互换性 第五章光滑极限量规

1、E-mail: 第5章本章的主要内容v5.1 光滑工件尺寸检测v5.2 光滑极限量规设计v5.3 位置量规(综合量规)简介5.1 光滑工件尺寸检测 v5.1.1 光滑工件尺寸的验收原则、安全裕度和验收极限v5.1.2 计量器具的选择 v通用量具的局限性1. 在机械加工车间环境的条件下，使用通用计量器具测量零件尺寸时，通常采用两点法测量，测得的值为轴、孔的局部实际尺寸。2. 计量器具存在测量误差、轴或孔的形状误差、测量条件偏离标准规定范围等原因，使测量结果偏离被测真值。v当测量误差较大时，可能作出错误判断。5.1.1 光滑工件尺寸的验收原则、安全裕度和验收极限 5.1.1 光滑工件尺寸的验收原则

2、、安全裕度和验收极限 v1. 验收原则v若轴、孔的实际尺寸在尺寸公差带内，则该尺寸合格。v问题：当被测真值在极限尺寸附近时，由于测量误差，容易作出错误判断，“误收”或“误废”。v测量不确定度uv在车间条件下测量，造成的测量结果对被测真值的偏离程度。5.1.1 光滑工件尺寸的验收原则、安全裕度和验收极限 v2. 安全裕度和验收极限v安全裕度(A)测量不确定度u的允许值。v设立安全裕度数值时，必须使误收率下降，满足验收要求，又不致使误废率上升过多，增加成本。vA由被测工件的尺寸公差值确定，一般取工件尺寸公差值的10%左右。v验收极限是检验工件尺寸时判断合格与否的尺寸界限。v国家标准通过安全裕度来防

3、止因测量不确定度的影响而造成工件“误收”和“误废”的“验收原则”。6.1.2 计量器具的选择 T公差，A安全裕度，u1测量不确定度允许值6.1.2 计量器具的选择 6.1.1 光滑工件尺寸的验收原则、安全裕度和验收极限 v根据国家标准光滑工件尺寸的检验(GB/T 31771997)规定，验收极限按照以下两种方式确定：v(1) 安全裕度(A)不为零：v验收极限从规定的最大实体尺寸(MMS)和最小实体尺寸(LMS)分别向工件公差带内移动一个安全裕度(A)来确定，如图6.2所示。孔孔v图6.2 量规尺寸公差带分布 安全裕度(A)不为零的适用的场合v 符合包容要求、公差等级高的尺寸验收。v这是因为内缩

4、一个安全裕度，不但可以防止因测量误差而造成的误收，而且可以防止由于工件的形状误差而引起的误收。v 呈偏态分布的实际尺寸的验收。v对“实际尺寸偏向边”的验收极限采用内缩一个安全裕度作为验收极限；v 符合包容要求且工艺能力指数 1的尺寸验收。v最大实体尺寸一边的验收极限向尺寸公差带内缩一个安全裕度。v(2)安全裕度(A)为零：v验收极限等于工件尺寸的最大实体尺寸(MMS)和最小实体尺寸(LMS)。v适用的场合：v 工艺能力指数1的尺寸验收；v 符合包容要求的尺寸验收。v其最小实体尺寸一边的验收极限采用不内缩方式。v 非配合尺寸和一般的尺寸验收。v 呈偏态分布的实际尺寸验收。对“实际尺寸非偏向边”的

5、验收极限采用不内缩方式。5.1.1 光滑工件尺寸的验收原则、安全裕度和验收极限 计量器具的测量不确定度允许值(u1)按测量不确定度(u)与工件公差的比值分档：对IT6-1T11级分为I、三档，分别为工件公差的110、16、14。对ITl2IT18级分为I、两档。一般情况下应优先选用I档，其次选用、档。计量器具的测量不确定度允许值(u1)约为测量不确定度(u)的0.9倍。按照计量器具的测量不确定度允许值(u1)选择计量器具。选择时，应使所选用的计量器具的测量不确定度数值等于或小于其允许值u1。5.1.2 计量器具的选择 5.1.2 计量器具的选择 v1. 选择原则v(1)u1 u1原则。 v(2

