互換性及測量第五章

1、第一節(jié) 概 述第二節(jié) 量規(guī)尺寸公差帶第三節(jié) 量規(guī)設計 機械零件經(jīng)過加工后是否合格，需要機械零件經(jīng)過加工后是否合格，需要通過測量才能判斷。測量方法可以分為兩通過測量才能判斷。測量方法可以分為兩類：類：定性檢驗定性檢驗和和定量測量定量測量。涉及。涉及GB/3177-1997GB/3177-1997光滑工件尺寸的檢測光滑工件尺寸的檢測和和GB/1957-1981 GB/1957-1981 光滑工件尺寸的檢測光滑工件尺寸的檢測極限量規(guī)極限量規(guī)兩個國家標準。兩個國家標準。1 1 、計量器具選擇時應考慮的因素、計量器具選擇時應考慮的因素 根據(jù)不同的被測對象正確地選擇計量器具對根據(jù)不同的被測對象正確地選擇計

2、量器具對于保證測量精度、降低成本有很重要的意義。機于保證測量精度、降低成本有很重要的意義。機械制造中計量器具的選擇主要決定于計量器具的械制造中計量器具的選擇主要決定于計量器具的技術(shù)指標。在綜合考慮這些指標時，主要有以下技術(shù)指標。在綜合考慮這些指標時，主要有以下要求：要求： （1 1）按被測工件的部位、外形及尺寸來選擇按被測工件的部位、外形及尺寸來選擇計量器具計量器具。所選擇的計量器具的測量范圍應滿足。所選擇的計量器具的測量范圍應滿足工件的要求。工件的要求。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 （2 2）按被測工件的公差來選擇計量器具考慮按被測工件的公差來選擇計量器具考慮到計量器具的誤差將會帶入工件的測量結(jié)

3、果中，到計量器具的誤差將會帶入工件的測量結(jié)果中，因此選擇的計量器具允許的極限誤差應當小因此選擇的計量器具允許的極限誤差應當小。但。但計量器具的極限誤差愈小，其價格就愈高，對使計量器具的極限誤差愈小，其價格就愈高，對使用時的環(huán)境條件和操作者的要求也愈高。因此在用時的環(huán)境條件和操作者的要求也愈高。因此在選擇計量器具時，應將技術(shù)指標和經(jīng)濟指標統(tǒng)一選擇計量器具時，應將技術(shù)指標和經(jīng)濟指標統(tǒng)一進行考慮。進行考慮。 （3 3）應根據(jù)生產(chǎn)類型和要求學著計量器具。應根據(jù)生產(chǎn)類型和要求學著計量器具。一般來說，單件小批生產(chǎn)是應選用通用量具，大一般來說，單件小批生產(chǎn)是應選用通用量具，大批大量生產(chǎn)時應選用專用量具，以提

4、高檢驗效率。批大量生產(chǎn)時應選用專用量具，以提高檢驗效率。 國標國標GB/3177-1997 GB/3177-1997 光滑工件尺寸的檢測光滑工件尺寸的檢測規(guī)定了光滑工件尺寸檢驗的驗收原則、驗收極限、規(guī)定了光滑工件尺寸檢驗的驗收原則、驗收極限、計量器具的測量不確定度允許值和計量器具選用原計量器具的測量不確定度允許值和計量器具選用原則，適用于普通計量器具，對圖樣上標出的公差等則，適用于普通計量器具，對圖樣上標出的公差等級為級為618618級、基本尺寸至級、基本尺寸至500mm500mm的光滑工件尺寸的的光滑工件尺寸的檢驗。檢驗。 1 1）總則）總則 （1 1）驗收原則驗收原則。所用驗收方法應只接收

5、位于。所用驗收方法應只接收位于規(guī)定的尺寸極限之內(nèi)的工作。規(guī)定的尺寸極限之內(nèi)的工作。 （2 2）驗收方法的基礎驗收方法的基礎。由于計量器具和計量。由于計量器具和計量系。統(tǒng)都存在內(nèi)在誤差，故任何測量都不能測出其系。統(tǒng)都存在內(nèi)在誤差，故任何測量都不能測出其真值。真值。 另外，多數(shù)計量器具只用于測量測出，不測量另外，多數(shù)計量器具只用于測量測出，不測量工件上可能存在的形位誤差。因此，對遵循包容工件上可能存在的形位誤差。因此，對遵循包容要求的尺寸，工件的完善檢驗還應測量形狀誤差，要求的尺寸，工件的完善檢驗還應測量形狀誤差，并把這些形狀誤差的測量結(jié)果與尺寸的測量結(jié)果并把這些形狀誤差的測量結(jié)果與尺寸的測量結(jié)果

