第6章 光滑工件尺寸的检验

1、 光滑工件尺寸的检验有两种方法：用通用计量器具检验和用光滑极限量规检验。 用通用计量器具检验是选择合适的计量器具测量工件尺寸，并按规定的验收极限判断工件尺寸是否合格的一种定量检验过程； 用光滑极限量规检验是采用无刻度的、定值的、专用的、成对的通规和止规来判断工件尺寸是否在极限尺寸内的一种定性检验过程光滑工件的尺寸一般用通用计量器具检验，在成批大量生产中采用光滑极限量规检验可提高工作效率。2021-7-2616.1.1 误收和误废 由于存在测量误差，所以在检验工件时，若工件的真实尺寸接近极限尺寸，则可能产生两种错误判断：一是将真实尺寸处于公差带之内的合格品判为废品，称为误废；二是将真实尺寸处于公

2、差带之外的废品判为合格品，称为误收二者统称为误检。 显然，误收会影响产品质量，误废会提高产品成本为保证产品质量，国家标准亿位元组/ T 3177-1997 光滑工件尺寸的检验中规定了验收极限来防止误收。2021-7-2626.1.2 验收极限和安全裕度A 验收极限是指检验工件尺寸时判断尺寸合格与否的尺寸界限由于尺寸误检发生的概率与工件加工方法的工艺能力指数Cp （Cp=T/6 ），实际尺寸的分布规律, 测量方法的精度有关同时，工件尺寸的重要程度不同，允许尺寸误检的概率也就不同。所以，国家标准亿位元组/ T 3177-1997 规定了两种确定验收极限的方式。 1 内缩方式规定验收极限是从工件的最

3、大极限尺寸和最小极限尺寸分别向工件公差带内移动一个安全裕度一来确定，如图 6-1 所示。 图例 上验收极限= 最大极限尺寸- 安全裕度（一） 下验收极限 = 最小极限尺寸+ 安全裕度（一） 国家标准亿位元组/ T 3177-1997 规定安全裕度一按工件公差的 1/10 确定，如表 6-1 所列。 表 6-12021-7-263图 6-1 验收极限2021-7-2643 验收极限方式的选择验收极限方式一般可按以下方式选择： (1)对采用包容要求的尺寸、公差等级较高的尺寸，应选用内缩方式。 (2)当工艺能力指数 Cp 1 时，可选用不内缩方式；但对采用包容要求的尺寸，其最大实体尺寸一边应选用内缩

4、方式。 (3)当工件实际尺寸服从偏态分布时，仅对尺寸偏向的一边选用内缩方式。 (4)对非配合和一般公差的尺寸，可选用不内缩方式。6.1.3 计量器具的选择 选择计量器具时，首先应考虑被测工件的外形，位置, 尺寸的大小，使所选计量器具满足工件要求其次，应按计量器具不确定度允许值 u1 来选择计量器具国家标准规定所选用计量器具的不确定度允许值 u1 不大于 0.9A，如表 6-1 所列。 表 6-1 表 6-2 6-4 给出了车间常用的千分尺、游标卡尺、比较仪和指示表的测量不确定度。2021-7-265表 6.2 千分尺和游标卡尺的测量不确定度尺寸范围计量器具类型分度值 0.01 外径千分尺分度值

5、 0.01 内径千分尺分度值 0.02 游标卡尺分度值 0.05 游标卡尺大于至测量不确定度050100501001501.0042.0050. 0060.0080.1000.051502000.0070.0132002502503001.0080.0093003504003504004501.0102.0110.0120.0204505000.0130.02550060070060070010000.0300.1502021-7-266表 6.3 比较仪的测量不确定度尺寸范围所使用的计量器具分度值为 0.0005 （相当于放大 2000 倍）的比较仪分度值为 0.001 （相当于放大 100

