量规设计基础~

1、 1 概述光滑极限量规是一种没有刻度的专用检验工具，用光滑极限量规检验零件时，只能判断零件是否在规定的验收极限范围内，而不能测出零件实际尺寸和形位误差的数值。其特点是：结构简单，使用方便、可靠，验收效率高。量规的形状与被检验工件的形状相反，其中检验孔的量规称为塞规，它由通规和止规组成， 通规是按孔的最小极限尺寸设计的，作用是防止孔的作用尺寸小于其最小极限尺寸；止规是按孔的最大极限尺寸设计的，作用是防止孔的实际尺寸大于其最大极限尺寸，如图 5- la)所示。 检验轴的量规称为卡规，它的通规是按轴的最大极限尺寸设计的，其作用是防止轴的作用尺寸大于其最大极限尺寸；止规是按轴的最小极限尺寸设计的，其作

2、用是防止轴的实际尺寸小于其最小极限尺寸，如图5- lb)所示。用量规检验零件时，只有通规通过，止规不通过，被测件才合格。图 5- 1 光滑极限量规量规按照用途分为：工作量规在零件制造过程中，生产工人检验工件时所使用的量规称为工作量规。通规用代号T 表示，止规用代号Z 表示。通常使用新的或者磨损较少的量规作为工作量规。2验收量规检验人员或者用户代表验收工件时所用的量规称为验收量规。验收量规不需要另行制造，一般选择磨损较多或者接近其磨损极限的工作量规作为验收量规。3校对量规用于检验轴用工作量规的量规称为校对量规，由于孔用工作量规使用通用计量器具检验，所以不需要校对量规。校对量规有以下几种：校通一通

3、(TT) 是检验轴用工作量规通规的校对量规。校对时，应该通过，否则通规不合格。校止一通(ZT) 是检验轴用工作量规止规的校对量规。校对时，应该通过，否则止规不合格。校通一损(TS)是检验轴用工作量规通规是否达到磨损极限的校对量规。校对时， 应该不通过轴用工作量规(通规 )，否则该通规已到或者超过磨损极限，不应该再使用。2 量规尺寸及公差带量规是专用量具，它的制造精度要求比被检验工件更高，但不能将量规工作尺寸正好加工到某一规定值，故对量规工作尺寸也要规定制造公差。5 2 1 工作量规基本尺寸工作量规中的通规是用来检验工件的作用尺寸是否超过最大实体尺寸（轴的最大极限尺），工作量规中的止规是检验工件

4、的实际尺寸是否超过最小实体尺（ 轴的最小极限尺寸或孔的最大极限尺寸），各种量规即以被检验的极限尺寸为基本尺寸。5 2 2 工作量规公差带通规在使用过程中，常常与工件相接触，不可避免地发生磨损而使尺寸发生变化，为除规定量规的制造公差外，还必须对通规规定磨损公差和磨止规由于不经常通过零件，磨损量少，所以只规定了制造公差。制造公差国家标准规定通规的制造公差带对称于Z（ 称为公差带位置要素） ，其允许止规的制造公差带是从工件分布在尺寸2 所示。工作量规的制造公差T 和通Z 是综合考虑按被检验零件的公差等级和1 。磨损极限通规的磨损极由图 5- 2 所示的几何关系，可下偏差的计算5-2。5- 2 量规公

5、差带3验收量规公差带表 5- 1 IT6 IT11 级工作量规制造公差与位置要素值（单位：um）工件基本尺寸 /mmIT6IT7IT8IT9IT10IT11TI6TZIT7TZIT8TZIT9TZIT10TZIT11TZ3611101.21.3141.622523402.446036 3 681.21.4121.421822.6302.4448357548 6 1091.41.6151.82.4222.43.2362.85583.669059 10 18111.621822.8272.84433.467048110611 18 301322.4212.43.4333.4552478459130

6、713 30 50162.42.8253439466258100611160816 50 80192.83.4303.64.6464.677469120713190919 80 120223.23.8354.25.4545.48877101408152201022表 5- 2 工作量规极限偏差的计算在量规国家标准中，没有单独规定验收量规公差带，但规定了检验部门应该使用磨损用户代表应使用接近工件最大实体尺寸的通规以及接近工件最小实体尺寸的止4校对量规公差带如前所述，只有轴用量规才有校对量规。“校通一通”量规(TT) 其作用是防止轴用通规尺寸过小，其公差带从通规的下偏差算起，“校止一通”量规(ZT

7、) 其作用是防止轴用止规尺寸过小，其公差带是从止规的下偏差起，“校通一损”量规 (ST)其作用是防止通规在使用中超过磨损极限，其公差带是从通规的校对量规的尺寸公差T P为工作量规尺寸T 公差的一半，校对量规的形状公差应控制在53 工作量规设计531 量规设计的原则及其结构光滑极限量规的设计应符合极限尺寸判断原则(泰勒原则)， 即孔或轴的作用尺寸不允许对于孔：DM (D min) D fe D a D L (D max)对于轴：dL (dmin)dadfe dM (dmax)根据这一原则，通规应设计成全形的，即除其尺寸为最大实体尺寸外，其轴向长度还图 5- 3 为用通规检验轴的示例，轴的作用尺寸

