量规设计基础~
功能量规设计手册
功能量规设计手册一、概述功能量规是用于测量和保证产品尺寸精度的重要工具，广泛应用于制造业领域。
本手册旨在为设计人员提供一套实用的指南，帮助其设计和制造符合要求的功能量规。
二、设计原则1. 准确性：功能量规应具备高精度，以确保测量结果的可靠性。
2. 稳定性：量规结构应具备足够的稳定性，以防止测量误差的产生。
3. 易用性：量规设计应考虑操作方便，便于使用和维护。
4. 经济性：在保证性能的前提下，应考虑成本效益，选择合适的材料和工艺。
三、量规类型及选择1. 内径千分尺：用于测量圆柱形零件的内径，适用于测量轴类零件。
2. 外径千分尺：用于测量圆柱形零件的外径，适用于测量壳体类零件。
3. 深度游标卡尺：用于测量孔、槽等深度和宽度，适用于测量箱体类零件。
4. 螺纹量规：用于测量螺纹的直径和螺距，适用于测量传动零件。
根据被测零件的形状和精度要求，选择合适的量规类型。
同时，考虑量规的制造难度和成本，选择性价比高的量规类型。
四、结构设计1. 量规长度：根据被测零件的尺寸和精度要求，确定量规的长度。
2. 测量范围：根据零件尺寸的变化范围，确定量规的测量范围。
3. 定位装置：设计可靠的定位装置，确保零件在测量过程中保持稳定。
4. 支撑结构：选择合适的支撑结构，保证量规在测量过程中的刚性和稳定性。
5. 密封性：对于需要防尘防水的场合，考虑密封性问题，确保量规的使用寿命。
结构设计时应考虑以上因素，确保量规的可靠性和稳定性。
五、材料选择1. 刚性材料：选择具有高强度、高硬度和高韧性的材料，如不锈钢、碳钢等。
2. 耐磨材料：选择耐磨性好的材料，如硬质合金、高速钢等，以延长量规的使用寿命。
根据使用环境和工作条件选择合适的材料，确保量规的耐磨性和耐腐蚀性。
六、制造工艺1. 铸造工艺：适用于生产大型量规，具有成本低、生产效率高的优点。
2. 机械加工工艺：适用于生产小型精密量规，包括车削、铣削、磨削等工艺。
根据量规的尺寸和精度要求，选择合适的制造工艺，保证生产效率和产品质量。
量规设计
第6章 光滑极限量规6.1 概 述检验光滑工件尺寸时，可用通用测量器具，也可使用极限量规。
通用测量器具可以有具体的指示值，能直接测量出工件的尺寸，而光滑极限量规是一种没有刻线的专用量具，它不能确定工件的实际尺寸，只能判断工件合格与否。
因量规结构简单，制造容易，使用方便，并且可以保证工件在生产中的互换性，因此广泛应用于成批大量生产中。
光滑极限量规的标准是GB/T 1957-2006。
光滑极限量规有塞规和卡规之分，无论塞规和卡规都有通规和止规，且它们成对使用。
塞规是孔用极限量规，它的通规是根据孔的最小极限尺寸确定的，作用是防止孔的作用尺寸小于孔的最小极限尺寸；止规是按孔的最大极限尺寸设计的，作用是防止孔的实际尺寸大于孔的最大极限尺寸，如图6.1所示。
卡规是轴用量规，它的通规是按轴的最大极限尺寸设计的，其作用是防止轴的作用尺寸大于轴的最大极限尺寸；止规是按轴的最小极限尺寸设计的，其作用是防止轴的实际尺寸小于轴的最小极限尺寸，如图6.2所示。
图6.1 塞规检验孔图6.2 环规检验轴量规按用途可分为以下三类：1）工作量规工作量规是工人在生产过程中检验工件用的量规，它的通规和止规分别用代号“T”和“Z”表示。
2）验收量规验收量规量是检验部门或用户代表验收产品时使用的量规。
3）校对量规校对量规是校对轴用工作量规的量规，以检验其是否符合制造公差和在使用中是否达到磨损极限。
6.2量规设计6.2.1极限尺寸判断原则（泰勒原则）单一要素的孔和轴遵守包容要求时，要求其被测要素的实体处处不得超越最大实体边界，而实际要素局部实际尺寸不得超越最小实体尺寸，从检验角度出发，在国家标准“极限与配合”中规定了极限尺寸判断原则，它是光滑极限量规设计的重要依据，阐述如下：孔或轴的体外作用尺寸不允许超过最大实体尺寸。
即对于孔，其体外作用尺寸应不小于最小极限尺寸；对于轴，其体外作用尺寸不大于最大极限尺寸。
任何位置上的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸。
