《公差配合与测量技术 》课件-第9章 光滑工件尺寸的检验与光滑极限量规

公差配合与测量技术9.1用普通计量器具测量9.2用光滑极限量规检验第9章光滑工件尺寸的检测3/40

机械零件上的尺寸要素加工出来以后，需要通过一定的检测手段来判断其合格性。

◆由于任何计(测量)量器具都存在内在的误差，因此无法得到被测尺寸的真值。若以极限尺寸(或实体尺寸)作为合格性的验收极限，势必会出现误判——误收或误废。

◆

此外，对遵守包容要求的尺寸要素，除需要用计量器具检测其局部尺寸是否超出两实体尺寸界限外，还要判断尺寸要素是否超出最大实体边界。

本章将针对这两种情况下光滑工件尺寸要素的检测问题及合格性判断加以介绍。4/409.1用普通计量器具测量参照标准：GB/T3177-2009产品几何技术规范(GPS)光滑工件尺寸的检验2025/8/265/409.1.2误收与误废误收——把真实尺寸位于公差带外的不合格品误判为合格品而接受。误收会影响产品质量。误废——把真实尺寸位于公差带内的合格品误判为不合格品而报废。误废会造成经济损失。9.1.1验收原则与标准温度

所用验收方法应只接收位于规定的尺寸极限之内的工件。测量的标准温度为20℃。允许误废不允许误收2025/8/266/40误收与误废误收或误废的原因是由于测量误差的存在。误收——把提取要素局部尺寸超过极限尺寸范围的工件误认为合格误废——把提取要素局部尺寸在极限尺寸范围内的工件误认为不合格2025/8/267/409.1.3验收极限验收极限是判断所检验工件尺寸合格与否的尺寸界限。国家标准规定，按验收极限验收工件。国家标准规定，验收极限可按下列两种方案之一确定。■验收极限方式的确定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。A值根据工件公差(T)来确定，约为T的1/10(见附表)。●内缩方案2025/8/268/40孔的验收极限：上验收极限＝最小实体尺寸(LMS)－安全裕度(A)下验收极限＝最大实体尺寸(MMS)＋安全裕度(A)轴的验收极限：上验收极限＝最大实体尺寸(MMS)－安全裕度(A)下验收极限＝最小实体尺寸(LMS)＋安全裕度(A)2025/8/269/40公差等级678公称尺寸/mm大于至TAu1TAu1TAu1ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ─360.60.540.91.4101.00.91.52.3141.41.32.13.23680.80.721.21.8121.21.11.82.7181.81.62.74.161090.90.811.42.0151.51.42.33.4222.22.03.35.01018111.11.01.72.5181.81.72.74.1272.72.44.16.11830131.31.22.02.9212.11.93.24.7333.33.05.07.43050161.61.42.43.6252.52.33.85.6393.93.55.98.85080191.91.72.94.3303.02.74.56.8464.64.16.91080120222.22.03.35.0353.53.25.37.9545.44.98.112120180252.52.33.85.6404.03.66.09.0636.35.79.514180250292.92.64.46.5464.64.16.910727.26.51116250315323.22.94.87.2529.24.77.812818.17.31218315400363.63.25.48.1575.79.18.413898.98.01320400500404.03.66.09.0636.35.79.514979.78.71522安全裕度(A)与计量器具的测量不确定度允许值(u1)μm2025/8/2610/40公差等级91011公称尺寸/mm大于

至TAu1TAu1TAu1ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ─3252.52.33.85.6404.03.66.09.0606.05.49.01436303.02.74.56.8484.84.37.211757.56.81117610363.63.35.48.1585.89.28.713909.08.114201018434.33.96.59.7707.06.31116110111017251830529.24.77.812848.47.61319130131220293050626.25.69.314100109.01523160161424365080747.46.71117120121118271901917294380120878.77.813201401413213222022203350120180100109.015231601615243625025233856180250115121017261851817284229029264465250315130131219292102119324732032294872315400140141321322302321355236036325481400500155161423352502523385640040366090安全裕度(A)与计量器具的测量不确定度允许值(u1)(续)μm2025/8/2611/40●

