互换性及技术测量第5章光滑工件尺寸检验及光滑极限量规课件.ppt

1、Inspection and Measurement of Plain Workpiece Sizes第第5章章 光滑工件尺寸的检测光滑工件尺寸的检测2023-1-171本章学习内容本章学习内容5.2 用光滑极限量规检验用光滑极限量规检验5.1 用普通计量器具测量用普通计量器具测量2023-1-172 机械零件上的尺寸要素加工出来以后，需要通过一定的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。检测手段来判断其合格性。由于任何计由于任何计(测量测量)量器具都存在内在的误差，因此无量器具都存在内在的误差，因此无法得到被测尺寸的真值。若以极限尺寸法得到被测尺寸的真值。若以

2、极限尺寸(或实体尺寸或实体尺寸)作为合作为合格性的验收极限，势必会出现误判格性的验收极限，势必会出现误判误收或误废。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。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。及合格性判断加以介绍。2023-1-1735.1 用普通计量器具测量用普通计量器具测量Measurem

3、ent Using General Measuring Instruments参照标准：参照标准：GB/T 3177-2009 产品几何技术规范产品几何技术规范(GPS)光滑工件尺寸的检验光滑工件尺寸的检验2023-1-1745.1.2 误收与误废误收与误废误收误收把真实尺寸位于公差带外的不合格品误判为合格品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。而接受。误收会影响产品质量。误废误废把真实尺寸位于公差带内的合格品误判为不合格品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。而报废。误废会造成经济损失。5.1.1 验收原则与标准温度验收原则

4、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。所用验收方法应只接收位于规定的尺寸极限之内的工件。测量的标准温度为测量的标准温度为20。允许误废允许误废不允许误收不允许误收2023-1-175误收与误废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2023-1-1765.1.3 验收极限验收极限 验收极限是判断所检验工件尺寸合格与否的尺寸界限。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

5、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。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方式的确定 验收极限是从规定的最大实体尺寸验收极限是从规定的最大实体尺寸(MMS)和最小实体尺寸和最小实体尺寸(LMS)分别向工件公差带内移动一个分别向工件公差带内移动一个安全裕度安全裕度(A)来确定。来确定。A值值根据工件公差根据工件公差(T)来确定，约为来确定，约为T的的1/10(见附表见附表)。内缩方案内缩方案2023-1-177孔的验收极限：孔的验收极限：上验收极限最小实体尺寸上验收极限最小实体尺寸(LMS)安全裕度安全裕度(A)下验收极限

6、最大实体尺寸下验收极限最大实体尺寸(MMS)安全裕度安全裕度(A)轴的验收极限：轴的验收极限：上验收极限最大实体尺寸上验收极限最大实体尺寸(MMS)安全裕度安全裕度(A)下验收极限最小实体尺寸下验收极限最小实体尺寸(LMS)安全裕度安全裕度(A)2023-1-178公差等级公差等级678公称尺寸公称尺寸/mm大于大于 至至TAu1TAu1TAu1360.60.540.91.4101.00.91.52.3141.41.32.13.23680.80.721.21.8121.21.11.82.7181.81.62.74.161090.90.811.42.0151.51.42.33.4222.22.0

7、3.35.01018111.11.01.72.5181.81.72.74.1272.72.44.16.11830131.31.22.02.9212.11.93.24.7333.33.05.07.43050161.61.42.43.6252.52.33.85.6393.93.55.98.85080191.91.72.94.3303.02.74.56.8464.64.16.91080120222.22.03.35.0353.53.25.37.9545.44.98.112120180252.52.33.85.6404.03.66.09.0636.35.79.514180250292.92.64.46

8、.5464.64.16.910727.26.51116250315323.22.94.87.2525.24.77.812818.17.31218315400363.63.25.48.1575.75.18.413898.98.01320400500404.03.66.09.0636.35.79.514979.78.71522安全裕度安全裕度(A)与计量器具的测量不确定度允许值与计量器具的测量不确定度允许值(u1)2023-1-179公差等级公差等级91011公称尺寸公称尺寸/mm大于大于 至至TAu1TAu1TAu13252.52.33.85.6404.03.66.09.0606.05.49.0

9、1436303.02.74.56.8484.84.37.211757.56.81117610363.63.35.48.1585.85.28.713909.08.114201018434.33.96.59.7707.06.31116110111017251830525.24.77.812848.47.61319130131220293050626.25.69.314100109.01523160161424365080747.46.71117120121118271901917294380120878.77.813201401413213222022203350120180100109.0152

