互换性-第6章-光滑极限量规剖析

,*,*,第,6,章 光滑极限量规,*,*,*,*,2024/11/3,1,/40,Inspection and Measurement of Plain Workpiece Sizes,第,6,章 光滑极限量规,2024/11/3,2,/40,本章学习内容,6.2,用光滑极限量规检验,6.1 用一般计量器具测量,2024/11/3,3,/40,机械零件上的尺寸要素加工出来以后，需要通过肯定的检测手段来推断其合格性。, 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。假设以极限尺寸(或实体尺寸)作为合格性的验收极限，势必会消失误判误收或误废。, 此外，对遵守包涵要求的尺寸要素，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，还要推断尺寸要素是否超出最大实体边界。,本章将针对这两种状况下光滑工件尺寸要素的检测问题及合格性推断加以介绍。,2024/11/3,4,/40,6.1 用一般计量器具测量,Measurement Using General Measuring Instruments,参照标准：,GB/T 3177-2023 产品几何技术标准(GPS) 光滑工件尺寸的检验,2024/11/3,5,/40,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承受。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。,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,2024/11/3,6,/40,误收与误废,误收或误废的缘由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,2024/11/3,7,/40,验收极限,验收极限是推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，验收极限可按以下两种方案之一确定。, 验收极限方式确实定,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值依据工件公差(T)来确定，约为T的1/10(见附表)。,内缩方案,2024/11/3,8,/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,),2024/11/3,9,/40,公差等级,6,7,8,公称尺寸,/,mm,大于 至,T,A,u,1,T,A,u,1,T,A,u,1,3,6,0.6,0.54,0.9,1.4,10,1.0,0.9,1.5,2.3,14,1.4,1.3,2.1,3.2,3,6,8,0.8,0.72,1.2,1.8,12,1.2,1.1,1.8,2.7,18,1.8,1.6,2.7,4.1,6,10,9,0.9,0.81,1.4,2.0,15,1.5,1.4,2.3,3.4,22,2.2,2.0,3.3,5.0,10,18,11,1.1,1.0,1.7,2.5,18,1.8,1.7,2.7,4.1,27,2.7,2.4,4.1,6.1,18,30,13,1.3,1.2,2.0,2.9,21,2.1,1.9,3.2,4.7,33,3.3,3.0,5.0,7.4,30,50,16,1.6,1.4,2.4,3.6,25,2.5,2.3,3.8,5.6,39,3.9,3.5,5.9,8.8,50,80,19,1.9,1.7,2.9,4.3,30,3.0,2.7,4.5,6.8,46,4.6,4.1,6.9,10,80,120,22,2.2,2.0,3.3,5.0,35,3.5,3.2,5.3,7.9,54,5.4,4.9,8.1,12,120,180,25,2.5,2.3,3.8,5.6,40,4.0,3.6,6.0,9.0,63,6.3,5.7,9.5,14,180,250,29,2.9,2.6,4.4,6.5,46,4.6,4.1,6.9,10,72,7.2,6.5,11,16,250,315,32,3.2,2.9,4.8,7.2,52,5.2,4.7,7.8,12,81,8.1,7.3,12,18,315,400,36,3.6,3.2,5.4,8.1,57,5.7,5.1,8.4,13,89,8.9,8.0,13,20,400,500,40,4.0,3.6,6.0,9.0,63,6.3,5.7,9.5,14,97,9.7,8.7,15,22,安全裕度,(,A,),与计量器具的测量不确定度允许值,(,u,1,),m,2024/11/3,10,/40,公差等级,9,10,11,公称尺寸,/,mm,大于,至,T,A,u,1,T,A,u,1,T,A,u,1,3,25,2.5,2.3,3.8,5.6,40,4.0,3.6,6.0,9.0,60,6.0,5.4,9.0,14,3,6,30,3.0,2.7,4.5,6.8,48,4.8,4.3,7.2,11,75,7.5,6.8,11,17,6,10,36,3.6,3.3,5.4,8.1,58,5.8,5.2,8.7,13,90,9.0,8.1,14,20,10,18,43,4.3,3.9,6.5,9.7,70,7.0,6.3,11,16,110,11,10,17,25,18,30,52,5.2,4.7,7.8,12,84,8.4,7.6,13,19,130,13,12,20,29,30