6、0 倍）的比较仪分度值为 0.002 （相当于放大 400 倍）的比较仪分度值为 0.005 （相当于放大 250 倍）的比较仪大于至测量不确定度250.00060.00100.00170.003025400.00070.001840650.00080.00116590901150.00090.00120.00191151650.00100.00131652150.00120.00140.00200.00352152650.00140.00160.00212653150.00160.00170.00222021-7-267表 6.4 指示表的测量不确定度尺寸范围所使用的计量器具分度值为 0.0

7、01 毫米的千分表（ 0 级在全程范围内， 0.2 毫米 1 级在内）；分度值为 0.002 毫米的千分表在 1 转范围内分度值为 0.001 毫米， 0.002 毫米,0.005 毫米的千分表（ 0.01 毫米 1 级在全程范围内）；分度值为的百分表（ 1 毫米 0 级在任意内）分度值为 0.01 毫米的百分表（ 0 级在全程范围内， 1 毫米 1 级在任意内）分度值为 0.01 毫米的百分表（ 1 级在全程范围内）大于至测量不确定度/ 毫米250.0050.0100.0180.030254040656590901151151650.0061652152152652653152021-7-2

8、686.1.4 计量器具选用示例 例 6.1 试确定检验工件尺寸为 25 e9E 的验收极限并选择适当的计量器具。 解：（ 1 ）确定工件尺寸上偏差 es=-0.040 毫米,下偏差 ei=-0.092 毫米工件尺寸公差 Td=0.052 毫米 （ 2 ）确定安全裕度一 =0.003 毫米，计量器具不确定度允许值 u1=0.0027 毫米 （ 3 ）确定验收极限 上验收极限 =25-0.040-0.003=24.957 毫米 下验收极限 =25-0.092+0.003=24.911 毫米 （ 4 ）计量器具的选择 查表得：工件尺寸为 25 毫米时，分度值 0.002 毫米的比较仪不确定度为 0

9、.0017 毫米, 小于 u1=0.027 毫米，满足使用要求。2021-7-269 例 6.2 试确定检验工件尺寸为 70 F9E 的验收极限并选择适当的计量器具。 解：（ 1 ）确定工件尺寸上偏差 ES=0.104 毫米, 下偏差 EI=0.030 毫米工件尺寸公差 Td=0.074 毫米 （ 2 ）确定安全裕度A =0.006 毫米，计量器具不确定度允许值 u1=0.0054 毫米（ 3 ）确定验收极限 上验收极限 =70+0.104-0.006=70.098 毫米 下验收极限 =70+0.030+0.006=70.036 毫米 （ 4 ）计量器具的选择 查表得：工件尺寸为 70 毫米时

10、，分度值 0.001 毫米的千分表不确定度为 0.005 毫米, 小于 u1=0.054 毫米，满足使用要求。2021-7-26106 .2 用光滑极限量规检验6.2.1 光滑极限量规的检验原理 光滑极限量规是一种无刻度的定值专用量具（简称量规），用它来检验工件时，只能判断工件尺寸是否在允许的极限尺寸范围内，而不能测量出工件的实际尺寸或作用尺寸因为光滑极限量规结构简单，制造容易，特别是用来检验工件时使用方便，所以广泛应用于大批量生产中但光滑极限量规是一种定值专用量具，需要在检验工件前，进行量规的设计, 制造。其执行的国际标准为亿位元组/T1957-2006 。2021-7-2611 检验孔用的

11、量规称为塞规，检验轴用的量规称为环或卡规量规由通规（通端）和止规（止端）所组成，通常是成对使用的通规按工件的最大实体尺寸（孔为 Dmin ，轴为 dmax ）制造，控制工件的作用尺寸；止规按工件的最小实体尺寸（孔为 Dmax ，轴为 dmin ）制造，控制工件的实际尺寸。量规检验工件是遵循 “ 泰勒原则 ” （即极限尺寸判断原则），检验时，通规通过被测孔，轴则表示工件的作用尺寸没有超出最大实体边界（即 Dm D min ； dm d ams ）；止规通不过被测孔, 轴则表示工件的实际尺寸没有超越最小实体尺寸（即 Da Dmax ； da dmin ）。如图 6-2 所示。 图例2021-7-2

