第5章 孔、轴精度的检测
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第五章 孔、轴精度的检测
一个合格的零件，不仅在于其设计的精度合理， 其加工装备应具有足够的精度，同时，检测精度也 很重要。 通常，零件的检测方法与生产批量有关： 中、小批量生产时，采用通用量具，测量出其实 际尺寸，来判断合格与否； 大批量生产时，使用定值专用量具进行检验，以 确定实际尺寸是否合格（但不知具体数值的多少）， 典型的量具为“光滑极限量规”。
它只能确定零件的合格与否。即它只能确 定零件是否在规定的极限尺寸范围之内。
一、光滑极限量规的作用与分类 2.光滑极限量规的种类
1）根据执行的公差原则的不同 光滑极限量规——用于检验采用包容要求的 单一要素； 综 合 量 规——用于检验采用相关要求的 单一要素和关联要素。
一、光滑极限量规的作用与分类
二、量规工作尺寸的计算
例：设计检验 20H 8 / 20 f 7 孔、轴的光滑极限量规。
见p38 例2-9 图样及标注见图2-24（p40）
三、量规的技术要求 表面硬度、材料、表面粗糙度。
本章完。
作业： 习题册p20： 7-1、7-6。
光滑极限量规 smooth limit gauge 量规 gauge 塞规 plug gage 环规 ring gage 卡规 calipers 通规 go gauge 止规 not go gage 工作量规 working gauge 验收量规 reception gauge 校对量规 master gauge 花键综合量规 spline gauge 位置量规 gage for measuring position
三、极限量规基本尺寸和形式的确定
包容要求是从设计的角度出发，反映设计 的要求。 而泰勒原则是从验收的角度出发，反映孔 轴的验收要求。 从保证孔与轴的配合性质的要求来看，二 者是一致的。
泰勒原则是设计极限量规的理论依据，用这一原则设计 的量规检验工件，可以保证工件的公差与配合要求，达到互 换的目的。
§1 普通计量器具测量
光滑工件尺寸的检验 GB/T3177-1997规定了《光滑工件尺寸的检验》 和GB/T1957-1981《光滑极限量规》，用以正确评 定孔、轴的几何精度。 主要包含两个内容： 1.如何根据工件的基本尺寸和公差等级确定工件的验 收极限； 2.如何根据工件的公差等级选择计量器具。
光滑极限量规的通规和止规
二、光滑极限量规的种类
4.根据测量时的用途不同 1）工作量规（working gauge） 2）验收量规（reception gauge） 3）校对量规（master gauge）
1）工作量规(working gauge) ——工件在制造过程中，生产工人加工工 件时，对工件进行检验所用的量规。
一般应该使用新的或磨损较少的量规。 代号是： 通规 （通端）为 “T”；止规（止端）“Z”。
2）验收量规(reception gauge) ——检验部门或用户代表在验收产品时所用 的量规。
验收量规不单独制造，检验人员一般使 用与生产工人相同的形式，且已磨损较多 （但未超出磨损极限）的工作量规。 这样， 工人自检合格的产品，验收时也一定合格。
例2： p36 例2-8。
§2
光滑极限量规
1. 2. 3. 4.
