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光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计


第六章 光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计

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第六章光滑工件尺寸检验和光滑极 限量规设计

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第六章 光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计

本章主要内容
一、光滑工件尺寸检验 工件验收原则、安全裕度、尺寸验收极限、测量器具选择 二、光滑极限量规

设计 光滑极限量规作用和分类、 光滑极限量规的设计 ? 《光滑工件尺寸的检验》(GB/T3177-1997) 光滑工件尺寸的检验》 GB/T3177-1997) ? 《光滑极限量规》(GB/T1957-1981) 光滑极限量规》 GB/T1957-1981) 重点: 重点:光滑极限量规的设计 难点: 难点:泰勒原则及其在光滑极限量规设计中的应用

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第六章光滑工件尺寸检验和光滑极 限量规设计

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第六章 光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计

学习要求
掌握工件验收原则、尺寸验收极限等概念; 了解测量器具选择方法; 掌握光滑极限量规作用和分类; 掌握光滑极限量规的设计方法。

了解两个标准的内容。

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第六章光滑工件尺寸检验和光滑极 限量规设计

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第一节 光滑工件尺寸检验
加工车间环境下零件的检测方法
使用通用的计量器具检验零件; 通常采用两点法测量; 测得值为零件的局部实际尺寸。

零件检测过程中存在的误差
计量器具的测量极限误差; 零件本身的形状误差; 测量条件、测量方法误差等。
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第一节 光滑工件尺寸检验
为保证足够的测量精度采取的措施
合理处理测量结果; 正确选择测量器具。 国家标准《光滑工件尺寸的检验》(GB/T3177- 1997)作了相应的规定。 本节主要讨论在车间条件下验收原则、安全裕度 和验收极限的确定问题。

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工件验收原则、 一、 工件验收原则、安全裕度和尺寸验收极限 1. 工件验收原则
验收前提:按零件的最大、最小极限尺寸验收零件。 当零件的实际尺寸处于最大和最小极限尺寸附近时,由于存 在测量误差,有可能出现两种“误检”情况: “误检”

误收: 误收:把废品判为合格品。 误废: 误废:把合格的零件判为废品。
国标规定的工件验收原则: 国标规定的工件验收原则:所用的验收方法原则上只接收位于 规定尺寸极限之内的工件,只允许有误废,不允许有误收。
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工件验收原则、 一、 工件验收原则、安全裕度和尺寸验收极限 工件尺寸误检

误废
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误收
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工件验收原则、 一、 工件验收原则、安全裕度和尺寸验收极限 2. 安全裕度
为了保证验收原则的实施,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。

验收极限与设计时的尺寸极限不同。 验收极限是检验工件尺寸时判断合格与否的尺寸界 限。

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工件验收原则、 一、 工件验收原则、安全裕度和尺寸验收极限 2. 安全裕度
国家标准规定, 国家标准规定,光滑工件尺寸的验收方法可以选择 以下两种方法之一: 以下两种方法之一: (1)验收极限是从规定的最大实体界限(MML)和最 小实体界限(LML)分别向工件公差带内缩一个安全 裕度A来确定(A=0.1IT)。 (2)验收极限等于规定的最大实体极限(MML)和最 小实体极限(LML),即安全裕度A=0。
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工件验收原则、 一、 工件验收原则、安全裕度和尺寸验收极限 2. 安全裕度

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计量器具的选择
安全裕度( 与计量器具的测量不确定度允许值( 安全裕度(A)与计量器具的测量不确定度允许值(u1)

注:u1分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ档,一般情况下应优先选用Ⅰ档,其次选用Ⅱ档、Ⅲ档。
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工件验收原则、 一、 工件验收原则、安全裕度和尺寸验收极限 3. 尺寸验收极限
方法一的尺寸验收极限 (1)方法一的尺寸验收极限
上验收极限 = 最大极限尺寸 - 安全裕度A 下验收极限 = 最小极限尺寸 + 安全裕度A 方法一的验收极限比较严格,适用情况: 方法一的验收极限比较严格,适用情况: 符合包容要求,公差等级较高的尺寸; 对于偏态分组的尺寸,其“尺寸偏向边”的验收极限; 符合包容要求的尺寸,当工艺能力指数Cp≥1时,其最大实 体极限尺寸的验收极限。
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工件验收原则、 一、 工件验收原则、安全裕度和尺寸验收极限 3. 尺寸验收极限
方法二的尺寸验收极限 (2)方法二的尺寸验收极限
上验收极限 = 最大极限尺寸 下验收极限 = 最小极限尺寸 方法二的验收极限比较宽松,适用情况: 方法二的验收极限比较宽松,适用情况: 工艺能力指数Cp≥1时; 对于偏态分组的尺寸,其“尺寸非偏向边”的验收极限; 符合包容要求的尺寸,其最小实体极限尺寸的验收极限; 非配合尺寸和一般尺寸。
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尺寸验收极限示例
Cp >1采用包容要求时的验收极限 >1采用包容要求时的验收极限
dM A
轴 公 差 带 上验收极限 下验收极限 孔 公 差 带