6、)0.4 u1 u1原则。v(3)0.6 u1 u1原则。5.1.2 计量器具的选择 u1u1u15.1.2 计量器具的选择 u15.1.2 计量器具的选择 例例 在车间条件下检验30h7，试确定其验收极限，并选择合适的计量器具。解解：查表得30h7的公差值T=0.021mm，根据T值，查表得出安全裕度A=0.0021mm,计量器具不确定度允许值u1=0.0019mm.按内缩方式确定验收极限上验收极限：d-A=(300.002)mm=29.998mm下验收极限：d+A=(30-0.021+0.002)mm=29.981mm由表6.5可知，在工件尺寸40mm、分度值为0.002mm的比较仪不确定

7、度0.0018mm，小于u1=0.0019mm，可满足要求。举例 5.2 光滑极限量规设计 v5.2.1 光滑极限量规的作用和分类v5.2.2 光滑极限量规的设计原理和工作量规的设计 光滑极限量规设计 v光滑极限量规(GB/T 19571981)用于检验遵守包容要求的单一实际要素。v常用于判断轴、孔实际轮廓状态的合格性。5.2.1 光滑极限量规的作用和分类 v1. 光滑极限量规的作用v光滑极限量规是一种无刻度的专用定值量具。它适用于大批量生产、遵守包容要求的轴、孔检验。v用光滑极限量规的通规和止规检验被检轴或孔，当通规通过被检轴或孔，同时止规不能通过被检轴或孔，则被检轴或孔合格。v2. 光滑极

8、限量规的分类v(1)按被检工件类型可分为：v 塞规。指用以检验被测工件为孔的量规。v 卡规。指用以检验被测工件为轴的量规。 光滑极限量规是一种无刻度的专用定值量具。 检验孔用的量规称为塞规，有通规与止规，成对使用。 检验轴用的量规称为环规或卡规，多以片状卡规为常见，也是通规与止规成对使用。光滑极限量规5.2.1 光滑极限量规的作用和分类v(2)按量规用途可分为：v 工作量规。指在加工工件的过程中用于检验工件的量规，由操作者使用。v 验收量规。指验收者(检验员或购买机械产品的客户代表)用以验收工件的量规。v 校对量规。专门用于校对轴工件用的工作量规卡规或环规的量规。因为，卡规和环规的工作尺寸属于

9、孔尺寸，由于尺寸精度高，难以用一般计量器具测量，故标准规定了校对量规。5.2.1 光滑极限量规的作用和分类v校对量规又分为：vTT在制造轴用通规时，用以校对的量规。当校对量规通过时，被校对的新的通规合格。vZT在制造轴用止规时，用以校对的量规。当校对量规通过时，被校对的新的止规合格。vTS用以检验轴用旧的通规报废用的校对量规。当校对量规通过，轴用旧的通规磨损达到或超过极限，应作报废处理。（1）极限尺寸判断原则（泰勒原则）孔或轴的实际轮廓不允许超过最大实体边界。孔或轴任何部位的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸。（2）极限尺寸判断原则对量规的要求通规测量面是与被检验孔或轴形状相对应的完整表面(即全形

10、量规)，其尺寸应为被检孔、轴的最大实体极限，其长度应等于被检孔、轴的配合长度；止规的测量面是两点状的。(即非全形量规)，其尺寸应为被检孔、轴的最小实体极限。5.2.2 光滑极限量规的设计原理和工作量规的设计 26作用尺寸27极限尺寸判断原则(泰勒原则) 5.2.2 光滑极限量规的设计原理和工作量规的设计 v1. 光滑极限量规的设计原理v由“公差原则中包容要求”可知：光滑极限量规应按照遵守“包容要求”的合格条件设计。v即：“被测实际轮廓应处处不得超越最大实体边界，其局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸”。v因此，光滑极限量规的通规应模拟体现最大实体边界(MMS)，止规模拟体现最小实体尺寸(LMS)。

