互换性与测量技术-第六章.pptx

互换性与测量技术互换性与测量技术第第6章章 光滑工件尺寸的检测光滑工件尺寸的检测6.1 光滑工件尺寸的光滑工件尺寸的检测6.2 光滑极限量光滑极限量规概述概述6.3 量量规公差公差带6.4 量量规设计6.5 综合合实训6.1 光滑工件尺寸的检测光滑工件尺寸的检测 工件在测量过程中，各种因素引起的测量误差都会对测量结果产生影响由于测量误差的存在，验收工件时会产生两种误判现象，即误收和误废误收是指把尺寸超出规定尺寸极限的工件判为合格；误废是指把处在规定尺寸极限内的工件判为废品误收会影响产品质量；误废会造成经济损失 如图6-1所示，用测量不确定度为0.004 mm的千分尺测量 mm的轴根据规定，其上、下极限偏差分别为0和13 m由于受千分尺测量误差的影响，使得其实际偏差在04 m与1713 m之间的不合格工件有可能被误收，而实际偏差在40 m与139 m之间的合格工件有可能被误废图6-1 误收与误废 可见，测量误差的存在将会在实际上改变工件规定的公差带，使之缩小或扩大考虑到测量误差的影响，我们把合格工件可能的最小公差称为生产公差，合格工件可能的最大公差称为保证公差 生产公差应能满足加工的经济性要求，保证公差应能满足设计规定的使用要求。

显然，生产公差越大越好，保证公差越小越好，二者之间存在矛盾为解决这一矛盾，必须规定验收极限和允许的测量误差6.1.1 验收极限验收极限 验收极限可以按照内缩和不内缩两种方式之一来确定 1验收极限方式验收极限方式 内缩方式的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来确定的，如图6-2所示A值应按工件尺寸公差（T）的1/10确定 （1）内缩方式（a） （b）图6-2 内缩方式的验收极限孔尺寸的验收极限： 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）轴尺寸的验收极限： 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） 不内缩方式的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A值等于零 （2）不内缩方式 对遵循包容要求的尺寸、公差等级较高的尺寸，其验收极限按内缩方式确定 当工艺能力指数Cp1时，其验收极限可按不内缩方式确定；但对遵循包容要求的尺寸，其最大实体尺寸一边的验收极限仍按内缩方式确定 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式确定。

对非配合和一般公差的尺寸，其验收极限按不内缩方式确定 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、测量不确定度和工艺能力等因素综合考虑 2验收极限方式的选择验收极限方式的选择6.1.2 计量器具的选择计量器具的选择 根据测量误差理论，测量不确定度u是由计量器具的不确定度u1和测量条件引起的测量不确定度u2组成的其中，u1是表征计量器具内在误差引起测得实际尺寸对真实尺寸可能分散的一个范围；u2是表征测量过程中由温度、压力效应及工件形状误差等因素引起测得实际尺寸对真实尺寸可能分散的一个范围 u1和u2均为独立的随机变量，因此，它们组成的测量不确定度u也是随机变量但u1和u2对u的影响程度不同，u1的影响较大，u2的影响较小，一般将u1和u2按照2:1的关系处理由独立变量合成规则，得 因此，u10.9u；u20.45u 1计量器具的选择原则计量器具的选择原则 选择计量器具时，应按照计量器具的测量不确定度允许值u1来选择选择时，应使所选用的计量器具的测量不确定度数值小于或等于选定的u1值 计量器具的测量不确定度允许值u1按测量不确定度u与工件公差的比值分档：对IT6IT11的分为I、II、III三档，对IT12IT18的分为I、II两档。

