第6章光滑工件尺寸的检验与光滑极限量规设计

1、第第6 6章章光滑工件尺寸的检测光滑工件尺寸的检测与光滑极限量规设计与光滑极限量规设计测量测量检验检验6.1 光滑工件尺寸的检验光滑工件尺寸的检验6.1.1 工件验收原则、安全裕度与验收极限工件验收原则、安全裕度与验收极限1. 计量器具的选择原则计量器具的选择原则总原则总原则：根据根据技术指标技术指标和和经济指标经济指标，在满足使用要，在满足使用要求的前提下，选低精度的测量器具。求的前提下，选低精度的测量器具。两点要求：两点要求：(1) 按被测工件的部位、外形及尺寸来选择计量器具按被测工件的部位、外形及尺寸来选择计量器具。使所选择的测量器具的测量范围能满足被测工件的要求。(2) 按被测工件的精

2、度要求按被测工件的精度要求(公差公差IT)来选择计量器具。来选择计量器具。选择方法：选择方法：1) 有标准的可根据标准进行选择有标准的可根据标准进行选择。2) 没有标准的其他工件，没有标准的其他工件，应使应使所选用的计量器具的极限误差约所选用的计量器具的极限误差约占被测工件公差的占被测工件公差的1/101/3。其中：。其中： 对精度低的工件：按工件公差的对精度低的工件：按工件公差的1/10； 对对高精度的工件高精度的工件：按工件公差的按工件公差的1/3甚至甚至1/2； 对一般精度工件：按工件公差的对一般精度工件：按工件公差的1/5 。计量器具的极限误差计量器具的极限误差lim见下表见下表 。部

3、分计量器具的极限误差误废误废和和误收误收的概念的概念两种错误判断两种错误判断：(1) 误废误废将本来处在公差带之内的合格品判为废品而给予将本来处在公差带之内的合格品判为废品而给予报废，称为误废；报废，称为误废；(造成浪费造成浪费)(2) 误收误收将本来处在公差带之外的废品判为合格品而接收将本来处在公差带之外的废品判为合格品而接收,称为误收称为误收。 (造成产品质量下降造成产品质量下降) (实际为废品)(实际为废品)(实际为合格品) 极限尺寸附近是易出错的“地带”！u 为了保证产品质量，为了保证产品质量，GB/T31772009光滑工件光滑工件尺寸的检验尺寸的检验对对验收原则验收原则、验收极限验

4、收极限和和计量器具的选计量器具的选择等择等作了规定。作了规定。该标准适用于车间使用的普通计该标准适用于车间使用的普通计量器具量器具（如游标卡尺、千分尺及比较仪等）对图样（如游标卡尺、千分尺及比较仪等）对图样上注出的公差等级为上注出的公差等级为IT6IT18级、级、公称尺寸至公称尺寸至500mm的光滑工件尺寸的检验，也适用于对一般公差的光滑工件尺寸的检验，也适用于对一般公差尺寸的检验。尺寸的检验。要进行检验首先需要：要进行检验首先需要： 根据工件的公称尺寸和公差等级根据工件的公称尺寸和公差等级确定工件的验确定工件的验收极限收极限； 根据工件的公差等级根据工件的公差等级选择计量器具选择计量器具。u

5、 前面提到的误收和误废的问题，标准也给出了解前面提到的误收和误废的问题，标准也给出了解决方法：内缩一个决方法：内缩一个“安全裕度安全裕度A”。1) 采用采用内缩方式内缩方式确定验收极限确定验收极限规定验收极限是规定验收极限是从从图样上标注的最大图样上标注的最大实体尺寸实体尺寸和和最小实体尺寸最小实体尺寸分别向工分别向工件公差带内移动一个安全裕度件公差带内移动一个安全裕度A来确定来确定，如图，如图6.1所示。所示。a) 安全裕度安全裕度A测量结果的不确定程度。确定时测量结果的不确定程度。确定时A的数值一般按工件的数值一般按工件公差的公差的1/10确定确定根据工件根据工件IT查表确定。见表查表确定

