互换性 第五章 光滑极限量规

公差的1／10、1／6、1／4。 对ITl2—IT18级分为I、Ⅱ两档。 一般情况下应优先选用I档，其次选用Ⅱ、Ⅲ档。 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。 按照计量器具的测量不确定度允许值(u1)选择计量 器具。选择时，应使所选用的计量器具的测量不确定 度数值等于或小于其允许值u1。
图6.2 量规尺寸公差带分布
孔
安全裕度(A)不为零——的适用的场合
① 符合包容要求、公差等级高的尺寸验收。 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。 ② 呈偏态分布的实际尺寸的验收。 对“实际尺寸偏向边”的验收极限采用内缩一个安 全裕度作为验收极限；
互换性与技术测量 基础
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第5章
光滑极限量规
本章的主要内容
5.1 光滑工件尺寸检测 5.2 光滑极限量规设计 5.3 位置量规(综合量规)简介
5.1 光滑工件尺寸检测
5.1.1 光滑工件尺寸的验收原则、安全 裕度和验收极限 5.1.2 计量器具的选择
5.3 位置量规(综合量规)简介
4. 位置量规的组成部分 位置量规由量规的工作部分和非工作部分组成。 1) 量规的工作部分 ① 定位部位。用于模拟体现基准要素。 ② 测量部位。用于检验被测关联要素相对基准的 位置要求，它模拟体现最大实体实效边界。 ③ 导向部位。用于引导活动式量规的定位部位或 测量部位正确地导入其工作部位。 2) 量规的非工作部分 ① 柄部。检验时，手抓持的部位。 ② 其他非工作部件或零件。
5.1.1 光滑工件尺寸的验收原则、安全裕度和验收极限 通用量具的局限性——
1. 在机械加工车间环境的条件下，使用通用计量器
具测量零件尺寸时，通常采用两点法测量，测得
的值为轴、孔的局部实际尺寸。
2. 计量器具存在测量误差、轴或孔的形状误差、测
量条件偏离标准规定范围等原因，使测量结果偏
离被测真值。
5.1.1 光滑工件尺寸的验收原则、安全裕度和验收极限 2. 安全裕度和验收极限
安全裕度(A)——测量不确定度u的允许值。
设立安全裕度数值时，必须使误收率下降，满足验收 要求，又不致使误废率上升过多，增加成本。 A由被测工件的尺寸公差值确定，一般取工件尺寸公 差值的10%左右。
验收Baidu Nhomakorabea限——是检验工件尺寸时判断合格与否的尺寸 界限。
5.3 位置量规(综合量规)简介
5. 位置量规的结构类型 1) 固定式。指测量部位与定位部位做成一体，不 能分开。 2) 活动式。指测量部位与定位部位相对于量规体 可以拆开，以便对工件进行检验。 活动式量规比固定式量规多一个导向部位，如图 6.14所示。
位置量规的组成 部分如图6.14所 示的垂直度量规 示意图。
检验时，先将量规的测量件3的测量部位从导 向孔中抽出，将被检工件2装在与量规体4联接 的定位件1的定位部位上，然后把测量件3测量 部位插入导向孔送入被检工件2的被检孔内。
图6.14 活动式垂直度量规 1—定位件；2—被检工件；3—测量件；4—量规体
5.1.2 计量器具的选择 1. 选择原则
(1) u1ˊ≤ u1原则。
(2) 0.4 u1ˊ≤ u1原则。
(3) 0.6 u1ˊ≤ u1原则。
5.1.2 计量器具的选择
u1ˊ
u1ˊ
5.1.2 计量器具的选择
u1ˊ
5.1.2 计量器具的选择
u1ˊ
举例
例 在车间条件下检验Ф30h7，试确定其验收极限，
5.2.2 光滑极限量规的设计原理和工作量规的设计
（1）极限尺寸判断原则（泰勒原则） ①孔或轴的实际轮廓不允许超过最大实体边界。 ②孔或轴任何部位的实际尺寸不允许超过最小实体
尺寸。 （2）极限尺寸判断原则对量规的要求 通规测量面是与被检验孔或轴形状相对应的完整表 面(即全形量规)，其尺寸应为被检孔、轴的最大实体 极限，其长度应等于被检孔、轴的配合长度； 止规的测量面是两点状的。(即非全形量规)，其尺 寸应为被检孔、轴的最小实体极限。