光滑极限量规的作用与分类 光滑极限量规的设计原理——泰勒原则 量规公差带 量规设计
一、光滑极限量规的作用与分类
1.光滑极限量规（Smooth limit gauge）的功用
光滑极限量规——是检验采用包容要求时 的孔轴零件的没有刻度的专用检验工具。
§1 普通计量器具测量——计量器具的选择
国标规定，计量器具的选择，应按测量不确定 度的允许值 确定。 u 2 2 而有关系式： A u u1 u2 A ——安全裕度； u ——测量的不确定度； u1——计量器具的不确定度； u 2——测量条件的不确定度， u1 2u2 。
u1 0.9 A
一、泰勒原则的含义
简言之： 泰勒原则是指有配合要求的孔、轴，其 局部实际尺寸与形状误差都要控制在尺寸公 差以内。 只有当孔的作用尺寸≥轴的作用尺寸时， 二者才能自由配合。
二、符合泰勒原则的量规
用光滑极限量规检验工件时，符合泰勒原则的量规如下：
“通规”用于控制工件的作用尺寸，其测 量面理论上应具有与被测孔或轴相应的完整 表面（即全形量规），其尺寸等于孔或轴的 最大实体尺寸，且量规长度等于配合长度。 “止规”用于控制工件的实际尺寸，其测 量面理论上应为点状的接触面（不全形量 规）,其尺寸等于被测孔或轴的最小实体尺寸。
• 量规形状对检验结果的影响
§3 量规的公差
一、量规公差及磨损极限
量规的制造公差 量规的磨损极限
（对“通规”而言） 磨损公差的大小，决定了 量规的使用寿命。
§3 量规的公差
二、量规公差带的布置 “双内缩方案”，即： 量规公差带置于工件公差带之内。
1.工作量规公差带 2.验收量规公差带 3.校对量规公差带
计量器具的不确定度按测量不确定度与工件公差的比值分为三档，见 附表2-8，一般优先选用Ⅰ档。
§1 普通计量器具测量——计量器具的选择
250 h12( 0 0.46 ) 轴的验收极限， • 例1：试确定
并选择相应的计量器具。 • 解：由 Td 0.46mm，由附表2-8 可知
则
A 0.046 mm, u1 0.041mm
§1 普通计量器具测量
一、验收极限 误收——将真实尺寸位于公差带外侧的不合格 品，误判为合格品。 误废——将真实尺寸位于公差带内侧的合格品， 误判为不合格品。 为了不出现此类错误，应该规定验收极限。
§1 普通计量器具测量——验收极限
国标中规定了两种验收极限：
1.内缩方式 ——适用于单一要素包容要求以及公差等 级较高的场合。 2.不内缩方式 ——常用于非配合和一般公差的尺寸。
一、量规形式的选择
检验圆柱型工件的光滑极限量规的形式很多， 合理地选择和使用，对测量精度有很大影响。 GB/T1957-2006《光滑极限量规》推荐了一些 量规的形式及尺寸范围：
§4 量规设计
检验孔时有 ①全形塞规； ②片状塞规； ③球端杆规； ④不全塞规。
检验轴时有 ①环规； ②卡规。
§4 量规设计
泰勒原则： 合格孔的体外作用尺寸应 大于或等于孔的最小 极限尺寸即 D fe≥Dmin , 且在任何位置上孔的最大实际尺寸应小于或等于孔 的最大极限尺寸，即 Da ≤Dmax ;
合格轴的体外作用尺寸应小于或等于轴的最大 极限尺寸，即 d fe ≤d max，且在任何位置上轴的最小实 际尺寸应大于或等于轴的最小极限尺寸 d a≥d min 。 只有当 D fe≥d fe ，孔轴才能自由装配。
2）根据检验对象不同
塞规(plug gage)——检验孔的量规； 卡规(calipers) ——检验轴的量规。
一、光滑极限量规的作用与分类
3.根据测量时的作用不同 通规(go gauge) ——按工件的最大实体尺寸制造的量规；
止规(no go gauge) ——按工件的最小实体尺寸制造的量规。
光滑极限量规的通规和止规
上验收极限 d max A (250 0.046 )mm 249 .954 mm 下验收极限 d min A [( 250 0.46) 0.046 ]mm 249 .586 mm
•
由附表2-9（p197）可知，分度值为 0.02mm的游标卡尺，其不确定度为 （ 0.020mm，小于 u1 u1为0.041 mm） 可以满足要求。
wenku.baidu.com
在确定量规的基本尺寸时： 通规的基本尺寸=工件的最大实体尺寸（MMS）， 用其控制工件的体外作用尺寸； 止规的基本尺寸=工件的最小实体尺寸（LMS）， 用其控制工件在任何位置的局部实际尺寸。
在设计量规的形状时，如下规定：
• 光滑极限量规的尺寸
三、极限量规基本尺寸和形式的确定
如果量规的形状不正确，则可能造成误判：
3）校对量规(master gauge) ——用以检验工作量规的量规。