6、。见表6-1。验收极限验收极限是判断所检验工件尺寸合格与否的判断所检验工件尺寸合格与否的尺寸尺寸界限。界限。目目 的的适当控制误废，尽量减少误收适当控制误废，尽量减少误收孔尺寸的验收极限孔尺寸的验收极限： 上验收极限上验收极限=最小实体尺寸最小实体尺寸(LMS) A 下验收极限下验收极限=最大实体尺寸最大实体尺寸(MMS) A轴尺寸的验收极限轴尺寸的验收极限： 上验收极限上验收极限=最大实体尺寸最大实体尺寸(MMS) A 下验收极限下验收极限=最小实体尺寸最小实体尺寸(LMS) A图图6.1 验收极限验收极限注意： 采用采用内缩方式内缩方式可以可以减少误收减少误收，有利于保证，有利于保证产品质

7、量。但产品质量。但增加了误废增加了误废，使制造成本增加。，使制造成本增加。注意注意：按照按照GB/T31772009确定的验收原则确定的验收原则对位于规定的极限尺寸之外的工件应拒收，为此需要根据被测，为此需要根据被测工件的精度高低和相应的极限尺寸，确定其安全裕工件的精度高低和相应的极限尺寸，确定其安全裕度（度（A）和验收极限。）和验收极限。生产上，要按去掉安全裕度（生产上，要按去掉安全裕度（A）的公差进行加工）的公差进行加工工件。一般称去掉安全裕度（工件。一般称去掉安全裕度（A）的工件公差为）的工件公差为生产公差，它小于工件公差。，它小于工件公差。 2）采用采用不内缩方式不内缩方式确定验收极限

8、确定验收极限 验收极限等于规定的最大实体尺寸（MMS）和最小实体尺寸（LMS），即安全裕度即安全裕度A0。此方案使误收和误废都有可能发生！验收极限方式的选择验收极限方式的选择( (选用原则选用原则) )国家标准的原文：国家标准的原文：图图3-16 Cp 1采用包容要求时的验收极限采用包容要求时的验收极限 Dmax(L) ADmin(M)上验收极限上验收极限下验收极限下验收极限孔孔公公差差带带DM上验收极限上验收极限下验收极限下验收极限轴轴公公差差带带dmax(M) Admin(L)dM 图3-17 偏态分布时的验收极限下验收极限下验收极限上验收极限上验收极限 Admindmax轴轴公公差差带带

9、上验收极限上验收极限下验收极限下验收极限 ADminDmax孔孔公公差差带带标准规定量具的选择，应按标准规定量具的选择，应按测量不确定度的允许值测量不确定度的允许值U 来进行。来进行。 测量不确定度的允许值测量不确定度的允许值: : 标准规定标准规定：按：按u1选择计量器具。选择计量器具。(u1 可由表可由表6-1确定确定)要要 求求：u计计u1，考虑到计量器具的经济性，考虑到计量器具的经济性 u计计 还应尽可能地还应尽可能地接近接近u1 。表表6-2、6-3、6-4列出了有关计量器具不确定度的允许值列出了有关计量器具不确定度的允许值u计计。U1计量器具不确定度允许值；计量器具不确定度允许值；

10、U2温度、测量力及工件形状误差等引起的不确定度允许值。温度、测量力及工件形状误差等引起的不确定度允许值。据统计分析，据统计分析， u1= 0.9U, u2= 0.45U 。 2221uu U表表61 安全裕度（安全裕度（A）与计量器具的不确定度允许值（）与计量器具的不确定度允许值（u1） (m)公差等级公差等级6 67 78 8公称尺寸公称尺寸（mm）TAu1TAu1TAu1大于大于至至-360.60.540.91.4101.00.91.52.3141.41.32.13.23680.80.721.21.8121.21.11.82.7181.81.62.74.161090.90.811.42.0

11、151.51.42.33.4222.22.03.35.01018111.11.01.72.5181.81.72.74.1272.72.44.16.11830131.31.22.02.9212.11.93.24.7333.33.05.07.43050161.61.42.43.6252.52.33.85.6393.93.55.98.85080191.91.72.94.3303.02.74.56.8464.64.16.91080120222.22.03.35.0353.53.25.37.9545.44.98.112120180252.52.33.85.6404.03.66.09.0636.35.79

12、.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公差等级公差等级9 910101111公称尺寸公称尺寸（mm）TAu1TAu1TAu1大于大于至至-3252.52.33.85.64043.66.09.0606.05.49.01436303.02.74.56.8484.84.37.

