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1、第六章 光滑工件尺寸检验,6.1 概述6.2 光滑工件尺寸检测6.3 光滑极限量规,6.1 概述,为了保证机械产品的零件具有互换性，除了设计时按其使用要求规定相应的几何参数公差外，还必须对完工的轴、孔进行检测。在实际生产中，对轴、孔检测主要有两种方法：,用通用计量器具测量,用专用量规检验,便于了解零件的质量状况，有利于对生产过程进行分析和控制，多用于单件、小批量生产的检测。,只能判断被检轴或孔的实际状态是否在规定的范围内，从而确定其是否合格，但不能明确其实际尺寸或形位误差的具体数值，一般用于大批量生产的质量控制。,6.1概述,量规的应用1、当图样上被测要素的尺寸公差和形位公差按独立立原则标注时
2、，一般使用通用计量器具分别测量。2、当只有形状公差要求的孔和轴采用包容要求时，则应使用量规来检测，把形位误差和尺寸误差都控制在尺寸公差范围内。（包容要求是指被测实际要素要处处位于具有理想形状的包容面内的一种公差要求）,国家标准极限与配合中测量与检验部分规定了这两种检测方法的国家标准：光滑工件尺寸的检验（GB/T31771997）光滑极限量规（GB/T19571981）,6.2 光滑工件尺寸检测,6.2.1 验收原则6.2.2 安全裕度和验收极限6.2.3 计量器具的选择,6.2.1 验收原则,图6.1 测量误差对检验结果的影响,误收：指把被测真值超出极限尺寸范围的工件误判为合格件而接收。误废：
3、指把被测真值在极限尺寸范围内的工件误判为不合格件而报废。验收原则：是应只接收位于规定的尺寸极限内的工件，即只允许误废而不允许误收。,安全裕度与验收极限,国家标准通过安全裕度来防止因测量不确定度的影响而造成工件“误差”和“误废”，即设置验收极限，以执行标准规定的“验收原则”。安全裕度（A）即测量不确定度的允许值。它由被测工件的尺寸公差值确定，一般取工件尺寸公差值的10%左右。见表6-1.,安全裕度与验收极限,验收极限是指检验工件尺寸时判断其尺寸合格与否的尺寸界限。,内缩验收极限-从规定的最大实体极限和最小实体极限分别向公差带内移动一个安全裕度A确定的验收极限。,不内缩验收极限-验收极限等于尺寸的
4、最大实体极限和最小实体极限。即内缩量A值为零。,图6.2 量规尺寸公差带分布,表6-1 安全裕度（A）与计量器具的测量不确定度允许值（u1）,注：u1分、档，一般情况下应优先选用档，其次选用档、档。,表6-验收极限的确定,6.2.3 计量器具的选择,1.选择原则 用通用计量器具测量工件尺寸，应参照国家标准光滑工件尺寸的检验(GB/T 31771997)选择计量器具。标准规定了计量器具的选择原则，具体的选择方法如下。(1)u1u1原则。按照计量器具的不确定度允许值选择计量器具，以保证测量结果的可靠性。计量器具的不确定度允许值=0.9A，见表6-1，表6-2。常用的游标卡尺、千分尺、指示表和比较仪
5、的不确定度见表6-3、表6-4、表6-5（P199）。,(2)0.4 u1 u1原则。当采用比较法测量时，且所使用的标准器形状与工件形状相同，千分尺的测量不确定度比采用绝对测量法的测量不确定度降低了60%，这说明比较测量法的测量精度比绝对测量法高。(3)0.6 u1 u1原则。当采用比较法测量时，且所使用的标准器形状与工件形状不相同，千分尺的测量不确定度比采用绝对测量法的测量不确定度降低了40%。由于标准器的形状与工件形状不同，测量误差增大，所以测量精度比第(2)项选择原则低。,例1：被测工件为一50f8mm的轴，试确定验收极限并选择合适的测量器具。解：确定工件的极限偏差。es=-0.025