Dmax(L)

上验收极限 下验收极限

dmax(M)

dmin(L)

Dmin(M)

DM

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A

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尺寸验收极限示例
偏态分布时的验收极限
A

上验收极限

轴 公 差 带

dmax

上验收极限
Dmax

孔 公 差 带 A

下验收极限

下验收极限

dmin

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Dmin

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二、测量器具的选择
测量工件产生“误收”和“误废”的原因是由于测量极限 误差(不确定度)的存在。 测量极限误差(不确定度)主要由测量器具的不确定度u1和 测量方法的不确定度u2构成。
2 U = u12 + u 2

其中

u1 = 2u 2

测量器具的不确定度u1是产生“误收”和“误废”的主要因 素。 所以根据测量器具的不确定度选择计量器具很重要。 通用测量器具的选择,应按照国标GB/T 3177-1997进行。 该标准适用于车间用的计量器具,主要用于公差等级为IT6 ~ IT18的工件尺寸。
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二、测量器具的选择
计量器具的选择方法
(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来选择计量器具, 保证测量结构的可靠性。 各类量具的不确定度值u’1参考表6-2、表6-3和表6-4中。 u 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 u 或等于计量器具的不确定度允许值u’1 。 u 注意:如果没有所选择的精度高的仪器, 注意:如果没有所选择的精度高的仪器,可以采用比较测量法 提高现场器具的使用精度。 提高现场器具的使用精度。 用内径千分尺测量孔径尺寸。 如:用内径千分尺测量孔径尺寸。
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二、测量器具的选择
计量器具的选择方法
(2)0.4u’1≤u1原则 0.4u 当使用形状与工件形状相同的标准器进行比较测量时,千分 尺的测量不确定度可以降低。

(3)0.6u’1≤u1原则 0.6u 当使用形状与工件形状不相同的标准器进行比较测量时,千 分尺的测量不确定度可以降低。

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二、测量器具的选择
其它考虑因素
(1)适用性 计量器具的使用性能要适应被测工件的尺寸、结构、工件重 量、工件材质、批量大小等方面的要求。 如:测量尺寸大的零件采用上置式量具;硬度低、刚性差的 零件采用非接触式测量等。 (2)检测成本 满足检测要求的情况下尽量选用价格低的计量器具。 (3)扩大安全裕度A 扩大安全裕度A 验收极限向零件公差带内移动,误收减少、误废增加。
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三、光滑工件尺寸检验示例
参考教材P138 (自学 自学) 参考教材 自学 例6-1~例6-4 例

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第二节 光滑极限量规设计
光滑极限量规( 光滑极限量规(GB/T1957-1981)用于检验遵守包 )用于检验遵守包 容要求的大批量生产的单一实际要素, 容要求的大批量生产的单一实际要素,多用来判定 圆形孔、轴的合格性。 圆形孔、轴的合格性。

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第二节 光滑极限量规设计
一、光滑极限量规的作用和分类
1.光滑极限量规的作用 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。 适用于批量生产,遵守包容原则的孔、轴检验。 光滑极限量规检验的合格要求: 光滑极限量规检验的合格要求: 通规模拟最大实体(MMS)边界,检验体外作用尺寸,通过 为合格; 止规体现最小实体尺寸(LMS),检验实际尺寸,止住为合 格。
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一、光滑极限量规的作用和分类
2. 光滑极限量规的分类
按用途分:工作量规、验收量规、 按用途分:工作量规、验收量规、校验量规
(1)工作量规:加工工件时用来检验工件的量规,操作者使 工作量规: 用 。通常使用新制的或磨损较少的量规作为工作量规。 通端代号为“T”,止端代号为“Z”。 通常使用新制的或磨损较少的量规作为工作量规 (2)验收量规:检验员或用户代表验收工件使用的量规。 验收量规: 验收量规不单独制造,一般用已用过的量规,磨损较多。通 规应是旧的已经磨损较多的但是未超过磨损极限的。
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一、光滑极限量规的作用和分类
2. 光滑极限量规的分类
(3)校对量规:专门为检验轴工件用的工作量规制造的(孔用 校对量规: 量规可用精密量仪测量),检验轴用工作量规使用。 校对量规有三种:
名 称 校通—通 校止—通 校通—损 代 号 TT ZT TS 检验的尺寸 工作卡规通端的最小极限尺寸 工作卡规止端的最小极限尺寸 轴用通规磨损极限 合格标志 通 通 止