8、已经超过最大实体尺寸，为不合格件，止规用于检验工件的实际尺寸，理论上其形状应该为不全形(两点式)，否则也会造成检5- 4 所示，轴在y y 方向的实际尺寸已经超(轴的最小极限尺寸)，正确的检验情况是：止规在该位置上通过，从而判断其结构形式为全形规，而止规的结构则应为点状，即非全形图 5-3 通规形状对检验的影响但在实际应用中，为了便于使用和制造，极限量规常偏离了上述原则。例如，为了使用(杆)检验，以代替笨重的全形塞规。再比如，因环规通规不能检验正在顶尖上加工的以小平面、圆柱面或者球面代替。检验小孔用的止规，为制造方便和增加刚度，常常采用全形塞规；检验薄壁工件时，为了防止两点状止规造成工件变形，

9、也采用全形止规。图 5- 4止规形状对检验的影响为了尽量避免在使用中因偏离泰勒原则检验时造成的误差，操作时一定要注意。例如，应在被检验孔的全长上，沿圆周的几个位置上检验；使用卡规时，选用量规结构形式时，必须考虑工件的结构、大小、产量和验收效率等。图5- 5 列出5- 5a）为孔用量规，图5- 5b）为轴用5- 6分别给出了几种常用的轴用、孔用量规的结构型式，供设计时使用，图5- 6a）5- 6b）、图 5- 6c）和图 5- 6d）为非全形孔用量规。53 2 工作量规设计举例光滑极限量规工作尺寸计算的一般步骤如下：（ 1）按照极限与配合（GB/T1800 3 1998）确定孔、轴的上、下偏差。

10、（ 2） 按照表 5-1 查出工作量规制造公差T 值和位置要素Z 值。 按工作量规制造公差T，（ 3）计算各种量规的极限偏差或工作尺寸，画出公差带图。例 5-1 设计检验 30H8 f7E 孔、轴用工作量规。解： （ 1）确定量规的类型。参考图5-5，检验 30H8 的孔用全形塞规，检验 30f7 的（ 2）查表1-3、表1-5、表 1-6得 30H8 f7 孔、轴尺寸标注分别为 30H8（ 00.033） 、0.02030ff7（ 0.041 ）。（ 3）计算各种量规的极限偏差： 30H8 孔用塞规通规上偏差 =EI+Z+ T = （0+0 005+0 0017） mm= +0 0067mm

11、下偏差 = EI+Z - T =（ 0+0 005-0 0017） mm= +0 0033mm5- 5 量规型式及尺寸应用范围a）孔用量规型式和应用尺寸范围b）轴用量规型式和应用尺寸范围5-6常用量规结构型式磨损极限=EI=0止规上偏差 =ES= +0 033mm下偏差 =ES-T= （+0 033-0.0034） mm= +0 0296mm 30f7 轴用卡规通规上偏差=es- Z+ T=（-0020- 0 0034+0 0012） mm= -00222mm下偏差= es-Z- T=（-0020- 0 0034-0 0012） mm = -00246mm磨损极限=es= -0 020mm止规

12、上偏差 =ei+T= （ -0 041+0 0024） mm= -0 0386mm下偏差 =ei= - 0 041mm将计算结果列于表5-3。表 5-3 量规工作尺寸计算（单位： mm）4）绘制工作量规的公差带图（图 5- 7）。量规的标注方法如图5-8所示。图 5- 7 孔、轴工作量规的公差带图533 量规的其他技术要求1 量规的材料量规的材料可用淬硬钢（碳素工具钢、合金工具钢）和硬质合金，也可在测量面上镀以耐磨材料。图 5- 8 量规的标注方法2量规工作面硬度量规测量表面的硬度对量规使用寿命有一定影响，其测量面的硬度应为HRC58 65。3量规的形位公差量规的形位公差应控制在尺寸公差带内，

13、形状公差为尺寸公差的50，考虑到制造和0 001mm 时，其形状公差仍取0 00lmm 。4量规工作面的粗糙度量规测量面的粗糙度主要从量规使用寿命、工件表面粗糙度以及量规制造的工艺水平一般量规工作面的粗糙度应比被检工件的粗糙度要求更严格些，量规测量面粗糙度要5- 4 选取。表 5-4 量规测量面的表面粗糙度参数Ra值（单位：um）工作量规工 件 基 本 尺 寸 /mm 120 120 315 315 500Ra/ mIT6 级孔用量规 0.025 0.05 0.1IT6 至IT9 级轴用量规IT6 至IT9 级孔用量规 0.05 0.2 0.2IT10 至 IT12 级孔、轴用量规 0.1 0.2 0.4IT13 至 IT16 级孔、轴用量规 0.2 0.4 0.4本章小结光滑极限量规是依照极限尺寸判断原则设计的量规，简称量规。检验孔用的量规称为塞规，检验轴用的量规称为环规或卡规。量规由通规（通端）和止规（止端）组成。通规和止规是成对使用的。检验时， 通规通过被检轴、孔则表示工件的作用尺寸没有超出最大实体边界；而止规不通过，则说明该工件实际尺寸也正好没有超越最小实体尺寸，故零件合格。根据用途不