《互换性与技术测量》-学习情境一　尺寸的检测

任务１识读零件图的尺寸公差一、孔和轴的术语及定义（１）孔：通常是指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（如由两平行平面或切面形成的包容面）。（２）轴：通常是指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面（如由两平行平面或切面形成的被包容面）。标准中定义的孔、轴是广义的。从装配上来讲，孔为包容面，在它之内无材料；轴为被包容面，在它之外无材料。例如，圆柱、键等都是轴，圆柱孔、键槽等都是孔，如图１－１－２所示。下一页返回任务１识读零件图的尺寸公差二、尺寸的术语及定义（１）尺寸：用特定单位表示长度大小的数值。长度包括直径、半径、宽度、深度、高度和中心距等。尺寸由数值和特定的单位两部分组成，如轴的直径是３５ｍｍ。在机械图样中，标注尺寸时一般以毫米（ｍｍ）为单位，这时只标数字，省去单位。当采用其他单位时，必须标注单位。（２）公称尺寸：由图样规范确定的理想形状要素的尺寸（也称基本尺寸）。通常孔的公称尺寸用Ｄ表示，轴的公称尺寸用ｄ表示（标准规定：大写字母表示孔的有关代号，小写字母表示轴的有关代号，后同）。上一页下一页返回任务１识读零件图的尺寸公差（３）实际尺寸：通过测量获得的尺寸。由于工件存在形状误差，所以同一个表面不同部位的实际尺寸并不相等。同时由于测量存在误差，所以实际尺寸并非真值。孔的实际尺寸用Ｄａ表示，轴的实际尺寸用ｄａ表示。（４）极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值。在机械加工中，由于各种误差的存在，要把同一规格的零件加工成同一尺寸是不可能的，从使用角度来讲，也没有必要。只需将零件的实际尺寸控制在一个具体范围内，就能满足使用要求，这个范围由两个极限尺寸确定，所以极限尺寸是为了方便加工和满足使用要求而确定的。极限尺寸是以公称尺寸为基数来确定的。上一页下一页返回任务１识读零件图的尺寸公差三、偏差、公差的术语及定义１.尺寸偏差（简称偏差）偏差是某一尺寸（实际尺寸、极限尺寸等）减其公称尺寸所得的代数差，可分为极限偏差和实际偏差。（１）极限偏差：极限尺寸减去公称尺寸得到的代数差。由于极限尺寸有上极限尺寸和下极限尺寸之分，所以对应的极限偏差又分为上极限偏差（旧国标称为上偏差）和下极限偏差（旧国标称为下偏差），如图１－１－３所示。上极限偏差：上极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差，孔的上极限偏差用ＥＳ表示，轴的上极限偏差用ｅｓ表示，用公式表示如下：上一页下一页返回任务１识读零件图的尺寸公差ＥＳ＝Ｄｍａｘ－Ｄｅｓ＝ｄｍａｘ－ｄ下极限偏差：下极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差，孔的下极限偏差用ＥＩ表示，轴的下极限偏差用ｅｉ表示，用公式表示如下：ＥＩ＝Ｄｍｉｎ－Ｄｅｉ＝ｄｍｉｎ－ｄ（２）实际偏差（Ｅａ，ｅａ）：实际尺寸减其公称尺寸所得的代数差，孔的实际偏差用Ｅａ表示，轴的实际偏差用ｅａ表示。零件尺寸合格的条件：加工零件的实际尺寸在极限尺寸范围内，或者其实际偏差在极限偏差范围内，即合格品，反之是不合格品。上一页下一页返回任务１识读零件图的尺寸公差２.尺寸公差（简称公差）公差是允许尺寸的变动量。公差数值等于上极限尺寸与下极限尺寸相减所得代数差的绝对值，也等于上极限偏差与下极限偏差相减所得代数差的绝对值。公差是控制误差的，加工误差是不可避免的，显然公差应该大于零（负公差、零公差没有意义）。孔的公差用Ｔｈ表示，轴的公差用Ｔｓ表示。基本尺寸、尺寸偏差和尺寸公差三者的关系如图１－１－３所示。３.公差带图由于基本尺寸与公差、偏差的大小相差很大，不便于用同一比例在图上表示，为了清楚地表示它们的关系，可采用简单明了的公差带图，如图１－１－４所示。上一页下一页返回任务１识读零件图的尺寸公差（１）公差带图由零线和公差带组成。①零线。它是在公差带图中代表基本尺寸并确定偏差的一条基准直线，即零偏差线，并标注为“０”。偏差由此零线算起，零线以上为正偏差，零线以下为负偏差，分别标注“＋”“－”，若为零，则不标注。②公差带。在公差带图中，用与零线平行的直线表示上、下极限偏差（图中以微米或毫米为单位标出，单位省略不写），两条直线之间的区域叫作公差带。公差带在与零线垂直方向上的宽度代表公差值，沿零线方向的长度可适当选取。通常，孔的公差带用由右上角向左下角的斜线表示，轴的公差带用由左上角向右下角的斜线表示。（注：轴的公差带也可用点或空白表示。）（２）公差带包括大小和位置两个要素。上一页下一页返回任务１识读零件图的尺寸公差①大小。即公差值，称为标准公差。标准公差：公差与配合国家标准中所规定的用以确定公差带大小的任一公差值。②位置。位置由基本偏差确定。基本偏差：用以确定公差带相对于零线位置的上极限偏差或下极限偏差，数值均已标准化，一般为靠近零线的那个极限偏差。当公差带在零线以上时，下极限偏差为基本偏差；当公差带在零线以下时，上极限偏差为基本偏差，如图１－１－５所示。上一页下一页返回任务１识读零件图的尺寸公差四、标准公差及基本偏差的国标规定由上述内容可知，公差带有两个基本要素，即“公差带大小”和“公差带位置”。其大小由标准公差决定，其位置由基本偏差决定。ＧＢ／Ｔ１８００.３—１９９８《极限与配合基础第三部分：标准公差和基本偏差数值表》规定了两个基本系列，即标准公差系列和基本偏差系列。１.公差带大小———标准公差系列国家标准《极限与配合》中所规定的任一公差称为标准公差。标准公差的数值如表１－１－１所示。从表中可以看出，标准公差的数值与标准公差等级和公称尺寸分段两个因素有关。上一页下一页返回任务１识读零件图的尺寸公差）标准公差等级标准公差是国家标准中规定的用以确定公差带大小的标准公差数值，用代号ＩＴ（ＩＳＯ⁃Ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）表示。为了满足机械制造中各零件尺寸不同精度的要求，国家标准在基本尺寸至５００ｍｍ范围内规定了２０个标准公差等级，分别为ＩＴ０１、ＩＴ０、ＩＴ１、ＩＴ２、…、ＩＴ１８。其中，ＩＴ０１精度等级最高，其余依次降低，ＩＴ１８精度等级最低。２）标准公差数值在公称尺寸相同的条件下，标准公差数值随公差等级的降低而依次增大。