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一、光滑极限量规的作用和分类
2. 光滑极限量规的分类
按被测工件类型分: 按被测工件类型分:塞规和卡规
(1)塞规:被测工件为孔。 塞规: (2)卡规:被测工件为轴。 卡规:

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二、光滑极限量规的设计原理
光滑极限尺寸判断原则(泰勒原则) 光滑极限尺寸判断原则(泰勒原则)
(1)工件的体外作用尺寸(Dfe、dfe)不超越最大实体 尺寸(MMS); (2)工件的实际尺寸(Da、da)不超越最小实体尺寸 (LMS)。 孔:
D fe ≥ Dmin (Dmin = DMMS )

Da ≤ Dmax (Dmax = DLMS )

轴: d fe ≤ d max (d max = d MMS )
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d a ≥ d min (d min = d LMS )
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二、光滑极限量规的设计原理
光滑极限量规的设计要求
(1)通规具有MMS边界的形状(全形通规); (2)止规具有与被测孔、轴成两个点接触的形状(两 点式止规)。 实际设计中,允许光滑极限量规偏离泰勒原则。 如:非全形通规、全形止规。

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二、光滑极限量规的设计原理
光滑极限量规的设计要求

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二、光滑极限量规的设计原理
光滑极限量规的设计要求
孔最大极限尺寸 孔公差 轴最小极限尺寸 轴公差

止 通

通 止

孔最小极限尺寸 轴最大极限尺寸

孔用塞规
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轴用卡规或环规
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二、光滑极限量规的设计原理
偏离泰勒原则量规的影响
被检孔 被检孔

Dm (a)全形止规 (a)全形止规
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(b)非全形塞规 (b)非全形塞规
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二、光滑极限量规的设计原理
常用塞规的结构

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二、光滑极限量规的设计原理
常用卡规的结构

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量规形式及应用范围
1 通规 2 0 1 止规 2 18 100 315 500
全形塞规 片状塞规 非全形塞规 球端杆规

a) 测孔量规的型式及应用范围

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量规形式及应用范围
1 通规 2 0 1 止规 2 b) 测轴量规的型式及应用范围 100 500 环规 卡规

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三、光滑极限量规的公差
1. 工作量规的公差
工作量规的制造公差T (1)工作量规的制造公差T 按GB/T 1957-1981的规定取值(表6-5)。 (2)通规公差带位置Z 通规公差带位置Z 量规制造公差T的中心线到工件最大实体尺寸MMS的 距离(内缩Z)。 止规公差带位置T/2 (3)止规公差带位置T/2 量规制造公差T的中心线到工件最小实体尺寸LMS的 距离(内缩T/2)。
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三、光滑极限量规的公差
1. 工作量规的公差
(4)工作量规的形位公差 尺寸和形状公差之间的关系遵守包容要求。 形状公差值t=T/2 (5)工作量规的表面粗糙度 值 )工作量规的表面粗糙度Ra值 一般取0.025~0.4um (表6-6)。

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三、光滑极限量规的公差
2. 校对量规的公差
(1)校对量规的公差Tp的大小 校对量规的公差Tp的大小 Tp 校对量规的公差取值Tp=T/2 校对量规的公差Tp Tp的位置 (2)校对量规的公差Tp的位置 TT规和ZT规:Tp在T的中心以下; TS规:Tp在轴工件公差的最大实体尺寸线MMS以下。 (3)校对量规的形位公差 尺寸和形状公差之间的关系遵守包容要求。 (4)校对量规的表面粗糙度 取值比工作量规小。
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三、光滑极限量规的公差
工作量规和校对量规的公差带

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四、光滑极限量规的设计步骤和极限尺寸计算 1. 光滑极限量规的设计步骤
(1)根据标准公差表和基本偏差表查出被测工件的上、下偏 根据标准公差表和基本偏差表查出被测工件的上、 并画出Th Ts) Th( 差,并画出Th(Ts)图。 查出工作量规的T 的数值, (2)查出工作量规的T和Z的数值,画出工作量规以及校对量 规的公差带图。 规的公差带图 (3)在公差带图上正确标出所有的量规上、下偏差。 在公差带图上正确标出所有的量规上、下偏差。 (4)按“公差向实体内分布”的原则,写出量规的标注尺寸。 公差向实体内分布”的原则,写出量规的标注尺寸。 (5)绘制光滑极限量规及其校对量规的工作图,正确标注各 绘制光滑极限量规及其校对量规的工作图, 项技术要求。 项技术要求。
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四、光滑极限量规的设计步骤和极限尺寸计算 2. 设计举例(P144) 设计举例( )
设计检验Φ 用的工作量规; (1)设计检验Φ40H8 E 用的工作量规; 设计检验Φ 用的工作量规和校对量规。 (2)设计检验Φ40f7 E 用的工作量规和校对量规。 解: 查标准公差数值表、 (1)查标准公差数值表、孔轴基本偏差表得到孔和 轴的极限偏差。 轴的极限偏差。 孔: Φ 40 H 8
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(