测量不确定度u的I、II、III三档值，分别为工件公差的1/10、1/6、1/4的0.9倍计量器具的测量不确定度允许值u1约为测量不确定度u的0.9倍 选用国标GB/T 31772009所规定 的计量器具的测量不确定度允许值u1时，一般情况下，优先选用I档，其次选用II档、III档 2计量器具测量不确定度允许值的选择计量器具测量不确定度允许值的选择 表6-2为千分尺和游标卡尺的测量不确定度，关于比较仪、指示表等计量器具的测量不确定度，可参见课本表6-3和6-4 表6-2 千分尺和游标卡尺的测量不确定度6.1.3 光滑工件尺寸检测示例光滑工件尺寸检测示例【例6-1】试确定检验75js8（0.023） 轴时的验收极限，选择相应的计量器具，并分析该轴可否使用分度值为0.01 mm的外径千分尺进行比较法测量验收解】（1）确定验收极限方式、安全裕度A和计量器具的测量不确定度允许值u1 由于75js8（0.023） 轴遵循包容要求，因此，验收极限应按内缩方式确定由国标GB/T 31772009可查得安全裕度A0.0046 mm，按计量器具测量不确定度允许值优先选用I档的原则，确定u10.0041 mm。

2）计算验收极限 上验收极限最大实体尺寸（MMS）A 750.0230.004675.0184（mm） 下验收极限最小实体尺寸（LMS）A 750.0230.004674.9816（mm）（3）选择计量器具 根据工件的公称尺寸75 mm，由表6-3可查得，分度值为0.005 mm的比较仪，其测量不确定度u10.003 mmu1，可满足使用要求 当选用分度值为0.01 mm的外径千分尺时，由表6-2可知，其测量不确定度u10.005 mmu1显然，用分度值为0.01 mm的外径千分尺采用绝对法测量时，不能满足使用要求 当用分度值为0.01 mm的外径千分尺采用比较法测量时，其测量不确定度u1可减小至原来的60%，即u10.00560%0.003 mmu1，可满足使用要求例6-2】试确定检验125H9（ ） 孔（工艺能力指数Cp1.1）的验收极限，并选择相应的计量器具解】（1）确定验收极限方式、安全裕度A和计量器具的测量不确定度允许值u1 由于125H9（ ） 孔遵循包容要求，且工艺能力指数Cp1.11，因此，验收极限应按单边内缩方式确定，即最大实体尺寸一边的验收极限（下验收极限）内缩，最小实体尺寸一边的验收极限（上验收极限）不内缩。

由国标GB/T 31772009可查得安全裕度A0.01 mm，计量器具测量不确定度允许值u10.009mm2）计算验收极限 上验收极限最小实体尺寸（LMS） 1250.1125.1（mm） 下验收极限最大实体尺寸（MMS）A 1250.01125.01（mm）（3）选择计量器具 根据工件的公称尺寸125 mm，查千分尺的测量不确定度可知，分度值为0.01 mm的内径千分尺，其测量不确定度u10.008 mmu1，可满足使用要求例6-3】试确定检验45h8（ ）轴（加工后尺寸为偏态分布，偏向其最大实体尺寸一边）的验收极限，并选择相应的计量器具解】（1）确定验收极限方式、安全裕度A和计量器具的测量不确定度允许值u1 由于45h8（ ）轴为偏态分布，因此，验收极限应按单边内缩方式确定，即尺寸偏向一边的验收极限（上验收极限）内缩，尺寸非偏向一边的验收极限（下验收极限）不内缩 由国标GB/T 31772009可查得安全裕度A0.0039 mm，计量器具测量不确定度允许值u10.0035mm2）计算验收极限 上验收极限最大实体尺寸（MMS） A 45 0.003944.9961（mm） 下验收极限最小实体尺寸（LMS） 45 0.039 44.961（mm）（3）选择计量器具 根据工件的公称尺寸45 mm，查比较仪的测量不确定度可知，分度值为0.005 mm的比较仪，其测量不确定度u10.003 mmu1，可满足使用要求。