不内缩方案验收极限等于规定的最大实体尺寸(MMS)和最小实体尺寸(LMS)，即安全裕度A值等于零。孔的验收极限上验收极限＝最小实体尺寸(LMS)

下验收极限＝最大实体尺寸(MMS)轴的验收极限上验收极限＝最大实体尺寸(MMS)

下验收极限＝最小实体尺寸(LMS)2025/8/2612/40■验收极限方式的选择要结合尺寸功能要求及其重要程度、尺寸公差等级、测量不确定度和过程能力等因素综合考虑。◆对遵循包容要求的尺寸、公差等级高的尺寸，其验收极限按内缩方案确定。

这是因为内缩一个安全裕度，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。◆对非配合和一般公差的尺寸，其验收极限按不内缩方案确定。◆当过程能力指数(工艺能力系数)CP≥1时，其验收极限可以按不内缩方案确定；但对遵守包容要求的尺寸，其最大实体尺寸一边的验收极限仍按内缩方案确定。(注:CP=T/(6σ))◆对偏态分布的尺寸，其验收极限可以仅对尺寸偏向的一边按内缩方案确定。图Cp

>1采用包容要求时的验收极限

图

偏态分布时的验收极限

2025/8/2615/409.1.4计量器具的选择■计量器具的选用原则普通计量器具主要包括游标卡尺、千分尺、指示表车间用的比较仪等计量器具。用普通计量器具对工件的尺寸进行测量检验时，必须将测量结果与设计规定的极限尺寸相比较，并按一定的验收原则，确定尺寸的合格性。测量检验的验收原则是:所有验收方法应只接受位于规定的尺寸极限之内的工件。2025/8/2616/409.1.4计量器具的选择■计量器具的选用原则按照计量器具所导致的测量不确定度(简称计量器具的不确定度)的允许值(u1)选择计量器具。计量器具的不确定度u1系指在测量结果的测量不确定度(u)中由计量器具所引入的不确定度分量。

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标准所规定的u1的允许值。注：u1值按测量结果的测量不确定度u与工件公差T的比值分档：

◆用于IT6～IT11的分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三档。

◆用于IT12～IT18的只分为Ⅰ、Ⅱ两档。

◆Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ档值分别约为工件公差的1/10、1/6和1/4。

◆

u1约为u的0.9倍。2025/8/2617/40■计量器具的测量不确定度允许值(u1)的选定选用前述国家标准表1中计量器具的测量不确定度允许值(u1)。一般情况下，优先选用Ⅰ档，其次选用Ⅱ档、Ⅲ档。9.1.5仲裁对测量结果的争议，可以采用更精确的计量器具或事先双方商定的方法解决。一般情况下按GB/T18779.1进行合格或不合格判定。2025/8/2618/402025/8/2619/402025/8/2620/40【例】被测工件为，试确定验收极限并选择合适的测量器具。E解：①确定验收极限

