《互换性与技术测量》课件-第六章 光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计

第2版互换性与技术测量机械工业出版社互换性与技术测量06第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计目录光滑工件尺寸检验光滑极限量规设计0102

光滑工件尺寸检验

第一节一、工件验收原则、安全裕度与尺寸验收极限1.工件验收原则由于测量误差的存在,若按零件的上、下极限尺寸验收零件,当零件的实际尺寸处于上、下极限尺寸附近时,有可能将本来处于零件公差带内的合格品判为废品,或将本来处于零件公差带以外的废品误判为合格品,前者称为“误废”,后者称为“误收”。国家标准规定的工件验收原则是:所用验收方法原则上是应只接收位于规定的尺寸极限之内的工件,也即只允许有误废而不允许有误收。

光滑工件尺寸检验

第一节2.安全裕度为了保证上述验收原则(即防止误收)的实施,采取规定验收极限的方法,即采用安全裕度抵消测量的不确定度。验收极限是检验工件尺寸时判断合格与否的尺寸界限。

国家标准规定,光滑工件尺寸验收方法可以选择下列两种之一:（1）内缩方式验收极限是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。（2）不内缩方式验收极限等于规定的最大实体尺寸(MMS)和最小实体尺寸(LMS),即A值等于零,也就是上极限尺寸和下极限尺寸。

光滑工件尺寸检验

第一节3.尺寸验收极限验收方法的选择,要结合尺寸功能要求及其重要程度、尺寸公差等级、测量不确定度和工艺能力等因素综合考虑。1)采用方法1验收,则工件验收极限如下:轴尺寸的验收极限:上验收极限=最大实体尺寸(MMS)-安全裕度(A)=dmax-A

下验收极限=最小实体尺寸(LMS)+安全裕度(A)=dmin+A孔尺寸的验收极限:

上验收极限=最小实体尺寸(LMS)-安全裕度(A)=Dmax-A

下验收极限=最大实体尺寸(MMS)+安全裕度(A)=Dmin+A方法1的验收极限比较严格,适用于如下情况:对遵守包容要求的尺寸、公差等级高的尺寸,其验收极限应按方法1确定。对偏态分布的尺寸,其“尺寸偏向边”的验收极限按方法1确定。对遵守包容要求的尺寸,当工艺能力指数Cp≥1时,其最大实体尺寸一边的验收极限按方法1确定为宜。

光滑工件尺寸检验

第一节2)采用方法2验收,此时工件验收极限如下:上验收极限=轴最大实体尺寸(孔最小实体尺寸)

下验收极限=轴最小实体尺寸(孔最大实体尺寸)工艺能力指数Cp是工件公差(T)值与加工设备工艺能力(Cσ)之比值,C为常数，工件尺寸遵循正态分布时取C=6,σ为加工设备的标准偏差。显然,当工件遵循正态分布时,Cp=T/6σ。方法2的验收极限比较宽松,适用于如下情况:当工艺能力指数Cp≥1时,其验收极限可以按方法2确定,即取A值等于零。对遵守包容要求的尺寸,其最小实体尺寸一边的验收极限按方法2确定为宜。对非配合尺寸和一般公差的尺寸,其验收极限按方法2确定。对偏态分布的尺寸,其“尺寸非偏向边”的验收极限按方法2确定。

光滑工件尺寸检验

第一节二、测量器具的选择测量工件所产生的“误收”与“误废”是由于测量极限误差(不确定度)的存在。而测量极限误差(不确定度U)主要由测量器具的不确定度u1和测量方法的不确定度u2两部分构成,符合关系式:U=(

+)1/2,且u1=2u2。显然,u1=0.9U,测量器具的测量不确定度u1是产生“误收”与“误废”的主要因素。在尺寸验收极限一定的情况下,计量器具的测量极限误差(不确定度允许值u1)越大,则产生“误收”与“误废”的概率也越大;反之,计量器具的测量不确定度允许值u1越小,则产生“误收”与“误废”的概率也越小。因此使用一般通用的计量器具测量工件时,依据器具的不确定度允许值u1来正确地选择计量器具就很重要。

光滑工件尺寸检验

第一节计量器具的具体选用方法主要有下面几种情况:(1)u'1≤u1原则

按照计量器具所引起的测量不确定度允许值u1来选择计量器具,以保证测量结果的可靠性。在选择计量器具时,应使所选用的计量器具的不确定度u'1小于或等于计量器具不确定度允许值u1,即u'1≤u1。但是如果没有所选的精度高的仪器,或是现场器具的测量不确定度大于u1值。可以采用比较测量法以提高现场器具的使用精度。(2)0.4u'1≤u1原则当使用形状与工件形状相同的标准量器进行比较测量时,千分尺的测量不确定度u'1降为原来的40%。(3)0.6u‘1≤u1原则当使用形状与工件形状不相同的标准量器进行比较测量时,千分尺的测量不确定度u’1降为原来的60%。