6、綜合起來，以判定工件表面各部位是否超出最大綜合起來，以判定工件表面各部位是否超出最大實體邊界。實體邊界。 （3 3）標準溫度標準溫度。測量的標準溫度為。測量的標準溫度為20200 0C C。如。如果工件與計量器具的線膨脹系數(shù)相同，那么測量果工件與計量器具的線膨脹系數(shù)相同，那么測量時只要計量器具與工件保持相同的溫度，則可以時只要計量器具與工件保持相同的溫度，則可以偏離偏離20200 0C C。 驗收極限是檢驗工件尺寸時判斷合格與否的尺寸界限，驗收極限是檢驗工件尺寸時判斷合格與否的尺寸界限，國標規(guī)定按驗收極限驗收工件。國標規(guī)定按驗收極限驗收工件。 （1 1）驗收極限方式的確定）驗收極限方式的確定

7、驗收極限可以按照下列兩種方式之一確定。驗收極限可以按照下列兩種方式之一確定。 驗收極限是從規(guī)定的最大實體極限和最小實體極限分驗收極限是從規(guī)定的最大實體極限和最小實體極限分別向工作公差帶內(nèi)移動一個安全裕度來確定。別向工作公差帶內(nèi)移動一個安全裕度來確定。 孔尺寸的驗收極限是孔尺寸的驗收極限是： 上驗收極限上驗收極限= =最小實體極限最小實體極限- -安全裕度安全裕度 下驗收極限下驗收極限= =最大實體極限最大實體極限+ +安全裕度安全裕度 軸尺寸的驗收極限是：軸尺寸的驗收極限是： 上驗收極限上驗收極限= =最大實體極限最大實體極限- -安全裕度安全裕度 下驗收極限下驗收極限= =最小實體極限最小實

8、體極限+ +安全裕度安全裕度 驗收極限等于規(guī)定的最大實體極限和最小實體極限，驗收極限等于規(guī)定的最大實體極限和最小實體極限，即安全裕度等于零。即安全裕度等于零。 驗收極限方式的選擇要結(jié)合尺寸功能要求及其驗收極限方式的選擇要結(jié)合尺寸功能要求及其重要程度、尺寸公差等級、測量不確定度和工藝能重要程度、尺寸公差等級、測量不確定度和工藝能力等因素綜合考慮。力等因素綜合考慮。 對遵循包容要求的尺寸、公差等級高的尺對遵循包容要求的尺寸、公差等級高的尺寸，其驗收極限讓上述方式確定。寸，其驗收極限讓上述方式確定。 當工藝能力指數(shù)當工藝能力指數(shù)Cp1Cp1時，其驗收計息可時，其驗收計息可以按上述方式確定；但對于遵循

9、包容要求的尺寸，以按上述方式確定；但對于遵循包容要求的尺寸，其最大實體極限仍應按上述方式確定。其最大實體極限仍應按上述方式確定。 對非配合和一般公差的尺寸，其驗收極限對非配合和一般公差的尺寸，其驗收極限按上述方式確定。按上述方式確定。 按照計量器具所引起的測量不確定度的按照計量器具所引起的測量不確定度的允許值選擇計量器具。允許值選擇計量器具。選擇時，應使所選選擇時，應使所選用的計量器具的測量不確定度數(shù)值等于或用的計量器具的測量不確定度數(shù)值等于或小于選定的測量不確定度的允許值小于選定的測量不確定度的允許值。二二 光滑極限量規(guī)光滑極限量規(guī) 光滑極限量規(guī)是一種無刻度的專用檢驗工具，光滑極限量規(guī)是一種

10、無刻度的專用檢驗工具，用它來檢驗工件時，只能確定工具是否在允許的用它來檢驗工件時，只能確定工具是否在允許的極限尺寸范圍內(nèi)，以確實零件是否合格，而無法極限尺寸范圍內(nèi)，以確實零件是否合格，而無法測量出工件的實際尺寸。測量出工件的實際尺寸。光滑極限量規(guī)適合用于光滑極限量規(guī)適合用于成批或大量生產(chǎn)，遵守包容原則的孔、軸的檢驗。成批或大量生產(chǎn)，遵守包容原則的孔、軸的檢驗。 由于量規(guī)需要判斷孔、軸是否在規(guī)定的兩由于量規(guī)需要判斷孔、軸是否在規(guī)定的兩個極限尺寸范圍內(nèi)，所以應成對使用。個極限尺寸范圍內(nèi)，所以應成對使用。其中一個其中一個是通規(guī)，另一個是止規(guī)。檢驗時，如通能通過，是通規(guī)，另一個是止規(guī)。檢驗時，如通能通