13、211757.56.81117610363.63.35.48.1585.85.28.713909.08.114201018434.33.96.59.7707.06.31116110111017251830525.24.77.812848.47.61319130131220293050626.25.69.314100109.01523160161424365080747.46.71117120121118271901917294380120878.77.813201401413213222022203350120180100109.01523160161524362502523385618025

14、0115121017261851817284229029264465250315130131219292102119324732032294872315400140141321322302321355236036325481400500155161423352502523385640040366090公差等级公差等级1212131314141515 公称尺寸公称尺寸（mm）TAu1TAu1TAu1TAu1大于大于至至-3100109.015140141321250252338400403660361201211181801816273003027454804843726101501514232

15、202220333603632545805852871018180181627270272441430433965700706311018302102119323303330505205247788408476130305025025233839039355962062569310001009015050803003027454604641697407467110120012011018080120350353253540544981870877813014001401302101201804004036606306357951000100901501600160150240180250460

16、464169720726511011501151001701850180170280250315520524778810817312013001301201902100210190320315400570575186890898013014001401302102300230210350400500630635795970978715015001501402302500250230380公差等级公差等级161617171818公称尺寸公称尺寸（mm）T TA Au1T TA Au1T TA Au1大大于于至至-360060549010001009015014001401252103675075

17、681101200120110180180018016027061090090811401500150140230220022020033010181100110100170180018016027027002702404001830130013012020021002101903203300330300490305016001601402402500250220380390039035058050801900190170290300030027045046004604106908012022002202003303500350320530540054048081012018025002502

18、3038040004003606006300630570940180250290029026044046004604106907200720650108250315320032029048052005204707808100810730121315400360036032054057005705108608900890800133400500400040036060063006305709509700970870145解：解：1)1)确定验收极限确定验收极限: :根据表查得：根据表查得：T=0.25mm， A0.025mm,10.023mm 上验收极限上验收极限= = dmax-A= 140-

19、0.025=139.975mm下验收极下验收极=dmin+A=140-0.25+0.025=139.775mm2)2)选择计量器具选择计量器具: : 由表由表6-26-2查得分度值为查得分度值为0.020.02mm的游标卡尺可用的游标卡尺可用, ,它的不确定度为它的不确定度为0.0210.023mm例例6-1 试确定检验轴试确定检验轴 的验收极限，的验收极限， 并选择相应的计量器具。并选择相应的计量器具。 )(7300021. 0h解：解： 由于被检验轴采用包容要求，故应采用内缩由于被检验轴采用包容要求，故应采用内缩方式确定验收极限方式确定验收极限因为因为A=T/10=0.021/10=0.0

20、021mm 上验收极限上验收极限=30- -0.0021=29.9979mm 下验收极限下验收极限=30- -0.021+0.0021=29.9811mm安全裕度安全裕度所以所以根据表根据表6- -1，测量不确定度允许值，测量不确定度允许值 u=0.0021mm 测量器具的不确定度允许值测量器具的不确定度允许值 u1=0.9u0.0019mm 查表查表6- -3知，应选用知，应选用分度值为分度值为0.002mm的比较仪的比较仪 表表6- -3 比较仪的不确定度比较仪的不确定度 mm 尺寸范围尺寸范围计计 量量 器器 具具 类类 型型分度值为分度值为0.0005的比较仪的比较仪分度值为分度值为0