10、31601615243625025233856180250115121017261851817284229029264465250315130131219292102119324732032294872315400140141321322302321355236036325481400500155161423352502523385640040366090安全裕度安全裕度(A)与计量器具的测量不确定度允许值与计量器具的测量不确定度允许值(u1)(续续)2023-1-1710 不内缩方案不内缩方案 验收极限等于规定的最大实体尺寸验收极限等于规定的最大实体尺寸(MMS)和最小实体尺寸和最小实体尺寸

11、(LMS)，即即安全裕度安全裕度A值值等于零等于零。孔的验收极限孔的验收极限上验收极限最小实体尺寸上验收极限最小实体尺寸(LMS)下验收极限最大实体尺寸下验收极限最大实体尺寸(MMS)轴的验收极限轴的验收极限上验收极限最大实体尺寸上验收极限最大实体尺寸(MMS)下验收极限最小实体尺寸下验收极限最小实体尺寸(LMS)2023-1-1711 验收极限方式的选择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。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

12、缩方案确定。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。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。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。当过程能力指数当过程能力指数(工艺能力系数工艺能力系数)CP1时，其验收极限可以按不内缩方案确定；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

13、。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。(注注:CP=T/(6)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。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。2023-1-17125.1.4 计量器具的选择计量器具的选择 计量器具的选用原则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简称计量器具的不确定度度)的允许值的允许值(u1)选择计量器具。选择计量器具。计量器具的不确定度计量器具的不确定度u1系指在测量结果的测量不确定度系指在测量结果的测量不确定度(u)中由

14、中由计量器具所引入的不确定度分量。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于标准所规定的u1的允许值。的允许值。注：注：u1值按测量结果的测量不确定度值按测量结果的测量不确定度u与工件公差与工件公差T的比值分档：的比值分档：用于用于IT6IT11的分为的分为、三档三档。用于用于IT12IT18的只分为的只分为、两档。两档。、档值分别约为工件公差的档值分别约为工件公差的1/10、1/6和和1/4。u1 约为约为 u的的0.9倍。倍。2023-1-1713 计量器具的测量不确定度允许值计

15、量器具的测量不确定度允许值(u1)的选定的选定 选用前述国家标准表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，优先选用一般情况下，优先选用档，其次选用档，其次选用档、档、档。档。5.1.5 仲裁仲裁 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。商定的方法解决。一般情况下按一般情况下按GB/T 18779.1进行合格或不合格判定。进行合格或不合格判定。2023-1-17142023-1-17152023-1-1716【例例】被测工件为被测工件为 ，试确定验收极限并

16、选择，试确定验收极限并选择合适的测量器具。合适的测量器具。025.0064.0f845 E解：解：确定验收极限确定验收极限 由于该轴精度要求为由于该轴精度要求为IT8 级且采级且采用包容要求，故验收极限按用包容要求，故验收极限按内缩内缩方方案确定。案确定。根据工件公差根据工件公差T=0.039mm，查，查表确定安全裕度表确定安全裕度A 和测量器具的不和测量器具的不确定度允许值确定度允许值u1:mm0039.0 Amm0035.01 u上验收极限上验收极限=最大实体尺寸最大实体尺寸MMS A=44.9711mm下验收极限下验收极限=最小实体尺寸最小实体尺寸LMS+A=44.9399mm2023-

17、1-1717 选择测量器具选择测量器具 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许值u1，查表选择不确定度，查表选择不确定度u1 不超过不超过u1的测量器具。的测量器具。查表可知，分度值为查表可知，分度值为0.005mm的的比较仪比较仪的不确定度的不确定度mm0035.0mm003.011 uu 因此可以用它来检测因此可以用它来检测本例的工件。本例的工件。2023-1-17185.2 用光滑极限量规检验用光滑极限量规检验Inspection Using Plain Limit Gauges参照标准：参照标准：GB/T 1957

18、-2006 光滑极限量规光滑极限量规 技术条件技术条件GB/T 10920-2008 螺纹量规和光滑极限量规型式与尺寸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光滑极限量规是一种没有刻度没有刻度的专用测量器具。它的专用测量器具。它(们们)虽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

19、合格性检验。要求、大批量生产的工件的合格性检验。2023-1-17195.2.1 光滑极限量规及其功用光滑极限量规及其功用轴用光滑极限量规轴用光滑极限量规环规环规(卡规卡规)孔用光滑极限量规孔用光滑极限量规塞规塞规 光滑极限量规光滑极限量规(plain limit gauges)以被检孔或轴的最大实体尺寸和最小实体尺寸为公称尺寸的以被检孔或轴的最大实体尺寸和最小实体尺寸为公称尺寸的标准测量面，能反映控制被检孔或轴边界条件的无刻度长度测标准测量面，能反映控制被检孔或轴边界条件的无刻度长度测量器具。量器具。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。检验孔用的量规称为塞规，检验轴用的量规

