光滑工件尺寸的檢測(cè)

第六章光滑工件尺寸的檢測(cè)

判斷工件合格與否，檢測(cè)可采用通用測(cè)量器具（《光滑工件尺寸的檢驗(yàn)》GB/T3177-1997），也可使用極限量規(guī)（《光滑極限量規(guī)》GB/T1957-1981）。光滑極限量規(guī)廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)中，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便可靠，驗(yàn)收效率高。本章介紹這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容。

6.1用通用測(cè)量器具測(cè)量6.2用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)江漢大學(xué)6.1用通用測(cè)量器具測(cè)量

6.1.1誤收和誤廢

考慮測(cè)量誤差的影響

因誤收而擴(kuò)大的公差稱(chēng)為保證公差(21μm)而因誤廢縮小的公差稱(chēng)為生產(chǎn)公差(5μm)。

誤收會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，誤廢會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，為防止誤收并控制誤廢率，更好地保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本，必須正確地確定驗(yàn)收極限和選擇計(jì)量器具。江漢大學(xué)

6.1用通用測(cè)量器具測(cè)量

6.1.2驗(yàn)收極限和安全裕度A

檢驗(yàn)工件尺寸時(shí)判斷合格與否的尺寸界限。驗(yàn)收方案：

1.內(nèi)縮方案

驗(yàn)收極限是從工件規(guī)定的最大實(shí)體極限（MML）和最小實(shí)體極限（LML）分別向工件公差帶內(nèi)移動(dòng)一個(gè)安全裕度A來(lái)確定。

2.不內(nèi)縮方案驗(yàn)收極限分別等于規(guī)定的最大實(shí)體極限（MML）和最小實(shí)體極限（LML），即A值等于零。江漢大學(xué)

6.1用通用測(cè)量器具測(cè)量

6.1.2驗(yàn)收極限和安全裕度A

為防止受測(cè)量不確定度的影響而使工件的實(shí)際尺寸超出兩個(gè)極限尺寸范圍，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了檢驗(yàn)的安全裕度A。規(guī)定了檢驗(yàn)原則：所用驗(yàn)收方法只接收位于規(guī)定的極限尺寸之內(nèi)的工件。即只允許有誤廢而不允許有誤收。

普通測(cè)量器具包括游標(biāo)尺、千分尺、指示表和分度值不小于0.0005mm，放大倍數(shù)不大于2000倍的比較儀等。方案1——檢驗(yàn)500mm、公差值為6-18級(jí)、有配合要求的光滑工件尺寸。方案2——檢驗(yàn)非配合和一般公差的尺寸。安全裕度A由被測(cè)工件的尺寸公差來(lái)查表6-1確定。A值一般為工件公差的1/10。確定A值須從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面考慮。安全裕度抵消測(cè)量的不確定度。

江漢大學(xué)驗(yàn)收極限的適用性Cp>1采用包容要求時(shí)的驗(yàn)收極限D(zhuǎn)max(L)

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

Admin(L)

dM江漢大學(xué)驗(yàn)收極限的適用性下驗(yàn)收極限上驗(yàn)收極限

A偏態(tài)分布時(shí)的驗(yàn)收極限

dmindmax軸公差帶上驗(yàn)收極限下驗(yàn)收極限

ADminDmax孔公差帶江漢大學(xué)6.1用通用測(cè)量器具測(cè)量

6.1.3測(cè)量器具的選擇

1.測(cè)量精度：所選的測(cè)量器具的精度指標(biāo)必須滿足被測(cè)對(duì)象的精度要求，才能保證測(cè)量的準(zhǔn)確度。被測(cè)對(duì)象的精度要求主要由其公差的大小來(lái)體現(xiàn)。一般情況下，所選測(cè)量器具的測(cè)量不確定度只能占被測(cè)零件尺寸公差的1/10～1/3，精度低時(shí)取1/10，精度高時(shí)取1/3。

2.測(cè)量成本：在保證測(cè)量準(zhǔn)確度的前提下，應(yīng)考慮測(cè)量器具的價(jià)格、使用壽命、檢定修理時(shí)間、對(duì)操作人員技術(shù)熟練程度的要求等，選用價(jià)格較低、操作方便、維護(hù)保養(yǎng)容易、操作培訓(xùn)費(fèi)用少的測(cè)量器具，盡量降低測(cè)量成本。