21、.001的比较仪的比较仪分度值为分度值为0.002的比较仪的比较仪分度值为分度值为0.005的比较仪的比较仪250.00060.00100.00170.003025400.00070.001840650.00080.001165900.0008901150.00090.00120.00191151650.00100.00131652150.00120.00140.00202152650.00140.00150.00210.00352653150.00160.00170.0022u 检测是检测是检验检验和和测量测量的总称。的总称。u 量规是一种无刻度量规是一种无刻度（不可读数）（不可读数）的定值

22、专用检验工的定值专用检验工具具。u 用量规检验零件，用量规检验零件，只能判断零件是否在规定的检验只能判断零件是否在规定的检验极限范围内极限范围内，而不能得出零件实际尺寸、形状和位置，而不能得出零件实际尺寸、形状和位置误差的具体数值。误差的具体数值。u 它结构简单，它结构简单，使用方便、可靠，检验效率高，因此，因此，在大批量生产中被广泛应用。在大批量生产中被广泛应用。u 量规的种类很多，下面仅介绍光滑极限量规。量规的种类很多，下面仅介绍光滑极限量规。通通孔公差孔公差孔最小极限尺寸孔最小极限尺寸止止孔最大极限尺寸孔最大极限尺寸轴公差轴公差轴最大极限尺寸轴最大极限尺寸通通轴最小极限尺寸轴最小极限尺寸

23、止止 孔用塞规孔用塞规 轴用卡规或环规轴用卡规或环规通规通规能能被合格品通过的量规。通规的被合格品通过的量规。通规的理想尺寸理想尺寸为为工件的工件的最大实体尺寸最大实体尺寸Dmin(= DM)或或dmax(= dM) 。主要主要用于用于控制控制工件的工件的作用尺寸作用尺寸。止规止规不能不能被合格品通过的量规。止规的被合格品通过的量规。止规的理想尺寸理想尺寸为工件的为工件的最小实体尺寸最小实体尺寸Dmax(= DL)或或dmin(= dL) 。主要用主要用于于控制控制工件的工件的提取尺寸提取尺寸。 用光滑极限量规检验零件时，用光滑极限量规检验零件时，必须成对使用必须成对使用。只要只要通规通过，且

24、止规不通过通规通过，且止规不通过，就说明被测件尺寸是合格就说明被测件尺寸是合格的的。否则不合格！。否则不合格！量规的种类量规的种类工作量规工作量规验收量规验收量规 工人在加工时用工人在加工时用来检验工件的量规。“通规通规”用代用代号号“T T”表示，表示，“止规止规”用代号用代号“Z Z”表示。表示。 其中其中通规通规(T)应该是新的或磨损较少的量规应该是新的或磨损较少的量规。检验部门和用户代表验收产品时使用的量规。检验部门和用户代表验收产品时使用的量规。 其其中中通通规规(T)(T)应该是旧的但不报废的应该是旧的但不报废的（磨损较多的（磨损较多的) )量规量规。 校对量规校对量规分为分为 用

25、来用来检验轴用量规检验轴用量规（卡规或环规）在制造中是（卡规或环规）在制造中是否符合制造公差，在使用中是否已达到磨损极否符合制造公差，在使用中是否已达到磨损极限时限时所使用的量规所使用的量规。 校对量规校对量规 校通-通 TT 检验轴用量规通规的校对量规，要求通过 校止-通 ZT 检验轴用量规止规的校对量规，要求通过 校通-损 TS 检验轴用量规通规磨损极限的校对量规， 要求不通过！ 说明：(1) 在制造工作量规时，由于轴用工作量规（通常为卡规）的测在制造工作量规时，由于轴用工作量规（通常为卡规）的测量比较困难，使用过程中这种量规又易于磨损和变形，所以必量比较困难，使用过程中这种量规又易于磨损

26、和变形，所以必须用校对量规对其进行检验和校对；而孔用量规（通常为塞规）须用校对量规对其进行检验和校对；而孔用量规（通常为塞规）一般不需要校对量规。一般不需要校对量规。(2) 国标没有规定验收量规标准国标没有规定验收量规标准，但，但标准推荐标准推荐：制造厂检验工件：制造厂检验工件时，生产工人应该使用新的或磨损较少的工作量规时，生产工人应该使用新的或磨损较少的工作量规“通规通规”；检验部门应该使用与生产工人相同形式且已磨损较多的工作量检验部门应该使用与生产工人相同形式且已磨损较多的工作量规规“通规通规”。这样，工人自检合格的工件，检验人员用验收时。这样，工人自检合格的工件，检验人员用验收时也一定合

