《公差配合与测量技术》教学课件07光滑极限量规的使用

项目七光滑极限量规的使用one任务一认识光滑极限量规的功用和种类1(1)光滑极限量规的功用。(2)光滑极限量规的种类。知识点任务引入

为了使零件符合规定的精度要求，除了要保证加工零件所用的设备和工艺装备具有足够的精度和稳定性外，质量检验也是一个十分重要的问题。质量检验的关键问题是确定合适的质量验收标准及选用正确的测量器具。孔、轴的尺寸公差与几何公差的关系采用独立原则时，它们的实际尺寸和几何误差分别使用普通计量器具来测量；对于采用包容原则的孔、轴，它们的实际尺寸和形状误差的综合结果应使用光滑极限量规检验。任务一认识光滑极限量规的功用和种类

如图所示为Φ30H8/f7孔、轴用量规的公差带图。试阐述Φ30H8/f7孔、轴用工作量规及校对量规尺寸的确定。任务一认识光滑极限量规的功用和种类

任务分析要完成此任务,学生需对普通游标卡尺和高度游标卡尺的结构和使用方法进行了解,同时要掌握游标卡尺使用的注意事项。任务一用游标卡尺测量零件孔中心高度

由任务可知，要想解决此任务需要掌握光滑极限量规的功用和种类。任务分析任务一认识光滑极限量规的功用和种类

知识链接量规是指没有刻度的专用计量器具。一般用于检测零件的“尺寸”和“几何”是否合格,但在检测之后并不能获得被测几何量的具体数据,而只能判断其是否合格。量规是检测效率最高的一类计量仪器,根据其检测对象的不同可分为三大类:光滑极限量规、螺纹量规、圆锥量规。对于大批量生产的零件来说,只要是能够判断出零件的作用尺寸和实际尺寸均在微课量规的作用与分类微课塞规的使用微课卡规的使用尺寸公差带以内就足够了,而且由于光滑极限量规的结构简单、检验效率高,因此,用光滑极限量规检验很方便,光滑极限量规在机械产品生产中得到了广泛应用。任务一认识光滑极限量规的功用和种类

知识链接一、光滑极限量规的功用光滑极限量规是用于检测普通轴和孔(光滑圆柱表面、不带螺纹或锥度)的合格性的量规,可分为轴用量规和孔用量规两类。光滑极限量规的基本尺寸就是工件的基本尺寸,通常把检验孔径的光滑极限量规称为塞规,把检验轴径的光滑极限量规称为环规或卡规。不论塞规还是环规都包括两个量规:一个是按被测工件的最大实体尺寸制造的,称为通规或通端;另一个是按被测工件的最小实体尺寸制造的,称为止规或止端。检验时,塞规或环规都必须把通规和止规联合使用。任务一认识光滑极限量规的功用和种类

知识链接一、光滑极限量规的功用例如,如图7-2所示使用塞规检验工件孔时,若塞规的通规通过被检验孔,则说明被测孔径大于孔的最小极限尺寸;若塞规的止规不能进入被检验孔,则说明被测孔径小于孔的最大极限尺寸。于是,知道被测孔径大于最小极限尺寸而小于最大极限尺寸,即孔的作用尺寸和实际尺寸在规定的极限范围内,因此被测孔是合格的。任务一认识光滑极限量规的功用和种类

知识链接一、光滑极限量规的功用同理,用卡规的通规和止规检验工件轴径时,通规通过轴,止规通不过轴,说明被测轴径的作用尺寸和实际尺寸在规定的极限范围内,因此被测轴径是合格的,如图7-3所示。任务一认识光滑极限量规的功用和种类

二、光滑极限量规的种类1工作量规

工作量规是工人在零件制造过程中用来检验工件的量规。为保证加工零件的精度，一般用的通规是新制的或磨损较少的量规。工作量规的通规用代号“T”表示，止规用代号“Z”表示。2验收量规

验收量规是检验部门或用户代表验收工件时用的量规。一般来说，检验人员用的通规为磨损较大但未超过磨损极限的旧工作量规；用户代表用的是接近磨损极限尺寸的通规3校对量规

校对量规是用以检验轴用工作量规或验收量规的量规。它检查轴用量规在制造时是否符合制造公差，在使用中是否已达到磨损极限所用的量规。任务一认识光滑极限量规的功用和种类

任务实施

任务用到的工作量规包括检验孔径所用的塞规和检验轴径所用的卡规。塞规和卡规都包括两个量规：通规和止规。轴用卡规的校对量规包括“校通—通”量规、“校止—通”量规、“校通—损”量规。在检验工件时，不论塞规还是卡规，如果通规通不过被测工件，或者止规通过了被测工件，即可确定被测工件是不合格的。任务一认识光滑极限量规的功用和种类