由于孔用量规可以很方便地使用通用计量仪器 检验，故不需要校对量规。所以，只有轴用校对 量规。
因此，校对量规——就是检验轴用工作量规在 制造过程中是否符合制造公差和在使用过程中， 是否超出磨损极限所用的量规。
校对量规又可分为：
①“校通——通” 量规（代号TT）：
检验轴用量规通规时所用的校对量规；
②“校止——通” 量规（代号 ZT）：
检验轴用量规止规时所用的校对量规；
③“校通——损” 量规（代号TS ）：
检验轴用量规通规磨损极限所用的校对量规。
若轴用量规通规使用中磨损到能被此通规通过时，则通规应予报废。
§2 泰勒原则（极限判断原则）
一、泰勒原则的含义
为了评定按包容要求设计和加工出的孔和轴是否合格，光滑极限量 规应遵循“泰勒原则”来设计。
§1 普通计量器具测量——验收极限
• 安全裕度A——为了避免在测量过程中测量 误差的存在，而将尺寸超差的零件误判为 合格而设置的一个余量。
• 安全裕度的数值一般取工件尺寸公差的 1/10 确定，见附表2-8（p211）。
§1 普通计量器具测量——计量器具的选择
2.计量器具的选择 在确定了工件验收极限后，就是解决如 何根据工件的精度等级选择合适的计量器具。
• 量规公差带布置
§3 量规的公差
国标规定工作量规的形状和位置误差，应 在工作量规制造公差之内。其公差值为制造公 差的50%。当制造公差≤0.002mm时，其形状 和位置公差为0.001mm。 校对量规的制造公差，为被校对的轴用量 规制造公差的50%；其形状公差应在校对量规 制造公差范围之内。
§4 量规设计
一个合格的零件，不仅在于其设计的精度合理， 其加工装备应具有足够的精度，同时，检测精度也 很重要。 通常，零件的检测方法与生产批量有关： 中、小批量生产时，采用通用量具，测量出其实 际尺寸，来判断合格与否； 大批量生产时，使用定值专用量具进行检验，以 确定实际尺寸是否合格（但不知具体数值的多少）， 典型的量具为“光滑极限量规”。
它只能确定零件的合格与否。即它只能确 定零件是否在规定的极限尺寸范围之内。
一、光滑极限量规的作用与分类 2.光滑极限量规的种类
1）根据执行的公差原则的不同 光滑极限量规——用于检验采用包容要求的 单一要素； 综 合 量 规——用于检验采用相关要求的 单一要素和关联要素。
一、光滑极限量规的作用与分类
二、量规工作尺寸的计算
例：设计检验 20H 8 / 20 f 7 孔、轴的光滑极限量规。
见p38 例2-9 图样及标注见图2-24（p40）
三、量规的技术要求 表面硬度、材料、表面粗糙度。
本章完。
作业： 习题册p20： 7-1、7-6。
光滑极限量规 smooth limit gauge 量规 gauge 塞规 plug gage 环规 ring gage 卡规 calipers 通规 go gauge 止规 not go gage 工作量规 working gauge 验收量规 reception gauge 校对量规 master gauge 花键综合量规 spline gauge 位置量规 gage for measuring position
三、极限量规基本尺寸和形式的确定
包容要求是从设计的角度出发，反映设计 的要求。 而泰勒原则是从验收的角度出发，反映孔 轴的验收要求。 从保证孔与轴的配合性质的要求来看，二 者是一致的。
泰勒原则是设计极限量规的理论依据，用这一原则设计 的量规检验工件，可以保证工件的公差与配合要求，达到互 换的目的。
§1 普通计量器具测量
光滑工件尺寸的检验 GB/T3177-1997规定了《光滑工件尺寸的检验》 和GB/T1957-1981《光滑极限量规》，用以正确评 定孔、轴的几何精度。 主要包含两个内容： 1.如何根据工件的基本尺寸和公差等级确定工件的验 收极限； 2.如何根据工件的公差等级选择计量器具。
光滑极限量规的通规和止规
二、光滑极限量规的种类
4.根据测量时的用途不同 1）工作量规（working gauge） 2）验收量规（reception gauge） 3）校对量规（master gauge）
1）工作量规(working gauge) ——工件在制造过程中，生产工人加工工 件时，对工件进行检验所用的量规。
一般应该使用新的或磨损较少的量规。 代号是： 通规 （通端）为 “T”；止规（止端）“Z”。
2）验收量规(reception gauge) ——检验部门或用户代表在验收产品时所用 的量规。
验收量规不单独制造，检验人员一般使 用与生产工人相同的形式，且已磨损较多 （但未超出磨损极限）的工作量规。 这样， 工人自检合格的产品，验收时也一定合格。
例2： p36 例2-8。
§2
光滑极限量规
1. 2. 3. 4.