11、v2. 光滑极限量规的设计v光滑极限量规的设计主要有量规的结构形式设计、通规和止规的形状设计及其尺寸精度设计等。v量规的结构形式可根据实际需要，选用适当的结构。常用结构形式如图6.6和图6.7所示。5.2.2 光滑极限量规的设计原理和工作量规的设计 6.2.2 光滑极限量规的设计原理和工作量规的设计 v(e)v 图6.6 常见孔用塞规的结构形式 6.2.2 光滑极限量规的设计原理和工作量规的设计 v 图6.7 常见轴用卡规的结构型式(a)凭卡规自重测量：正确；(b)使劲卡卡规：错误；(c)单手操作小卡规：正确；(d)双手操作大卡规：正确；(e)卡规正着卡：正确；卡规歪着卡：错误。正确或错误使用

12、卡规示例 (a)正确使用塞规通端的方法； (b)正确使用塞规止端的方法； (c)错误使用塞规通端的方法。正确或错误使用塞规示例v光滑极限量规形状及其几何参数的精度设计 1)工作量规通规、止规的形状设计 2)工作量规的通规、止规的尺寸及其精度设计 3)工作量规的通规、止规的形位精度及表面粗糙度设计5.2.2 光滑极限量规的设计原理和工作量规的设计 课堂作业v光滑极限量规设计应符合( )。vA. 与理想要素比较原则；B. 独立原则vC. 测量特征参数原则； D. 包容要求v光滑极限量规的通规是用来控制被检工件的（ ），止规用来控制被检工件的（ ）。vA 最大实体尺寸； B 最小实体尺寸vC 被测实

13、际轮廓； D 被测实际尺寸v塞规的通规是用来控制被检测孔的（ ）不得超越其（ ）。vA 最小实体尺寸； B 最大实体尺寸vC 最大实体边界； D 实际轮廓DABDC5.3 位置量规(综合量规)简介 v位置量规又称综合量规，是用来检验应用“最大实体要求”的关联实际要素是否超越最大实体实效边界的专用极限量规，它适用于大批生产的综合检验中，实际应用较为广泛。v1. 最大实体要求的应用v生产中常见的应用“最大实体要求”的位置公差项目有平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度和位置度等。v2. 位置量规的设计原理v原理：关联实际要素应用“最大实体要求”。v被检要素的合格条件是：“被检实际轮廓不得超越最大实

14、体实效边界”。v3. 位置量规设计难点v位置量规设计比光滑极限量规设计难度大，因为应用最大实体要求的类型很多，具体要求多而复杂。 5.3 位置量规(综合量规)简介 v4. 位置量规的组成部分v位置量规由量规的工作部分和非工作部分组成。v1) 量规的工作部分v 定位部位。用于模拟体现基准要素。v 测量部位。用于检验被测关联要素相对基准的位置要求，它模拟体现最大实体实效边界。v 导向部位。用于引导活动式量规的定位部位或测量部位正确地导入其工作部位。v2) 量规的非工作部分v 柄部。检验时，手抓持的部位。v 其他非工作部件或零件。5.3 位置量规(综合量规)简介 v 图图6.14 6.14 活动式垂

15、直度量规活动式垂直度量规v 11定位件；定位件；22被检工件；被检工件；33测量件；测量件；44量规体量规体位置量规的组成部分如图6.14所示的垂直度量规示意图。检验时，先将量规的测量件3的测量部位从导向孔中抽出，将被检工件2装在与量规体4联接的定位件1的定位部位上，然后把测量件3测量部位插入导向孔送入被检工件2的被检孔内。 v5. 位置量规的结构类型v1) 固定式。指测量部位与定位部位做成一体，不能分开。v2) 活动式。指测量部位与定位部位相对于量规体可以拆开，以便对工件进行检验。v活动式量规比固定式量规多一个导向部位，如图6.14所示。5.3 位置量规(综合量规)简介 v6. 位置量规的检

16、验方式v用位置量规检验被检工件应用最大实体要求，基准实际要素的检验方式有两种方法： 用位置量规的测量部位检验被检关联要素的同时，定位部位既用于模拟基准，又用于检验基准实际要素，这种检验方式称为同时检验。 实际基准要素的尺寸先由其他量规检验，其定位部位仅用于模拟基准，位置量规只检验关联被检要素，这种检验方式称为分别检验。 5.3 位置量规(综合量规)简介 42本章小结v介绍了:v光滑工件尺寸检测v光滑极限量规设计v位置量规(综合量规)6.5 习题与练习 v 填空题v (1) 光滑极限量规按用途分为_类型。v (2) _被测要素可以使用光滑极限量规检验。v 选择题v (1) 在零件图样上标注轴为6