6.2 光滑极限量规概述光滑极限量规概述6.2.1 光滑极限量规的一般分类光滑极限量规的一般分类 1塞规塞规 塞规是指用于孔径检验的光滑极限量规，其测量面为外圆柱面其中，圆柱直径为被检孔径下极限尺寸的塞规称为孔用通规；圆柱直径为被检孔径上极限尺寸的塞规称为孔用止规，如图6-3所示 检验时，如果通规能通过被检孔（表示被检孔径大于下极限尺寸），止规不能通过被检孔（表示被检孔径小于上极限尺寸），说明孔的实际尺寸在规定的极限尺寸范围内，则被检孔是合格的图6-3 塞规 检验时，通规能顺利滑过被检轴（表示被检轴径小于上极限尺寸）；止规不能滑过被检轴（表示被检轴径大于下极限尺寸），说明轴的实际尺寸在规定的极限尺寸范围内，被检轴是合格的 2环规环规 环规是指用于轴径检验的光滑极限量规，其测量面为内圆环面其中，圆环直径为被检轴径上极限尺寸的环规称为轴用通规；圆环直径为被检轴径下极限尺寸的环规称为轴用止规，如图6-4所示图6-4 环规 因此，用光滑极限量规检验工件，如果通规能通过，而止规不能通过，就表示被检工件合格，否则不合格6.2.2 光滑极限量规按用途分类光滑极限量规按用途分类按用途分工作量规验收量规校对量规 是指在加工工件时，工人用来检验工件的量规，通规和止规分别用代号“T”和“Z”表示 是指检验部门或用户代表验收产品时使用的量规 是指用来检验轴用量规在制造时是否符合尺寸公差，在使用中是否已经达到磨损极限时所用的量规。

孔用量规用指示式计量器具测量很方便，故不需要校对量规“校通通”塞规（代号TT）“校止通”塞规（代号ZT）“校通损”塞规（代号TS） 防止轴用通规尺寸过小检验时，该校对塞规应能通过轴用通规，否则该轴用通规不合格 防止轴用止规尺寸过小检验时，该校对塞规应能通过轴用止规，否则该轴用止规不合格 防止轴用通规超出磨损极限检验时，该校对塞规应该通不过轴用通规，否则该轴用通规已达到或超过磨损极限，不应再使用6.3 量规公差带量规公差带 由于通规在使用过程中经常通过工件，会逐渐磨损，因此，为保证通规具有一定的使用寿命，应留出适当的磨损储量，同时规定磨损极限而止规不经常通过工件，磨损很少，故不需留磨损储量校对量规也不需留磨损储量 如图6-5所示为量规的公差带分布图图中，T为量规尺寸公差，Z为公差带位置要素（即通规尺寸公差带中心到工件最大实体尺寸之间的距离），TP为校对量规尺寸公差图6-5 量规的公差带6.3.1 工作量规的公差带工作量规的公差带 工作量规的公差带不得超越工件的公差带其中，通规的尺寸公差带对称于Z值，其磨损极限与工件的最大实体尺寸重合；止规的尺寸公差带从工件的最小实体尺寸起，向工件的公差带内分布。

表6-5 工作量规的尺寸公差T和位置要素Z值（摘自GB/T 19572006） 此外，量规的几何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0.002 mm时，其几何公差为0.001 mm6.3.2 校对量规的公差带校对量规的公差带 校对量规尺寸公差TP为被校对轴用工作量规尺寸公差T的1/2，校对量规尺寸公差中包含有形状误差校对量规的公差带分布规定如下： 校通通（TT）：公差带为从轴用通规的下极限偏差起向其公差带内分布 校止通（ZT）：公差带为从轴用止规的下极限偏差起向其公差带内分布 校通损（TS）：公差带为从轴用通规的磨损极限起向其公差带内分布 6.4 量规设计量规设计6.4.1 量规的设计原则量规的设计原则 量规的设计应符合泰勒原则（又称极限尺寸判断原则），即遵循包容要求的单一要素（孔或轴）的体外作用尺寸（Dfe或dfe）不允许超出最大实体尺寸（MMS），在任何位置上的实际尺寸（Da或da）不允许超出最小实体尺寸（LMS） 符合泰勒原则的量规如下 通规的测量面应是与孔或轴形状相对应的完整表面（通常称为全形量规），其尺寸等于工件的最大实体尺寸，且长度等于配合长度。

止规的测量面应是点状的，两测量面之间的尺寸等于工件的最小实体尺寸6.4.2 量规工作尺寸的计算量规工作尺寸的计算 量规工作尺寸的计算步骤如下 查出工件的上、下极限。