光滑极限量规
光滑极限量规是一种无刻度的专用定值量具。 检验孔用的量规称为塞规，有通规与止规，成对使 用。 检验轴用的量规称为环规或卡规，多以片状卡规为 常见，也是通规与止规成对使用。
5.2.1 光滑极限量规的作用和分类
(2) 按量规用途可分为： 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，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。
5.3 位置量规(综合量规)简介
位置量规又称综合量规，是用来检验应用“最大 实体要求”的关联实际要素是否超越最大实体实 效边界的专用极限量规，它适用于大批生产的综 合检验中，实际应用较为广泛。
5.3 位置量规(综合量规)简介
1. 最大实体要求的应用 生产中常见的应用“最大实体要求”的位置公差项 目有平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度和 位置度等。 2. 位置量规的设计原理 原理：关联实际要素应用“最大实体要求”。 被检要素的合格条件是：“被检实际轮廓不得超越 最大实体实效边界”。 3. 位置量规设计难点 位置量规设计比光滑极限量规设计难度大，因为应 用最大实体要求的类型很多，具体要求多而复杂。
5.2 光滑极限量规设计
5.2.1 光滑极限量规的作用和分类 5.2.2 光滑极限量规的设计原理和 工作量规的设计
光滑极限量规设计
光滑极限量规(GB/T 1957—1981)用于检验遵守包 容要求的单一实际要素。 常用于判断轴、孔实际轮廓状态的合格性。
5.2.1 光滑极限量规的作用和分类
国家标准通过安全裕度来防止因测量不确定度的影响 而造成工件“误收”和“误废”的“验收原则”。
6.1.2 计量器具的选择
T公差，A安全裕度，u1测量不确定度允许值
6.1.2 计量器具的选择
根据国家标准《光滑工件尺寸的检验》 (GB/T 3177— 6.1.1 光滑工件尺寸的验收原则、安全裕度和验收极限 1997)规定，验收极限按照以下两种方式确定： (1) 安全裕度(A)不为零： 验收极限——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，如图6.2所示。
2. 光滑极限量规的设计 光滑极限量规的设计主要有量规的结构形式设计、 通规和止规的形状设计及其尺寸精度设计等。 量规的结构形式可根据实际需要，选用适当的结构 。常用结构形式如图6.6和图6.7所示。
6.2.2 光滑极限量规的设计原理和工作量规的设计

(e)
图6.6 常见孔用塞规的结构形式
6.2.2 光滑极限量规的设计原理和工作量规的设计
图6.7 常见轴用卡规的结构型式
正确或错误使用卡规示例
(a)凭卡规自重测量：正确；(b)使劲卡卡规：错误； (c)单手操作小卡规：正确；(d)双手操作大卡规：正确； (e)卡规正着卡：正确；卡规歪着卡：错误。
正确或错误使用塞规示例
(a)正确使用塞规通端的方法； (b)正确使用塞规止端的方法； (c)错误使用塞规通端的方法。
当测量误差较大时，可能作出错误判断。
5.1.1 光滑工件尺寸的验收原则、安全裕度和验收极限 1. 验收原则 ——若轴、孔的实际尺寸在尺寸公差带内，则该尺 寸合格。 问题：当被测真值在极限尺寸附近时，由于测量误 差，容易作出错误判断，“误收”或“误废”。 测量不确定度u—— 在车间条件下测量，造成的测量结果对被测真值的 偏离程度。
5.2.1 光滑极限量规的作用和分类 校对量规又分为： 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。 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。 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，轴用旧的通规磨损达到或超过极 限，应作报废处理。