+0.039 0

)

轴:

Φ 40 f 7

(

?0.025 ?0.050

)
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四、光滑极限量规的设计步骤和极限尺寸计算 2. 设计举例(P144) 设计举例( )
(2)查表得 检验IT8孔用工作量规公差数值:T=4um,Z=6um。 IT8孔用工作量规公差数值 检验IT8孔用工作量规公差数值:T=4um,Z=6um。 检验IT7轴用工作量规公差数值:T=3um,Z=4um。 IT7轴用工作量规公差数值 检验IT7轴用工作量规公差数值:T=3um,Z=4um。 检验IT7轴用校对量规公差数值:Tp=1.5um。 IT7轴用校对量规公差数值 检验IT7轴用校对量规公差数值:Tp=1.5um。 画出Φ40H8孔 40f7轴及其所有工作量规 轴及其所有工作量规、 (3)画出Φ40H8孔、 Φ40f7轴及其所有工作量规、校对量规 的公差带图,并标出所有的极限偏差值。 的公差带图,并标出所有的极限偏差值。 (4)以工件的基本尺寸线为零线,写出所有工作量规、校对 以工件的基本尺寸线为零线,写出所有工作量规、 标注尺寸。 量规的极限尺寸,并转换成标注尺寸 量规的极限尺寸,并转换成标注尺寸。 (5)绘制工作量规的工作图并标注几何精度等技术要求。 绘制工作量规的工作图并标注几何精度等技术要求。
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四、光滑极限量规的设计步骤和极限尺寸 计算
2. 设计举例(P144) 设计举例( )
所有工作量规、 所有工作量规、校对量规的极限尺寸

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四、光滑极限量规的设计步骤和极限尺寸 计算
2. 设计举例(P144) 设计举例( )

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四、光滑极限量规的设计步骤和极限尺寸 计算
2. 设计举例(P144) 设计举例( )

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四、光滑极限量规的设计步骤和极限尺寸 计算
2. 设计举例(P144) 设计举例( )

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本章小结
1. 光滑工件尺寸的检测 误检(误收和误废)的概念,安全裕度。 (1) 误检(误收和误废)的概念,安全裕度。 用通用计量器具测量工件(GB/T3177 1997) 3177- (2) 用通用计量器具测量工件(GB/T3177-1997) 通常车间使用的普通计量器具在选用时, 通常车间使用的普通计量器具在选用时 , 应使所选择 的计量器具不确定度 u1’不大于且接近于计量器具不确 不大于且接近于计量器具不确 定度的允许值u1; 验收极限可采用内缩 不内缩两种方式来确定 内缩和 两种方式来确定, 验收极限可采用 内缩 和 不内缩 两种方式来确定 , 见 下表。 下表。

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验收极限的确定
确定验收极限的方式 验收极限 应用

内缩 方式

将工件的验收极限从工 件的极限尺寸向工件的 公差带内缩一个安全裕 度A

上验收极限尺寸= 最大极限尺寸-A 下验收极限尺寸= 最小极限尺寸+A 上验收极限尺寸= 最大极限尺寸 下验收极限尺寸= 最小极限尺寸

主要用于采用包 容要求的尺寸和 公差等级较高的 尺寸

不内缩 方式

安全裕度A=0

主要用于非配合 尺寸和一般公差 尺寸

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光滑极限量规
用光滑极限量规检验工件(GB1597 1981) 1597- 2. 用光滑极限量规检验工件(GB1597-1981)
光滑极限量规是一种无刻度的专用检验量具,较通用计 量器具方便快捷,一般用于大批量生产有配合要求的零件。 它分为工作量规、验收量规和校对量规三种。孔用量规称为 塞规,轴用量规称为卡规或环规。轴用量规才有校对量规。 光滑极限量规的设计应遵循泰勒原则,但实际生产中,由于 制造和使用上的原因,往往偏离泰勒原则。符合泰勒原则的 量规,通规应是全形的,止规应是不全形(两点式)。工作 量规小结见下表。

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工作量规小结
工作量规的 尺寸及作用 工作量规的 公差带 工作量规的工作 尺寸计算 被检工件的 合格条件 通规、止规的理想尺寸分别为MMS 和LMS。它们分别 控制被检工件的作用尺寸和实际尺寸 为了防止误收,量规的公差带必须由工件的尺寸表公 差带内缩

见例题

被检工件应能被通规通过,止规不通过

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本章作业
第六章思考题与习题 P147 10、 6-10、6-12
误 收 +33 +30 H8 + 0 误 收 -3 误 废 +3 +36

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