互换性课件——第六章 光滑工件的检验与光滑极限量规

2、验收极限：是指检验工件尺寸时判断尺寸合格 与否的尺寸界限。

注 意
由于尺寸误判发生的概率与工艺能力、 尺寸分布规律、测量方法的精度有关；同 时，工件尺寸的重要程度不同，允许尺寸误 检的概率也就不同。因此国标规定了两种确 定验收极限的方式：⑴内缩式和⑵不内缩式
二、安全裕度与验收极限

⑴内缩方式：规定验收极限是从工件的最大极

因为选用Ⅰ挡时的测量总不确定度： u A 所以： u1 0.9u 0.9 A
例题 6-1
试确定轴类工件 ø 60f 7（ ） 的验收极限， 并选择计量器具。 [解] 1、确定验收极限 由于被检工件要求遵循包容要求且公差等级较 高，因此应采用内缩的验收极限。 查表6-4得安全裕度为：A = 0.003 mm 该工件验收极限为： ks = MML dmax － A = (60 － 0.030) － 0.003 =59.967mm dmin + A = (60 － 0.060) + 0.003 ki = LML = 59.943 mm
几何量公差与测量技术
本章基本内容
※ §6.1 概述 ※ §6.2 光滑工件尺寸的检验 ※ §6.3 光滑极限量规
（GB/T3177－1997）《光滑工件尺寸的检验》 （GB/1957－81）
《光滑极限量规》
§6.1 概 述
为保证孔、轴的互换性，必须对完工的孔、轴 进行检测。通常，在生产中，有两种方法：普通计 量器具检验和光滑极限量规检验。

对于轴： d fe d max ， d a d min ；
二、光滑极限量规的设计原理
2、符合泰勒原则的量规型式 (1)控制工件作用尺寸的通规：其测量面应 该是与被测孔或轴形状相对应的完整表面 (通常称为全形量规)，其定形尺寸应等于 被测孔或轴的最大实体尺寸，且量规长度 等于配合长度。 (2)控制工件局部实际尺寸的止规：其测量 面应该是点状的(通常称为不全形量规)， 两点状测量部位之间的尺寸应等于被测孔 或轴的最小实体尺寸。
注意：为了避免误收，《光滑极限量规》国家标准 中规定量规的制造公差按内缩方式布置。
注：制造公差T与通规公差带的位置要素Z值见表6-7。
三、光滑极限量规的公差带
2、验收量规公差带（没有专门规定——不用单 独设计，验收时使用工作量规。） 注意： ①工人应使用新的或磨损较少的工作量规 “通规”（避免误收，保证互换性 ）； ②检验使用与生产工人相同型式且已磨损较多 的工作量规“通规”（减少误废，保证经济性）； ③用户代表用量规验收时，“通规”应接近工 件 最大实体尺寸，“止规”应接近最小实体尺寸 （最 大限度地避免误废，尽可能地保证经济性）。
定量检验 计量器具检测：可测量出孔、轴的实际尺寸， 能对生产过程进行分析和控制。多用于要求 工件实际尺寸或单件、小批量生产中的检测。 定性检验 极限量规检验：操作简单、效率高，但只能 判断轴、孔的实际尺寸是否在规定的极限尺 寸范围内，以确定该工件的尺寸是否合格， 不能检测出其实际尺寸。一般用于大批量生 产中的质量控制。
图 6-1 内缩方案验收极限
生产公差 下验收极限ki
A
LML
注意：A值要适当
太大 太小
误收 误收
误废 误废
A
A
（dmin）
精度 精度 经济性 经济性
注 意
国标中规定：A的大小由被测工件的尺寸 公差值确定，数值一般取工件公差的 （精度 高、公差值小时也可取 或 ），其数值（标 准）如表 6－4 所示。 标准未规定的，A 取工件公的 ， 一般低精度的取 , 高精度的取 ，甚至 取 。
光滑极限量规的设计应该遵循泰勒原则。
1、泰勒原则（极限尺寸判断原则）：是指 孔或轴的体外作用尺寸（ Dfe , dfe）不允许 超越最大实体尺寸（保证装配）；在任何位置 上的局部实际尺寸（ Da , da）不允许超越最 小实体尺寸（保证强度）。


对于孔： D fe Dmin ， Da Dmax ；
光滑 孔轴 尺寸 检验
§6.2 光滑工件尺寸检验

一、误判现象与验收基本原则 二、安全裕度与验收极限 三、验收方式的选择 四、测量检验时计量器具的选择
重点：掌握误判的概念及验收基本原则； 学会选择计量器具。
go
Dmin ( dmin) Dmax ( dmax)
一、误判现象与验收基本原则
的极限偏差和工作尺寸。