同一公差等级、同一尺寸分段内各公称尺寸的标准公差数值是相同的。同一公差等级对所有公称尺寸的一组公差也被认为具有同等精确程度。上一页下一页返回任务１识读零件图的尺寸公差２.公差带位置———基本偏差系列设置基本偏差的目的是将公差带相对于零线的位置标准化，以满足各种不同配合性质的需要。１）基本偏差代号国家标准中已将基本偏差标准化，规定了孔和轴各２８种公差带位置，即２８种基本偏差，其代号用拉丁字母表示，孔用大写字母，轴用小写字母。在２６个字母中，去掉５个字母（孔去掉Ｉ、Ｌ、Ｏ、Ｑ、Ｗ，轴去掉ｉ、ｌ、ｏ、ｑ、ｗ），加上７组字母（孔为ＣＤ、ＥＦ、ＦＧ、ＪＳ、ＺＡ、ＺＢ、ＺＣ；轴为ｃｄ、ｅｆ、ｆｇ、ｊｓ、ｚａ、ｚｂ、ｚｃ），共２８种，基本偏差系列如图１－１－６所示。上一页下一页返回任务１识读零件图的尺寸公差２）基本偏差系列特点（１）基本偏差系列中Ｈ（ｈ）的基本偏差为零。（２）孔的基本偏差系列中，Ａ～Ｈ的基本偏差为下极限偏差，Ｊ～ＺＣ的基本偏差为上极限偏差；轴的基本偏差中ａ～ｈ的基本偏差为上极限偏差，ｊ～ｚｃ的基本偏差为下极限偏差。（３）公差带的另一极限偏差“开口”，表示其公差等级未定。３）基本偏差数值国家标准中已列出轴、孔基本偏差数值表，在实际中可查表确定其数值。上一页下一页返回任务１识读零件图的尺寸公差五、公差带代号及标注１.公差带代号如前所述，公差带相对于零线的位置由基本偏差确定，公差带的大小由公差等级确定。因此，公差带代号由基本偏差代号和公差等级数字组成，如轴的公差带代号ｈ７、ｍ６，孔的公差带代号Ｈ８、Ｐ７等。２.国家标准中规定的公差带按照国家标准规定的标准公差和基本偏差系列，可将任一基本偏差与任一标准公差组合，从而得到大小与位置不同的大量公差带。在常用尺寸段内，孔的公差带有５００多种，轴的公差带也有５００多种。但为了简化标准和使用方便，根据实际需要规定了优先、常用和一般用途的孔、轴公差带，从而有利于生产和减少刀具、量具的规格和数量，便于技术工作。上一页下一页返回任务１识读零件图的尺寸公差图１－１－７和图１－１－８分别为基本尺寸≤５００ｍｍ的轴、孔的优先、常用和一般用途公差带。应按先优先再常用最后一般的顺序选用。图１－１－７中，轴的优先公差带为１３种（圆圈内），常用公差带为５９种（方框内），一般用途公差带为１１９种；图１－１－８中，孔的优先公差带为１３种（圆圈内），常用公差带为４４种（方框内），一般用途公差带为１０５种。３.标注零件图中的标注形式有３种，如图１－１－９所示。上一页下一页返回任务１识读零件图的尺寸公差六、一般公差１.一般公差的概念所谓线性尺寸的一般公差，是指在车间一般加工条件下可保证的公差，是机床设备在正常维护和操作情况下能达到的经济加工精度。采用一般公差时，在该尺寸后不标注极限偏差或其他代号，所以也称未注公差。２.一般公差的特点（１）图样清晰易懂。采用一般公差时，在图样上只标注基本尺寸不标注公差，可清楚地判断出必须保证的精度（标注出公差），同时明确加工重点。（２）节省设计时间。一是节省了图样设计时间，二是简化制图工作。上一页下一页返回任务１识读零件图的尺寸公差（３）降低检验成本。一般公差可由车间加工精度条件保证，由工人凭经验判断，一般不检验，若对其合格性发生争议，再参照表中的标准解决。只有当零件的功能受到损害时，超出一般公差的工件才能被拒收。３.国家标准中的有关规定在ＧＢ／Ｔ１８０４—２０００中，对一般公差规定了４个公差等级，其公差等级从高到低依次为精密级（ｆ）、中等级（ｍ）、粗糙级（ｃ）、最粗级（ｖ）。线性尺寸一般公差的公差等级及其极限偏差数值如表１－１－４所示。上一页下一页返回任务１识读零件图的尺寸公差４.线性尺寸一般公差的表示方法当采用一般公差时，在图样上只标注基本尺寸，不标注极限偏差，而在图样上、技术文件中用线性尺寸的一般公差标准号和公差等级符号来表示，例如选用中等级（ｍ）时，表示为ＧＢ／Ｔ１８０４—ｍ。这表明图样上凡未注公差的线性尺寸均按中等级（ｍ）加工和检验。在正常情况下，一般不必检验。一般公差适用于金属切削加工的尺寸及一般冲压加工的尺寸，对非金属材料和其他工艺方法加工的尺寸亦可参照采用。但是，当要素的功能允许一个比一般公差大的公差，且注出更为经济时，如装配所钻盲孔的深度，则相应的极限偏差值要在尺寸后注出。上一页返回任务２识读装配图的配合公差一、有关配合的术语及定义１.配合配合是指基本尺寸相同、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。由于配合是按照同一图纸加工的一批孔和按照同一图纸加工的一批轴的装配关系，而不是指一个具体的孔和一个具体的轴的配合关系，所以用公差带关系来反映配合才是比较准确的。２.间隙或过盈间隙或过盈是指孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得到的代数差。此差值为正时叫作间隙，用Ｘ表示；此差值为负时叫作过盈，用Ｙ表示，如图１－２－２所示。下一页返回任务２识读装配图的配合公差３.配合的分类根据孔和轴公差带之间的关系，配合可分为间隙配合、过盈配合和过渡配合三大类。１）间隙配合间隙配合是指孔的公差带在轴的公差带之上，具有间隙（包括最小间隙为零）的配合，如图１－２－２（ａ）所示。由于孔和轴的实际尺寸在各自的公差带内变动，因此装配后每对孔、轴间的间隙（松紧）也是变化的。当上极限尺寸的孔与下极限尺寸的轴配合时，得到最大间隙，所得的差值叫作最大间隙，用Ｘｍａｘ表示；反之，得到最小间隙，所得的差值叫作最小间隙，用Ｘｍｉｎ表示。最大间隙和最小间隙统称为极限间隙，即最大间隙：Ｘｍａｘ＝Ｄｍａｘ－ｄｍｉｎ＝ＥＳ－ｅｉ；最小间隙：Ｘｍｉｎ＝Ｄｍｉｎ－ｄｍａｘ＝ＥＩ－ｅｓ。上一页下一页返回任务２识读装配图的配合公差２）过盈配合过盈配合是指孔的公差带在轴的公差带之下，具有过盈（包括最小过盈为零）的配合，如图１－２－２（ｂ）所示。３）过渡配合过渡配合是指孔和轴的公差带相互交叠，可能具有间隙也可能具有过盈的配合，如图１－２－２（ｃ）所示。它是介于间隙配合与过盈配合之间的一类配合，但其间隙或过盈都不大。４.配合公差在上述间隙、过盈和过渡三类配合中，允许间隙或过盈在两个界限内变动，这个允许的变动量为配合公差，用Ｔｆ表示。这是设计人员根据相配件的使用要求确定的。配合公差越大，配合精度越低；配合公差越小，配合精度越高。在精度设计时，可根据配合公差来确定孔和轴的尺寸公差。上一页下一页返回任务２识读装配图的配合公差配合公差的大小为两个界限值的代数差的绝对值，也等于相配合孔的公差和轴的公差之和。