量規(guī)塞規(guī)設(shè)計 (1)幻燈片.ppt

1、2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,第六章 光滑工件尺寸的檢測,判斷工件合格與否，檢測可采用通用測量器具 （光滑工件尺寸的檢驗 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)簡單，使用方便可 靠，驗收效率高。本章介紹這兩個標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容。 6.1 用通用測量器具測量 6.2 用光滑極限量規(guī)檢驗,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,6.1 用通用測量器具測量 6.1.1 誤收和誤廢,考慮測量誤差的影響 因誤收而擴(kuò)大的公差稱為保證公差(21m) 而因誤廢縮小的公差稱為生產(chǎn)公差(

2、5m)。 誤收會影響產(chǎn)品質(zhì)量，誤廢會造成經(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，必須正確地確定驗收極限和選擇計量器具。,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,6.1 用通用測量器具測量 6.1.2驗收極限和安全裕度A,檢驗工件尺寸時判斷合格與否的尺寸界限 。驗收方案： 1.內(nèi)縮方案 驗收極限是從工件規(guī)定的最大實體極限 （MML）和最小實體極限（LML）分別向工件公差帶內(nèi)移動一個安全裕度A來確定。 2.不內(nèi)縮方案 驗收極限分別等于規(guī)定的最大實體極限 （MML）和最小實體極限（LML），即A值等于零。,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,6

3、.1 用通用測量器具測量 6.1.2驗收極限和安全裕度A,為防止受測量不確定度的影響而使工件的實際尺寸超出 兩個極限尺寸范圍，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了檢驗的安全裕度A。規(guī)定了檢 驗原則：所用驗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500mm、公差值為6-18級、有配合要求 的光滑工件尺寸。 方案2檢驗非配合和一般公差的尺寸。 安全裕度A由被測工件的尺寸公差來查表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)兩個方面 考慮。安全裕度抵

4、消測量的不確定度。,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,驗收極限的適用性,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,驗收極限的適用性,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,6.1 用通用測量器具測量6.1.3測量器具的選擇,1.測量精度：所選的測量器具的精度指標(biāo)必須滿足被測對象 的精度要求，才能保證測量的準(zhǔn)確度。被測對象的精度要求主要由 其公差的大小來體現(xiàn)。一般情況下，所選測量器具的測量不確定度 只能占被測零件尺寸公差的1/101/3，精度低時取1/10，精度 高時取1/3。 2. 測量成本：在保證測量準(zhǔn)確度的前提下，應(yīng)考慮測量器具 的價格、使用壽命、檢

5、定修理時間、對操作人員技術(shù)熟練程度的要 求等，選用價格較低、操作方便、維護(hù)保養(yǎng)容易、操作培訓(xùn)費用少 的測量器具，盡量降低測量成本。 3. 被測件的結(jié)構(gòu)特點及檢測數(shù)量：所選測量器具的測量范圍 必須大于被測尺寸。對硬度低、材質(zhì)軟、剛性差的零件，一般選取 用非接觸測量，如用光學(xué)投影放大、氣動、光電等原理的測量器具 進(jìn)行測量。當(dāng)測量件數(shù)較多（大批量）時，應(yīng)選用專用測量器具或 自動檢驗裝置；對于單件或少量的測量，可選用萬能測量器具。,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,6.1 用通用測量器具測量6.1.3測量器具的選擇,安全裕度A：測量不確定的允許值在上述檢驗條件下檢驗 時，因測量器具的

6、內(nèi)在誤差和測量條件誤差綜合作用結(jié)果，引 起測量結(jié)果的分散。 測量不確定度：評定測量結(jié)果的分散程度。由測量器具不 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.測量器具的選用原則 測量器具可根據(jù)計量器具的測量不確定度允許值來選擇。 使所選計量器具不確定度值 u小于等于u1 。 即：uu1。,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,驗收極限的確定,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,6.1 用通用測量器具測量6.1.3測量器具的選擇,2.測量器具不確定度允許值u1的確定: 查表6-1選用測量器具不確定度u1 查表6-2、6-3選擇