3.被測(cè)件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及檢測(cè)數(shù)量：所選測(cè)量器具的測(cè)量范圍必須大于被測(cè)尺寸。對(duì)硬度低、材質(zhì)軟、剛性差的零件，一般選取用非接觸測(cè)量，如用光學(xué)投影放大、氣動(dòng)、光電等原理的測(cè)量器具進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)測(cè)量件數(shù)較多（大批量）時(shí)，應(yīng)選用專(zhuān)用測(cè)量器具或自動(dòng)檢驗(yàn)裝置；對(duì)于單件或少量的測(cè)量，可選用萬(wàn)能測(cè)量器具。江漢大學(xué)6.1用通用測(cè)量器具測(cè)量

6.1.3測(cè)量器具的選擇

安全裕度A：測(cè)量不確定的允許值在上述檢驗(yàn)條件下檢驗(yàn)時(shí)，因測(cè)量器具的內(nèi)在誤差和測(cè)量條件誤差綜合作用結(jié)果，引起測(cè)量結(jié)果的分散。

測(cè)量不確定度：評(píng)定測(cè)量結(jié)果的分散程度。由測(cè)量器具不確定度u1和溫度、工件形狀誤差及壓陷效應(yīng)等因素所引起的不確定度u2兩部分組成。

1.測(cè)量器具的選用原則測(cè)量器具可根據(jù)計(jì)量器具的測(cè)量不確定度允許值來(lái)選擇。使所選計(jì)量器具不確定度值u小于等于u1。即：u≤u1。

江漢大學(xué)確定驗(yàn)收極限的方式驗(yàn)收極限應(yīng)用內(nèi)縮方式

將工件的驗(yàn)收極限從工件的極限尺寸向工件的公差帶內(nèi)縮一個(gè)安全裕度A上驗(yàn)收極限尺寸＝

最大極限尺寸－A下驗(yàn)收極限尺寸＝

最小極限尺寸＋A主要用于采用包容要求的尺寸和公差等級(jí)較高的尺寸不內(nèi)縮方式安全裕度A＝0上驗(yàn)收極限尺寸＝最大極限尺寸下驗(yàn)收極限尺寸＝最小極限尺寸主要用于非配合尺寸和一般公差尺寸驗(yàn)收極限的確定江漢大學(xué)6.1用通用測(cè)量器具測(cè)量

6.1.3測(cè)量器具的選擇2.測(cè)量器具不確定度允許值u1的確定:

查表6-1選用測(cè)量器具不確定度u1

查表6-2、6-3選擇常用測(cè)量器具。

——選擇計(jì)量器具應(yīng)與被測(cè)工件的外形、位置、尺寸的大小及被測(cè)參數(shù)特性相適應(yīng)；計(jì)量器具的測(cè)量范圍能滿足工件的要求。

——選擇計(jì)量器具應(yīng)考慮工件的尺寸公差，使選用的計(jì)量器具不確定度值即要保證測(cè)量精度要求，又要符合經(jīng)濟(jì)性要求。目前，千分尺是一般工廠在生產(chǎn)車(chē)間使用非常普遍的測(cè)量器具，為了提高千分尺的測(cè)量精度，擴(kuò)大其使用范圍，可采用比較測(cè)量法。比較測(cè)量時(shí)，可用產(chǎn)品樣件經(jīng)高一精度等級(jí)的精密測(cè)量后作為比較標(biāo)準(zhǔn)，也可用量塊作為標(biāo)準(zhǔn)器。江漢大學(xué)6.1用通用測(cè)量器具測(cè)量

6.1.4測(cè)量器具選擇示例

例：被測(cè)工件為一φ50f8mm的軸，試確定驗(yàn)收極限并選擇合適的測(cè)量器具。

解：①確定工件的極限偏差。

es=-0.025ei=-0.064該工件的公差為0.039mm。②確定安全裕度A和測(cè)量器具不確定度允許值u1。從表6-1查得A=0.003，u1=0.0027。③計(jì)算驗(yàn)收極限。上驗(yàn)收極限=dmax-A=(50-0.025-0.003)mm=49.972mm