由于该轴精度要求为IT8级且采用包容要求，故验收极限按内缩方案确定。根据工件公差T=0.039mm，查表确定安全裕度A和测量器具的不确定度允许值u1:上验收极限=最大实体尺寸MMS–A=44.9711mm下验收极限=最小实体尺寸LMS+A=44.9399mm2025/8/2621/40公差等级678公称尺寸/mm大于至TAu1TAu1TAu1ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ─360.60.540.91.4101.00.91.52.3141.41.32.13.23680.80.721.21.8121.21.11.82.7181.81.62.74.161090.90.811.42.0151.51.42.33.4222.22.03.35.01018111.11.01.72.5181.81.72.74.1272.72.44.16.11830131.31.22.02.9212.11.93.24.7333.33.05.07.43050161.61.42.43.6252.52.33.85.6393.93.55.98.85080191.91.72.94.3303.02.74.56.8464.64.16.91080120222.22.03.35.0353.53.25.37.9545.44.98.112120180252.52.33.85.6404.03.66.09.0636.35.79.514180250292.92.64.46.5464.64.16.910727.26.51116250315323.22.94.87.2529.24.77.812818.17.31218315400363.63.25.48.1575.79.18.413898.98.01320400500404.03.66.09.0636.35.79.514979.78.71522安全裕度(A)与计量器具的测量不确定度允许值(u1)μm2025/8/2622/402025/8/2623/40②选择测量器具根据工件的公称尺寸以及查表确定的测量器具的不确定度允许值u1，查表选择不确定度u1'不超过u1的测量器具。查表可知，分度值为0.005mm的比较仪的不确定度因此可以用它来检测本例的工件。结束2025/8/2624/40根据工件的公称尺寸>120～180mm、IT9，确定尺寸公差T=100μm，安全裕度A=10μm测量器具的不确定度允许值，按Ⅰ档选取u1=9μm

由于被检验尺寸采用包容要求，选定双边内缩的方式确定验收极限:

【例】试确定用普通计量器具检验的验收极限并选择计量器具。E解:上验收极限=最大实体尺寸MMS–A=140.09mm下验收极限=最小实体尺寸LMS+A=140.01mm①确定验收极限2025/8/2625/40公差等级91011公称尺寸/mm大于

至TAu1TAu1TAu1ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ─3252.52.33.85.6404.03.66.09.0606.05.49.01436303.02.74.56.8484.84.37.211757.56.81117610363.63.35.48.1585.89.28.713909.08.114201018434.33.96.59.7707.06.31116110111017251830529.24.77.812848.47.61319130131220293050626.25.69.314100109.01523160161424365080747.46.71117120121118271901917294380120878.77.813201401413213222022203350120180100109.015231601615243625025233856180250115121017261851817284229029264465250315130131219292102119324732032294872315400140141321322302321355236036325481400500155161423352502523385640040366090安全裕度(A)与计量器具的测量不确定度允许值(u1)(续)μm2025/8/2626/402025/8/2627/40工件的尺寸公差带图及其验收极限如图所示：②选择测量器具查表可知，分度值为0.01mm的内径千分尺的不确定度为0.008mm=8μm<测量器具的不确定度允许值u1=9μm，可以满足要求。2025/8/2628/409.2用光滑极限量规检验参照标准：GB/T1957-2006光滑极限量规技术条件GB/T10920-2008螺纹量规和光滑极限量规型式与尺寸光滑极限量规是一种没有刻度的专用测量器具。它(们)虽不能测出工件局部尺寸及形状误差的具体大小，但能判断被测工件的提取组成要素是否超出最大实体边界、提取组成要素的局部尺寸是否超出最小实体尺寸。光滑极限量规适用于有包容要求、大批量生产的工件的合格性检验。2025/8/2629/409.2.1光滑极限量规及其功用轴用光滑极限量规——环规(卡规)孔用光滑极限量规——塞规■光滑极限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没有超越最小实体尺寸，故零件合格。通孔公差孔最小极限尺寸止孔最大极限尺寸轴公差轴最大极限尺寸通轴最小极限尺寸止量规的作用——用模拟装配状态的方法来检验光滑工件尺寸。

孔用塞规

轴用卡规或环规通规——能被合格品通过的量规。通规的理想尺寸为工件的最大实体尺寸Dmin(=DM)或dmax(=dM)

。主要用于控制工件的作用尺寸。止规——不能被合格品通过的量规。止规的理想尺寸为工件的最小实体尺寸Dmax(=DL)或dmin(=dL)。主要用于控制工件的提取尺寸。

用光滑极限量规检验零件时，必须成对使用。只要通规通过，且止规不通过，就说明被测件尺寸是合格的。否则不合格！2025/8/2632/40■光滑极限量规的分类及功用●1.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。通规代号——“T”

