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用通用計量器具測量工件

4.3用光滑極限量規(guī)檢驗工件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：可調、顯示偏差值，或是否合格◆通用計量器具：“兩點法”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工具，其外形與被檢驗對象相反。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體尺寸，止規(guī)的作用是防止工件尺寸超出最小實體尺寸。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

采用獨立原則、最大實體要求和最小實體要求的光滑工件尺寸通常使用通用計量器具和極限指示計進行測量。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。34.2光滑工件尺寸的測量——通用計量器具4.2.1光滑工件尺寸的驗收極限和安全裕度

（1）誤收與誤廢

在測量或檢驗過程中，真實尺寸位于公差帶內但接近極限偏差的合格工件，可能因測得的實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，可能因測得的實際尺寸在公差帶內而被誤判為合格品，這種現(xiàn)象稱為誤收。

正確的確定驗收極限意義重大。4

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

◆驗收極限；

◆計量器具的測量不確定度允許值；

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

4.2.1光滑工件尺寸的驗收極限和安全裕度（2）驗收極限方式的確定標準規(guī)定驗收極限可以按照以下兩種方式之一確定：◆內縮方式

驗收極限是從規(guī)定的的最大實體尺寸(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的值按零件公差的10%確定。

6采用雙邊內縮時：

對于孔：

Ｄ上驗收極限＝ＤLMS－Ａ＝Ｄmax－Ａ

Ｄ下驗收極限＝ＤMMS＋Ａ＝Ｄmin＋Ａ

對于軸：

d上驗收極限＝dMMS－Ａ＝dmax－Ａ

d下驗收極限＝dLMS＋Ａ＝dmin＋Ａ

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

驗收極限是從規(guī)定的的最大實體尺寸(MMS)和最小實體尺寸(LMS)，即安全裕度A為零。此時零件的驗收極限為：上驗收極限=dmax（或Dmax）下驗收極限=dmin（或Dmin）8

（3）

驗收極限方式的選擇：①對于遵循包容要求的尺寸和標準公差等級高的尺寸，其驗收極限應按內縮法確定；②當工藝能力指數(shù)Cp≥1時，不內縮；如果采用包容要求是，在最大實體尺寸一側內縮；③對于偏態(tài)分布的尺寸，其驗收極限可以只對尺寸偏向的一邊按單向內縮法確定；④對于非配合尺寸和一般公差的尺寸，其驗收極限應按不內縮法確定。9采用單邊內縮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)

dMCp≥1采用包容要求時的驗收極限

10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114.2.2計量器具的選擇

（1）測量誤差構成

測量不確定度u是對測得值與真值趨近程度的評定結果。

u由計量器具不確定度u1和測量條件不確定度u2組成。一般情況下，u1

＝0.9u

（2）計量器具選擇原則所選用計量器具的不確定度必須小于或等于對應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軸驗收時的驗收極限，選擇相應的計量器具，并分析能否使用分度值為0.01mm的外徑千分尺進行比較測量。解：(1)確定驗收極限Φ75f8E軸采用包容要求，驗收極限按雙向內縮方式確定。查表得安全裕度A=0.0046mm，上下驗收極限：上驗收極限=dmax-A=74.970–0.0046=74.9654mm下驗收極限=dmin+A=74.924+0.0046=74.9286mm14（2）選擇計量器具

查表按優(yōu)先選用I檔計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量塊作為標準器進行比較測量?？梢詽M足測量要求。154.3

用光滑極限量規(guī)的設計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工具。適用于大批量生產、遵守包容要求的孔和軸的檢驗。用光滑極限量規(guī)檢驗零件時，只能判斷零件是否在規(guī)定的驗收極限范圍內，而不能測出零件實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體邊界，檢驗實際要素（通過為合格）；止規(guī)(notgogauge)體現(xiàn)最小實體尺寸，檢驗被測孔和軸的實際要素尺寸（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孔的量規(guī)成為塞規(guī)(pluggauge)，檢驗軸的量規(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)，應是新的磨損較少的量規(guī)；◆驗收量規(guī)驗收零件時檢驗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)

檢驗使用中的軸用通規(guī)是否磨損到極限時的校對量規(guī)（通過，軸用通規(guī)磨損到極限，應報廢）

●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)的設計原理光滑極限量規(guī)的設計應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)不得超過最大實體尺寸，在任何位置上孔或軸的實際組成要素尺寸(Da,da)不得超過最小實體尺寸，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)的設計要求，符合泰勒原則的量規(guī)，通規(guī)應具有最大實體邊界的形狀（全形通規(guī)），止規(guī)應具有與被測孔、軸稱兩個點接觸的形狀（兩點式止規(guī)）。(a)全形通規(guī)；(b)兩點狀通規(guī)；(c)工件；(d)兩點狀止規(guī)；(e)全形止規(guī)214.3.2光滑極限量規(guī)的設計原理嚴格遵守泰勒原則設計的量規(guī)，具有既能控制零件尺寸，同時又能控制零件形狀誤差的優(yōu)點。

由于量規(guī)制造和使用方面的原因，實際應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，與被檢驗零件的公差等級和公稱尺寸有關；Z1：通規(guī)尺寸公差帶中心道最大實體尺寸之間的距離（考慮磨損）；止規(guī)公差帶緊靠最小實體尺寸；工作量規(guī)的幾何誤差應在其尺寸公差帶內，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不應大于0.05~0.8um234.3.3光滑極限量規(guī)的公差及工作尺寸計算

（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)公差帶內分布。校對量規(guī)的幾何誤差應在其尺寸公差帶內，即采用包容要求，表面粗糙度Ra不應大于0.05~0.4um244.3.3光滑極限量規(guī)的公差及工作尺寸計算

（3）光滑極限量規(guī)的工作尺寸計算步驟：◆由標準公差數(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，并計算出量規(guī)工作部分的極限尺寸。25檢驗孔的量規(guī)檢驗軸的量規(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

計算工作量規(guī)的極限偏差26設計舉例計算25H8/f7孔用、軸用工作量規(guī)的極限偏差。27設計舉例計算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)的標注方法（見圖）。3031

量規(guī)的標注方法（a)卡規(guī)工作簡圖；（b）塞規(guī)工作簡圖324.3.3量規(guī)的技術要求量規(guī)的技術要求包括量規(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，其測量面的硬度應為HRC58~65。33

3.形位公差

量規(guī)的形狀公差和位置公差應控制在尺寸公差帶內，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，當量規(guī)的尺寸公差小于或等于0.002時，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

1.光滑工件尺寸的檢測

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

37驗收極限的確定