2拓展知识2拓展知识two任务二工作量规公差带的分布规律2(1)光滑极限量规的设计原理。(2)工作量规的公差带。知识点2任务引入加工完的工件,其实际尺寸虽经检验合格,但由于几何误差的存在,也有可能出现不能装配、装配困难或即使偶然能装配,也达不到配合要求的情况。故用量规检验时,为了正确地评定被测工件是否合格,是否能装配,对于遵守包容原则的孔和轴,应按极限尺寸判断原则(即泰勒原则)进行验收。2任务引入图4-13使用外径千分尺和内径千分尺测量外孔直径和内孔直径任务二用千分尺测量零件尺寸如图7-1所示的任务,在任务一中已确定了所用量规的功用和种类,接下来确定ϕ30H8/f7孔、轴用工作量规、校对量规的尺寸,并确定量规的公差带。任务分析任务二工作量规公差带的分布规律

知识链接一、光滑极限量规的设计原理当设计的轴和孔要遵循包容原则时,检验轴和孔的光滑极限量规的设计应符合极限尺寸判断原则,即泰勒原则。泰勒原则是指工件的作用尺寸不超过最大实体尺寸,即孔的作用尺寸应大于或等于其最小极限尺寸,轴的作用尺寸应小于或等于其最大极限尺寸;工件任何位置的实际尺寸应不超过其最小实体尺寸,即孔任何位置的实际尺寸应小于或等于其最大极限尺寸,轴任何位置的实际尺寸应大于或等于其最小极限尺寸,如图7-4所示。任务二工作量规公差带的分布规律

知识链接一、光滑极限量规的设计原理工件的作用尺寸由最大实体尺寸限制,把形状误差限制在尺寸公差之内;工件的实际尺寸由最小实体尺寸限制,这样才能保证工件合格并具有互换性,并能自由装配。即符合泰勒原则验收的工件才能保证使用要求。符合泰勒原则的光滑极限量规应满足如下要求:(1)通规应设计成全形,其测量面应具有与孔或轴相对应的完整表面,称为全形量规,其尺寸应等于工件的最大实体尺寸,且其长度应等于被测工件的配合长度。任务二工作量规公差带的分布规律

知识链接一、光滑极限量规的设计原理(2)止规应设计成两点接触式,其测量面应为两点状的(不全形量规),两点间的尺寸应等于工件的最小实体尺寸。如图7-5所示,若被测工件的孔为椭圆形,它的实际轮廓在x、y方向上均超出了极限尺寸。若把通规和止规都做成具有全形轮廓的圆柱形塞规,则止规就发现不了孔在y方向上已经超出最大极限尺寸的几何形状误差;若把通规和止规都做成两点接触式的球端杆规或线接触的片状塞规,则通规就有可能发现不了孔在x方向已小于最小极限尺寸的几何形状误差。这两种情况都有可能把超差的孔误认为合格的,因此,只有将通规做成全形塞规,将止规做成球端杆规或片状塞规,才能避免上述弊端。任务二工作量规公差带的分布规律

知识链接一、光滑极限量规的设计原理任务二工作量规公差带的分布规律

知识链接一、光滑极限量规的设计原理但在实际应用中,极限量规常偏离上述原则。例如,为了用已标准化的量规,允许通规的长度小于结合面的全长;对于尺寸大于100mm的孔,用全形塞规很笨重,允许用不全形塞规;环规通规不能检验正在顶尖上加工的工件及曲轴,允许用卡规代替;检验小孔的塞规止规,常用便于制造的全形塞规;刚度差的工件,也常用全形塞规或环规。但只有在保证被检测工件的几何误差不影响配合性质的前提下,才允许使用偏离极限尺寸判断原则的量规。选用光滑极限量规机构形式时,必须考虑工件的结构、大小、产量和检验效率等。任务二工作量规公差带的分布规律二、工作量规的公差带

作为量具的光滑极限量规，本身亦相当于一个精密工件，制造时和普通工件一样，不可避免地会产生加工误差，同样需要规定制造公差。量规制造公差的大小不仅影响量规的制造难易程度，还会影响被测工件加工的难易程度以及对被测工件的误判。为确保产品质量，GB/T1957—2006规定量规公差带不得超越工件公差带。任务二工作量规公差带的分布规律

如下图所示为光滑极限量规国家标准规定的量规公差带。工作量规“通规”的制造公差带对称于Z值且在工件的公差带之内，其磨损极限与工件的最大实体尺寸重合。任务二工作量规公差带的分布规律校对量规的公差带分布如下（2）（1）（3）

“校通—通”量规(TT)的作用是防止通规尺寸过小(制造时过小或自然时效时过小)。检验时应通过被校对的轴用通规。其公差带从通规的下偏差开始，向轴用通规的公差带内分布。

“校止一通”量规(ZT）的作用是防止止规尺寸过小(制造时过小或自然时效时过小)。检验时应通过被校对的轴用止规。其公差带从止规的下偏差开始，向轴用止规的公差带内分布。“校通一损”量规(TS)的作用是防止通规超出磨损极限尺寸。检验时，若通过了，则说明所校对的量规已超过磨损极限，应予报废。其公差带是从通规的磨损极限开始，向轴用通规的公差带内分布。任务二工作量规公差带的分布规律

