互换性与测试基础

1、1 第六章：光滑工件尺寸的检测第六章：光滑工件尺寸的检测 1、内容：验收极限的定义；轴用和孔用量规 2、难点：验收极限图的建立；量规公差的选择； 量规的设计及举例 3、重点：验收极限图的计算；量规公差带的分布规律； 量规的设计 。 有阻隔件光滑件 简介 2 1、光滑件： 轴、孔无间断阻隔的零件。 2、检测方式： 1）极限量规：专用检验工具。 2）通用量具：用卡尺、千分尺直接测量实际尺寸。 3、测量误差的基本概念 概述： 3 误差影响的概率分布图误差影响的概率分布图 测量误差产生在测量误差产生在2个极限值附个极限值附 近，为正态分布。近，为正态分布。如图示如图示 合格工件可能的最小公差。 合格工

2、件可能的最大公差。 生产公差T保证公差 在A、B区将产生误收和误废。 零件尺寸在A处，在保证公差之内，误认为合格。 零件尺寸在B处，在生产公差之外，误认为不合格。 3、测量误差的基本概念图图6-1 概念 生产公差： 保证公差： 现象： 结果： 误收： 误废： 4 误把不合格的零件认为合格。 误把合格的零件认为不合格。 按生产公差要求，会产生误废。 按保证公差要求，会产生误收。 生产公差大些，不产生误废； 保证公差小些，不产生误收。 验收极限和允许的测量误差。 定义： 误 收： 误 废： 为了解决： 就应确定： 结 论： 上图 5 第一节：用通用测量器具测量第一节：用通用测量器具测量 一、验收极

3、限一、验收极限 确定零件尺寸合格与否的范围。 检验时人为提高的公差量。 补偿形状误差的不确定性。 按工件要求的max、min向内移A 1、内缩方式： 验收极限： 安全裕度A： A的物理意义： 方法： 适用于尺寸要求高的零件。 下述分析孔轴的验收极限下述分析孔轴的验收极限 6 1）孔的验收极限： 孔的验收极限图孔的验收极限图6-2 上验收极限D上 =最小实体尺寸LMS-A 下验收极限D下 =最大实体尺MMS+A 2）轴的验收极限： 轴的验收极限图6-3 上验收极限d上 =最大实体尺寸MMS-A 下验收极限d下 =最小实体尺寸LMS+A 7 例例1 求孔300.2的验收极限尺寸？A=0.02 D上

4、= LMS-A=30.18；D下=MMS+A=29.82 例例2 求轴300.5的合格尺寸范围？A=0.01 d上= MMS-A=30.49 d下= LMS+A=29.51 2、非内缩方式：适用于一般零件。、非内缩方式：适用于一般零件。 验收极限=最大、最小实体尺寸。即：A=0 解： 解： 如上例如上例1 求孔300.2的验收极限尺寸？A=0 D上= LMS-A=30.2； D下=MMS+A=29.8 如上例如上例2 求轴300.5的合格尺寸范围？A=0 d上= MMS-A=30.5 d下= LMS+A=29.5 8 3、安全裕度的确定特点： 测量误差大，A大，则允需的加工误差小，不经济。 测

5、量误差小，A小，则允需的加工误差大，经济。 确定A的途径： （1）IT高，A小。例如：IT6，A=0.6；IT8，A=1.4； （2）A=T（10%20%），A太大，产生的误废多。 （3）查表选取。P126表6-1。与IT、T有关，与基本尺 寸有关。 9 1、测量不确定度：与测量器具、条件有关的测量变化值。 不同精度等级、不同量具，值不同。 2、应用举例 例例1 250h11 ）（ 0 290. 0 250 求：选择计量器具、确定验收尺寸、画出验收极限图。 解： 1）确定安全裕度A、不确定度允许值1=？查表P134表6-1 用180250， IT11，优选系列，得到： A=29，1=26 二、

6、测量器具的选择二、测量器具的选择 用时可查表6-1、6-2、6-3。P135136 10 2）选择计量器具： 查P135表6-2，用250，1=26知； 可用计量器具是： 分度值为0.02（20m）的游标卡尺。 注：1=0.026表中0.02,则能保证测量精度。 1只需大一点，0.026-0.02=0.006，大多了则浪费资源。 （即没有必要用分度值为0.013的千分尺） 若1表中的值，则不准了。 11 3）确定验收极限 上验收极限d上=最大实体尺寸MMS-A d上= 250-0-0.029=249.971 下验收极限d下=最小实体尺寸LMS+A d下=250-0.29+0.029=249.7