7、常用測量器具。 選擇計量器具應(yīng)與被測工件的外形、位置、尺寸的大小及 被測參數(shù)特性相適應(yīng)；計量器具的測量范圍能滿足工件的要求。 選擇計量器具應(yīng)考慮工件的尺寸公差，使選用的計量器具 不確定度值即要保證測量精度要求，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)車間使用非常普遍的測量器 具，為了提高千分尺的測量精度，擴(kuò)大其使用范圍，可采用比較測 量法。比較測量時，可用產(chǎn)品樣件經(jīng)高一精度等級的精密測量后作 為比較標(biāo)準(zhǔn)，也可用量塊作為標(biāo)準(zhǔn)器。,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,6.1 用通用測量器具測量6.1.4測量器具選擇示例,例：被測工件為一50f8mm的軸，試確定驗收極限并選

8、擇 合適的測量器具。 解：確定工件的極限偏差。 es=-0.025 ei=-0.064 該工件的公差為0.039mm。 確定安全裕度A和測量器具不確定度允許值u1。 從表6-1查得A=0.003，u1=0.0027。 計算驗收極限。 上驗收極限=dmax-A=(50-0.025-0.003)mm=49.972mm 下驗收極限=dmin+A=(50-0.064+0.003)mm=49.939mm 選擇測量器具。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。,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電

9、子信息學(xué)院,6.1 用通用測量器具測量6.1.4測量器具選擇示例,例6-2 試確定檢驗被測工件工件尺寸為70F9 的孔， 試確定驗收極限并選擇合適的測量器具。 解：確定工件的極限偏差。 ES=0.104mm，EI=0.030mm，公差TD=0.074mm 確定安全裕度A和測量器具不確定度允許值u1。 從表6-1查得A=0.006，u1=0.0054。 計算驗收極限。 上驗收極限=Dmax-A=(70+0.104-0.006)mm=70.098mm 下驗收極限=Dmin+A=(70+0.030+0.006)mm=70.036mm 選擇測量器具。按工件基本尺寸70mm，從表6-2 查知，分度值為0

10、.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。,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,6.2 用光滑極限量規(guī)檢驗,了解光滑極限量規(guī)的功用、類型及特點； 掌握光滑極限量規(guī)的設(shè)計； 光滑工件尺寸通常采用普通計量器具測量或用光滑極限 量規(guī)檢驗。 量規(guī)的使用根據(jù)零件圖樣上遵守的公差原則來確定。 當(dāng)零件圖樣上被測要素的尺寸公差和形位公差遵守獨立 原則時，該零件加工后的尺寸和形位誤差采用通用計量器具 來測量。 當(dāng)零件圖樣上被測要素的尺寸公差和形位公差遵守相關(guān) 原則時，應(yīng)采用光滑極限量規(guī)或位置量規(guī)來檢驗。,塞規(guī),2020/7/31,中國地質(zhì)

11、大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,6.2 用光滑極限量規(guī)檢驗6.2.1基本概念,光滑極限量規(guī)是一種無刻度的定值專用量具，其外形與被檢驗對象相反。 量規(guī)結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、使用方便。 檢驗孔、軸時，不能測出孔、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),2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,6.2 用光滑極限量規(guī)檢驗6.2.1基本概念,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,光滑極限量規(guī)圖例,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,6.2 用光滑極限量規(guī)檢驗6.2.2光滑極限量規(guī)的分類,量規(guī)是用來判斷孔、軸尺寸是否在規(guī)定的兩極限尺寸范 圍內(nèi)，因此量

12、規(guī)都成對使用。 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)超出最大實體尺寸。 止規(guī)控制零件的實際尺寸，用以判斷da、Da有否 從公差帶內(nèi)超出最小實體尺寸。 檢驗時，通規(guī)能通過工件，而止規(guī)不能通過，則認(rèn)為工 件是合格的。,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,6.2 用光滑極限量規(guī)檢驗6.2.2光滑極限量規(guī)的分類,孔用光滑極限量規(guī)（塞規(guī)） 通端 按孔的最大實體尺寸(孔的最小極限尺寸)制造 止端 按孔的最小實體尺寸(孔的最大極限尺寸)制造 通規(guī) 按Dmin設(shè)計 防止DmDmax 軸用光滑極限量規(guī)（環(huán)規(guī)或卡規(guī)） 通端 按軸的最