1. 光滑极限量规的作用
光滑极限量规是一种无刻度的专用定值量具。它适 用于大批量生产、遵守包容要求的轴、孔检验。
用光滑极限量规的通规和止规检验被检轴或孔，当 通规通过被检轴或孔，同时止规不能通过被检轴或 孔，则被检轴或孔合格。
2. 光滑极限量规的分类
(1) 按被检工件类型可分为： ① 塞规。指用以检验被测工件为孔的量规。 ② 卡规。指用以检验被测工件为轴的量规。
由“公差原则中包容要求”可知：光滑极限量规应 按照遵守“包容要求”的合格条件设计。 即：“被测实际轮廓应处处不得超越最大实体边界 ，其局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸”。
因此，光滑极限量规的通规应模拟体现最大实体边 界(MMS)，止规模拟体现最小实体尺寸(LMS)。
5.2.2 光滑极限量规的设计原理和工作量规的设计
并选择合适的计量器具。 解：查表得Ф30h7的公差值T=0.021mm，根据T值， 查表得出安全裕度A=0.0021mm, 计量器具不确定度允许值u1=0.0019mm. 按内缩方式确定验收极限 上验收极限：d-A=(30–0.002)mm=29.998mm 下验收极限：d+A=(30-0.021+0.002)mm=29.981mm 由表6.5可知，在工件尺寸≤40mm、分度值为 0.002mm的比较仪不确定度0.0018mm，小于 u1=0.0019mm，可满足要求。
作用尺寸
孔的作用尺寸：在配 合面的全长上，与实 际孔内接的最大理想 轴的尺寸 由于实际孔、轴都 有形状误差，当孔 和轴配合时，孔显 得小了，轴显得大 了。即孔的作用尺 寸小于孔的实际尺 寸，轴的作用尺寸 大于轴的实际尺寸 轴的作用尺寸：在 配合面的全长上， 与实际轴外接的最 小理想孔的尺寸
孔、轴配合时，不完全取决于孔、轴的 26 实际尺寸，而与孔、轴的作用尺寸有关
极限尺寸判断原则(泰勒原则)
1. 对于孔： 其作用尺寸应不小于 最小极限尺寸 其实际尺寸应不大于 最大极限尺寸。 1. 对于轴： 作用尺寸应不大于最 大极限尺寸。 实际尺寸应不小于最 小极限尺寸。
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5.2.2 光滑极限量规的设计原理和工作量规的设计
1. 光滑极限量规的设计原理
5.2.2 光滑极限量规的设计原理和工作量规的设计
光滑极限量规形状及其几何参数的精度设计—— 1)工作量规通规、止规的形状设计 2)工作量规的通规、止规的尺寸及其精度设计 3)工作量规的通规、止规的形位精度及表面粗糙 度设计
课堂作业
光滑极限量规设计应符合( D )。 A. 与理想要素比较原则；B. 独立原则 C. 测量特征参数原则； D. 包容要求 光滑极限量规的通规是用来控制被检工件的（ A ） ，止规用来控制被检工件的（ B ）。 A 最大实体尺寸； B 最小实体尺寸 C 被测实际轮廓； D 被测实际尺寸 塞规的通规是用来控制被检测孔的（ D ）不得超 越其（ C ）。 A 最小实体尺寸； B 最大实体尺寸 C 最大实体边界； D 实际轮廓
② 符合包容要求的尺寸验收。
其最小实体尺寸一边的验收极限采用不内缩方式。 ③ 非配合尺寸和一般的尺寸验收。 ④ 呈偏态分布的实际尺寸验收。对“实际尺寸非 偏向边”的验收极限采用不内缩方式。
5.1.2 计量器具的选择
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IT6-1T11级分为I、Ⅱ、Ⅲ三档，分别为工件
③ 符合包容要求且工艺能力指数 ≥1的尺寸验收。
最大实体尺寸一边的验收极限向尺寸公差带内缩一 个安全裕度。
5.1.1 光滑工件尺寸的验收原则、安全裕度和验收极限
(2) 安全裕度(A)为零：
验收极限——等于工件尺寸的最大实体尺寸(MMS)和 最小实体尺寸(LMS)。 适用的场合： ① 工艺能力指数≥1的尺寸验收；