7、39 （1） 用零件 图表示 图6-4 （2）用公差带图表示图6-5 结果轴的验收尺寸范围是： 249.971249.739 为合格范围。 4）画出验收极限图画出验收极限图 ）（ 0 290. 0 250 前述知 A=29； 250h11 12 例例2 孔孔140H10= 16. 0 0 140 查表P134表6-1 A=0.016，1=0.015 查表P135表6-2 1=0.0150.008； 用分度值为0.01的内经千分尺。 上验收极限D上=最小实体尺寸LMS-安全欲度A D上= D+T-A=140+0.16-0.016=140.144 下验收极限D下=最大实体尺寸MMS+A安全裕度 D

8、下=D+A=140+ 0.016=140.016 1）确定A、1； 2)确定计量器具： 3)确定验收极限： 解： 如下图： 孔验收尺寸范围是：孔验收尺寸范围是： 求：选择计量器具、确定验收尺寸、画出验收极限图。选择计量器具、确定验收尺寸、画出验收极限图。 140.144140.016为合格。 据据140、H10、T=0.16查表 13 4）画出验收极限图）画出验收极限图 （1）用零件图表示 （2）用公差带图表示图 140H10= 16. 0 0 140 A=0.016D上 上= =140.144 ； ； D下 下=140.016 14 例例3 轴轴 036. 0 071. 0 100 A=0.

9、0035 =0.0032 求： 验收极限尺寸、画出验收极限图。 解：1）确定验收极限 =最大实体尺寸MMS-A = 100-0.036-0.0035=99.9605 =最小实体尺寸LMS+A 100-0.071+0.0035=99.9325 上验收极限d上 d上 下验收极限d下 d下= 结果轴的验收 极限尺寸范围是： 99.960599.9325为合格范围。 15 2）画出验收极限图）画出验收极限图 （1）用零件图表示 （2）用公差带图表示 16 例例4已知：200h9；30f7；60H11 求：1、查表确定各轴孔的极限偏差。 2、确定安全裕度A，不确定允许值。 3、确定验收极限。 4、画出验

10、收极限图（用公差带图表示图6-96-11） 200h9= 0 115. 0 200 30f7= 020. 0 041. 0 30 60H11= 190. 0 0 60 1）200h9 A=12 1=1 2）30f7 A=2.1 1=1 3）60H11 A=19 1=17 解1：由P1824 表2-4 2-7知 解2：由P134 表6-1知 17 解3：求轴的 1）上验收极限d上= d上= 下验收极限d下= d下= 2） 上验收极限d上= d上= 下验收极限d下= d下= 30-0.041+0.0021=29.9611 最小实体尺寸LMS+A 30-0.02-0.0021=29.9779 最大实

11、体尺寸MMS-A 200-0.115+0.012=199.897 最小实体尺寸LMS+A 200-0.012=199.988 最大实体尺寸MMS-A 200h9= 0 115. 0 200 30f7= 020. 0 041. 0 30 A=12 A=2.1 18 3）60H11= 上验收极限D上=最小实体尺寸LMS-A D上= D+T-A ；最小实体尺寸-安全裕度 D上=60+0.19-0.01=60.171 下验收极限D下=最大实体尺寸MMS+A D下= D+A；最大实体尺寸+安全裕度 D下=60+ 0.019=60.019 如下图示： 1）200h9= 0 115. 0 200 2）30f

12、7= 020. 0 041. 0 30 3）60H11= 190. 0 0 60 解4：画图 190. 0 0 60 A=19 19 第二节：光滑极限量规第二节：光滑极限量规 一、基本概念一、基本概念 极限量规的用途：可测出工件是否在允许的maxmix尺寸 之间，判断其是否合格，但不知其实际尺寸。 1、孔用光滑极限量规（塞规） 一个叫止规，一个叫通规，成对使用。 通规工件min尺寸；止规工件max尺寸 当通规通过工件孔时，则工件大于其min尺寸。 当止规通不过工件孔时，则工件小于其max尺寸。 （一）量规的种类 分析： 如上图示 合格的孔应：合格的孔应：通过止不过，通过止不过，即合格。即合格。

13、结论：结论： 20 2、轴用光滑极限量规 （环规、卡规） 一个叫止规，一个叫 通规，成对使用。 通规工件max尺寸； 止规工件min尺寸 分析： 当通规通过工件轴，则工件小于其max尺寸。 当止规通不过工件轴，则工件大于其min尺寸。 结论：合格的轴应当是：通过止不过。 如下图： 21 1、工作量规：工人检验使用 2、验收量规：检验部门用。精度低合格。 3、校对量规：用于检验工作量规的磨损。 二、量规的形状二、量规的形状（P137） 1、种类： 全形量规。 不全形量规。图示图示 2、方法： 通规做成全形的， 止规做成不全形的。 （二）量规按用途分类 22 三、量规的公差三、量规的公差（只分析工

