互換性與技術測量光滑工件尺寸的檢驗與光滑極限量規(guī)

2023/1/201/40InspectionandMeasurementofPlainWorkpieceSizes第5章光滑工件尺寸的檢測2023/1/202/40本章學習內容5.2用光滑極限量規(guī)檢驗5.1用普通計量器具測量2023/1/203/40

機械零件上的尺寸要素加工出來以后，需要通過一定的檢測手段來判斷其合格性。

◆由于任何計(測量)量器具都存在內在的誤差，因此無法得到被測尺寸的真值。若以極限尺寸(或實體尺寸)作為合格性的驗收極限，勢必會出現(xiàn)誤判——誤收或誤廢。

◆

此外，對遵守包容要求的尺寸要素，除需要用計量器具檢測其局部尺寸是否超出兩實體尺寸界限外，還要判斷尺寸要素是否超出最大實體邊界。

本章將針對這兩種情況下光滑工件尺寸要素的檢測問題及合格性判斷加以介紹。2023/1/204/405.1用普通計量器具測量MeasurementUsingGeneralMeasuringInstruments參照標準：GB/T3177-2009產品幾何技術規(guī)范(GPS)光滑工件尺寸的檢驗2023/1/205/40誤收與誤廢誤收——把真實尺寸位于公差帶外的不合格品誤判為合格品而接受。誤收會影響產品質量。誤廢——把真實尺寸位于公差帶內的合格品誤判為不合格品而報廢。誤廢會造成經濟損失。驗收原則與標準溫度

所用驗收方法應只接收位于規(guī)定的尺寸極限之內的工件。測量的標準溫度為20℃。允許誤廢不允許誤收2023/1/206/40誤收與誤廢誤收或誤廢的原因是由于測量誤差的存在。誤收——把提取要素局部尺寸超過極限尺寸范圍的工件誤認為合格誤廢——把提取要素局部尺寸在極限尺寸范圍內的工件誤認為不合格2023/1/207/40驗收極限驗收極限是判斷所檢驗工件尺寸合格與否的尺寸界限。國家標準規(guī)定，按驗收極限驗收工件。國家標準規(guī)定，驗收極限可按下列兩種方案之一確定?！鲵炇諛O限方式的確定驗收極限是從規(guī)定的最大實體尺寸(MMS)和最小實體尺寸(LMS)分別向工件公差帶內移動一個安全裕度(A)來確定。A值根據(jù)工件公差(T)來確定，約為T的1/10(見附表)?！駜瓤s方案2023/1/208/40孔的驗收極限：上驗收極限＝最小實體尺寸(LMS)－安全裕度(A)下驗收極限＝最大實體尺寸(MMS)＋安全裕度(A)軸的驗收極限：上驗收極限＝最大實體尺寸(MMS)－安全裕度(A)下驗收極限＝最小實體尺寸(LMS)＋安全裕度(A)2023/1/209/40公差等級678公稱尺寸/mm大于至TAu1TAu1TAu1ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ─360.60.540.91.4101.00.91.52.3141.41.32.13.23680.80.721.21.8121.21.11.82.7181.81.62.74.161090.90.811.42.0151.51.42.33.4222.22.03.35.01018111.11.01.72.5181.81.72.74.1272.72.44.16.11830131.31.22.02.9212.11.93.24.7333.33.05.07.43050161.61.42.43.6252.52.33.85.6393.93.55.98.85080191.91.72.94.3303.02.74.56.8464.64.16.91080120222.22.03.35.0353.53.25.37.9545.44.98.112120180252.52.33.85.6404.03.66.09.0636.35.79.514180250292.92.64.46.5464.64.16.910727.26.51116250315323.22.94.87.2525.24.77.812818.17.31218315400363.63.25.48.1575.75.18.413898.98.01320400500404.03.66.09.0636.35.79.514979.78.71522安全裕度(A)與計量器具的測量不確定度允許值(u1)μm2023/1/2010/40公差等級91011公稱尺寸/mm大于

至TAu1TAu1TAu1ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ─3252.52.33.85.6404.03.66.09.0606.05.49.01436303.02.74.56.8484.84.37.211757.56.81117610363.63.35.48.1585.85.28.713909.08.114201018434.33.96.59.7707.06.31116110111017251830525.24.77.812848.47.61319130131220293050626.25.69.314100109.01523160161424365080747.46.71117120121118271901917294380120878.77.813201401413213222022203350120180100109.015231601615243625025233856180250115121017261851817284229029264465250315130131219292102119324732032294872315400140141321322302321355236036325481400500155161423352502523385640040366090安全裕度(A)與計量器具的測量不確定度允許值(u1)(續(xù))μm2023/1/2011/40●

不內縮方案驗收極限等于規(guī)定的最大實體尺寸(MMS)和最小實體尺寸(LMS)，即安全裕度A值等于零。孔的驗收極限上驗收極限＝最小實體尺寸(LMS)

下驗收極限＝最大實體尺寸(MMS)軸的驗收極限上驗收極限＝最大實體尺寸(MMS)