13、大實體尺寸(軸的最大極限尺寸)制造 止端 按軸的最小實體尺寸(軸的最小極限尺寸)制造 通規(guī) 按dmax設(shè)計 防止dmdmax 止規(guī) 按dmin設(shè)計 防止dadmin,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,6.2 用光滑極限量規(guī)檢驗6.2.2光滑極限量規(guī)的分類,量規(guī)按用途分類 工作量規(guī)：是工人在生產(chǎn)過程中檢驗工件用的量規(guī)。 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)。 校對量規(guī)：是校對軸用工作量規(guī)的量規(guī)。 軸用工作量規(guī)在制造或使用過程中常會發(fā)生碰撞變 形，且通規(guī)經(jīng)常通過零件易磨損，所以要定期校對。 孔用工作量規(guī)用精密通用量儀檢測，故不規(guī)定專用 的校對量規(guī)。,2020/7/31,

14、中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,泰勒原則,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,6.2 光滑極限量規(guī)6.2.3工作量規(guī)的設(shè)計,通規(guī)測量面理論上應(yīng)具有與孔或軸相對應(yīng)的完整表面（即全形 量規(guī)）其尺寸等于孔或軸的最大實體尺寸，且量規(guī)的長度等于配合 長度。 止規(guī)用于控制零件的實際尺寸，它的測量面理論上應(yīng)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。 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(biāo)準(zhǔn)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

15、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。量規(guī)的結(jié) 構(gòu)型式很多，在工具專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（GL34-62）中，對結(jié)構(gòu)、尺寸、適 用范圍有詳細(xì)的介紹。,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,塞規(guī)形狀對檢驗結(jié)果的影響,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,6.2 光滑極限量規(guī)6.2.3工作量規(guī)的設(shè)計,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。 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

16、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數(shù)值見表6-5。,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,6.2 光滑極限量規(guī)6.2.3工作量規(guī)的設(shè)計,我國量規(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。,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,6.2 光滑極限量規(guī)6.2.3工作量規(guī)的設(shè)計,1）工作量規(guī)制造公差T 2）通規(guī)公差帶的位置Z 3）止規(guī)公差帶的位置T/2 4）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)T0.002mm時，取 t=0.001mm。 5

17、）工作量規(guī)的表面粗糙度值Ra，一般取0.025- 0.4m,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,6.2 光滑極限量規(guī)6.2.3工作量規(guī)的設(shè)計,校對量規(guī)公差 校對量規(guī)是校對軸用工作量規(guī)的量規(guī)。 1） 校對量規(guī)公差Tp 取值Tp=T/2； 2） Tp的位置 對于TT(校通-通)規(guī)、ZT (校止-通)規(guī)（能被通過制造合 格），Tp 在T的中心以下； 對于TS (校通-損)規(guī)（不能被通過），Tp 在軸工件公差 的MMS以下； 3）校對量規(guī)的形位公差 與尺寸公差的關(guān)系按包容要求； 4）校對量規(guī)的表面粗糙度值Ra： 約為工作量規(guī)Ra值的1/2。,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信

18、息學(xué)院,6.2 光滑極限量規(guī)6.2.3工作量規(guī)的設(shè)計 2.量規(guī)形式的選擇,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,6.2 光滑極限量規(guī)6.2.3工作量規(guī)的設(shè)計,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)測量面硬度：5865HRC，穩(wěn)定性處理； 量規(guī)測量面的表面粗糙度Ra查表 6-6。量規(guī)表面粗糙 度，取決于被檢驗零件的基本尺寸、公差等級和粗糙度以 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)國標(biāo)推薦的表面粗糙度

19、數(shù)值。,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,6.2 光滑極限量規(guī)6.2.4工作量規(guī)的設(shè)計舉例,光滑極限量規(guī)工作尺寸計算的一般步驟如下： 1）從國家標(biāo)準(zhǔn)極限與配合（GB/T1800.31998） 中查出孔與軸的尺寸極限偏差，然后計算出最大和最小實體 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。,2020/7/31,中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院,工作量規(guī)工作尺寸,檢驗孔塞規(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 Tdmin=d+Tid 磨損極限尺寸 Tul=dmax 止規(guī)：上偏差 Zsd=