下偏差為：

(2)由表6-6查出工作量規(guī)制造公差T、和位置要素Z，見下表：(3)畫公差帶圖(4)量規(guī)工作尺寸計算

1)25H8孔用塞規(guī)工作尺寸計算

通規(guī)的磨極限尺寸＝DM=25mm

2）25f7軸用卡規(guī)工作尺寸計算

通規(guī)的磨極限尺寸=dM

=d+es=24.980mm3)25f7軸用卡規(guī)的校對量規(guī)工作尺寸計算25-0.0222-0.02460.080.0825-0.0386-0.04125f7“Z”“T”0.080.0825+0.0033+0.006725+0.0296+0.033“T”25H8“Z”圖3-23工作量規(guī)工作尺寸的標注量規(guī)工作圖4.量規(guī)的技術(shù)要求

量規(guī)測量面一般用淬硬鋼（合金工具鋼、碳工具素鋼、滲碳鋼）和硬質(zhì)合金等材料制造，通常用淬硬鋼制造的量規(guī)，其測量面的硬度應(yīng)為HRC58～65,以保證其耐磨性。國標規(guī)定工作量規(guī)的形狀和位置誤差，應(yīng)在其制造公差范圍內(nèi)，其公差為量規(guī)制造公差的50％，當量規(guī)制造公差小于或等于0.002mm時，其形狀和位置公差為0.001mm。校對量規(guī)的制造公差，為被校對的軸用量規(guī)制造公差的50％。其形狀公差應(yīng)在校對量規(guī)的制造公差范圍內(nèi)。

量規(guī)測量面的表面粗糙度，取決于被檢驗工件的基本尺寸、公差等級和表面粗糙度以及量規(guī)的制造工藝水平。量規(guī)表面粗糙度值，隨上述因素和量規(guī)結(jié)構(gòu)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，見表3-14。表3-14

量規(guī)測量面粗糙度

1.光滑工件尺寸的檢測(1)用通用計量器具測量工件(GB/T3177－1997)

通常