下驗收極限＝最小實體尺寸(LMS)2023/1/2012/40■驗收極限方式的選擇要結合尺寸功能要求及其重要程度、尺寸公差等級、測量不確定度和過程能力等因素綜合考慮?！魧ψ裱菀蟮某叽纭⒐畹燃壐叩某叽?，其驗收極限按內縮方案確定。

這是因為內縮一個安全裕度，不但可以防止因測量誤差而造成的誤收，而且可以防止由于工件的形狀誤差而引起的誤收?！魧Ψ桥浜虾鸵话愎畹某叽纾潋炇諛O限按不內縮方案確定。◆當過程能力指數(shù)(工藝能力系數(shù))CP≥1時，其驗收極限可以按不內縮方案確定；但對遵守包容要求的尺寸，其最大實體尺寸一邊的驗收極限仍按內縮方案確定。(注:CP=T/(6σ))◆對偏態(tài)分布的尺寸，其驗收極限可以僅對尺寸偏向的一邊按內縮方案確定。2023/1/2013/40計量器具的選擇■計量器具的選用原則按照計量器具所導致的測量不確定度(簡稱計量器具的不確定度)的允許值(u1)選擇計量器具。計量器具的不確定度u1系指在測量結果的測量不確定度(u)中由計量器具所引入的不確定度分量。

選擇時，應使所選用的計量器具的測量不確定度數(shù)值等于或小于標準所規(guī)定的u1的允許值。注：u1值按測量結果的測量不確定度u與工件公差T的比值分檔：

◆用于IT6～IT11的分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三檔。

◆用于IT12～IT18的只分為Ⅰ、Ⅱ兩檔。

◆Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ檔值分別約為工件公差的1/10、1/6和1/4。

◆

u1約為u的0.9倍。2023/1/2014/40■計量器具的測量不確定度允許值(u1)的選定選用前述國家標準表1中計量器具的測量不確定度允許值(u1)。一般情況下，優(yōu)先選用Ⅰ檔，其次選用Ⅱ檔、Ⅲ檔。仲裁對測量結果的爭議，可以采用更精確的計量器具或事先雙方商定的方法解決。一般情況下按GB/T18779.1進行合格或不合格判定。2023/1/2015/402023/1/2016/402023/1/2017/40【例】被測工件為，試確定驗收極限并選擇合適的測量器具。E解：①確定驗收極限

由于該軸精度要求為IT8級且采用包容要求，故驗收極限按內縮方案確定。根據(jù)工件公差T=0.039mm，查表確定安全裕度A和測量器具的不確定度允許值u1:上驗收極限=最大實體尺寸MMS–A=44.9711mm下驗收極限=最小實體尺寸LMS+A=44.9399mm2023/1/2018/40②選擇測量器具根據(jù)工件的公稱尺寸以及查表確定的測量器具的不確定度允許值u1，查表選擇不確定度u1'不超過u1的測量器具。查表可知，分度值為0.005mm的比較儀的不確定度因此可以用它來檢測本例的工件。2023/1/2019/405.2用光滑極限量規(guī)檢驗InspectionUsingPlainLimitGauges參照標準：GB/T1957-2006光滑極限量規(guī)技術條件GB/T10920-2008螺紋量規(guī)和光滑極限量規(guī)型式與尺寸光滑極限量規(guī)是一種沒有刻度的專用測量器具。它(們)雖不能測出工件局部尺寸及形狀誤差的具體大小，但能判斷被測工件的提取組成要素是否超出最大實體邊界、提取組成要素的局部尺寸是否超出最小實體尺寸。光滑極限量規(guī)適用于有包容要求、大批量生產的工件的合格性檢驗。2023/1/2020/40光滑極限量規(guī)及其功用軸用光滑極限量規(guī)——環(huán)規(guī)(卡規(guī))孔用光滑極限量規(guī)——塞規(guī)■光滑極限量規(guī)(plainlimitgauges)以被檢孔或軸的最大實體尺寸和最小實體尺寸為公稱尺寸的標準測量面，能反映控制被檢孔或軸邊界條件的無刻度長度測量器具。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沒有超越最小實體尺寸，故零件合格。2023/1/2021/40■光滑極限量規(guī)的分類及功用●1.工作量規(guī)指在加工工件的過程中用于檢驗工件的量規(guī)，由操作者使用。通規(guī)代號——“T”止規(guī)代號——“Z”●2.驗收量規(guī)指驗收者(檢驗員或購買機械產品的客戶代表)用以驗收工件的量規(guī)2023/1/2022/40●3.校對量規(guī)專門用于校對軸工件用的工作量規(guī)——卡規(guī)或環(huán)規(guī)的量規(guī)。因為，卡規(guī)和環(huán)規(guī)的工作尺寸屬于孔尺寸，由于尺寸精度高，難以用一般計量器具測量，故標準規(guī)定了校對量規(guī)。校對量規(guī)分為3種：

◆“校通—通”量規(guī)(代號——“TT”)在制造軸用通規(guī)時，用以校對的量規(guī)。當校對量規(guī)通過時，被校對的新的通規(guī)合格。