6、ei=-0.064确定安全裕度A和测量器具不确定度允许值u1。该工件的公差为0.039mm，从表6-1查得A=0.0039，u1=0.0035。,6.2.3 计量器具的选择,2.光滑工件尺寸检验及选择计量器具示例,选择测量器具。按工件基本尺寸50mm，从表6-5（见P200）查知，分度值为0.005mm的比较仪不确定度u1为0.0030mm,小于允许值0.0035mm，可满足使用要求。计算验收极限。上验收极限ks=dmax-A=(50-0.025-0.0039)mm=49.9711mm下验收极限ki=dmin+A=(50-0.064+0.0039)mm=49.9399mm,例2：被测工件为一3
7、5e9mm的轴，试确定验收极限并选择合适的测量器具。解：确定工件的极限偏差。es=-0.050 ei=-0.112确定安全裕度A和测量器具不确定度允许值u1。该工件的公差为0.062mm，从表6-1查得A=0.0062，u1=0.0056。,选择测量器具。按工件基本尺寸35mm，从表6-3查知，分度值为0.01mm的外径千分尺的不确定度u1为0.004mm,小于允许值0.0056mm，可满足使用要求。计算验收极限。上验收极限ks=dmax-A=(35-0.050-0.0062)mm=34.9438mm下验收极限ki=dmin+A=(35-0.112+0.0062)mm=34.8942mm,6.
8、3 光滑极限量规,6.3.1 概述6.3.2 种类6.3.3 光滑极限量规的设计方法6.3.4 光滑极限量规的使用,光滑极限量规是一种无刻线的、成对使用的专用量具。其尺寸是工件的极限值。通称极限量规。简称量规。用于检验孔或轴。检验孔的量规称为塞规，检验轴的量规称为卡规或环规。,6.3光滑极限量规,6.3.1 概述,轴用卡规或环规,孔用塞规,6.3.2 光滑极限量规的种类,一 按被检工件类型分为：,图6-3 光滑极限量规,6.3.2 光滑极限量规的种类,塞规和卡规包含通规和止规两种：通规：按被测要素的最大实体尺寸制造，控制作用尺寸；止规：按被测要素的最小实体尺寸制造，控制实际尺寸。检测时，凡通规
9、能通过，止规不能通过的零件属于合格产品,6.3.2 光滑极限量规的种类,光滑极限量规的特点,工作量规是成对使用的。它只能通过被检工件是否在规定的两个极限尺寸范围内来判断其合格性，而不能得到工件的具体尺寸数值。,光滑极限量规具有结构简单、制造成本低、使用方便可靠、便于保养以及对操作者的技术水平要求不高等优点。,6.3.2 光滑极限量规的种类,a）塞规,b）卡规,图6-4 光滑极限量规,6.3.2 光滑极限量规的种类,（1）工作量规：生产者在生产过程中检验工件用的量规。它的通规和止端分别用“T”“Z”表示。为了使操作者提高加工精度，保证工件合格率，防止废品产生，要求通规是新的或磨损较小的量规。（2
10、）验收量规：是检验部门或用户验收产品时使用的量规。为了使更多的合格件得以验收，并减少纠纷，量规的通规应是旧的或已磨损较大但未超过磨损极限的量规。,二 按量规用途分为：,6.3.2 光滑极限量规的种类,（3）校对量规：是校对轴用工作量规的量规。轴用工作量规在制造或使用过程中常会发生碰撞变形，且通规经常通过零件易磨损，所以要定期校对。孔用工作量规虽也需定期校对，但它很方便地用通用量仪检测，故不规定专用的校对量规。,6.3.2 光滑极限量规的种类,校通一通（TT）在制造轴用通规时，用以校对的量规。当校对量规通过时，被校对的新的通规合格。校止一通（ZT）在制造轴用止规时，用以校对的量规。当校对量规通过