量规设计基础~
5．1 概述光滑极限量规是一种没有刻度的专用检验工具，用光滑极限量规检验零件时，只能判断零件是否在规定的验收极限范围内，而不能测出零件实际尺寸和形位误差的数值。
其特点是：结构简单，使用方便、可靠，验收效率高。
量规的形状与被检验工件的形状相反，其中检验孔的量规称为塞规，它由通规和止规组成，通规是按孔的最小极限尺寸设计的，作用是防止孔的作用尺寸小于其最小极限尺寸；止规是按孔的最大极限尺寸设计的，作用是防止孔的实际尺寸大于其最大极限尺寸，如图5-la）所示。
检验轴的量规称为卡规，它的通规是按轴的最大极限尺寸设计的，其作用是防止轴的作用尺寸大于其最大极限尺寸；止规是按轴的最小极限尺寸设计的，其作用是防止轴的实际尺寸小于其最小极限尺寸，如图5-lb）所示。
用量规检验零件时，只有通规通过，止规不通过，被测件才合格。
图5-1光滑极限量规量规按照用途分为：1．工作量规在零件制造过程中，生产工人检验工件时所使用的量规称为工作量规。
通规用代号T表示，止规用代号Z表示。
通常使用新的或者磨损较少的量规作为工作量规。
2．验收量规检验人员或者用户代表验收工件时所用的量规称为验收量规。
验收量规不需要另行制造，一般选择磨损较多或者接近其磨损极限的工作量规作为验收量规。
3．校对量规用于检验轴用工作量规的量规称为校对量规，由于孔用工作量规使用通用计量器具检验，所以不需要校对量规。
校对量规有以下几种：校通一通(TT)是检验轴用工作量规通规的校对量规。
校对时，应该通过，否则通规不合格。
校止一通(ZT)是检验轴用工作量规止规的校对量规。
校对时，应该通过，否则止规不合格。
校通一损(TS)是检验轴用工作量规通规是否达到磨损极限的校对量规。
校对时，应该不通过轴用工作量规(通规)，否则该通规已到或者超过磨损极限，不应该再使用。
5．2 量规尺寸及公差带量规是专用量具，它的制造精度要求比被检验工件更高，但不能将量规工作尺寸正好加工到某一规定值，故对量规工作尺寸也要规定制造公差。
6第六章 量规设计基础
第六章 量规设计基础
3、同时检验与分别检验 同时检验：用位置量规的测量部位检验被测关联要素的同时，定 位部位既用于模拟基准，又用于检验基准实际要素。 分别检验：实际基准要素的尺寸先由其它量规检验，其定位部位 仅用于模拟基准，位置量规只检验关联被测要素，这种检验称之 为分别检验。
4、综合公差Tt
定义：被测要素（或基准要素）本身的位 置公差或形状公差t与尺寸公差T之和
第六章 量规设计基础
第六章 量规设计基础
第一节 光滑极限量规的设计 第二节 位置量规简介
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第六章 量规设计基础
第一节光滑极限量规的设计
一、极限尺寸判断原则
1、孔或轴的体外作用尺寸不允许超过最大实体尺寸。即对于孔，其体 外作用尺寸应不小于最小极限尺寸；对于轴，则应不大于最大极限尺寸。 2、任何位置上的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸。即对于孔，其实 际尺寸不大于最大极限尺寸；对于轴，其实际尺寸不小于最小极限尺寸。
第六章 量规设计基础
二、位置量规测量部位的设计 1、形状和基本尺寸的确定
2、公差带的设置
三、位置量规定位部位的设计 1、形状和基本尺寸的确定 2、公差带的设置 （1）同时检验时定位部位公差带的设置
（2）分别检验时定位部位公差带的设置
第六章 量规设计基础
四、位置量规导向部位的设计 五、位置量规的主要技术要求 （1）量规工作部位的位置公差tP、t'P （2）量规的工作部位为中心要素时，其轮廓的形状公差 与尺寸公差遵守包容要求。 （3）工作部位的位置公差一般遵守独立原则 （4）定位部位形状为平面时，其平面度按4~7级 （5）未注形位公差按K级选取 （6）对表面粗糙度的要求： （7）位置量规在外观、材料上的要求与光滑极限量规基 本一致。
量规的设计
量规的形状公差和位置公差应控制在尺寸公差带内，
其形位公差值不大于尺寸公差的50 % ，考虑到制造和测