14、作量规）（只分析工作量规） l通规最大尺寸=工件孔的最小尺寸+es+VB 图示通规、止规 （一）工作量规公差 1、塞规轴公差（验工件孔） 通规轴尺寸通规轴尺寸 l止规最小尺寸=工件孔最大尺寸-ei l通规最小尺寸=工件孔的最小尺寸 Ddminmin 通 VBes Dd minmax通 l止规最大尺寸=工件孔最大尺寸Dd maxmax 止 ei Dd maxmin止 止规轴尺寸止规轴尺寸 图示 23 2、环规公差（检验工件轴） 1）止规最小尺寸=工件轴最小尺寸。 止规最大尺寸=工件轴最小尺寸+ES,无磨损 2）通规最大尺寸 =工件轴的最大尺寸。 通规最小尺寸 =工件轴的最大尺寸-EI-VB （有

15、磨损VB） 图示： dD minmin 止 ES dD minmax止 VBEI dD maxmin通 dD maxmax 通 如下式：如下式： 24 3、量规公差带布置示意图（以工件孔为例）如图示： Z：位置要素。 通过公差带中心到工件最 大实体尺寸间的距离。 Z的作用：控制量规寿命及 T的大小。 Z的值：IT越高，Z值越小。 量规生产公差：允许量规制造的最小公差。 量规保证公差：允许量规制造的最大公差。 Th：孔的公差带。 T：量规公差带。 VB：量规磨损公差带。 25 1、通规未过，工件孔小了，不合格。 2、通规通过，止规也通过，工件孔大了，不合格。 3、通规通过，止规未通过，工件孔合格

16、。 4、当工件孔Dman或Dmin时，将产生误废。但无误收。 因为：通规轴 dmaxDmax 止规轴 dminDmin 本节应掌握下述概念：本节应掌握下述概念： 小结 26 1、孔用光滑极限量规（塞规）。一个叫止规，一个叫通规，成对使用。 通规工件min尺寸；止规工件max尺寸 。如图1 2、轴用光滑极限量规（环规、卡规）。一个叫止规，一个叫通规，成对使用。 通规工件max尺寸；止规工件min尺寸。如图2 图1 图2 27 四、量规的设计四、量规的设计 （一）量规形式的选择 1、通规设计成全形的。 基本尺寸=最大实体尺寸（被测工件的） 长度=工件配合面全长。 2、止规设计成不全形的。 基本尺寸

17、=最小实体尺寸（被测工件的） 3、按具体实际情况设计。 工件孔100不做全形量规。在线测量轴，可用 卡规而不用环规。 注：卡规不全形，环规全形。 28 1、形位公差： 取尺寸公差的50%，一般0.001mm。 2、量规的材料： 量规要求硬度高，耐磨损。 故应采用：合金工具钢、碳素工具钢、渗碳钢 3、量规的粗糙度 表6-6P140 基本尺寸大，Ra大；IT等级高，Ra小。 （二）量规工作尺寸的设计 按国标数据选取，计算。 （三）量规的技术要求 29 量规设计举例量规设计举例 例一：例一：设计30H8/f7孔、轴用量规。 解1 020. 0 041. 0 30 查表P139表6-5求T、Z（位置要

18、素） 查出量规的T=3.4,Z=5 可写出塞规制造公差T=0.0034mm 可写出塞规位置要素Z=0.005mm 可写出塞规形状公差T/2=0.0017mm（自定一半） 量规的T=2.4,Z=3.4 可写出卡规制造公差T=0.0024mm 可写出卡规位置要素Z=0.0034mm 可写出卡规形状公差T/2=0.0012mm 1）H8孔 根据30、 IT8查 2）f7轴 根据30、 IT7查 查P18知：IT8=33； IT7=21；查P24知：f的es=-20, ei=es-IT=-20-21=-41,解出： 033. 0 0 30 30H8= 30f7= 解2： 30 解3：塞规的尺寸设计 用