12、6126.2.2 光滑极限量规的分类 根据使用场合，量规分为工作量规、验收量规和校对量规三类。 工作量规是生产过程中生产工人检验工件时使用的量规通规用代号 T 表示，止规用代号 Z 表示工作量规往往选用新量规或磨损较少的量规。 验收量规是验收工件时检验人员或用户代表所使用的量规验收量规不用专门制造，是从工作量规中挑选磨损较多且接近磨损极限的通规和接近最小实体尺寸的止规来作为验收量规这样可以保证，生产工人用工作量规自检合格的工件，检验人员或用户代表再用验收量规验收时一定合格，减少验收纠纷。 校对量规是用来校对环规和卡规的量规量规在制造时也是一种高精度的工件，同样需要检验塞规的工作尺寸属于轴尺寸，

13、便于用精密量仪测量。而环规和卡规的工作尺寸属于孔尺寸，不便于用精密量仪测量。故可以专门设计制造校对量规来校对环规和卡规。2021-7-26136.2.3 工作量规的设计 1 工作量规的公差带 量规的制造精度比被检验工件高，但同样存在制造误差, 因此对量规也必须规定制造公差为检验时防止误收，国家标准规定量规的公差带应位于被检工件的尺寸公差带内由于通规在使用过程中经常通过工件，会渐渐磨损。为使通规具有合理的使用寿命，应留出一定的磨损备量，因此将通规的公差带从工件最大实体尺寸处向工件公差带内缩一段距离，同时规定出通规的磨损极限（即被检工件的最大实体尺寸）。而止规通常不通过工件，因此不需留出磨损备量，

14、止规公差带布置在工件公差带内紧靠最小实体尺寸处，如图 6-3 所示。图中 T 为通规和止规的制造公差， Z 为通规的位置要素（即通规公差带中心到工件最大实体尺寸的距离）。 T, Z 值与被检工件尺寸公差大小有关，其值如表 6-5 所列。图 6-3表 6-52021-7-26142 工作量规的结构型式 按照“泰勒原则”，通规是用于控制工件作用尺寸的，通规的测量面理论上应是与被检验孔或轴形状相对应的完整表面（即全形量规），且测量长度应等于被检验孔或轴的长度止规是用于控制工件实际尺寸的，止规的测量面理论上应是点状的（即不全形量规），与被检验孔或轴是点接触，且测量长度可小于被检验孔或轴的长度即符合泰勒

15、原则的通规型式为全形量规，而止规型式应为不全形量规。 如图 6-4 所示为全形和不全形量规检验工件孔的情况该孔的实际轮廓已超出尺寸公差带，应为废品当量规的型式符合泰勒原则时，量规能正常地检验出废品。而当量规的型式不符合泰勒原则时，即通规制成不全形量规（片状），止规制成全形量规（圆柱形），显然有可能将该孔误判为合格品。 图例2021-7-2615 在实际工作中，考虑到制造和使用的方便和可能，量规型式常偏离上述原则如检验轴的通规按泰勒原则应为圆形环规，但环规使用不方便（如检验曲轴零件的连杆轴颈尺寸时），故往往制成卡规；检验大尺寸孔的通规，为了减轻重量以便使用，常制成不全形塞规或球端杆规；检验小尺寸

16、孔的止规为了加工方便，常制成全形止规当采用偏离泰勒原则的量规检验工件时，应从加工工艺上采取措施限制工件的形状误差，检验时应在工件的多个方位上加以检验，以防止误收。 国家标准推荐了量规的结构型式及相应的使用范围如图 6-5 所示为常见量规的结构型式、应用范围和推荐顺序。 图例3 工作量规的技术要求 量规的材料可用合金工具钢，碳素工具钢, 和硬质合金等耐磨材料制造量规测量面的硬度应为 58 65 HRC ，并经过稳定性处理。2021-7-2616 量规测量面的形位公差一般为其尺寸公差的一半。考虑到制作和测量的困难，当其尺寸公差小于0.002mm时，形状公差仍然选为0.001mm。 量规测量面不应有