量的困难，当量规的尺寸公差小于或等于0 .002mm 时，
其形位公差仍取0 .001mm 。 4） 表面粗糙度P127表5-3
量规测量面的粗糙度按标准选取。校对量规测量面的
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， 应该在保证被检验的孔、轴的形状误差（尤其是轴线的直线度、圆度）不 致影响配合性质条件下，才能允许使用偏离泰勒原则的量规。
(a)全形通规 （b）两点状通规 1—实际孔
（c）工件 （d）两点状止规 2—孔公差带
（e）全形止规
三、量规设计
2. 量规的形式与结构
三、量规设计
2. 量规的形式与结构
三、量规设计
2. 量规的形式与结构
三、量规设计
光滑极限量规工作尺寸计算的一般步骤： ① 从国家标准《公差与配合》中查出孔与轴的尺寸极限偏差； ② 由表5—2查出量规制造公差T和位置要素Z值。按工作量规制造 公差T，确定工作量规的形状公差和校对量规的制造公差； ③ 计算各种量规的工作尺寸或极限偏差。 3. 设计举例 计算φ25H8/f7孔和轴用量规的极限偏差。 解：① 由P22、P24表1-10和1-11查出孔与轴的上、下偏差为：
二、工作量规公差带
2.校对量规的公差带
(a)校对量规的分类： “较通-通”(TT)：检验轴用量规“通规”的校 对量规。作用是防止通规尺寸过小，检验时应通 过被校对的量规。 “较通-损”(TS)：检验轴用量规“通规”磨损 极限的校对量规。作用是防止通规超出磨损极限 尺寸，检验时若通过被校对的量规，说明已用到 磨损极限。 “较止-通”(ZT)：检验轴用量规“止规” 的 校对量规。作用是防止止规尺寸过小，检验时应 通过被校对的量规。 (b)校对量规公差带分布 TT公差带是从通规的下偏差起向轴用量规通规 公差带内分布； TS公差带是从通规的磨损极限起向轴用量规通 规公差带内分布； ZT公差带是从止规的下偏差起向轴用量规止规 公差带内分布。
第7章孔、轴检测及量规设计基础
7.2 光滑极限量规 量规——无刻度的专用检验工具。 ——只能判断工件合格与否，不能获得实际尺寸和几何误差 的数值。 一、光滑极限量规的功用和分类 光滑极限量规有通规和止规，应成对使用。 孔用量规——塞规，轴用量规——环规或卡规。
11
1.功用 应用于采用ER的单一要素的孔或轴的检验： 通规——模拟最大实体边界，检验孔或轴的实体是否超出MMB； 止规——检验孔或轴的实际尺寸是否超出LMS。 2.分类 （1）工作量规——工人用以检验工件的量规。
3.计算量规的工作尺寸：
18
通规：定形尺寸 DM 25
es
(Z1
1 2
T1
)
6. 2
T1 )
3.3m
止规：定形尺寸 DL 25.033
es 0
ei T1 3.4m
故检验孔
25H 8
用塞规的通规工作部分按
25 0.0067 0.0033
第7章 孔、轴检测与量规设计基础
主要内容： 1.孔、轴实际尺寸的验收 2.光滑极限量规 重点： 1.验收极限的确定 2.光滑极限量规的设计原理 3.光滑极限量规的设计计算
2
7.1 孔、轴实际尺寸的验收
一、验收极限 实际尺寸=真实尺寸±测量误差 如果根据测得的实际尺寸来判断工件尺寸的合格性，则有可 能造成工件的误收或误废。 误收： 将真实尺寸位于公差带上下两端外侧附近的不合格品误判为 合格品而接收。 误废： 将真实尺寸位于公差带上下两端内侧附近的合格品误判为不 合格品而报废。
7
例 检验φ85f7 ( ) 00..0037E61 轴时的验收极限：
8
二、计量器具的选择
测量不确定度 由两部分组成：
位置量规设计原理及基本尺寸的确定
位置量规设计原理及基本尺寸的确定
位置量规是一种用于测量工件尺寸和位置的精密测量工具，其
设计原理和基本尺寸的确定涉及到多个方面。
首先，位置量规的设计原理主要包括以下几个方面：
1. 结构原理，位置量规通常由主体、测头、刻度盘、游标尺、
固定块等部件组成，其结构设计需要考虑测量精度、稳定性和耐用性。
2. 工作原理，位置量规通过测头与被测工件接触或非接触测量，利用游标尺和刻度盘来读取测量数值，实现对工件位置和尺寸的精
密测量。