27、格。也一定合格。(3) 上述规定的量规检验工件时，如果判断有争议，上述规定的量规检验工件时，如果判断有争议，应使用下述应使用下述尺寸的量规来仲裁。尺寸的量规来仲裁。u通规通规应等于或接近工件应等于或接近工件最大实体尺寸；最大实体尺寸；u止规止规应等于或接近工件应等于或接近工件最小实体尺寸。最小实体尺寸。 量规公差带量规公差带孔用量规孔用量规轴用量规轴用量规图6.5 工作量规及轴用校对量规的公差带图 注意注意Z Z的位置！的位置！注意注意Z Z的位置！的位置！孔用通规：孔用通规：下偏差上偏差下偏差上偏差下偏差上偏差= EI + Z1+ T1/2= EI + Z1T1/2孔用止规：孔用止规：= E

28、S= EST1轴用通规：轴用通规：下偏差上偏差= esZ1+ T1/2= esZ1T1/2轴用止规：轴用止规：= ei + T1= eiT1、Z1 见表见表6- -5表表66 IT6IT16级工作量规制造公差和位置要素值级工作量规制造公差和位置要素值 (m)工件公工件公称尺寸称尺寸IT6IT6IT7IT7IT8IT8IT9IT9IT10IT10IT11IT11IT12IT12IT13IT13IT14IT14IT15IT15IT16IT16T TZ ZT TZ ZT TZ ZT TZ ZT TZ ZT TZ ZT TZ ZT TZ ZT TZ ZT TZ ZT TZ Z -3111.21.61.

29、62232.44364961492014302040 3-61.21.41.4222.62.443548511716112516352550 6-101.41.61.82.42.43.22.853.6659613820133020403060 10-181.6222.82.843.46486117151024153525503575 18-3022.42.43.43.4547597138181228184028604090 30-502.42.8344658611816102214342250347550110 50-802.83.43.64.64.6769713919122616402660

30、409060130 80-1203.23.84.25.45.4871081510221430204630704610070150 120-1803.84.44.866981291812251635225235805212080180 180-2504.455.47710914102014291840266040906013090200 250-3154.85.668811101612221632204528664510066150100220 315-4005.46.279912111814251836225032745011074170110250 400-50067810101412201

31、6282040245536805512080190120280 1 1）符合量规设计原则（泰勒原则）的量规形状）符合量规设计原则（泰勒原则）的量规形状a)泰勒原则泰勒原则：要求工件的要求工件的体外作用尺寸体外作用尺寸不允许超过最大实体不允许超过最大实体尺寸；任何部位的尺寸；任何部位的提取尺寸提取尺寸不允许超过最小实体尺寸，可表不允许超过最小实体尺寸，可表示为：示为：Dmin(b)不全形塞规不全形塞规Dfe被检孔被检孔 DaDmax被检孔被检孔 (a) 全形止规的影响全形止规的影响 测量结果的正确性测量结果的正确性u 国标规定国标规定：允许在被检工件的形状误差不影响配合允许在被检工件的形状误差不

32、影响配合性质的条件下，使用偏离泰勒原则的量规。性质的条件下，使用偏离泰勒原则的量规。u 例如：例如：u 为了量规的标准化，量规厂供应的标准通规的长度，为了量规的标准化，量规厂供应的标准通规的长度，常不等于工件的配合长度；常不等于工件的配合长度；u 对大尺寸的孔和轴通常使用非全形的塞规（或杆规）和卡规检验，以代替笨重的全形通规；u 由于环规不能检验曲轴，允许通规用卡规；由于环规不能检验曲轴，允许通规用卡规；u 为了减少磨损，止规也可不用点接触工件，一般作为了减少磨损，止规也可不用点接触工件，一般作成小平面、圆柱面或球面；成小平面、圆柱面或球面；u 检验小孔时，止规常常制成全形塞规。检验小孔时，止