取绝对值表示配合公差，在实际计算时常省略绝对值符号。二、基准制从前述三类配合的公差带图可知，通过改变孔、轴公差带的相对位置可以实现各种不同性质的配合。为了设计和制造上的方便，以两个相配合零件中的一个零件为基准件，并选定公差带的位置，而改变另一个零件（非基准件）的公差带位置，从而形成各种配合的一种制度，称为基准制。国家标准规定了两种基准制：基孔制和基轴制。上一页下一页返回任务２识读装配图的配合公差１.基孔制基孔制是指基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度，如图１－２－３（ａ）所示。基孔制的孔为基准件，称为基准孔。标准规定，基准孔的基本偏差是下极限偏差，且等于零，即ＥＩ＝０，并以基本偏差代号Ｈ表示。２.基轴制基轴制是指基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度，如图１－２－３（ｂ）所示。上一页下一页返回任务２识读装配图的配合公差三、配合代号及标注１.配合代号配合是基本尺寸相同的孔与轴公差带之间的关系。因此，配合代号是在基本尺寸后用孔、轴公差带联合表示。孔、轴公差带写成分数形式，分子是孔公差带，分母是轴公差带，如ϕ５０Ｈ６／ｈ５。２.国家标准中规定的配合孔、轴公差带进行组合可得到３０万种配合，远远超过了实际需要。现将尺寸≤５００ｍｍ范围内，对基孔制规定１３种优先配合和５９种常用配合。３.标注在装配图中配合尺寸的标注，如图１－２－４所示。上一页返回任务３工件尺寸的测量一、测量技术基本概念１.测量的概念在实际生产中，为了保证机械零件的互换性，应对其几何参数（如尺寸、几何误差和表面粗糙度等）进行测量。测量技术就是主要研究零件的几何量的一种技术，零件几何量需要通过测量或检测才能判断其合格与否。所谓测量，是指为确定被测几何参数的量值而进行的实验过程。测量过程实际上就是一个比较过程，也就是将被测量与标准的单位量进行比较，确定其比值的过程。若被测量为Ｌ，计量单位为ｕ，确定的比值为ｑ，则被测量可表示为Ｌ＝ｑ·ｕ。下一页返回任务３工件尺寸的测量２.测量四要素一个完整的测量过程应包含测量对象、计量单位、测量方法（含测量器具）和测量精度四个要素。（１）测量对象：本课程研究的测量对象是几何量，即长度、角度、形状、相对位置、表面粗糙度及螺纹、齿轮等零件的几何参数。（２）计量单位：测量时所用的计值单位。（３）测量方法：指进行测量时所采用的测量器具、测量原理和测量条件的总和。在测量过程中，是否采用合适的测量方法，对测量结果有很大的影响。（４）测量精度：指测量结果与测量对象真实值的一致程度。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量二、测量对象和计量单位１.测量对象测量理论研究的测量对象是指零件的尺寸（包括长度、角度）、形状、位置、表面粗糙度等几何参数，以及典型零件的误差评定参数。对一般零件来讲，测量对象是指零件几何要素的三项基本精度。对典型零件来说，是指国家标准规定的误差评定参数，如螺纹的螺距误差、圆锥的锥角误差等。无论测量对象如何，测得值均表现为长度量和角度量。而长度量和角度量在各种机械零件上的表现形式多种多样，所以表达被测对象性能的特征参数可能相当复杂。因此以工作要求为依据，认真分析被测对象的几何特征，研究被测量对象的质量含义十分重要。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量２.计量单位１）长度单位为了便于国际交流，我国的法定长度计量单位采用国际单位。米（ｍ）是基本单位，米基准的定义为：１ｍ是指“光在真空中于１／２９９７９２４５８ｓ内所行进的距离”。机械制造业中，常用的长度测量单位为毫米（ｍｍ）、微米（μｍ）、纳米（ｎｍ），均为米的分数单位。２）长度量值传递系统由于光波波长作为长度基准不便直接应用于生产，在实际中需用实物计量器具来进行测量，如刻线量具（线纹尺）、端面量具（量块）等，且不同精度零件所用量具精度不同。也就是说，需要把最高精度的理论长度基准量值逐级准确地往下传递到生产用测量器具上去，以适应不同精度要求的零件加工。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量为保证零部件生产的互换性，必须确保量值的准确、统一，为此我国建立了如图１－３－２所示的从长度最高基准到各级计量标准的严密的量值传递系统，分别通过刻度量具（线纹尺）和端面量具（量块）两大平行系统逐级传递，由国家最高计量管理机构———国家计量局组织执行。３.量块在机械制造和仪器制造中，量块是应用很广的量值传递媒介。量块是没有刻度的截面为矩形的平等端面量具。作为长度尺寸传递的实物基准，量块广泛用于计量器具的校准和鉴定，以及精密设备的调整、精密画线和精密工件的测量等。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量１）量块的特点、形状和尺寸量块也称为块规，是用特殊合金钢，并经过复杂的热处理工艺制成的。它具有线膨胀系数小、尺寸稳定、硬度高、耐磨性好、工作面粗糙度小以及研合性好等特点。量块没有刻度，通常制成正六面体，它具有两个相互平行的测量面和四个非测量面，如图１－３－３所示。２）量块的精度为了满足不同的使用场合，量块可做成不同的精度等级，国家标准对量块的精度规定了若干级和若干等。（１）量块分“级”。国家计量局标准ＪＪＧ２０５６—１９９０《长度计量器具（量块）检定系统》规定，将量块的制造精度分为六级，即００、０、Ｋ、１、２、３级，其中００级最高，精度依次降低，３级最低。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量（２）量块分“等”。按ＪＪＧ２０５６—１９９０规定，将量块分为六等，即１、２、３、４、５、６等，其中１等最高，精度依次降低，６等最低。量块分“等”的主要依据是量块中心长度测量的极限偏差和平面平等性允许偏差。３）量块的应用量块具有很好的研合性。研合性是指两量块的测量面互相接触，并在不大的压力下做一些切向相对滑动就能够贴附在一起的性质。利用这一性质，可以在一定范围内将多个不同的量块组合使用。根据ＧＢ６０９３—２００１的规定，我国生产的成套量块共有１７种套别，每套的块数为９１、８３、４６、３８、１２、１０、８、６、５等。