光滑极限量规的作用与分类 光滑极限量规的设计原理——泰勒原则 量规公差带 量规设计
一、光滑极限量规的作用与分类
1.光滑极限量规（Smooth limit gauge）的功用
光滑极限量规——是检验采用包容要求时 的孔轴零件的没有刻度的专用检验工具。
§1 普通计量器具测量——计量器具的选择
国标规定，计量器具的选择，应按测量不确定 度的允许值 确定。 u 2 2 而有关系式： A u u1 u2 A ——安全裕度； u ——测量的不确定度； u1——计量器具的不确定度； u 2——测量条件的不确定度， u1 2u2 。
u1 0.9 A
一、泰勒原则的含义
简言之： 泰勒原则是指有配合要求的孔、轴，其 局部实际尺寸与形状误差都要控制在尺寸公 差以内。 只有当孔的作用尺寸≥轴的作用尺寸时， 二者才能自由配合。
二、符合泰勒原则的量规
用光滑极限量规检验工件时，符合泰勒原则的量规如下：
“通规”用于控制工件的作用尺寸，其测 量面理论上应具有与被测孔或轴相应的完整 表面（即全形量规），其尺寸等于孔或轴的 最大实体尺寸，且量规长度等于配合长度。 “止规”用于控制工件的实际尺寸，其测 量面理论上应为点状的接触面（不全形量 规）,其尺寸等于被测孔或轴的最小实体尺寸。
• 量规形状对检验结果的影响
§3 量规的公差
一、量规公差及磨损极限
量规的制造公差 量规的磨损极限
（对“通规”而言） 磨损公差的大小，决定了 量规的使用寿命。
§3 量规的公差
二、量规公差带的布置 “双内缩方案”，即： 量规公差带置于工件公差带之内。
1.工作量规公差带 2.验收量规公差带 3.校对量规公差带
计量器具的不确定度按测量不确定度与工件公差的比值分为三档，见 附表2-8，一般优先选用Ⅰ档。
§1 普通计量器具测量——计量器具的选择
250 h12( 0 0.46 ) 轴的验收极限， • 例1：试确定
并选择相应的计量器具。 • 解：由 Td 0.46mm，由附表2-8 可知
则
A 0.046 mm, u1 0.041mm
§1 普通计量器具测量
一、验收极限 误收——将真实尺寸位于公差带外侧的不合格 品，误判为合格品。 误废——将真实尺寸位于公差带内侧的合格品， 误判为不合格品。 为了不出现此类错误，应该规定验收极限。
§1 普通计量器具测量——验收极限
国标中规定了两种验收极限：
1.内缩方式 ——适用于单一要素包容要求以及公差等 级较高的场合。 2.不内缩方式 ——常用于非配合和一般公差的尺寸。
一、量规形式的选择
检验圆柱型工件的光滑极限量规的形式很多， 合理地选择和使用，对测量精度有很大影响。 GB/T1957-2006《光滑极限量规》推荐了一些 量规的形式及尺寸范围：
§4 量规设计
检验孔时有 ①全形塞规； ②片状塞规； ③球端杆规； ④不全塞规。
检验轴时有 ①环规； ②卡规。
§4 量规设计
泰勒原则： 合格孔的体外作用尺寸应 大于或等于孔的最小 极限尺寸即 D fe≥Dmin , 且在任何位置上孔的最大实际尺寸应小于或等于孔 的最大极限尺寸，即 Da ≤Dmax ;