33、规常常制成全形塞规。 2）实际生产中量规的形状实际生产中量规的形状 止规止规通规通规3151850010002112片状塞规片状塞规全形塞规全形塞规球端杆规球端杆规不 全 形 塞不 全 形 塞规规a) 测孔量规的型式及应用范围测孔量规的型式及应用范围 止规止规通规通规10050002112b) 测轴量规的型式及应用范围测轴量规的型式及应用范围 环规环规卡规卡规量规工作尺寸的计算量规工作尺寸的计算计算的一般计算的一般步骤如下步骤如下：1) 由国标由国标“公差与配合公差与配合”查出孔与轴的上、下偏差。查出孔与轴的上、下偏差。2) 由表由表6-6查出工作量规制造公差查出工作量规制造公差T 和位置要素

34、和位置要素Z 。按工作量规制造公差按工作量规制造公差T，确定工作量规形状公差和校，确定工作量规形状公差和校对量规的制造公差。对量规的制造公差。3) 计算各种量规的极限偏差和工作尺寸。计算各种量规的极限偏差和工作尺寸。解解（1 1）表）表2-72-7和表和表2-82-8确定出孔、轴上下偏差为：确定出孔、轴上下偏差为： (2)由表由表6-6查出工作量规制造公差查出工作量规制造公差T、和位置要素、和位置要素Z，见下表：，见下表：(3) 画公差带图画公差带图(4) 量规工作尺寸计算量规工作尺寸计算 1) 25H8孔用塞规工作尺寸计算孔用塞规工作尺寸计算 通规的磨极限尺寸DM=25mm 2） 25f7轴

35、用卡规工作尺寸计算轴用卡规工作尺寸计算 通规的磨极限尺寸= dM = d+es= 24.980mm3) 25f7轴用卡规的校对量规工作尺寸计算轴用卡规的校对量规工作尺寸计算 25- -0.0222- -0.02460.080.08 25- -0.0386- -0.041 25f7 “Z”“T”0.080.08 25+0.0033+0.0067 25+0.0296+0.033“T” 25H8 “Z”图图3-233-23工作量规工作尺寸的标注工作量规工作尺寸的标注量规的技术要求量规的技术要求量规测量面量规测量面一般用淬硬钢（合金工具钢、碳工具素钢、渗碳钢）一般用淬硬钢（合金工具钢、碳工具素钢、渗碳

36、钢）和硬质合金等材料制造，通常用淬硬钢制造的量规，其测量面和硬质合金等材料制造，通常用淬硬钢制造的量规，其测量面的硬度应为的硬度应为HRC5865,以保证其耐磨性。以保证其耐磨性。国标规定国标规定工作量规的形状和位置误差工作量规的形状和位置误差，应在其制造公差范围应在其制造公差范围内，其公差为量规制造公差的内，其公差为量规制造公差的50，当量规制造公差小于或，当量规制造公差小于或等于等于0.002mm时，其形状和位置公差为时，其形状和位置公差为0.001mm。校对量规的制造公差校对量规的制造公差，为被校对的轴用量规制造公差的为被校对的轴用量规制造公差的50。其形状公差应在校对量规的制造公差范围内。其形状公差应在校对量规的制造公差范围内。 量规测量面的表面粗糙度量规测量面的表面粗糙度，取决于被检验工件的基本尺寸、公取决于被检验工件的基本尺寸、公差等级和表面粗糙度以及量规的制造工艺水平。量规表面粗糙差等级和表面粗糙度以及量规的制造工艺水平。量规表面粗糙度值，随上述因素和量规结构型式的变化而异，一般不低于光度值，随上述因素和量规结构型式的变化而异，一般不低于光滑极限量规国标推荐的表面粗糙度数值，见表滑极限量规国标推荐的表面粗糙度数值，见表3-14。表表3-14 量规测量面粗糙度量规测量面粗糙度1.1.光滑工件尺寸的检