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量三、测量方法测量方法是指依据恰当的测量原理，运用适当的计量器具，采用合理的具体测量方法，在一定的测量条件下进行的操作过程。因此，测量方法是测量原理、计量器具、具体测量方法和测量条件的综合。例如，在车间条件下用外径千分尺测量轴径的直接测量法，在计量室条件下用量块和立式光学仪测量轴径的比较测量法等。１.计量器具的分类及技术参数指标计量器具是指能用以直接或间接测出被测对象量值的技术装置，根据计量器具本身的结构特点和用途，可以分为量具、量规、计量仪器和计量装置。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量１）计量器具的分类（１）量具。量具是一种具有固定形态、提供一个或多个已知量值的器具，分为单值量具和多值量具。单值量具只能复现几何量的单个量值，如量块、角尺等。多值量具能够复现几何量在一定范围内的一系列不同的量值，如千分尺、游标卡尺等。（２）量规。量规是一种没有刻度的专用计量器具，或称为专业检验量具。用这种量具不能得到被检工件的具体尺寸，但能确定被检工件是否合格，如光滑极限量规、螺纹量规等。（３）计量仪器。计量仪器是将被测量值转换成可直接观测的指示值的计量器具，简称量仪。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量（４）计量装置。计量装置是指为确定专门被测量值所必需的计量器具和辅助设备组成的系统。２）计量器具的技术参数指标计量器具的技术参数指标既反映了计量器具的功能，也是选择、使用计量器具的依据。因此只有充分理解其含义，才能在实测中熟练应用。（１）刻度间距：计量器具的刻度尺或刻度盘上两相邻刻度线之间的距离。考虑到人的视觉特点，一般刻度间距为１.０～２.５ｍｍ。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量（２）分度值：计量器具的刻度尺或刻度盘上相邻两刻度线间所代表的被测量的量值。例如常用百分表的分度值为０.０１ｍｍ，千分表的分度值为０.００１ｍｍ，游标卡尺的分度值有０.０１ｍｍ、０.０２ｍｍ、０.５ｍｍ几种。对于数显式仪器，其分度值称为分辨率。一般来说，分度值越小，计量器具的精度就越高。（３）测量范围：计量器具所能测量零件的最小值到最大值的范围。例如某一千分尺的测量范围为７５～１００ｍｍ。（４）示值范围：计量器具全部刻度所能显示或指示的最低值到最高值的范围。例如立式光学计的示值范围为±０.１ｍｍ。（５）灵敏度：计量器具对被测量变化的反应能力。若被测量变化Δｘ，测量器具上相应变化ΔＬ，则灵敏度Ｓ＝ΔＬ／Δｘ。在分子、分母是同一类量的情况下，灵敏度亦称为放大比或放大倍数。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量（６）示值误差：计量器具上的示值与被测量真值的代数差。示值误差可从说明书或检定规程中查得，也可通过实验统计确定。一般来说，示值误差越小，计量器具的精度就越高。（７）修正值：指为消除示值误差，加到测量结果上的代数值，其大小与求值误差绝对值相等，而符号相反。例如，示值误差为＋０.００４ｍｍ，则其修正值为－０.００４ｍｍ。（８）测量的重复性误差：在相同的测量条件下，对同一被测量进行连续多次测量时，测得值的分散程度。它是计量器具本身各种误差的综合反映。（９）不确定度：由于存在测量误差而对被测量值不能肯定的程度。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量２.常用计量器具１）游标卡尺游标卡尺是一种常用的量具，具有结构简单、使用方便、精度中等和测量的尺寸范围大等特点，可以用它来测量零件的外径、内径、长度、宽度、厚度、深度和孔距等，应用范围很广。（１）游标卡尺的结构形式。①测量范围为０～１２５ｍｍ的游标卡尺，制成带有刀口形的上下量爪和带有深度尺的形式，如图１－３－４所示。②测量范围为０～２００ｍｍ和０～３００ｍｍ的游标卡尺，可制成带有内外测量面的下量爪和带有刀口形的上量爪的形式，如图１－３－５所示。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量③测量范围为０～２００ｍｍ和０～３００ｍｍ的游标卡尺，也可制成只带有内外测量面的下量爪的形式，如图１－３－６所示。而测量范围大于３００ｍｍ的游标卡尺，只制成这种仅带有下量爪的形式。（２）游标卡尺的组成。①具有固定量爪的尺身，如图１－３－５中的１。尺身上有类似钢尺的主尺刻度，如图１－３－５中的６。主尺上的刻线间距为１ｍｍ。主尺的长度取决于游标卡尺的测量范围。②具有活动量爪的尺框，如图１－３－５中的３。尺框上有游标，如图１－３－５中的８，游标卡尺的游标读数值可制成０.１ｍｍ、０.０５ｍｍ和０.０２ｍｍ三种。游标读数值是指使用这种游标卡尺测量零件尺寸时，卡尺上能够读出的最小数值。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量③在０～１２５ｍｍ的游标卡尺上，还带有测量深度的深度尺，如图１－３－４中的５。深度尺固定在尺框的背面，能随着尺框在尺身的导向凹槽中移动。测量深度时，应把尺身尾部的端面靠紧在零件的测量基准平面上。④测量范围等于和大于２００ｍｍ的游标卡尺，带有随尺框做微动调整的微动装置，如图１－３－５中的５。使用时，先用紧固螺钉４把微动装置５固定在尺身上，再转动微动螺母７，活动量爪就能随同尺框３做微量的前进或后退。微动装置的作用是使游标卡尺在测量时用力均匀，便于调整测量压力，减少测量误差。目前，我国生产的游标卡尺的测量范围及其游标读数值如表１－３－２所示。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量（３）游标卡尺的使用方法。游标卡尺的读数机构是由主尺和游标（如图１－３－５中的６和８）两部分组成的。当活动量爪与固定量爪贴合时，游标上的“０”刻线（简称游标零线）对准主尺上的“０”刻线，此时量爪间的距离为０，如图１－３－５所示。当尺框向右移动到某一位置时，固定量爪与活动量爪之间的距离就是零件的测量尺寸，如图１－３－４所示。此时零件尺寸的整数部分可在游标零线左边的主尺上读出来，而比１ｍｍ小的小数部分可借助游标读数机构来读出。现以游标读数值为０.１ｍｍ的游标卡尺为例，将游标卡尺的使用方法介绍如下。