20、称为环规或卡规。量规由通规量规由通规(通端通端)和止规和止规(止端止端)组成。通规和止规是成对使用的。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。最小实体尺寸，故零件合格。2023-1-1720 光滑极限量规的分类及功用光滑极限量规的分类及功用 1.工作量规工作量规 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。指在加工工件的过程中用于检验工件的量规，由

21、操作者使用。通规代号通规代号“T”止规代号止规代号“Z”2.验收量规验收量规 指验收者指验收者(检验员或购买机械产品的客户代表检验员或购买机械产品的客户代表)用以验收工件的量规用以验收工件的量规2023-1-1721 3.校对量规校对量规 专门用于校对轴工件用的工作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。计量器具测量，故标准规定了校对量规。校对量规分为校对量规分为3 种：种：“校通校通通通”量规量规(代

22、号代号“TT”)在制造轴用通规时，用以校在制造轴用通规时，用以校对的量规。当校对量规通过时，被校对的新的通规合格。对的量规。当校对量规通过时，被校对的新的通规合格。“校止校止通通”量规量规(代号代号“ZT”)在制造轴用止规时，用以校在制造轴用止规时，用以校对的量规。当校对量规通过时，被校对的新的止规合格。对的量规。当校对量规通过时，被校对的新的止规合格。“校通校通损损”量规量规(代号代号“TS”)用以检验轴用旧的通规报废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。限，应作报废处理。

23、2023-1-17225.2.2 光滑极限量规设计光滑极限量规设计 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，都需配有一对量规有一对量规通规和止规，它们联合起来才能按包容要求的通规和止规，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。要求对工件的合格性进行判断。通规通规止规止规 量规的公称尺寸量规的公称尺寸通规的公称尺寸通规的公称尺寸=被测工件的最大实体尺寸被测工件的最大实体尺寸MMS止规的公称尺寸止规的公称尺寸=被测工件的最小实体尺寸被测工件的最小实体尺寸LMS2023-1-1723 量规的测量面形状量规的测量面形状 在设计量规时

24、，原则上量规的测量面应符合泰勒原则在设计量规时，原则上量规的测量面应符合泰勒原则(极限尺极限尺寸判断原则寸判断原则)，以保证，以保证公差与配合公差与配合标准中规定的配合性质。标准中规定的配合性质。符合泰勒原则的量规型式如下：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孔或轴相对应的完整表面(即全形量规即全形量规)其尺寸等于孔或轴的最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。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

25、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的(即不全形量规即不全形量规)，其尺寸等于孔或轴的最小实体尺寸。，其尺寸等于孔或轴的最小实体尺寸。2023-1-1724 量规的测量面形状量规的测量面形状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，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。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例如：为采用标准量规，通规的长度可能短于工件的配合长

26、度，检验曲轴轴颈的通规无法用全形的环规，而用合长度，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。用小平面或球面来代替。2023-1-1725 量规的测量面形状量规的测量面形状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、圆度尤其是轴线的直线度、圆度)不致影响配合性质条件下，不致影响配合性质条件下，才能允许使用才能

27、允许使用 偏离泰勒原则的量规。偏离泰勒原则的量规。量规的结构型式很多，在工具专业标准量规的结构型式很多，在工具专业标准(GL34-62)中，对中，对结构、尺寸、适用范围有详细的介绍。结构、尺寸、适用范围有详细的介绍。塞规工作动画塞规工作动画环规工作动画环规工作动画卡规工作动画卡规工作动画2023-1-1726 量规公差量规公差轴轴用光滑极限量规的公差带用光滑极限量规的公差带孔孔用光滑极限量规的公差带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：工作量规的尺寸：工作量规的尺寸：2EI2EI1111MMSTZTZ 通规：通规：止规：止规：ESES1LMST 通规：通规：2e2es1111M

28、MSTZsTZ 止规：止规：1eieiLMST 光滑极限量规的精度比被测孔、轴的精度高得多，为保证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。质量，采用内缩方案。通规公差带中线内缩通规公差带中线内缩Z，预留磨损量，磨损极限为最大实，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。即体尺寸。止规很少通过工件，因此不留磨损公差。即 通端通端-制造公差制造公差、磨损公差、磨损公差 止端止端-制造公差制造公差2023-1-1727工作量规的尺寸公差值及其通端位置要素值工作量规的尺寸公差值及其通端位置要素值2023-1-1728工作量规的尺寸公差值及其通

