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 21、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。合格工件可能的最大公差。生产公差T保证公

2、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

3、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61）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+A2）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=0.02D上= 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=0.01d上= M

4、MS-A=30.49 d下= LMS+A=29.512、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=29.583、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（

5、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。 91、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）（0290. 0250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、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 102）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

6、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。 113）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=249.739（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 ）（0290. 0250前述知

7、A=29； 250h1112例例2 孔孔140H10= 16. 00140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

8、出验收极限图。140.144140.016为合格。据据140、H10、T=0.16查表134）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. 00140 A=0.016D上上= =140.144 ； D下下=140.01614例例3 轴轴 036. 0071. 0100A=0.0035 =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

9、下=结果轴的验收极限尺寸范围是：99.960599.9325为合格范围。152）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、画出验收极限图（用公差带图表示图6-96-11）200h9= 0115. 020030f7= 020. 0041. 03060H11= 190. 00601）200h9 A=12 1=12）30f7 A=2.1 1=13）60H11 A=19 1=17 解1：由P1824 表2-4 2-7知解2：由P134

10、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+A30-0.02-0.0021=29.9779最大实体尺寸MMS-A200-0.115+0.012=199.897最小实体尺寸LMS+A200-0.012=199.988 最大实体尺寸MMS-A200h9=0115. 020030f7=020. 0041. 030A=12 A=2.1 183）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

11、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= 0115. 02002）30f7= 020. 0041. 0303）60H11= 190. 0060解4：画图 190. 0060A=1919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

12、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。结论：结论：202、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

13、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VBesDdminmax通l止规最大尺寸=工件孔最大尺寸Ddmaxmax止eiDdmaxmin止 止规轴尺寸止规轴尺寸图示232、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

14、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（有磨损VB） 图示： dDminmin止ESdDminmax止VBEIdDmaxmin通dDmaxmax通 如下式：如下式：243、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。 251、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

15、格。3、通规通过，止规未通过，工件孔合格。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227四、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

16、全形的。 基本尺寸=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。 281、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. 0041. 030 查表P139表6-5求T、Z（位置要素） 查

17、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. 003030H8=30f7= 解2：30解3：塞规的尺寸设计 用于用于 30H8=1）通规设计通规

18、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. 00033. 030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. 0030312）止规设计 用于用于 30H8=止规上偏差=工件孔上偏差 es=ES=0.033止规下偏差=

19、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. 00296. 030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. 00300067. 00033. 030上页解出通规尺寸：32解4：环规的尺寸设计 用于用于 30f7=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=-0.02-0.003

20、4+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. 00246. 030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. 0041. 030332)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=工件轴的下偏差 EI= ei =-0.041解出止规工作尺寸： 0386. 0041. 030分析：当止规孔最大29.9614工件轴最小2

21、9.959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. 0041. 03034例二、计算例二、计算30K7= 006. 0015. 030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/22、写出通规的磨损极限，计算磨损值。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=0.0012mm2、通规设计es=EI+Z

22、+T/2=-0.015+0.0034+0.0012=-0.0104ei=EI+Z-T/2=-0.015+0.0034-0.0012=-0.0128解出通规设计尺寸为： 0104. 00128. 030 353、通规的磨损1）通规的磨损极限VB极极=EI=-0.0152）通规的磨损值VB=EI-ei=-0.015-（-0.0128）=-0.0022；取0.00224、止规设计： es=ES=0.006 ei=ES-T=0.006-0.0024=0.0036解出止规设计尺寸为： 006. 00036. 0305、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）

23、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 366、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. 00180 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AD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AD下=180+0.019=180.019作图: 185. 00180孔D=A=0.01939 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，在图上标出所有