◆“校止—通”量規(guī)(代號——“ZT”)在制造軸用止規(guī)時，用以校對的量規(guī)。當校對量規(guī)通過時，被校對的新的止規(guī)合格。

◆“校通—損”量規(guī)(代號——“TS”)用以檢驗軸用舊的通規(guī)報廢用的校對量規(guī)。當校對量規(guī)通過，軸用舊的通規(guī)磨損達到或超過極限，應作報廢處理。2023/1/2023/40光滑極限量規(guī)設計對于檢驗工件合格性的工作量規(guī)和驗收量規(guī)來說，都需配有一對量規(guī)——通規(guī)和止規(guī)，它們聯(lián)合起來才能按包容要求的要求對工件的合格性進行判斷。通規(guī)止規(guī)■量規(guī)的公稱尺寸通規(guī)的公稱尺寸=被測工件的最大實體尺寸MMS止規(guī)的公稱尺寸=被測工件的最小實體尺寸LMS2023/1/2024/40■量規(guī)的測量面形狀在設計量規(guī)時，原則上量規(guī)的測量面應符合泰勒原則(極限尺寸判斷原則)，以保證《公差與配合》標準中規(guī)定的配合性質。符合泰勒原則的量規(guī)型式如下：1.通規(guī)用于控制零件的作用尺寸，它的測量面理論上應具有與孔或軸相對應的完整表面(即全形量規(guī))其尺寸等于孔或軸的最大實體尺寸，且量規(guī)的長度等于配合長度。2.止規(guī)用于控制零件的實際尺寸，它的測量面理論上應為點狀的(即不全形量規(guī))，其尺寸等于孔或軸的最小實體尺寸。2023/1/2025/40■量規(guī)的測量面形狀3.由于量規(guī)在制造和使用方面某些原因的影響，要求量規(guī)型式完全符合泰勒原則會有困難，有時甚至不能實現(xiàn)，因而不得不允許量規(guī)型式在一定條件下偏離泰勒原則。例如：為采用標準量規(guī)，通規(guī)的長度可能短于工件的配合長度，檢驗曲軸軸頸的通規(guī)無法用全形的環(huán)規(guī)，而用卡規(guī)代替；點狀止規(guī)，檢驗中點接觸易于磨損，往往改用小平面或球面來代替。2023/1/2026/40■量規(guī)的測量面形狀4.當量規(guī)型式不符合泰勒原則時，有可能將不合格品判為合格品，為此，應該在保證被檢驗的孔、軸的形狀誤差(尤其是軸線的直線度、圓度)不致影響配合性質條件下，才能允許使用偏離泰勒原則的量規(guī)。量規(guī)的結構型式很多，在工具專業(yè)標準(GL34-62)中，對結構、尺寸、適用范圍有詳細的介紹。塞規(guī)工作動畫環(huán)規(guī)工作動畫卡規(guī)工作動畫2023/1/2027/40■量規(guī)公差軸用光滑極限量規(guī)的公差帶孔用光滑極限量規(guī)的公差帶工作量規(guī)的尺寸：工作量規(guī)的尺寸：通規(guī)：止規(guī)：通規(guī)：止規(guī)：光滑極限量規(guī)的精度比被測孔、軸的精度高得多，為保證質量，采用內縮方案。通規(guī)公差帶中線內縮Z，預留磨損量，磨損極限為最大實體尺寸。止規(guī)很少通過工件，因此不留磨損公差。即

通端---制造公差、磨損公差

止端---制造公差2023/1/2028/40工作量規(guī)的尺寸公差值及其通端位置要素值2023/1/2029/40工作量規(guī)的尺寸公差值及其通端位置要素值(續(xù)1)2023/1/2030/40工作量規(guī)的尺寸公差值及其通端位置要素值(續(xù)2)2023/1/2031/40工作量規(guī)的尺寸公差值及其通端位置要素值(續(xù)3)2023/1/2032/40●量規(guī)的形狀和位置誤差應在其尺寸公差帶內。其公差為量規(guī)尺寸公差的50%。當量規(guī)尺寸公差小于或等于0.002mm時，其形狀與位置公差為0.001mm?！窳恳?guī)測量面的表面粗糙度Ra值不應大于下表的規(guī)定。2023/1/2033/40■量規(guī)的其他技術要求●量規(guī)的測量面不應有銹蝕、毛刺、黑斑、劃痕等明顯影響外觀使用質量的缺陷。其他表面不應有銹蝕和裂紋?！?/p>

塞規(guī)的測頭與手柄的聯(lián)結應牢固可靠，在使用過程中不應松動?！?/p>

量規(guī)宜采用合金工具鋼、碳素工具鋼、滲碳鋼及其他耐磨材料制造?！?/p>

鋼制量規(guī)測量面的硬度不應小于700HV(或60HRC)。●量規(guī)應經過穩(wěn)定性處理。2023/1/2034/40■量規(guī)設計舉例【例1】計算Φ25H8/f7孔和軸用量規(guī)的極限偏差。解：(1)查“公稱尺寸D≤500mm時標準公差數(shù)值”表 “公稱尺寸D≤500mm孔的基本偏差”表， “公稱尺寸D≤50