[解] ①根据公差与配合标准，查表计算被 测孔的上、下偏差 ，并画公差带图。 查表可知：孔 30F7的 Th=21mm、 EI= ＋ 20µ m、ES=＋41µ m；
[解]②由表6－7查工作量规的制造公差T和通规 位置要素Z值，画工作量规的公差带图。 ③计算量规极限偏差和确定量规极限尺寸。 ④按“入体原则”写出量规的标注尺寸。

注意:规定A值是为了令检测人员在拟订测量方法时 就考虑到测量误差对测量结果的影响,为避免 或降低误判概率而采取的措施。 一般 A=u( )
测量方法
1 AI T被测工件 10
u1 0.9 A
例如：
查表 6-1得 安全裕度 A=0.0062mm
ks ki
二、安全裕度与验收极限
⑵不内缩方式：规定验收极限等于工件的 最大极限尺寸和最小极限尺寸，即安全裕度 A等于零。

注意：①用它来检验工件时，只能确定工件的尺寸是 否在极限尺寸的范围内，不能测出工件的实际尺寸。 ②光滑极限量规的结构简单，制造容易，使用 方便,能保证被检验工件在装配中的互换性，所以在 大批量生产中应用也非常广泛。
一、光滑极限量规的作用和分类
3、光滑极限量规分类 ①按检验对象不同分

塞规：检验孔用的量规。 （工作尺寸是外尺寸） 环规或卡规：检验轴用的量规。 （工作尺寸是内尺寸）
3.4
(+20+3.4-1.2 = +22.2µ m)
3、量规的其它技术要求
①量规测量面的材料：淬硬钢，也可在测量面 上镀以厚度大于磨损量的镀铬层，氮化层等耐 磨材料。对钢制量规，淬火的测量面硬度为： HRC58～65 ，并应经过稳定性处理 。 ②量规的形位误差应在工作量规制造公差范围 内，其公差为量规制造公差的50％。当量规制 造公差小于或等于0．002mm时，其形状和位置 公差为0．001mm。校对量规的形状误差应在校 对量规的制造公差范围内。 ③量规测量面的粗糙度应按表6－9规定选取； 且表面不应有锈迹、毛刺、黑斑、划痕等。

Cp＝T/6σ＜1
Cp＝T/6σ＞1
工艺能力充裕
工艺能力不足
四、计量器具的选择
1、计量器具测量范围的选择 应按工件的结构形状、被测部位及尺寸来选 择计量器具。使所选计量器具的测量范围能满足 工件的要求。 2、计量器具的精度选择 应考虑被测工件的精度（公差）：所选计量 器具的不确定度值 u1( 器具 ) 应小于或等于计量器具 的不确定度允许值 u1( 允许 ) 。 即： u1( 器具 ) ≤
在车间实际情况下，一般只按测得尺寸 来判断零件合格与否，对于测量误差并不作 修正，因此在实际生产中就会发生误判现象。 误判分为 “误废”和“误收” 。 1、误废：当测得值在极限尺寸附近时，将 处于公差带之内合格品误判为废品而报废的 现象；（会提高产品成本，影响经济性） 2、误收：当测得值在极限尺寸附近时，将 处于公差带之外废品误判为合格品而接收的 现象。（影响产品质量和互换性）

工作量规
量规 种类 孔用 工作量规 检验 对象 量规 形状 量规 用途代号 量规 作用 防止孔的 体外作用尺寸过小 防止孔的 实际尺寸过大 防止轴的 体外作用尺寸过大 防止轴的 实际尺寸过小 检验 合格标志 通过 不过 通过
T
孔 塞规
Z T
轴 环（卡）规
轴用 工作量规
Z
不过
二、光滑极限量规的设计原理
注意：无论塞规还是环（卡）规都是一通、一止成对使用的。
一、光滑极限量规的作用和分类
3、光滑极限量规分类 ②按用途不同分 工作量规：工作量规是指工件制造过程中，生 产工人对工件进行检验所使用的量规。 验收量规：验收量规是检验部门或用户代表在 验收产品时使用的量规。 校对量规：校对量规是用来检验轴用工作量规 在制造中是否符合制造公差，在使用中是否已达 到磨损极限时所使用的量规。
一、光滑极限量规作用和分类 二、光滑极限量规的设计原理 三、光滑极限量规的公差带 四、光滑极限量规设计