,50,62,6.2,5.6,9.3,14,100,10,9.0,15,23,160,16,14,24,36,50,80,74,7.4,6.7,11,17,120,12,11,18,27,190,19,17,29,43,80,120,87,8.7,7.8,13,20,140,14,13,21,32,220,22,20,33,50,120,180,100,10,9.0,15,23,160,16,15,24,36,250,25,23,38,56,180,250,115,12,10,17,26,185,18,17,28,42,290,29,26,44,65,250,315,130,13,12,19,29,210,21,19,32,47,320,32,29,48,72,315,400,140,14,13,21,32,230,23,21,35,52,360,36,32,54,81,400,500,155,16,14,23,35,250,25,23,38,56,400,40,36,60,90,安全裕度,(,A,),与计量器具的测量不确定度允许值,(,u,1,)(,续,),m,2024/11/3,11,/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),2024/11/3,12,/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力量等因素综合考虑。, 对遵循包涵要求的尺寸、公差等级高的尺寸，其验收极限按内缩方案确定。,这是由于内缩一个安全裕度，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外形误差而引起的误收。, 对非协作和一般公差的尺寸，其验收极限按不内缩方案确定。, 当过程力量指数(工艺力量系数)CP1时，其验收极限可以按不内缩方案确定；但对遵守包涵要求的尺寸，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/(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。,2024/11/3,13,/40,计量器具的选择, 计量器具的选用原则,依据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重量。,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：,u,1,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IT6IT11的分为、三档,。,用于IT12IT18的只分为、两档。,、,、,档值分别约为工件公差的,1/10、1/6和1/4。,u,1,约为,u,的0.9倍。,2024/11/3,14,/40, 计量器具的测量不确定度允许值,(,u,1,),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)。,一般状况下，优先选用档，其次选用档、档。,仲裁,对测量结果的争议，可以承受更准确的计量器具或事先双方商定的方法解决。,一般状况下按GB/T 18779.1进展合格或不合格判定。,2024/11/3,15,/40,2024/11/3,16,/40,2024/11/3,17,/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：, 确定验收极限,由于该轴精度要求为IT8 级且承受包涵要求，故验收极限按内缩方案确定。,依据工件公差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 = 44.9399mm,2024/11/3,18,/40, 选择测量器具,依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。,2024/11/3,19,/40,6.2,用光滑极限量规检验,Inspection Using Plain Limit Gauges,参照标准：,GB/T 1957-2023 光滑极限量规 技术条件,GB/T 10920-2023 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外形误差的具体大小，但能推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涵要求、大批量生产的工件的合格性检验。,2024/11/3,20,/40,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,(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标准测量面，能反映掌握被检孔或轴边界条件的无刻度长度测量器具。,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。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。,2024/11/3,21,/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”,止规代号“Z”, 2. 验收量规,指验收者(检验员或购置机械产品的客户代表)用以验收工件的量规,2024/11/3,22,/40, 3. 