3. 测量原理，位置量规的测量原理包括机械测量原理和光电测
量原理两种，机械测量原理主要依靠机械结构实现测量，而光电测
量原理则通过光电传感器实现测量。
其次，确定位置量规的基本尺寸需要考虑以下几个因素：
1. 测量范围，根据被测工件的尺寸范围确定位置量规的测量范围，确保能够满足实际测量需求。
2. 测量精度，根据测量精度要求确定位置量规的刻度盘刻度间距和游标尺的分度值，以及测头的精度等。
3. 结构尺寸，确定位置量规的主体尺寸、测头长度、刻度盘直径、游标尺长度等结构尺寸，以便满足工件测量的实际需求。
4. 材料选择，根据使用环境和测量要求选择适当的材料，确保位置量规具有良好的稳定性和耐用性。
综上所述，位置量规的设计原理涉及结构原理、工作原理和测量原理，而确定基本尺寸需要考虑测量范围、测量精度、结构尺寸和材料选择等因素。
在实际应用中，设计和确定位置量规的基本尺寸需要综合考虑这些因素，以确保位置量规能够准确、稳定地完成工件尺寸和位置的精密测量。
评价量规的设计精讲
评价量规的设计精讲量规是工业生产中常用的测量工具，用于测量物体的尺寸、直径、长度等参数。
量规的设计是非常关键的，它直接影响到测量的准确性和可靠性。
本文将对量规的设计要点进行精讲，并评价其设计的优劣之处。
量规的设计主要包括以下几个方面：材料选用、结构设计、刻度规划和製造工艺。
首先，材料的选用对量规的质量和寿命有着重要影响。
通常情况下，量规的刀片和刻度盘应采用硬度高、耐磨性好的材料，如优质合金钢或不锈钢，以保证其使用寿命和精度。
其次，结构设计是量规设计的核心。
合理的结构设计可以提高量规的测量精度和使用便捷性。
通常情况下，量规的结构设计应考虑刻度盘的直径、量程范围、可调性以及刀片的刚度等因素。
合适的结构设计不仅可以提高测量的准确性，还可以方便用户的操作和读数。
刻度规划是量规设计中不可忽视的部分。
精确、清晰的刻度是量规的核心，直接影响着测量结果的可靠性。
在刻度规划时，需要考虑到量规的量程范围、分度值、刻度线形式等因素。
合理的刻度规划可以避免读数误差和增加用户的使用便利性。
最后，製造工艺是量规设计中不可忽视的环节。
量规的製造工艺决定着量规的精度和质量。
对于高精度的量规来说，製造工艺的稳定性和精细度要求非常高。
因此，采用先进的製造工艺、精密的加工设备和严格的质量控制标准，才能保证量规的稳定性和精度。
综上所述，量规的设计涉及到材料选用、结构设计、刻度规划和製造工艺等多个方面。
合理的设计能够提高量规的测量准确性和可靠性，增加用户的使用便捷性。
同时，量规的设计也需要考虑成本和工艺等因素，以保证量规在实际应用中能够发挥出最大的作用。
然而，目前市场上存在着一些质量不过关的量规产品。
这些产品的设计不合理，存在读数不准确、刻度不清晰等问题。
同时，一些低档量规产品的製造工艺不够精细，导致量规的使用寿命较短。
因此，在选购量规产品时，消费者需要关注产品的品牌信誉、质量认证和售后服务等方面，以保证所购买的量规产品是优质的。
总的来说，量规的设计是一项复杂而重要的工作。
第六章 孔、轴检测与量规设计基础
§1 孔、轴实际尺寸的验收
§2 光滑极限量规 §3 功能量规
重点：
验收极限的确定； 光滑极限量规的设计原理； 光滑极限量规的设计计算
我国相关的国家标准：
难点： 光滑极限量规的设计计算
GB/T 3177-2009《产品几何技术规范（GPS） 光滑工件尺寸的检验》 GB/T 1957-2006《光滑极限量规 技术要求》 GB/T 8069-1998《功能量规》
规
规
孔
轴
适用场所不同
工 验校 作 收对 量 量量 规 规规
生
检
计
产
验
量
车
部
部
间
门
门
二、光滑极限量规的设计原理——泰勒原则
设计光滑极限量规时，应遵守泰勒原则（极限尺寸判断原则）的规定。
Dfe dfe
图7-7 孔、轴体外作用尺寸 Dfe、 dfe与实际尺寸 Da、 da
1—实际被测孔；2—最大的外接理想轴
（2）不内缩方式验收极限
不内缩方式的验收极限是以图样上规定的
上极限尺寸和下极限尺寸分别作为上、下 验收极限，即取安全裕度为零（A=0）， 因此
KS