29、端位置要素值工作量规的尺寸公差值及其通端位置要素值(续续1)2023-1-1729工作量规的尺寸公差值及其通端位置要素值工作量规的尺寸公差值及其通端位置要素值(续续2)2023-1-1730工作量规的尺寸公差值及其通端位置要素值工作量规的尺寸公差值及其通端位置要素值(续续3)2023-1-1731 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尺寸公差的50%。当量规尺寸公差小于或等于。当量规尺寸公差小于或等于0.002mm时，其时，其形状与位置公差为形状与位置公差为0.001mm。量规测量面的表面粗糙度量规测量面的表面粗糙度

30、Ra值不应大于下表的规定。值不应大于下表的规定。2023-1-1732 量规的其他技术要求量规的其他技术要求 量规的测量面不应有锈蚀、毛刺、黑斑、划痕等明显影响量规的测量面不应有锈蚀、毛刺、黑斑、划痕等明显影响外观使用质量的缺陷。其他表面不应有锈蚀和裂纹。外观使用质量的缺陷。其他表面不应有锈蚀和裂纹。塞规的测头与手柄的联结应牢固可靠，在使用过程中不应塞规的测头与手柄的联结应牢固可靠，在使用过程中不应松动。松动。量规宜采用合金工具钢、碳素工具钢、渗碳钢及其他耐磨量规宜采用合金工具钢、碳素工具钢、渗碳钢及其他耐磨材料制造。材料制造。钢制量规测量面的硬度不应小于钢制量规测量面的硬度不应小于700HV

31、(或或60HRC)。量规应经过稳定性处理。量规应经过稳定性处理。2023-1-1733 量规设计举例量规设计举例【例例1】计算计算25H8/f7孔和轴用量规的极限偏差。孔和轴用量规的极限偏差。解：解：(1)查查“公称尺寸公称尺寸D500mm时时标准公差数值标准公差数值”表表“公称尺寸公称尺寸D500mm孔孔的基本偏差的基本偏差”表，表，“公称尺寸公称尺寸D500mm轴轴的基本偏差的基本偏差”表表 得孔与轴的上下极限偏差得孔与轴的上下极限偏差25H8 孔孔：ES=+0.033mm EI=025f7 轴轴：es=0.020mm ei=0.041mm(2)查查“光滑极限量规的尺寸公差光滑极限量规的尺

32、寸公差T和位置要素和位置要素Z值值”表表 得工作量规的制造公差得工作量规的制造公差T和位置要素和位置要素Z，并确定量规的几何公差和校对，并确定量规的几何公差和校对量规制造公差。量规制造公差。塞规制造公差塞规制造公差T=0.034mm 塞规位置要素塞规位置要素Z=0.005mm塞规几何公差塞规几何公差T/2=0.0017mm卡规制造公差卡规制造公差T=0.0024mm卡规位置要素卡规位置要素Z=0.0034mm卡规几何公差卡规几何公差T/2=0.0012mm校对量规制造公差校对量规制造公差Tp=T/2=0.0012mm2023-1-1734(3)工工作作量量规规公公差差带带图图和和量量规规工工作

33、作尺尺寸寸的的标标注注图图2023-1-1735 量规设计举例量规设计举例【例例2】设计检验设计检验 孔和轴用的工作量规。孔和轴用的工作量规。f7/H830 EE解：解：孔孔30H8查有关国家标准，得：查有关国家标准，得：mm033.0ES,0EI mm005.0,mm0034.011 ZT工作量规的尺寸：工作量规的尺寸：mm30MMS0067.00033.02EI2EI1111 TZTZ通规通规(全形塞规全形塞规)：mm30LMS033.00296.0ESES1 T止规止规(卡规卡规)：2023-1-1736 轴轴30f7查有关国家标准，得：查有关国家标准，得：mm041.0eimm020.

34、0es mm0034.0mm0024.011 ZT工作量规的尺寸：工作量规的尺寸：通规通规(环规环规)：止规止规(环规环规)：mm30MMS0222.00246.02e2es1111 TZsTZmm30LMS0386.0041.0eiei1 T2023-1-1737检验检验 的的工作量规公差带工作量规公差带f7/H830 EEmm30MMS0067.00033.02EI2EI1111 TZTZ通规通规(全形塞规全形塞规)：mm30LMS033.00296.0ESES1 T止规止规(卡规卡规)：通规通规(环规环规)：止规止规(环规环规)：mm30MMS0222.00246.02e2es1111 TZsTZmm30LMS0386.0041.0eiei1 T2023-1-1738 量规图样的标注量规图样的标注 检验检验 的工作量规的工作量规(塞规塞规)图样图样H830 E2023-1-17392023-1-1740