重点：掌握量规公差带位置的布置原则和 量规工作尺寸的计算。
go
一、光滑极限量规的作用和分类
1、光滑极限量规（简称量规）：是一种 没有刻度的专用定值量具。 2、作用：单一要素的孔、轴遵循包容原 则时，加工后应该使用光滑极限量规来检验。

0.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ30 0.060
例题 6-1 [解] 2、选择计量器具
查表6-4可知Ⅰ档计量器具不确定度的允 许值 u1＝ 0.0027mm。

查表6-2可知分度值为0.002mm的比较仪 不确定度为0.0018mm，小于允许值，能满足 测量精度要求。故选用该比较仪进行测量。

6.3 光滑极限量规

一、误判现象与验收基本原则
3、验收基本原则：要求所用验收方法只 接收真值位于规定尺寸极限内的工件。 也就是说不许“误收”。

二、安全裕度与验收极限
为了保证产品质量、保证互换性，国标中遵循验 收原则,结合生产实际规定了验收极限来控制误判。 1、 安全裕度（A）：是指在确定验收极限时从工 件的最大极限尺寸和最小极限尺寸分别向工件公差带 内移动的一个尺寸值。
即要考虑检测精度的要求， 又要兼顾检测经济性。
u1( 允许 )
注 意：
计量器具的不确定度是测量总不确定度的主 要来源，约占0.9倍。

2 2 2 u u12( 器具 ) u 2 ( 0 . 9 u ) ( 0 . 45 u ) （条件 ）
计量器具的不确定度允许值 u1( 允许 ) 也可由表 6－4中查取。一般优先选用Ⅰ挡值，对应Ⅰ挡的 安全裕度AI；其次选可选用Ⅱ、Ⅲ挡值,对应Ⅱ、 Ⅲ挡的安全裕度。
限尺寸和最小极限尺寸分别向工件公差带内移动一
个安全裕度A来确定（避免误收）。 Ks , ks Ki , ki 注意：新的极限值称为验收极限，形成一个新的 验收公差带，称为生产公差。

LML（Dmax）
上验收极限Ks 孔公差带 生产公差
MML
（dmax）
上验收极限ks
轴公差带
下验收极限Ki A MML （Dmin）

上验收极限Ks 孔公差带 轴公差带 生产公差 生产公差 下验收极限ki 上验收极限ks
下验收极限Ki
图 6-2 不内缩的验收极限
Ks , ks Ki , ki
三、验收方式的选择
3、验收方式的选择：要结合被测尺寸功能要求及其 重要程度，尺寸公差等级、测量不确定度和工艺能力 等因素综合考虑确定。一般： ①有包容要求的尺寸、公差等级高的尺寸以及配合尺 寸，要用内缩的验收方式。 ②对非配合尺寸和一般公差尺寸，可以用不内缩的方 式确定其验收极限。 ③在工艺条件较好、工艺能力指数Cp（T / cб）≥1 的条件下，可以采用不内缩的验收方式； 反之Cp＜ 1时，要内缩。 ④对呈偏态分布的尺寸，其验收极限可以仅对尺寸 偏聚的一边采取单边内缩的方式确定。

(+41µ m)
2.4 (+41- 2.4 = +38.6µ m)
（+20+3.4+1.2 =+ 24.6µ m）
通规： 止规：
0.0246 0.0024 30 30 . 0222 0.0222 0
0.041 0.0024 30 30 . 0386 0.0386 0
“ TT ”
“ TS ” “ ZT ”
通过
不过 通过
四、光滑极限量规设计
＊ 1、量规结构型式的选择
＊ 2、量规工作尺寸的计算（P150页） ＊ 3、量规的其它技术要求
1、量规结构型式的选择
1、量规结构型式的选择
1、量规结构型式的选择
2、量规工作尺寸的计算 （步骤参考P150页）

[例6.1]试计算检验 30F7 孔用工作量规

√
√
三、光滑极限量规的公差带

1、工作量规公差带 ①制造公差“ T ” (通、止规公差值相同 )
②磨损公差(仅通规有) 国标不是直接规定一个通规的磨损公差 带，而是规定了通规公差带的位置要素Z值。 “ Z ” 值是工作量规制造公差带中心到工 件最大实体尺寸之间的距离，通规的制造公差 带对称于Z值。

三、光滑极限量规的公差带
3、校对量规的公差带 校对量规的制造公差规定 等于工作量规制造公差的一半。 即：
表6-5 名称 代号 校 对 量 规 被检参数 工作环规（卡规） 通端的最小极限尺寸 通端的磨损极限尺寸 （被测轴的最大极限尺寸） 工作环规（卡规） 止端的最小极限尺寸 合格标志
校通——通
校通——损 校止——通