17、0js7，该轴的尺寸公差为0.030mm，验收时安全裕度为0.003mm，按照内缩公差带方式确定验收极限，则该轴的上验收极限为( )，下验收极限为( )。v A. 60.015mm B. 60.12mmv C. 59.988mm D. 59.985mmmmv (2) 光滑极限量规设计应符合( )。v A. 与理想要素比较原则 B. 独立原则v C. 测量特征参数原则 D. 包容要求v 填表题v 试计算遵守包容要求的40H7/n6配合的孔、轴工作量规的极限尺寸，将计算的结果填入题表6.14中，并画出公差带分布图。6.5 习题与练习 v 简答题v (1) 为什么规定安全裕度和验收极限？v (2)

18、对于尺寸呈现正态分布和偏态分布，其验收极限有何不同？v 计算题v (1) 用普通计量器具测量下列孔和轴，试分别确定它们的安全裕度、验收极限以及使用的计量器具的名称和分度值。v 150h11 50H7 35e9 95p66.3.2 位置量规设计 v 1.位置量规测量部位和定位部位的设计v 按照关联要素遵守最大实体要求的合格条件，要求关联实际要素不得超越最大实体实效边界，所以位置量规的测量和定位部位应模拟体现“最大实体实效边界”。v 1)测量部位的设计v (1) 测量部位的形状设计。测量部位模拟体现关联被测实际要素遵守的理想边界，其形状应与被检要素的形状相对应。 v (2) 测量部位的基本尺寸确定

19、及尺寸公差带的设置。测量部位模拟体现的是“最大实体实效边界”，所以，测量部位的基本尺寸(孔为 、轴为 )为被检工件被检要素的最大实体实效尺寸。 6.3.2 位置量规设计 v 与光滑极限量规相同，国家标准也规定了位置量规的测量部位的制造公差 和允许量规磨损的余量 。测量部位的尺寸公差带设置采用 和 内缩于被检要素的综合公差 以内，以防止“误收”。 和 数值见表6.9。v 标准还规定了测量部位的制造公差带的位置，由基本偏差 确定。当测量部位为外表面时， 为上偏差es；当测量部分为内表面时， 为下偏差EI。 数值见表6.10或表6.11。6.3.2 位置量规设计 6.3.2 位置量规设计 6.3.2

20、 位置量规设计 6.3.2 位置量规设计v 2)定位部位的设计v 位置量规的定位部位是模拟体现被检工件的基准要素所遵守的边界，一般有两种情况：v 一是遵守最大实体边界(如图4.11所示)，二是遵守最大实体实效边界。v (1) 定位部位形状设计。定位部位的形状应与被检工件的基准要素的形状相对应。 v (2) 定位部位的基本尺寸及其公差带的设置。定位部位公差带的设置与量规的检验方式有关。v 同时检验时定位部位公差带的设置。 v 分别检验时定位部位公差带的设置。v 2.导向部位的设计v 活动式位置量规的导向部位是使量规工作部分(定位部位或测量部位)正确地导入其工作部位，导向部位与量规体4(如图6.1

21、4所示)对应孔之间有一定的间隙，使导向顺利。 6.3.2 位置量规设计v 3.位置量规的主要技术要求v (1) 量规工作部位的位置公差 、 见表6.9。v (2) 量规工作部位的位置公差一般选择遵守独立原则；当工作部位体现中心要素时，v 其轮廓的形状公差与尺寸公差之间关系应用遵守包容要求。v (3) 当定位部位的形状为平面时，其平面度公差值按GB/T 11841996形状公差中平面度公差的47级选取。v (4) 非工作部位的尺寸公差：未注公差尺寸全部按一般公差m级(中等级)的极限偏差选取；未注形位公差按GB/T 11841996未注形位公差中K级未注公差等级选取。v (5) 表面粗糙度要求：对于