11、過，止規(guī)不能通過，則零件合格。止規(guī)不能通過，則零件合格。 光滑極限量規(guī)有塞規(guī)和卡規(guī)。光滑極限量規(guī)有塞規(guī)和卡規(guī)。 軸用量規(guī)稱為卡規(guī)或環(huán)規(guī)。軸用量規(guī)稱為卡規(guī)或環(huán)規(guī)。 孔用量規(guī)稱為塞規(guī)?？子昧恳?guī)稱為塞規(guī)。 環(huán)規(guī) 塞規(guī) 卡規(guī)量規(guī)按用途分為：量規(guī)按用途分為： （1 1）工作量規(guī)工作量規(guī) 工作量規(guī)是工人在生產(chǎn)過程中檢驗工件用的工作量規(guī)是工人在生產(chǎn)過程中檢驗工件用的量規(guī)，它的通規(guī)和止規(guī)分別用代號量規(guī)，它的通規(guī)和止規(guī)分別用代號T T和和Z Z表示。表示。 （2 2）驗收量規(guī)驗收量規(guī) 驗收量規(guī)是檢驗部門或用戶驗收產(chǎn)品時使用驗收量規(guī)是檢驗部門或用戶驗收產(chǎn)品時使用的量規(guī)。的量規(guī)。 （3 3 ）校對量規(guī)校對量規(guī) 校對

12、量規(guī)是校對軸用工作量規(guī)的量規(guī)，以檢校對量規(guī)是校對軸用工作量規(guī)的量規(guī)，以檢驗其是否符合制造公差和在使用中是否達到磨損驗其是否符合制造公差和在使用中是否達到磨損極限。極限。一、工作量規(guī)公差帶一、工作量規(guī)公差帶二、驗收量規(guī)二、驗收量規(guī) 三、校對量規(guī)公差帶三、校對量規(guī)公差帶 標準規(guī)定公差帶以不超越工件極限尺寸為原則。標準規(guī)定公差帶以不超越工件極限尺寸為原則。通規(guī)的公差帶對稱于通規(guī)的公差帶對稱于Z Z值值( (稱為公差帶位置要素稱為公差帶位置要素) )，其，其允許磨損量以工件的最大實體尺寸為極限；止規(guī)的制允許磨損量以工件的最大實體尺寸為極限；止規(guī)的制造公差帶是從工件的最小實體尺寸算起，分布在尺寸造公差帶

13、是從工件的最小實體尺寸算起，分布在尺寸公差帶之內(nèi)。公差帶之內(nèi)。 工廠檢驗工件時，工人應使用新的或磨工廠檢驗工件時，工人應使用新的或磨損較少的工作量規(guī)損較少的工作量規(guī)“通規(guī)通規(guī)”；檢驗部門應使；檢驗部門應使用與加工工人用的量規(guī)型式相同但已磨損用與加工工人用的量規(guī)型式相同但已磨損較多的通規(guī)。較多的通規(guī)。 用戶所使用的驗收量規(guī)，用戶所使用的驗收量規(guī)，通規(guī)尺寸應通規(guī)尺寸應接近被檢工件的最大實體尺寸，止規(guī)尺寸接近被檢工件的最大實體尺寸，止規(guī)尺寸應接近被檢工件的最小實體尺寸。應接近被檢工件的最小實體尺寸。 軸用通規(guī)的校通軸用通規(guī)的校通通量規(guī)通量規(guī)TTTT的作用是防止的作用是防止軸用通規(guī)發(fā)生變形而尺寸過小，

14、檢驗時，應通過軸用通規(guī)發(fā)生變形而尺寸過小，檢驗時，應通過被校對的軸用通規(guī)，它的公差帶從通規(guī)的下偏差被校對的軸用通規(guī)，它的公差帶從通規(guī)的下偏差算起，向通規(guī)公差帶內(nèi)分布。軸用通規(guī)的算起，向通規(guī)公差帶內(nèi)分布。軸用通規(guī)的 校校通通損量規(guī)損量規(guī)TSTS的作用是檢驗軸用通規(guī)是否達到的作用是檢驗軸用通規(guī)是否達到磨損極限，它的磨損極限，它的 公差帶從通規(guī)的磨損極限算起，公差帶從通規(guī)的磨損極限算起，向軸用通規(guī)公差帶內(nèi)分布。向軸用通規(guī)公差帶內(nèi)分布。 軸用止規(guī)的校止軸用止規(guī)的校止通量規(guī)通量規(guī)ZTZT的作用是防止的作用是防止止規(guī)尺寸過小，檢驗時，應通過被校對的軸用止止規(guī)尺寸過小，檢驗時，應通過被校對的軸用止規(guī)，它的公