任务实施

1.孔与轴的上、下偏差的确定由GB/T1800.2—2009可查出孔与轴的上、下偏差，得Φ30H8孔：ES=+0.033mm，EI=0；Φ30f7轴：es=-0.020mm，ei=-0.041mm。2.工作量规的制造公差T和位置要素Z的确定

由表62可查得工作量规的制造公差T和位置要素Z，即塞规：制造公差T1=0.0034mm，位置要素Z1=0.005mm；卡规：制造公差T2=0.0024mm，位置要素Z2=0.0034mm。3.工作量规的形状公差的确定塞规：形状公差T1/2=0.0017mm；卡规：形状公差T2/2=0.0012mm。任务二工作量规公差带的分布规律

4.校对量规的制造公差的确定校对量规制造公差Tp=T2/2=0.0012mm。5.计算在图样上标注的各种尺寸和偏差

（1）Φ30H8孔用塞规。①通规。上偏差=EI+Z1+T1/2=0+0.005+0.0017=+0.0067mm下偏差=EI+Z1-T1/2=0+0.005-0.0017=+0.0033mm磨损极限=Dmin=30mm②止规。上偏差=ES=+0.033mm下偏差=ES-T2=0.033-0.0034=+0.0296mm（2）Φ30f7轴用卡规。任务二工作量规公差带的分布规律

（2）Φ30f7轴用卡规。①通规。上偏差=es-Z2+T2/2=-0.02-0.0034+0.0012=-0.0222mm下偏差=es-Z2-T2/2=-0.02-0.0034-0.0012=-0.0246mm磨损极限尺寸=dmax=29.98mm②止规。上偏差=ei+T2=-0.041+0.0024=-0.0386mm下偏差=ei=-0.041mm任务二工作量规公差带的分布规律

（3）轴用卡规的校对量规。①“校通—通”。上偏差=es-Z2-T2/2+Tp=-0.02-0.0034-0.0012+0.0012=-00234mm下偏差=es-Z2-T2/2=-0.02-0.0034-0.0012=-0.0246mm②“校通—损”。上偏差=es=-0.02mm下偏差=es-Tp=-0.02-0.0012=-0.0212mm③“校止—通”。上偏差=ei+Tp=-0.041+0.0012=-0.0398mm下偏差=ei=-0.041mm通过计算，绘制出的Φ30H8/f7孔、轴用量规公差带图，见图6-1所示。2拓展知识2拓展知识THREE任务三工作量规的设计3(1)工作量规形式的选择。(3)工作量规的技术要求。知识点(2)工作量规极限尺寸的计算。2任务引入对于验收大批量的工件,光滑极限量规是方便快捷的检验工具。因此,光滑极限量规的设计是一项与检验相关的重要工作。如图7-1所示,选择工作量规的形式并绘制带有标注的量规图标。任务三用百分表测量零件的几何参数任务分析完成此任务,首先应明确工作量规的设计步骤和方法,了解量规的结构形式和技术要求。任务三工作量规的设计

知识准备一、工作量规形式的选择检验圆柱形工件的光滑极限量规的形式很多,合理地选择与使用,对正确判断检验结果影响很大。按照国家标准推荐,检验孔时,可用图7-7所示几种形式的量规;检验轴时,可用图7-8所示形式的量规。量规形式的选择可参考国家推荐的标准,如图7-9所示。图7-9所示为国家标准推荐的量规形式及其应用尺寸范围,纵坐标上的“1”“2”表示推荐顺序,优先应用“1”行。零线以上表示通规,零线以下为止规。任务三工作量规的设计任务三工作量规的设计任务三工作量规的设计任务三工作量规的设计二、工作量规极限尺寸的计算计算步骤如下1.查出被测孔和轴的极限偏差。2.由表6-2查出工作量规的制造公差T和位置要素Z值。3.确定工作量规的形状公差。4.确定校对量规的制造公差。5.计算在图样上标注的各种尺寸和偏差。任务三工作量规的设计三、工作量规的技术要求量规测量面可用渗碳钢、碳素工具钢、合金工具钢和硬质合金等材料制造，也可在测量面上镀铬或氮化处理。量规测量面的硬度，直接影响量规的使用寿命。用上述几种钢材经淬火后的硬度一般为58～65HRC。量规测量面的表面粗糙度参数值，取决于被检验工件的基本尺寸、公差等级和表面粗糙度参数值及量规的制造工艺水平。一般不低于光滑极限量规国家标准推荐的表面粗糙度参数值，见书表7-3任务三工作量规的设计三、工作量规的技术要求任务三工作量规的设计

任务实施根据图7-1,工作量规的形式和图样的标注如图7-10所示。2拓展知识滚动轴承内、外径公差带特点轴承内圈通常与轴一起旋转，为防止内圈与轴颈配合时相对滑动而产生磨损，影响轴承的工作性能，要求配合面间具有一定的过盈，但过盈量不能太大。因此GB/T275—1993规定：轴承内圈基准孔公差带位于以公称尺寸为零线的下方，即上偏差为零，下偏差为负值。其平均内径公差