11、时，被校对的新的止规合格。校通一损（TS）用以检验轴用旧的通规报废用的校对量规。当校对量规通过，轴用旧的通规磨损达到或超过极限，应作报废处理。,校对量规又分为以下三类：,表6.6 工作量规和校对量规,6.3.3 光滑极限量规的设计方法,1.设计原则 光滑极限量规应遵循泰勒原则来设计。泰勒原则：被测实际轮廓应处处不得超越最大实体边界，其局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸。因此：光滑极限量规的通规应模拟体现最大实体边界，止规模拟体现最小实体尺寸。,符合泰勒原则的量规如下：1）量规尺寸要求：通规基本尺寸=零件的最大实体尺寸（Dmin dmax）止规基本尺寸=零件的最小实体尺寸（Dmax dmin）2）
12、量规的形状要求；（1）通规的形状与孔、轴的形状相同，长度为配合长度（称为全形量规），控制工件的作用尺寸，其检测面为工件的完整表面。（2）止规的形状与孔、轴的形状相同，长度可短些（称为不全形量规），控制工件的实际尺寸。（3）由于全形量规制造加工困难较大，国标规定可使用偏离泰勒原则的量规，但在检测时要多方位多次检测。,图6-5 截面形状对检验结果的影响,图6-6 短通规对检验孔的影响,光滑极限量规的设计方法,2.量规公差带,T为量规制造公差，Z为位置要素（即通过制造公差带中心到工件最大实体尺寸之间的距离）；Tp为校对量规的制造公差。标准规定Tp=T/2,3 量规形式及应用范围,(e)图6.常见孔用
13、塞规的结构形式,图6.常见轴用卡规的结构型式,3 量规形式及应用范围,4.量规的技术要求,1）量规的材料工作部分：合金工具钢：CrMn CrMnW CrMoV 碳素工具钢：T10A T12A 渗碳钢：15钢 20钢渗碳 硬质合金钢等手柄：Q235 LY11铝等量规测量面硬度为：5865HRC,2）形位公差形位公差t=T/2，如尺寸公差0.002 形位公差=0.0013）表面粗糙度测量面不应有锈迹、毛刺、黑斑、划痕等缺陷，其表面粗糙度参数见表4-4（P81，王益祥书）。,6.3.3 光滑极限量规的设计,5 量规工作尺寸计算,1）根据第二章知识，查孔和轴的上下偏差，计算最大实体尺寸和最小实体尺寸。
14、2）从表6-6中根据被检孔轴基本尺寸和公差带等级分别查出T，Z以及Tp3）画量规公差带图。标出工件和量规的各种尺寸及极限偏差，最大实体尺寸，最小实体尺寸。4）确定量规的工作尺寸。量规的工作尺寸是以其自身的最大实体尺寸为基本尺寸，并标注上下偏差。对塞规：es=0,ei=-T或Tp,对卡规：EI=0,ES=+T,6.3.3 光滑极限量规的设计,例题 P79（王益祥书）计算20H8/f7孔与轴用各种量规的工作尺寸。,量规设计应用举例,解：由国标GB/T1800.31998查出孔与轴的上、下偏差为：20H8孔：ES=+0.033mm；EI=020f7轴：es=-0.020mm；ei=-0.041mm 由表4-2查得工作量规的制造公差T和位置要素Z，并确定量规的形状公差和校对量规的制造公差。塞规：制造公差T=0.0034mm；位置要素Z=0.005mm；形状公差T/2=0.0017mm。卡规：制造公差T=0.0024mm；位置要素Z=0.0034mm；形状公差T/2=0.0012mm。校对量规：制造公差Tp=T/2=0.0012mm。,本章重点：1、量规的作用，检验工件的特点。2、工作量规公差带的分布。3、泰勒原则的含义，符合泰勒原则的量规应具有的要求、当量规偏离泰勒原则时应采取的措施。4、工作量规的设计原则、方法及计算。,