下驗(yàn)收極限=dmin+A=(50-0.064+0.003)mm=49.939mm④選擇測(cè)量器具。按工件基本尺寸50mm，查表6-3，分度值為0.002mm的比較儀不確定度u1為0.0018mm，小于允許值0.0027mm，可滿足使用要求。江漢大學(xué)6.1用通用測(cè)量器具測(cè)量

6.1.4測(cè)量器具選擇示例

例6-2試確定檢驗(yàn)被測(cè)工件工件尺寸為Φ70F9的孔，試確定驗(yàn)收極限并選擇合適的測(cè)量器具。解：①確定工件的極限偏差。ES=0.104mm，EI=0.030mm，公差TD=0.074mm

②確定安全裕度A和測(cè)量器具不確定度允許值u1。從表6-1查得A=0.006，u1=0.0054。

③計(jì)算驗(yàn)收極限。上驗(yàn)收極限=Dmax-A=(70+0.104-0.006)mm=70.098mm下驗(yàn)收極限=Dmin+A=(70+0.030+0.006)mm=70.036mm

④選擇測(cè)量器具。按工件基本尺寸70mm，從表6-2查知，分度值為0.01mm的外徑千分尺的不確定度u1為0.005mm，小于允許值0.0054mm，可滿足使用要求。江漢大學(xué)6.2用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)

了解光滑極限量規(guī)的功用、類(lèi)型及特點(diǎn)；

掌握光滑極限量規(guī)的設(shè)計(jì)；

光滑工件尺寸通常采用普通計(jì)量器具測(cè)量或用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)。

量規(guī)的使用——根據(jù)零件圖樣上遵守的公差原則來(lái)確定。當(dāng)零件圖樣上被測(cè)要素的尺寸公差和形位公差遵守獨(dú)立原則時(shí)，該零件加工后的尺寸和形位誤差采用通用計(jì)量器具來(lái)測(cè)量。當(dāng)零件圖樣上被測(cè)要素的尺寸公差和形位公差遵守相關(guān)原則時(shí)，應(yīng)采用光滑極限量規(guī)或位置量規(guī)來(lái)檢驗(yàn)。塞規(guī)江漢大學(xué)6.2用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)

6.2.1基本概念光滑極限量規(guī)是一種無(wú)刻度的定值專(zhuān)用量具，其外形與被檢驗(yàn)對(duì)象相反。量規(guī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、使用方便。檢驗(yàn)孔、軸時(shí)，不能測(cè)出孔、軸尺寸的具體數(shù)字，但能判斷孔、軸尺寸是否合格。

螺紋環(huán)規(guī)、塞規(guī)江漢大學(xué)6.2用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)

6.2.1基本概念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軸用卡規(guī)或環(huán)規(guī)

孔用塞規(guī)

江漢大學(xué)光滑極限量規(guī)圖例江漢大學(xué)6.2用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)

6.2.2光滑極限量規(guī)的分類(lèi)

量規(guī)是用來(lái)判斷孔、軸尺寸是否在規(guī)定的兩極限尺寸范圍內(nèi)，因此量規(guī)都成對(duì)使用。其中一為“T通規(guī)”，另一為“Z止規(guī)”。

通規(guī)——控制零件的作用尺寸，用以判斷dm、Dm有否從公差帶內(nèi)超出最大實(shí)體尺寸。

止規(guī)——控制零件的實(shí)際尺寸，用以判斷da、Da有否從公差帶內(nèi)超出最小實(shí)體尺寸。

檢驗(yàn)時(shí)，通規(guī)能通過(guò)工件，而止規(guī)不能通過(guò)，則認(rèn)為工件是合格的。江漢大學(xué)6.2用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)

6.2.2光滑極限量規(guī)的分類(lèi)孔用光滑極限量規(guī)（塞規(guī)）通端——按孔的最大實(shí)體尺寸(孔的最小極限尺寸)制造

止端——按孔的最小實(shí)體尺寸(孔的最大極限尺寸)制造

通規(guī)按Dmin設(shè)計(jì)防止Dm<Dmin

止規(guī)按Dmax設(shè)計(jì)防止Da>Dmax軸用光滑極限量規(guī)（環(huán)規(guī)或卡規(guī)）通端——按軸的最大實(shí)體尺寸(軸的最大極限尺寸)制造