光滑工件尺寸检验

第一节选择计量器具除考虑测量不确定度外,还要考虑其适用性及检测成本。计量器具的使用性能要适应被测工件的尺寸、结构、被测部位、工件重量、材质软硬以及批量大小和检测效率等方面的要求。另外还要考虑检测成本,在满足测量准确度的前提下,应选用价格较低廉的计量器具。另一方面,当计量器具不确定度一定时,若采用“扩大安全裕度”的方法,即改变允许零件尺寸变化的界限,即验收极限,将验收极限向零件公差带内移动,则误收率会减小,而误废率会增大。这样做对保证零件的质量是有利的,但是是以浪费合格品为代价的。综上所述,合理地选择计量器具,应考虑以下两点要求:1)选择计量器具应与被测工件的外形、位置、尺寸的大小及被测参数特性相适应,使所选计量器具的测量范围能满足工件的要求。2)选择计量器具应考虑工件的尺寸公差,使所选计量器具的不确定度值既要保证测量精度要求,又要符合经济性要求。

光滑极限量规设计

第二节一、光滑极限量规的作用和分类1.光滑极限量规的作用光滑极限量规是一种无刻度，成对使用的专用检验工具，适用于大批量生产，遵守包容要求的孔、轴检验。检验过程中用通规模拟最大实体尺寸(MMS)的边界，检验体外作用尺寸(通过为合格)；用止规体现最小实体尺寸(LMS)，检验实际尺寸(止住为合格)。

光滑极限量规设计

第二节2.光滑极限量规的分类按量规用途可分为:(1)工作量规加工工件的操作者使用,通规应是新的或磨损较少的。(2)验收量规检验员或用户代表使用,通规应是旧的已磨损较多的但未超磨损极限的。(3)校对量规专门用来检验轴用工作量规。校对量规分为:TT——制造轴用通规用的校对量规(通过,新通规合格)。ZT——制造轴用止规用的校对量规(通过,新止规合格)。TS——检验轴用旧通规报废用的校对量规(通过,轴用旧通规磨损到极限,应报废处理)。按被测工件类型,量规又可分为塞规(被测工件为孔)和环规(被测工件为轴)。

光滑极限量规设计

第二节二、光滑极限量规的设计原理光滑极限量规的设计应遵守极限尺寸判断原则(泰勒原则),即工件的体外作用尺寸(Dfe、dfe)不超越最大实体尺寸(MMS),工件的实际尺寸(Da、da)不超越最小实体尺寸(LMS)。对于孔工件应满足

Dfe≥Dmin

(Dmin=DMMS)对于轴工件应满足

Da ≤Dmax (Dmax=DLMS)

dfe ≤dmax (dmax=dMMS)

da ≥dmin (dmin=dLMS)光滑极限量规的设计要求：使通规具有MMS的边界形状(全形通规),使止规具有与被测孔、轴成两个点接触的形状(两点式止规)。但在实际设计中,允许光滑极限量规偏离泰勒原则(如采用非全形通规,全形止规,或量规长度不够)。在这种情况下,使用光滑极限量规应注意操作的正确性(非全形通规应旋转)。

光滑极限量规设计

第二节三、光滑极限量规的公差1.工作量规的公差(1)工作量规制造公差T1

按GB/T1957—2006的规定取值。(2)通规公差带的位置Z1

其指量规制造公差T1的中心线到工件最大实体尺寸MMS线的距离(向工件公差带内缩一个Z1)。(3)止规公差带的位置T1/2

其指量规制造公差T1的中心线到工件最小实体尺寸LMS线的距离(向工件公差带内缩一个T1/2)。在此需要注意的是:对于量规制造公差向工件公差带内缩,应与孔、轴验收的安全裕度A联系起来理解。(4)工作量规的几何公差其尺寸公差与形状公差间的关系应遵守包容要求。形状公差取值为t=T1/2(但当T1≤0.002mm时,取t=0.001mm)。(5)工作量规的表面粗糙度Ra值

一般取0.025~0.4μm。

光滑极限量规设计

第二节2.校对量规的公差(1)校对量规公差Tp

校对量规公差取值为Tp=T1/2。(2)Tp的位置

对于TT规、ZT规,Tp在T1的中心以下;对于TS规,Tp在轴工件公差的最大实体尺寸MMS以下。(3)校对量规的几何公差校对量规的几何公差与其尺寸公差间的关系遵守包容要求。(4)校对量规的表面粗糙度Ra值取值比工作量规要小,约占工作量规表面粗糙度Ra值的1/2。

光滑极限量规设计

第二节四、光滑极限量规的设计步骤及极限尺寸计算