15、差帶從止規(guī)的下偏差算起，向止規(guī)的規(guī)，它的公差帶從止規(guī)的下偏差算起，向止規(guī)的公差帶內(nèi)分布。校對量規(guī)的公差規(guī)定等于工作量公差帶內(nèi)分布。校對量規(guī)的公差規(guī)定等于工作量規(guī)公差的一半。規(guī)公差的一半。表表5 5- -2 2 IT6IT16IT6IT16級工作量規(guī)制造公差和位置要素（摘錄級工作量規(guī)制造公差和位置要素（摘錄）一、量規(guī)設計原則及其結(jié)構(gòu)一、量規(guī)設計原則及其結(jié)構(gòu) 二、量規(guī)極限偏差的計算二、量規(guī)極限偏差的計算三、量規(guī)其它技術(shù)要求三、量規(guī)其它技術(shù)要求 光滑極限量規(guī)的設計應符合極限尺寸判斷原則光滑極限量規(guī)的設計應符合極限尺寸判斷原則( (泰勒原則泰勒原則) )，即孔或軸的作用尺寸不允許超過最大實，即孔或軸的

16、作用尺寸不允許超過最大實體尺寸，且在任何位置上的實際尺寸不允許超過最小體尺寸，且在任何位置上的實際尺寸不允許超過最小實體尺寸。實體尺寸。 解：解：首先確定被測孔、軸的極限偏差。查第二章極限與首先確定被測孔、軸的極限偏差。查第二章極限與配合標準，配合標準， 孔孔20H720H7的上偏差的上偏差ES=+0.021mmES=+0.021mm；下偏差下偏差EI=0EI=0， 軸軸20f620f6的上偏差為的上偏差為es=-0.020mmes=-0.020mm，下偏差下偏差ei=-0.033mmei=-0.033mm。 1 1確定工作量規(guī)制造公差和位置要素值確定工作量規(guī)制造公差和位置要素值 由表由表5

17、5-1-1查得：查得：IT7IT7，尺寸為尺寸為25mm25mm的量規(guī)公差的量規(guī)公差T=0.0024mmT=0.0024mm，位置要素位置要素Z=0.0034mmZ=0.0034mm；IT6IT6，尺寸為尺寸為2525的量規(guī)公差為的量規(guī)公差為T=0.002mmT=0.002mm，位位置要素置要素Z=0.0024mmZ=0.0024mm。 2 2計算工作量規(guī)的極限偏差計算工作量規(guī)的極限偏差 (1) (1) 20H720H7孔用塞規(guī)孔用塞規(guī) 通規(guī)通規(guī) 上偏差上偏差= =EI+Z+=(0+0.0034+0.0012)mm=+0.0046mm EI+Z+=(0+0.0034+0.0012)mm=+0.

18、0046mm 下偏差下偏差= =EI+Z-=(0+0.0034EI+Z-=(0+0.00340.0012)mm=+0.0022mm0.0012)mm=+0.0022mm 磨損極限磨損極限= =EI=0EI=0 止規(guī)止規(guī) 上偏差上偏差= =ES=+0.021mmES=+0.021mm 下偏差下偏差= =ESEST=(+0.021T=(+0.0210.0024)0.0024) =+0.0186mm =+0.0186mm (2) (2) 20f620f6軸用環(huán)規(guī)或卡規(guī)軸用環(huán)規(guī)或卡規(guī) 通規(guī)通規(guī) 上偏差上偏差= =es-Z+=(-0.02-0.0024+0.001)mmes-Z+=(-0.02-0.00

19、24+0.001)mm -0.0214mm-0.0214mm 下偏差下偏差= =es-Z-=es-Z-=（-0.02-0.0024-0.001-0.02-0.0024-0.001）mmmm =-0.0234mm =-0.0234mm 磨損極限磨損極限= =es=-0.020es=-0.020 止規(guī)止規(guī) 上偏差上偏差= =ei+T=(-0.033+0.002)mmei+T=(-0.033+0.002)mm =-0.031mm =-0.031mm 下偏差下偏差= =ei=-0.033mmei=-0.033mm 工作量規(guī)的形狀誤差應在量規(guī)的尺寸公差帶內(nèi)，工作量規(guī)的形狀誤差應在量規(guī)的尺寸公差帶內(nèi)，形狀公差為尺寸公差的形狀公差為尺寸公差的5050，但形狀公差小于，但形狀公差小于