如图１－３－７（ａ）所示，主尺刻线间距（每格）为１ｍｍ，当游标零线与主尺零线对准（两量爪合并）时，游标上的第１０根刻线正好指向主尺上的９ｍｍ，而游标上的其他刻线都不会与主尺上任何一条刻线对准。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量（４）游标卡尺应用举例。①用游标卡尺测量Ｔ形槽的宽度。用游标卡尺测量Ｔ形槽的宽度，如图１－３－８所示。测量时将量爪外缘端面的小平面贴在零件凹槽的平面上，用紧固螺钉把微动装置固定住，转动调节螺母，使量爪的外测量面轻轻地与Ｔ形槽表面接触，并放正两量爪的位置（可以轻轻地摆动一个量爪，找到槽宽的垂直位置），读出游标卡尺的读数，如图１－３－８中Ａ所示。但由于它是用量爪的外测量面测量内尺寸的，卡尺上所显示的读数Ａ是量爪内测量面之间的距离，因此必须加上两个量爪的厚度ｂ才是Ｔ形槽的宽度。所以，Ｔ形槽的宽度Ｌ＝Ａ＋ｂ。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量②用游标卡尺测量孔中心线与侧平面之间的距离。用游标卡尺测量孔中心线与侧平面之间的距离Ｌ时，先要用游标卡尺测量出孔的直径Ｄ，再用刀口形量爪测量孔的壁面与零件侧平面之间的最短距离，如图１－３－９所示。③用游标卡尺测量两孔的中心距。用游标卡尺测量两孔的中心距有两种方法：一种是先用游标卡尺分别量出两孔的内径Ｄ１和Ｄ２，再量出两孔内表面之间的最大距离Ａ，如图１－３－１０所示，则两孔的中心距为另一种测量方法是，先分别量出两孔的内径Ｄ１和Ｄ２，然后用刀口形量爪量出两孔内表面之间的最小距离Ｂ，则两孔的中心距为上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量２）外径千分尺千分尺的分度值为０.０１ｍｍ，亦称百分尺，但人们习惯称之为千分尺，也有称分厘卡的。外径千分尺常用来测量或检验零件的外径、凸肩厚度以及板厚或壁厚等。外径千分尺由尺架、测微头、测力装置和制动器等组成。（１）外径千分尺的结构。图１－３－１１所示为测量范围为０～２５ｍｍ的外径千分尺。尺架１的一端装着固定测砧２，另一端装着测微头。固定测砧和测微螺杆的测量面上都镶有硬质合金，以提高测量面的使用寿命。尺架的两侧面覆盖着绝热板１２，使用千分尺时，应手拿绝热板，以防止人体的热量影响千分尺的测量精度。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量（２）千分尺的工作原理和读数方法。①千分尺的工作原理。例如，外径千分尺的工作原理就是应用螺旋读数机构，它包括一对精密的螺纹———测微螺杆与螺纹轴套（如图１－３－１１中的３和４）和一对读数套筒———固定套筒与微分筒（如图１－３－１１中的５和６）。②千分尺的读数方法。在千分尺的固定套筒上刻有轴向中线，作为微分筒读数的基准线。另外，为了计算测微螺杆旋转的整数转，在固定套筒中线的两侧刻有两排刻线，刻线间距均为１ｍｍ，上下两排相互错开０.５ｍｍ。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量千分尺的具体读数方法可分为三步：第一步：读出固定套筒上露出的刻线尺寸，一定要注意不能遗漏应读出的０.５ｍｍ的刻线值。第二步：读出微分筒上的尺寸，要看清微分筒圆周上哪一格与固定套筒的中线基准对齐，将格数乘０.０１ｍｍ即得微分筒上的尺寸。第三步：将上面两个数相加，即得千分尺上测得的尺寸。如图１－３－１２（ａ）所示，在固定套筒上读出的尺寸为８ｍｍ，微分筒上读出的尺寸为２７（格）×０.０１ｍｍ＝０.２７ｍｍ，上两数相加即得被测零件的尺寸为８.２７ｍｍ；如图１－３－１２（ｂ）所示，在固定套筒上读出的尺寸为８.５ｍｍ，在微分筒上读出的尺寸为２７（格）×０.０１ｍｍ＝０.２７ｍｍ，两数相加即得被测零件的尺寸为８.７７ｍｍ。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量３）内径百分表内径百分表是内量杠杆式测量架和百分表的组合，如图１－３－１５所示，用来测量或检验零件的内孔、深孔直径及其形状精度。（１）百分表的结构。百分表是用来校正零件或夹具的安装位置及检验零件的形状精度或相互位置精度的一种装置。百分表的读数值为０.０１ｍｍ。百分表的外形如图１－３－１３所示。表盘３上刻有１００个等分格，其刻度值（即读数值）为０.０１ｍｍ。当指针转一圈时，小指针即转动一小格，转数指示盘５的刻度值为１ｍｍ。用手转动表圈４时，表盘３也跟着转动，可使指针对准任一刻线。测量杆８是沿着套筒７上下移动的，套筒７可用作安装百分表。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量图１－３－１４所示为百分表内部结构的示意图。带有齿条的测量杆１的直线移动，通过齿轮传动（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３）转变为指针２的回转运动。齿轮Ｚ４和弹簧３使齿轮传动的间隙始终在一个方向，起着稳定指针位置的作用。弹簧４是控制百分表的测量压力的。百分表内的齿轮传动机构使测量杆直线移动１ｍｍ时，指针正好回转一圈。由于百分表和千分表的测量杆是做直线移动的，可用来测量长度尺寸，所以它们也是长度测量工具。目前，国产百分表的测量范围（即测量杆的最大移动量）有０～３ｍｍ，０～５ｍｍ，０～１０ｍｍ三种。读数值为０.００１ｍｍ的千分表，测量范围为０～１ｍｍ。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量（２）内径百分表的结构。内径百分表测量架的结构如图１－３－１５所示。在三通管３的一端装着活动测量头１，另一端装着可换测量头２，垂直管口一端，通过连杆４装有百分表５。活动测量头１的移动使传动杠杆７回转，通过活动杆６推动百分表的测量杆，使百分表指针产生回转。由于传动杠杆７的两侧触点是等距离的，当活动测量头移动１ｍｍ时，活动杆也移动１ｍｍ，推动百分表指针回转一圈。所以，活动测量头的移动量可以在百分表上读出来。（３）内径百分表的使用方法。内径百分表用来测量圆柱孔，它附有成套的可换测量头，使用前必须先进行组合和校对零位，如图１－３－１６所示。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量组合时，将百分表装入连杆内，使小指针指在０～１的位置上，长针和连杆轴线重合，刻度盘上的字应垂直向下，以便测量时观察，装好后应予紧固。