校对量规,特地用于校对轴工件用的工作量规卡规或环规的量规。由于，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。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。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，轴用旧的通规磨损到达或超过极限，应作报废处理。,2024/11/3,23,/40,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涵要求的要求对工件的合格性进展推断。,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,LMS,2024/11/3,24,/40, 量规的测量面外形,在设计量规时，原则上量规的测量面应符合泰勒原则(极限尺寸推断原则)，以保证公差与协作标准中规定的协作性质。,符合泰勒原则的量规型式如下：,1. 通规用于掌握零件的作用尺寸，它的测量面理论上应具有与孔或轴相对应的完整外表(即全形量规)其尺寸等于孔或轴的最大实体尺寸，且量规的长度等于协作长度。,2. 止规用于掌握零件的实际尺寸，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。,2024/11/3,25,/40, 量规的测量面外形,3. 由于量规在制造和使用方面某些缘由的影响，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肯定条件下偏离泰勒原则。,例如：为承受标准量规，通规的长度可能短于工件的协作长度，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。,2024/11/3,26,/40, 量规的测量面外形,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，应当在保证被检验的孔、轴的外形误差(尤其是轴线的直线度、圆度)不致影响协作性质条件下，才能允许使用 偏离泰勒原则的量规。,量规的构造型式很多，在工具专业标准(GL34-62)中，对构造、尺寸、适用范围有具体的介绍。,塞规工作动画,环规工作动画,卡规工作动画,2024/11/3,27,/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，承受内缩方案。,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,2024/11/3,28,/40,工作量规的尺寸公差值及其通端位置要素值,2024/11/3,29,/40,工作量规的尺寸公差值及其通端位置要素值,(,续,1),2024/11/3,30,/40,工作量规的尺寸公差值及其通端位置要素值,(,续,2),2024/11/3,31,/40,工作量规的尺寸公差值及其通端位置要素值,(,续,3),2024/11/3,32,/40, 量规的外形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，其外形与位置公差为0.001mm。, 量规测量面的外表粗糙度Ra值不应大于下表的规定。,2024/11/3,33,/40, 量规的其他技术要求, 量规的测量面不应有锈蚀、毛刺、黑斑、划痕等明显影响外观使用质量的缺陷。其他外表不应有锈蚀和裂纹。, 塞规的测头与手柄的联结应坚固牢靠，在使用过程中不应松动。, 量规宜承受合金工具钢、碳素工具钢、渗碳钢及其他耐磨材料制造。, 钢制量规测量面的硬度不应小于700HV(或60HRC) 。, 量规应经过稳定性处理。,2024/11/3,34,/40, 量规设计举例,【例1】计算25H8/f7孔和轴用量规的极限偏差。,解：(1)查“公称尺寸D500mm时标准公差数值”表,“公称尺寸D500mm孔的根本偏差”表，,“公称尺寸D500mm轴的根本偏差”表,得孔与轴的上下极限偏差,25H8 孔：ES=+0.033mm EI=0,25f7 轴：es= 0.020mm ei= 0.041mm,(2) 查“光滑极限量规的尺寸公差T和位置要素Z值”表,得工作量规的制造公差T和位置要素Z，并确定量规的几何公差和校对量规制造公差。,塞规制造公差,T=0.034mm,塞规位置要素,Z=0.005mm,塞规几何公差,T/2=0.0017mm,卡规制造公差,T=0.0024mm,卡规位置要素,Z=0.0034mm,卡规几何公差,T/2=0.0012mm,校对量规制造公差,Tp=T/2=0.0012mm,2024/11/3,35,/40,(3),工作量规公差带图和量规工作尺寸的标注图,2024/11/3,36,/40, 量规设计举例,【,例,2】,设计检验,孔和轴用的工作量规。,E,E,解：, 孔,30H8,查有关国家标准，得：,工作量规的尺寸：,通规,(,全形塞规,),：,止规,(,卡规,),：,2024/11/3,37,/40, 轴,30f7,查有关国家标准，得：,工作量规的尺寸：,通规,(,环规,),：,止规,(,环规,),：,2024/11/3,38,/40,检验,的,工作量规公差带,E,E,通规,(,全形塞规,),：,止规,(,卡规,),：,通规,(,环规,),：,止规,(,环规,),：,2024/11/3,39,/40, 量规图样的标注,检验,的工作量规,(,塞规,),图样,E,2024/11/3,40,/40,本章结束,