应该是新的或磨损较少的量规。止规代号——“Z”●2.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应该是旧的但不报废的（磨损较多的)量规。2025/8/2633/40●3.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。校对量规分为3种：

◆“校通—通”量规(代号——“TT”)在制造轴用通规时，用以校对的量规。控制通规的最大实体尺寸，防止通规尺寸过小。当校对量规通过时，被校对的新的通规合格。

◆“校止—通”量规(代号——“ZT”)在制造轴用止规时，用以校对的量规。控制止规的最大实体尺寸，防止止规尺寸过小。当校对量规通过时，被校对的新的止规合格。

◆“校通—损”量规(代号——“TS”)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。2025/8/2634/409.2.2光滑极限量规设计对于检验工件合格性的工作量规和验收量规来说，都需配有一对量规——通规和止规，它们联合起来才能按包容要求的要求对工件的合格性进行判断。通规止规■量规的公称尺寸通规的公称尺寸=被测工件的最大实体尺寸MMS止规的公称尺寸=被测工件的最小实体尺寸LMS2025/8/2635/40■量规的测量面形状

在设计量规时，原则上量规的测量面应符合泰勒原则(极限尺寸判断原则)，以保证《公差与配合》标准中规定的配合性质。符合泰勒原则的量规型式如下：1.通规用于控制零件的作用尺寸，它的测量面理论上应具有与孔或轴相对应的完整表面(即全形量规)其尺寸等于孔或轴的最大实体尺寸，且量规的长度等于配合长度。2.止规用于控制零件的实际尺寸，它的测量面理论上应为点状的(即不全形量规)，其尺寸等于孔或轴的最小实体尺寸。2025/8/2636/40■量规的测量面形状3.由于量规在制造和使用方面某些原因的影响，要求量规型式完全符合泰勒原则会有困难，有时甚至不能实现，因而不得不允许量规型式在一定条件下偏离泰勒原则。例如：为采用标准量规，通规的长度可能短于工件的配合长度，检验曲轴轴颈的通规无法用全形的环规，而用卡规代替；点状止规，检验中点接触易于磨损，往往改用小平面或球面来代替。2025/8/26■量规的测量面形状4.当量规型式不符合泰勒原则时，有可能将不合格品判为合格品，为此，应该在保证被检验的孔、轴的形状误差(尤其是轴线的直线度、圆度)不致影响配合性质条件下，才能允许使用偏离泰勒原则的量规。量规的结构型式很多，在工具专业标准(GL34-62)中，对结构、尺寸、适用范围有详细的介绍。止规通规3151850010002112片状塞规全形塞规球端杆规不全形塞规a)测孔量规的型式及应用范围

止规通规10050002112b)测轴量规的型式及应用范围

环规卡规

量规型式的选择

量规形式及应用范围

2025/8/2639/40■量规公差轴用光滑极限量规的公差带孔用光滑极限量规的公差带工作量规的尺寸：工作量规的尺寸：通规：止规：通规：止规：光滑极限量规的精度比被测孔、轴的精度高得多，为保证质量，采用内缩方案。通规公差带中线内缩Z，预留磨损量，磨损极限为最大实体尺寸。止规很少通过工件，因此不留磨损公差。即

通端---制造公差、磨损公差

止端---制造公差2025/8/2640/40工作量规的尺寸公差值及其通端位置要素值2025/8/2641/40工作量规的尺寸公差值及其通端位置要素值(续1)2025/8/2642/40工作量规的尺寸公差值及其通端位置要素值(续2)2025/8/2643/40工作量规的尺寸公差值及其通端位置要素值(续3)2025/8/2644/40●量规的形状和位置误差应在其尺寸公差带内。其公差为量规尺寸公差的50%。当量规尺寸公差小于或等于0.002mm时，其形状与位置公差为0.001mm。●量规测量面的表面粗糙度Ra值不应大于下表的规定。2025/8/2645/40■量规的其他技术要求●量规的测量面不应有锈蚀、毛