合格轴的体外作用尺寸应小于或等于轴的最大 极限尺寸，即 d fe ≤d max，且在任何位置上轴的最小实 际尺寸应大于或等于轴的最小极限尺寸 d a≥d min 。 只有当 D fe≥d fe ，孔轴才能自由装配。
2）根据检验对象不同
塞规(plug gage)——检验孔的量规； 卡规(calipers) ——检验轴的量规。
一、光滑极限量规的作用与分类
3.根据测量时的作用不同 通规(go gauge) ——按工件的最大实体尺寸制造的量规；
止规(no go gauge) ——按工件的最小实体尺寸制造的量规。
光滑极限量规的通规和止规
上验收极限 d max A (250 0.046 )mm 249 .954 mm 下验收极限 d min A [( 250 0.46) 0.046 ]mm 249 .586 mm
•
由附表2-9（p197）可知，分度值为 0.02mm的游标卡尺，其不确定度为 （ 0.020mm，小于 u1 u1为0.041 mm） 可以满足要求。
wenku.baidu.com
在确定量规的基本尺寸时： 通规的基本尺寸=工件的最大实体尺寸（MMS）， 用其控制工件的体外作用尺寸； 止规的基本尺寸=工件的最小实体尺寸（LMS）， 用其控制工件在任何位置的局部实际尺寸。
在设计量规的形状时，如下规定：
• 光滑极限量规的尺寸
三、极限量规基本尺寸和形式的确定
如果量规的形状不正确，则可能造成误判：
3）校对量规(master gauge) ——用以检验工作量规的量规。
由于孔用量规可以很方便地使用通用计量仪器 检验，故不需要校对量规。所以，只有轴用校对 量规。
因此，校对量规——就是检验轴用工作量规在 制造过程中是否符合制造公差和在使用过程中， 是否超出磨损极限所用的量规。
校对量规又可分为：
①“校通——通” 量规（代号TT）：
检验轴用量规通规时所用的校对量规；
②“校止——通” 量规（代号 ZT）：
检验轴用量规止规时所用的校对量规；
③“校通——损” 量规（代号TS ）：
检验轴用量规通规磨损极限所用的校对量规。
若轴用量规通规使用中磨损到能被此通规通过时，则通规应予报废。
§2 泰勒原则（极限判断原则）
一、泰勒原则的含义
为了评定按包容要求设计和加工出的孔和轴是否合格，光滑极限量 规应遵循“泰勒原则”来设计。
§1 普通计量器具测量——验收极限
• 安全裕度A——为了避免在测量过程中测量 误差的存在，而将尺寸超差的零件误判为 合格而设置的一个余量。
• 安全裕度的数值一般取工件尺寸公差的 1/10 确定，见附表2-8（p211）。
§1 普通计量器具测量——计量器具的选择
2.计量器具的选择 在确定了工件验收极限后，就是解决如 何根据工件的精度等级选择合适的计量器具。
• 量规公差带布置
§3 量规的公差
国标规定工作量规的形状和位置误差，应 在工作量规制造公差之内。其公差值为制造公 差的50%。当制造公差≤0.002mm时，其形状 和位置公差为0.001mm。 校对量规的制造公差，为被校对的轴用量 规制造公差的50%；其形状公差应在校对量规 制造公差范围之内。
§4 量规设计