止端——按軸的最小實(shí)體尺寸(軸的最小極限尺寸)制造通規(guī)按dmax設(shè)計(jì)防止dm>dmax

止規(guī)按dmin設(shè)計(jì)防止da<dmin

江漢大學(xué)6.2用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)

6.2.2光滑極限量規(guī)的分類(lèi)量規(guī)按用途分類(lèi)

工作量規(guī)：是工人在生產(chǎn)過(guò)程中檢驗(yàn)工件用的量規(guī)。

驗(yàn)收量規(guī)：是檢驗(yàn)部門(mén)或用戶驗(yàn)收產(chǎn)品時(shí)使用的量規(guī)。

校對(duì)量規(guī)：是校對(duì)軸用工作量規(guī)的量規(guī)。軸用工作量規(guī)在制造或使用過(guò)程中常會(huì)發(fā)生碰撞變形，且通規(guī)經(jīng)常通過(guò)零件易磨損，所以要定期校對(duì)?？子霉ぷ髁恳?guī)用精密通用量?jī)x檢測(cè)，故不規(guī)定專(zhuān)用的校對(duì)量規(guī)。江漢大學(xué)泰勒原則通規(guī)用于控制工件的作用尺寸，其尺寸等于孔或軸的最大實(shí)體尺寸，且量規(guī)長(zhǎng)度等于配合長(zhǎng)度。

止規(guī)用于控制工件的實(shí)際尺寸，其尺寸等于孔或軸的最小實(shí)體尺寸。

1.孔或軸的作用尺寸不允許超過(guò)最大實(shí)體尺寸

2.在任何位置上的實(shí)際尺寸不允許超過(guò)最小實(shí)體尺寸

江漢大學(xué)6.2光滑極限量規(guī)

6.2.3工作量規(guī)的設(shè)計(jì)

通規(guī)測(cè)量面理論上應(yīng)具有與孔或軸相對(duì)應(yīng)的完整表面（即全形量規(guī)）其尺寸等于孔或軸的最大實(shí)體尺寸，且量規(guī)的長(zhǎng)度等于配合長(zhǎng)度。

止規(guī)用于控制零件的實(shí)際尺寸，它的測(cè)量面理論上應(yīng)為點(diǎn)狀的（即不全形量規(guī)），其尺寸等于孔或軸的最小實(shí)體尺寸。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(huì)有困難，有時(shí)甚至不能實(shí)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(biāo)準(zhǔn)量規(guī)，通規(guī)的長(zhǎng)度可能短于工件的配合長(zhǎng)度，檢驗(yàn)曲軸軸頸的通規(guī)無(wú)法用全形的環(huán)規(guī)，而用卡規(guī)代替；點(diǎn)狀止規(guī)，檢驗(yàn)中點(diǎn)接觸易于磨損，往往改用小平面或球面來(lái)代替。量規(guī)的結(jié)構(gòu)型式很多，在工具專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（GL34-62）中，對(duì)結(jié)構(gòu)、尺寸、適用范圍有詳細(xì)的介紹。江漢大學(xué)塞規(guī)形狀對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果的影響江漢大學(xué)6.2光滑極限量規(guī)

6.2.3工作量規(guī)的設(shè)計(jì)

1.工作量規(guī)的公差帶是量規(guī)精度的合理要求，保證量規(guī)能以一定的準(zhǔn)確度進(jìn)行檢驗(yàn)。量規(guī)公差帶的大小和位置，取決于工件公差帶的大小和位置、量規(guī)的用途以及量規(guī)公差制。

工作量規(guī)公差通規(guī)公差由制造公差和磨損公差兩部分組成；止規(guī)只規(guī)定制造公差。

量規(guī)的公差帶由尺寸要素T和位置要素Z組合而成。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的量規(guī)制造公差和位置要素?cái)?shù)值見(jiàn)表6-5。江漢大學(xué)6.2光滑極限量規(guī)

6.2.3工作量規(guī)的設(shè)計(jì)我國(guó)量規(guī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：工作量規(guī)公差帶的位置配置，采用不超越工件極限的原則。江漢大學(xué)6.2光滑極限量規(guī)