粗加工时，最好先用游标卡尺或内卡钳测量。内径百分表同其他精密量具一样属贵重仪器，其好坏与精确度直接影响到工件的加工精度和使用寿命。粗加工时，工件加工表面粗糙不平会使测量不准确，也使测量头易磨损，因此需加以爱护和保养，精加工时再进行测量。测量前应根据被测孔径大小用外径百分尺调整好尺寸后才能使用，如图１－３－１７所示。在调整尺寸时，正确选用可换测量头的长度及其伸出距离，应使被测尺寸在活动测量头总移动量的中间位置。测量时，连杆中心线应与工件中心线平行，不得歪斜，同时应在圆周上多测几个点，找出孔径的实际尺寸，看是否在公差范围以内，如图１－３－１８所示。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量３.具体测量方法在实际工作中，测量方法通常指获得测量结果的具体方式，它可从不同的角度进行分类。（１）按是否直接量出所需的量值，分为直接测量和间接测量。①直接测量：直接从计量器具上获得被测量的量值，如用游标卡尺、千分尺测量零件的直径或长度。②间接测量：测量与被测量有一定函数关系的量，然后通过函数关系算出被测量，如用正弦规测量工件角度。为减小测量误差，一般采用直接测量，必要时才采用间接测量。例如测量一个截面为圆的劣弧的几何量所在圆的直径Ｄ，如图１－３－１９所示，由于无法直接测量出，可以间接测量圆的直径。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量（２）按测量时读数值是否为被测量值，分为绝对测量和相对测量。①绝对测量：测量时，被测量的值可以直接由计量器具的读数装置直接读出。如用游标卡尺、千分尺测量零件的直径，其尺寸由刻度尺直接读出。②相对测量：测量时，先用标准器具调整测量器具零位，然后再把被测零件放进去测量，由计量器具的读数装置读出被测的量相对于标准器具的偏差。如用量块调整比较仪测量轴径，被测量值等于测量器具所示偏差值与标准量值的代数和。相对测量的测量精度一般比绝对测量的测量精度高。（３）按零件被测参数的多少，分为单项测量和综合测量。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量①单项测量：分别测量零件的各个参数，如分别测量螺纹的中径、螺距和牙型半角。②综合测量：同时测量零件的几个相关参数的综合效应或综合参数，如用螺纹通规检验螺纹的单一中径、螺距和牙型半角实际值的综合效果。（４）按被测零件的表面与测量头是否有机械接触，分为接触测量和非接触测量。①接触测量：被测零件表面与测量头有机械接触，并有机械作用的测量力存在，如用游标卡尺测量零件的尺寸。②非接触测量：被测零件表面与测量头没有机械接触，如用光切显微镜测量零件表面粗糙度值。接触测量有测量力，会引起被测表面与计量器具有关部分产生弹性变形，影响测量精度，非接触测量无此影响。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量（５）按测量技术在机械制造工艺过程中所起的作用，分为主动测量和被动测量。①主动测量：又称在线测量，指在加工过程中对零件进行测量，其测量结果用来控制零件的加工过程，防止产生废品。②被动测量：又称离线测量，指加工完毕后对零件进行测量，其测量结果只能判断是否合格，发现和剔除废品。主动测量使检测与加工过程紧密结合，从而保证产品质量。被动测量是验收产品时的一种检测。（６）按被测零件在测量过程中所处的状态，分为静态测量和动态测量。①静态测量：在测量过程中，零件的被测表面与计量器具的测量头处于相对静止状态，如用外径千分尺测量轴径。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量②动态测量：在测量过程中，零件的被测表面与计量器具的测量头处于相对运动状态，如用圆度仪测量圆度误差。四、测量精度测量精度是指测量结果与真值的一致程度。不考虑测量精度而得到的测量结果是没有任何意义的。真值的定义为：当某量能被完善地确定并能排除所有测量上的缺陷时，通过测量所得到的量值。由于测量会受到许多因素的影响，其过程总是不完善的，即任何测量都不可能没有误差。因此测量精度是由测量误差反映出来的，讨论测量精度就是讨论测量误差。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量１.测量误差的概念任何测量过程中，由于计量器具本身误差及测量方法和测量条件等的限制，都不可避免地存在误差，测量所得的实际值不可能是被测几何量的真值，这种实际测得值与被测几何量真值的差异称为测量误差。测量误差可用绝对误差和相对误差来表示。２.测量误差的来源由于测量误差存在，故必须分析测量误差产生的原因，以便提高测量精度。在实际测量中，测量误差主要是由以下几个方面的因素引起的。产生测量误差的因素有很多，主要包括计量器具误差、测量方法误差、测量环境误差和测量人员误差等。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量１）计量器具误差计量器具误差是指计量器具本身在设计、制造和使用过程中造成的各项误差，主要包括设计原理误差、仪器制造误差、装配误差及使用中计量器具的变形和磨损等引起的误差等。２）测量方法误差测量方法误差是指测量方法不完善所引起的误差，包括计算公式不准确、测量方法选择不当、测量基准不统一、工件安装不合理以及测量力不合适等引起的误差。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量３）测量环境误差测量环境误差是指测量时的环境条件不符合标准所引起的误差。环境条件主要包括温度、湿度、气压、振动和灰尘等，其中温度对测量结果的影响最大。例如环境温度的影响，在测量长度时规定标准温度为２０℃，而被测零件和测量器具的材料不同时，各自因线膨胀系数不同对温度的反应不同，故产生或大或小的偏差。４）测量人员误差测量人员误差是测量人员人为的差错，一是技术原因，如测量瞄准不准确、读数或估读错误等；二是责任心原因，如测量时注意力不够集中等，都会产生测量误差。３.测量误差的分类测量误差按其性质可分为三类，即随机误差、系统误差和粗大误差。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量１）随机误差（偶然误差）随机误差指在一定条件下，多次测量同一量值时，其数值大小和符号以不可预定的方式变化的误差。