19、于用于 30H8= 1）通规设计 通规上偏差=工件孔下偏差+位置要素+形状公差 es=EI+Z+T/2=0+0.005+0.0017=0.0067 通规下偏差=工件孔下偏差+位置要素形状公差 ei=EI+ZT/2=0+0.0050.0017=0.0033 通规磨损极限=工件孔的下偏差=EI=0；VB=EI=0 （0代表磨损极限，既由尺寸30.0033磨损到30仍可用） 解出通规工作尺寸： 0067. 0 0033. 0 30 分析： 当工件孔最小30时，通规轴通不过工件孔，将出现 误废！（通规轴最小未磨损时30.0033工件最小30） 033. 0 0 30 31 2）止规设计 用于用于 30

20、H8= 止规上偏差=工件孔上偏差 es=ES=0.033 止规下偏差=工件孔上偏差-塞规制造公差 ei=ES-T=0.033-0.0034=0.0296 解出止规工作尺寸： 033. 0 0296. 0 30 分析： 当工件孔最大30.033时，止规轴 通过，将出现误废！将出现误废！ （止规轴最小30.0296 工件 最大30.033） d通min=30.0033磨损后为30。 3）量规公差带图）量规公差带图 （可用零件图进一步说明此图）（可用零件图进一步说明此图） 033. 0 0 30 0067. 0 0033. 0 30 上页解出通规尺寸： 32 解4：环规的尺寸设计 用于用于 30f7

21、= 1）通规设计 通规上偏差=工件轴上偏差-位置要素+形状公差 ES=es-Z+T/2=-0.02-0.0034+0.0024/2=-0.0222 通规下偏差=工件轴的上偏差-位置要素形状公差 EI=es-ZT/2=-0.02-0.00340.0012=-0.0246 解出通规工作尺寸： 0222. 0 0246. 0 30 分析： 当工件轴最大29.98时，通规孔通不过工件轴， 将出现误废！（见下页图） 020. 0 041. 0 30 33 2)止规设计 用于用于30f7= 止规上偏差=工件轴的下偏差+卡规制造公差 ES=ei+T=-0.041+0.0024=-0.0386 止规下偏差=工

22、件轴的下偏差 EI= ei =-0.041 解出止规工作尺寸： 0386. 0 041. 0 30 分析： 当止规孔最大29.9614 工件轴最小29.959时， 止规通过，将出现误废！ 通规从-0.0246磨损到-0.02， 通规孔大了，就报废了。 3）卡规公差带图）卡规公差带图 注： （可用零件图进一步说明此图）（可用零件图进一步说明此图） 020. 0 041. 0 30 34 例二、计算例二、计算30K7= 006. 0 015. 0 30 求孔的工作塞规尺寸，画出公差带图。求孔的工作塞规尺寸，画出公差带图。 提示：1、基本尺寸用1830，形状公差=T/2 2、写出通规的磨损极限，计算

23、磨损值。 3、解释何时出现误废。 解：1、求工作塞规的制造公差T及位置要素Z 查表P139表6-5知： T=2.4um Z=3.4um T/2=0.0012mm 2、通规设计 es=EI+Z+T/2=-0.015+0.0034+0.0012=-0.0104 ei=EI+Z-T/2=-0.015+0.0034-0.0012=-0.0128 解出通规设计尺寸为： 0104. 0 0128. 0 30 35 3、通规的磨损 1）通规的磨损极限VB极 极=EI=-0.015 2）通规的磨损值 VB=EI-ei=-0.015-（-0.0128）=-0.0022；取0.0022 4、止规设计： es=ES

24、=0.006 ei=ES-T=0.006-0.0024=0.0036 解出止规设计尺寸为： 006. 0 0036. 0 30 5、分析 1）在止规最小时30.0036工件最大孔30.006时， 将出现误废（因止规过） 2）当通规最大时30-0.0104 =29.9896工件孔最小时30-0.015=29.985， 将出现误废（因通规轴通不过小孔） 6、画出公差带图、画出公差带图 36 6、画出公差带图、画出公差带图 当通规轴磨损后，小到30-0.015时，就报废。 若再用，就会出现误收！ 分析： 37 六章课上练习题1 确定孔D= 185. 0 0 180 的验收极限。 画出验收极限公差带图， 在图上标出所有尺寸。 安全裕度A=0.019 38 答： 上验收极限D上=最小实体尺寸LML-安全裕度A D上=180+0.185-0.019=180.166 下验收极限D下=最大实体尺寸MMS+安全裕度A D下=180+0.019=180.019 作图: 185. 0 0 180 孔D= A=0.019 39 轴孔配合基本尺寸25， Ts=13，Tf=34，Xmin=-35，EI=-35； 安全裕度A=0.003 求： 1、写出轴孔配合尺寸。 2、求Xmax。 3、画出公差带图。 4、确定孔轴的验收极限。 5、画出验收极限公差带图，在图上标出