6.2.3工作量規(guī)的設(shè)計(jì)

1）工作量規(guī)制造公差T2）通規(guī)公差帶的位置Z3）止規(guī)公差帶的位置T/24）工作量規(guī)的形位公差其尺寸與形位公差間的關(guān)系應(yīng)遵守包容要求。形狀公差取值為t=T/2，但當(dāng)T≤0.002mm時(shí)，取t=0.001mm。

5）工作量規(guī)的表面粗糙度值Ra，一般取0.025-0.4μm

江漢大學(xué)6.2光滑極限量規(guī)

6.2.3工作量規(guī)的設(shè)計(jì)

校對(duì)量規(guī)公差

校對(duì)量規(guī)是校對(duì)軸用工作量規(guī)的量規(guī)。

1）校對(duì)量規(guī)公差Tp

取值Tp=T/2；

2）Tp的位置對(duì)于TT(校通-通)規(guī)、ZT(校止-通)規(guī)（能被通過(guò)制造合格），Tp

在T的中心以下；對(duì)于TS(校通-損)規(guī)（不能被通過(guò)），Tp

在軸工件公差的MMS以下；

3）校對(duì)量規(guī)的形位公差與尺寸公差的關(guān)系按包容要求；

4）校對(duì)量規(guī)的表面粗糙度值Ra：約為工作量規(guī)Ra值的1/2。江漢大學(xué)6.2光滑極限量規(guī)

6.2.3工作量規(guī)的設(shè)計(jì)2.量規(guī)形式的選擇止規(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)測(cè)孔量規(guī)的型式及應(yīng)用范圍

止規(guī)通規(guī)10050002112測(cè)軸量規(guī)的型式及應(yīng)用范圍

環(huán)規(guī)卡規(guī)江漢大學(xué)6.2光滑極限量規(guī)

6.2.3工作量規(guī)的設(shè)計(jì)

3.工作量規(guī)的技術(shù)要求材料：合金工具鋼、碳素工具鋼、滲碳鋼和硬質(zhì)合金等耐磨材料。也可在測(cè)量面上鍍以厚度大于磨損量的鍍鉻層、氮化層等耐磨材料。量規(guī)測(cè)量面硬度：58~65HRC，穩(wěn)定性處理；量規(guī)測(cè)量面的表面粗糙度Ra查表6-6。量規(guī)表面粗糙度，取決于被檢驗(yàn)零件的基本尺寸、公差等級(jí)和粗糙度以及量規(guī)的制造工藝水平。量規(guī)表面粗糙度值的大小，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(guó)標(biāo)推薦的表面粗糙度數(shù)值。江漢大學(xué)6.2光滑極限量規(guī)

6.2.4工作量規(guī)的設(shè)計(jì)舉例

光滑極限量規(guī)工作尺寸計(jì)算的一般步驟如下：1）從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《極限與配合》（GB/T1800.3—1998）中查出孔與軸的尺寸極限偏差，然后計(jì)算出最大和最小實(shí)體尺寸；2）由表6-5查出量規(guī)制造公差T和位置要素Z值。按工作量規(guī)制造公差T，確定工作量規(guī)的形狀和校對(duì)量規(guī)的制造公差；3）繪制量規(guī)公差帶圖，確定量規(guī)結(jié)構(gòu)尺寸，計(jì)算量規(guī)的工作尺寸或極限偏差；4）繪制量規(guī)工作圖，標(biāo)注尺寸及技術(shù)要求。江漢大學(xué)工作量規(guī)工作尺寸

檢驗(yàn)孔塞規(guī)：

通規(guī)：上偏差Ts=EI+Z+T/2最大極限尺寸Tmax=D+Ts下偏差Ti=EI+Z-T/2最小極限尺寸Tmin=D+Ti磨損極限尺寸Dmin止規(guī)：上偏差Zs=ES最大極限尺寸Zmax=D+Zs下偏差Zi=ES-T最小極限尺寸Zmin=D+Zi

檢驗(yàn)軸卡規(guī)：

通規(guī)：上偏差Tsd=es-Z+T/2最大極限尺寸Tdmax=d+Tsd下偏差Tid=es-Z-T/2最小極限尺寸