它是由测量中的不稳定因素综合引起的，是不可避免的。例如，测量过程中温度的波动、振动等。对于某一次测量结果无规律可循，但如果进行大量、多次重复测量，多数随机误差服从正态分布统计规律。通常评定随机误差以±３σ作为单次测量的极限误差，即认为±３σ是随机误差的实际分布范围，σ是随机误差的标准偏差。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量２）系统误差系统误差指在一定条件下，多次测量同一量值时，误差的大小和符号均保持不变或以一定规律变化的误差。前者称为定值（或常值）系统误差，如千分尺的零位不正确引起的测量误差；后者称为变值系统误差，如温度均匀变化，由于零件的热膨胀，零件的长度随着温度变化，一系列测得值中存在着随时间变化的系统误差。３）粗大误差粗大误差指由测量过程中各种错误造成的误差，如测量者主观上疏忽大意，看错、记错以及突然的冲击、振动而引起的测量误差。通常这类误差的数值比较大，使测量结果明显歪曲。在测量中，要避免或剔除粗大误差。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量４.测量结果的数据处理对测量结果进行数据处理是为了找出被测量最可信的数值以及评定这一数值所包含的误差。在相同的测量条件下，对同一被测量进行多次连续测量，得到一测量列，测量列中可能同时存在随机误差、系统误差和粗大误差。１）测量列中随机误差的处理随机误差的出现是不可避免和无法消除的，为了减小其对测量结果的影响，用概率和数理统计的方法来估算随机误差的范围和分布规律，对测量结果进行处理。（２）计算残差ｖｉ。残差ｖｉ是多次重复测量的测得值ｘｉ与算术平均值ｘ的代数差，一个测量列就对应着一个残余误差列，即上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量（３）计算单次测量的标准偏差σ。标准偏差σ是表征随机误差集中与分散程度的指标。由于随机误差δｉ是未知量，实际测量时常用残差ｖｉ代表随机误差δ

ｉ，所以测量列中单次测得值的标准偏差σ估算值为（４）计算测量列算术平均值的标准偏差σｘ。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量２）系统误差的发现和消除发现系统误差的方法有多种，一般用对比检定法发现定值系统误差，用残差观察法发现变值系统误差。即：若残差有规律地递增或递减，则存在线性系统误差；若残差有规律地逐渐由负变正或由正变负，则存在周期性系统误差；若残差大体正负相同，无显著变化规律，则可认为不存在系统误差。发现系统误差后，可通过以下途径消除系统误差：从测量结果中修正、从误差根源上消除、在测量过程中设法消除。从理论上讲，系统误差是可以被消除的，但在实际工作中，系统误差不一定能够完全消除，只能减小到一定的程度。对定值系统误差应予以消除或纠正，对变值系统误差应分析原因、发现规律，估计误差可能出现的范围，尽量减小或消除。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量３）粗大误差的剔除当测量次数超过１０次时，可使用拉依达准则判断粗大误差，即绝对值大于３σ的残差就认为是粗大误差，应予以剔除，其判断式为ｖｉ＞３σ。剔除具有粗大误差的测量值后，应根据剩下的测量值重新计算σ，然后再根据３σ准则去判断剩下的测量值中是否还存在粗大误差。每次只能剔除一个，直到剔除完为止。上一页下一页返回任务３工件尺寸的测量５.测量精度测量精度和测量误差是描述同一个概念，但表达方式相反的两个术语。测量误差越小，测量精度就越高；测量误差越大，测量精度就越低。由于测量误差主要分系统误差和随机误差两部分，笼统的测量精度概述已经不能反映它们的差异，因此，根据不同性质的测量误差对测量结果的影响不同，测量精度可分为正确度、精密度和准确度。一般来说，精密度高，正确度不一定高，反之亦然；但准确度高，正确度和精密度都高。以打靶为例，如图１－３－２０所示，图（ａ）随机误差小而系统误差大，表示打靶精密度高而正确度低；图（ｂ）系统误差小而随机误差大，表示打靶正确度高而精密度低；图（ｃ）系统误差和随机误差都小，表示打靶准确度高。上一页返回任务４光滑工件尺寸的检验一、用通用计量器具测量工件单件小批量生产中，零件尺寸多用游标卡尺、千分尺、指示表等通用测量器具进行检测。１.误判现象由于测量误差的存在，在验收工件时，可能会受测量误差的影响，对尺寸位于公差界限附近的工件产生以下两种错误判断。（１）误收：即将超出公差界限的工件误判为合格品而接收。（２）误废：即将未超出公差界限的工件误判为废品而报废。误收会影响产品质量，误废会造成经济损失。但是在实际生产中，保证产品质量更为重要，所以ＧＢ／Ｔ３１７７—１９９７《光滑工件尺寸的检验》中规定：“应只接收位于规定尺寸极限之内的工件”，即只允许有误废而不允许有误收。下一页返回任务４光滑工件尺寸的检验２.安全裕度与验收极限为保证上述验收原则，即防止误收的实施，实际中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。１）安全裕度Ａ的确定安全裕度Ａ值较大时，可用较低精度的测量器具进行检验，但减小了生产公差，加工经济性差；Ａ值较小时，要用较精密的测量器具，加工经济性好，但测量仪器费用高。因此，Ａ值应按被检工件的公差大小确定，一般为工件公差的１／１０。安全裕度Ａ相当于测量中总的不确定度，从测量结果分析，它由两部分组成，即测量器具的测量不确定度μ１和由温度、压陷效应和工件形状误差等因素引起的不确定度μ２。上一页下一页返回任务４光滑工件尺寸的检验２）验收极限的确定验收极限是检验工件尺寸时判断其是否合格的尺寸界限，可以按内缩和不内缩两种方式确定，如表１－４－２所示。２.计量器具的选择１）计量器具的选择原则在机械制造中，计量器具的选择要综合考虑计量器具的技术指标和经济指标，主要有两点要求：（１）按照被测工件的外形、位置、尺寸的大小及被测参数特性来选择计量器具，使所选择计量器具的测量范围能满足工件的要求。（２）按照被测工件的精度来选择计量器具，使所选择计量器具的不确定度μ′１既能保证测量精度，又符合经济性要求。上一页下一页返回任务４光滑工件尺寸的检验２）计量器具的选择在选择计量器具时，所选择的计量器具的不确定度μ′１应小于或等于计量器具不确定度的允许值μ１。μ