17、锈迹、毛刺、黑斑、划痕等明显影响外观和使用质量的缺陷。 量规测量面的表面粗糙度参数 Ra 值如表 6-6 所列。 表 6-62021-7-2617 孔用塞规： 通规“T” 上偏差=EI+Z+T/2=0+0.005+0.0034/2 =0.0067mm 下偏差=EI+Z-T/2=0+0.005-0.0034/2 =0.0033mm 工作尺寸为25 mm 止规“Z” 上偏差=ES=0.033mm 下偏差=ES-T=0.033-0.0034=0.0296mm 工作尺寸为25 mm6.2.3 工作量规的设计举例解：（ 1 ）查表确定被检验孔和轴的极限偏 ES=0.033 ， EI=0 ，即孔的尺寸为2

18、5H8 mmes=-0.020 ，ei=-0.041，即轴的尺寸为 25H8 mm)(020. 0041. 0)(033. 00例6.3 试设计检验25H8/f7孔和轴用工作量规的工作尺寸。 （2）查表确定工作量规的制造公差T和位置要素Z值 孔用塞规：T=0.0034mm，Z=0.005mm 轴用卡规：T=0.0024mm，Z=0.0034mm（3）计算量规的极限偏差和工作尺寸)(0067. 00033. 0)(033. 0296.02021-7-2618 轴用卡规: 通规“T” 上偏差=es-Z+T/2=-0.020-0.0034+0.0024/2 =-0.0222mm 下偏差=es-Z-T

19、/2=-0.020-0.0034-0.0024/2 =-0.0246mm 工作尺寸为25 mm 止规“Z” 上偏差=ei+T=-0.041+0.0024 =-0.0386mm 下偏差=ei=-0.041mm 工作尺寸为25 mm)(0386. 0410.0（4）计算通规的磨损极限尺寸 孔用通规的磨损极限尺寸=被检验孔的最大实体尺寸 =25mm 轴用卡规的磨损极限尺寸=被检验轴的最大实体尺寸 =25-0.020=24.980mm022. 00246. 02021-7-2619 通规在使用过程中会不断磨损，孔用通规的尺寸可以小于设计的最小极限尺寸25.0033mm，轴用卡规的尺寸可以大于设计的最大

20、极限尺寸24.9778mm。但当其尺寸接近磨损极限尺寸时，就不能再用作工作量规，而应转作验收量规使用。当其尺寸磨损到磨损极限尺寸后，通规就应报废。 （5）画出工作量规的公差带图，如图6-6所示。 图6-6 25H8/f7孔，轴用工作量规公差带图2021-7-2620（6）绘制工作量规的工作图，如图6-7所示。 图6-7 工作量规的工作图2021-7-2621工件公差安全裕度一计量器不确定度允许值 u大于至0.0091.0180.0320.0581.1000.1801.3202.5803.0001.8000.0180.0320.0580.1000.1800.3200.5800.0001.8003

21、.2000.0010.0020.0030.0060.0100.0180.0320.0601.1000.1801.00090.00180.00271.00542.0093.0160.0291.0540.0900.1602021-7-2622工件公差安全裕度一计量器不确定度允许值 u大于至0.0091.0180.0320.0581.1000.1801.3202.5803.0001.8000.0180.0320.0580.1000.1800.3200.5800.0001.8003.2000.0010.0020.0030.0060.0100.0180.0320.0601.1000.1801.00090

22、.00180.00271.00542.0093.0160.0291.0540.0900.1602021-7-2623工件公差安全裕度一计量器不确定度允许值 u大于至0.0091.0180.0320.0581.1000.1801.3202.5803.0001.8000.0180.0320.0580.1000.1800.3200.5800.0001.8003.2000.0010.0020.0030.0060.0100.0180.0320.0601.1000.1801.00090.00180.00271.00542.0093.0160.0291.0540.0900.1602021-7-26242021-7-2625图 6-3 量规公差带2021-7-2626工件基本尺寸( 毫米) IT6IT7IT8IT9IT6TZIT7TZIT8TZIT9TZ 3 3 6 6 10 10 1