１值大小分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ挡，一般情况下，优先选用Ⅰ挡，其次为Ⅱ挡、Ⅲ挡。计量器具不确定度的允许值μ１见表１－４－１。常用的游标卡尺、千分尺、比较仪和指示表的不确定度μ′１如表１－４－３、表１－４－４及表１－４－５所示。二、用光滑极限量规检验工件大批量生产中的零件多采用专用测量器具进行检测。孔径、轴径尺寸使用光滑极限量规进行检验。上一页下一页返回任务４光滑工件尺寸的检验光滑极限量规是指被检验工件为光滑孔或光滑轴所用的极限量规的总称，是一种无刻度、成对使用的专用检验器具，它适用于大批量生产、遵守包容要求的轴和孔的检验。用光滑极限量规检验零件时，只能判断工件是否合格，而不能获得工件的实际尺寸数值。１.光滑极限量规的一般分类量规一般分为孔用光滑极限量规和轴用光滑极限量规，前者也称为塞规，后者也称为环规或卡规。量规是成对使用的，一端为通规，一端为止规，检验时，若通规能通过，止规不能通过，则工件合格，否则不合格。上一页下一页返回任务４光滑工件尺寸的检验１）孔用光滑极限量规（塞规）如图１－４－３（ａ）所示，通规是按孔的最大实体尺寸（即孔的下极限尺寸）制造的，止规是按孔的最小实体尺寸（即孔的上极限尺寸）制造的。检验时，如果通规能通过，表示被测孔径大于下极限尺寸；如果止规不能通过，表示被测孔径小于上极限尺寸。这就说明被检验孔的实际直径尺寸在规定的极限尺寸范围内，被检验的孔是合格的。２）轴用光滑极限量规（环规或卡规）如图１－４－３（ｂ）所示，通规是按轴的最大实体尺寸（即轴的上极限尺寸）制造的，止规是按轴的最小实体尺寸（即轴的下极限尺寸）制造的。检验时，如果通规能通过，表示被测轴径小于上极限尺寸；如果止规不能通过，表示被测轴径大于下极限尺寸。这就说明被检验轴的实际直径尺寸在规定的极限尺寸范围内，被检验的轴是合格的。上一页下一页返回任务４光滑工件尺寸的检验２.光滑极限量规按照用途分类（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。（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。（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，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。３.工作量规的公差带虽然量规用来检验工件，制造精度应比被检件高，但制造误差仍不可避免，因此需要规定量规的制造公差。国家标准对量规的通、止规规定了相同的制造公差Ｔ，其公差带内缩于被检工件的尺寸公差带以内，以避免出现误收，如图１－４－４所示。上一页返回任务５尺寸公差与配合的设计一、基准制的选择原则１）优先选用基孔制基准制的选择主要从加工工艺经济性考虑。因为加工轴工艺比较简单，只需车削或磨削即可，所用刀具车刀和砂轮也非定值刀具，测量轴径时使用一般通用量具或量规即可；但是孔的加工工艺相对轴较复杂，除钻孔外，还需铰、拉、镗、磨等多种扩孔工艺，使用刀具和量具多为价格较贵的定值刀、量具。因此，采用基孔制可以减少孔用刀具、量具的品种、规格和数量，降低生产成本，提高加工工艺的经济性。下一页返回任务５尺寸公差与配合的设计２）特殊情况选用基轴制在以下情况下采用基轴制比较合理：（１）用冷拉钢制圆柱型材制作光轴作为基准轴。这一类圆柱型材的规格已标准化，尺寸公差等级一般为ＩＴ７～ＩＴ９。它作为基准轴，轴径可以免去外圆的切削加工，只需按照不同的配合性质来加工孔，可实现技术与经济的最佳效果。在农业机械、纺织机械等的制造中应用较为广泛。（２）加工尺寸小于１ｍｍ的精密轴。这种轴比同级孔加工难度还要大，因此在仪器制造、钟表生产、无线电工程中，常使用经过光扎成形的钢丝直接做轴，更加经济。（３）“一轴多孔”，而且构成的多处配合的松紧程度要求不同的场合。上一页下一页返回任务５尺寸公差与配合的设计所谓“一轴多孔”，是指一轴与两个或两个以上的孔组成配合。如图１－５－２（ａ）所示内燃机中活塞部件装配就属于此类情况，其使用要求为：活塞销与活塞孔之间的配合为过渡配合，而其与连杆套孔之间的配合为间隙配合，它们组成三处两种性质的配合。如图１－５－２（ｂ）所示采用基孔配合制，轴为阶梯轴，且两头大中间小，既不便加工，也不便装配。若选用基轴制，如图１－５－２（ｃ）所示，其效果是：活塞销采用光轴，既方便加工及装配，同时轴的加工成本也降低。３）根据标准件选择基准制若与标准件配合，应以标准件为基准件来确定采用哪种基准制。例如，与滚动轴承配合时，因滚动轴承是标准件，所以滚动轴承内圈与轴的配合是基孔制，滚动轴承外圈与箱体孔的配合是基轴制，如图１－５－３所示。上一页下一页返回任务５尺寸公差与配合的设计二、尺寸公差等级的选择１.公差等级的选择原则选择公差等级就是解决制造精度与制造成本之间的矛盾。因此，选择公差等级的基本原则是在满足使用要求的前提下，尽量选取较低的公差等级。２.公差等级的选择方法（１）类比法（经验法）：就是参考经过实践证明合理的类似产品的公差等级，将所设计的机械（机构、产品）的使用性能、工作条件、加工工艺装备等情况与之进行比较，从而确定合理的公差等级。对初学者来说，多采用类比法，此法主要是通过查阅有关参考资料、手册，并进行分析比较后确定公差等级。类比法多用于一般要求的配合。上一页下一页返回任务５尺寸公差与配合的设计（２）计算法：是指根据一定的理论和计算公式计算后，再根据尺寸公差与配合的标准确定合理的公差等级。即根据工作条件和使用性能要求确定配合部位的间隙或过盈允许的界限，然后通过计算法确定相配合的孔、轴的公差等级。计算法多用于较重要的配合。３.确定公差等级应考虑的几个问题（１）一般的非配合尺寸要比配合尺寸的公差等级低。（２）工艺等价性。工艺等价性是指孔和轴的加工难易程度相同。在常用尺寸段内，当间隙配合或过渡配合公差等级≤ＩＴ８、过盈配合公差等级≤ＩＴ７时，由于孔比轴难加工，采用孔比轴低一级，如Ｈ８／ｈ７，使孔、轴工艺等价；当间隙配合和过渡配合公差等级＞ＩＴ８、过盈配合公差等级＞ＩＴ７时，采用孔与轴同级配合，如Ｈ９／ｄ９。上一页下一页返回任务５尺寸公差与配合的设计（３）配合性质。过渡配合和过盈配合的公差等级不宜太低，一般孔的公差等级≤ＩＴ８，轴的公差等级≤ＩＴ７；对间隙配合，间隙小的公差等级较高，间隙大的公差等级可低些。