L; max
Ki Lmin
图7-2 工件尺寸公差带及验收极限
y
2、验收极限方式的选择
① 对于遵循包容要求的尺寸和标准公差等 级高的尺寸，其验收极限按双向内缩方式 确定。
轴用量规——环规或卡规
孔用量规——塞规
光滑极限量规有通规和止规，应成对使用。
常见量规的结构形式
◆量规按用途分类：
（1）工作量规——指在零件制造过程中操作者所使用的量 规。 分为通规“T”和止规“Z”。
功能量规设计手册
功能量规设计手册前言功能量规是用来衡量产品功能特性和性能的工具，它在产品开发和制造过程中起着至关重要的作用。
本手册旨在向工程师和设计师详细介绍功能量规的设计原则、使用方法和注意事项，帮助他们更好地应用功能量规来确保产品的质量和性能。
第一部分：功能量规的概念和作用1.1 功能量规的定义功能量规是用来测量或验证产品功能特性、性能或物理特征的工具。
通过功能量规，我们可以准确地评估产品是否达到设计要求，从而确保产品质量和性能。
1.2 功能量规的作用功能量规在产品设计、制造和质量控制的各个阶段都扮演着重要的角色。
它可以帮助设计师确定产品规格和要求，指导制造过程中的加工和装配，以及在产品质量检验中进行验证。
第二部分：功能量规设计原则2.1 准确性功能量规的设计必须追求准确性，确保能够精确地测量或验证产品的功能特性和性能。
设计时需要考虑到测量误差、环境因素和使用条件等因素，以提高测量的准确性。
2.2 可重复性功能量规设计应考虑到可重复性，即在相同条件下，重复使用功能量规应该得到相似的测量结果。
这需要从材料选用、加工工艺和装配过程等方面进行设计考虑。
2.3 可靠性功能量规在设计时必须具有可靠性，能够在长时间使用中保持稳定的性能。
设计者需要考虑到材料的耐磨损性、零部件的可靠性以及使用环境的影响等因素，确保功能量规的可靠性。
第三部分：功能量规的设计步骤3.1 确定测量要求在设计功能量规之前，需要明确产品的功能要求和设计规格，确定需要测量或验证的功能特性和性能，以便为功能量规设计提供依据。
3.2 选取合适材料根据测量要求和使用条件，选择适合的材料来制作功能量规。
材料的硬度、耐磨性、稳定性等特性应当与功能要求相匹配。
3.3 设计功能量规结构根据测量要求和材料特性，设计功能量规的结构。
包括测量部件的形状、尺寸和布局等，确保功能量规可以准确地测量或验证产品的功能特性和性能。
3.4 制造和装配根据设计要求，制造功能量规各个部件，然后进行装配。
量规设计基础
量规设计基础一、极限尺寸判断原则单一要素的孔和轴遵守包容要求时，要求其被测要素的实体处处不超过最大实体边界，而实际要素局部实际尺寸不得超过最小实体尺寸。
二、光滑极限量规的检验原则依照极限尺寸判断原则设计的量规，称为光滑极限量规（简称量规）。
检验孔用的量规称为塞规，检验轴用的量规叫环规或卡规。
量规由通规（通端）和止规（止端）所组成。
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正好没有超越最小实体尺寸。
故零件合格。
三、滑极限量规的分类按用途分：工作量规、验收量规、校对量规1工作量规——工人在加工中用它来测工件的。
通端：T止端:Z2验收量规——检验部门或用户来验收零件的。
3校对量规——用来校对轴用量规，以发现卡规是否已磨损或变形。
TT→校通—通量规（通过被测卡规的通端）防止尺寸过小TS→校通—损量规（不通过被测卡规的通端）防止尺寸过大ZT→校止—通量规（通过被测卡规的通端）防止尺寸过小对于孔量规的校对一般用通用量仪来校对。
四、工作量规的设计1工作量规的公差带1）作量规基本尺寸的确定：各种量规是以被测工件的极限尺寸作为基本尺寸。
T=MMS ：dmaxDZ=LMS ：dminD2）作量规的公差带① 制造公差——控制量规制造时产生的误差。
② 磨损公差——规定有一个合理的寿命。
通端：制造、磨损止端:制造国标规定两种方案：量规公差带以不超出工件极限尺寸为原则分布在尺寸公差带之内。
通规的制造公差带对称于Z值。
Z——制造公差带中心至被测工件MMS之间的距离，其允许磨损量以工件的MMS 为极限。
止规的制造公差带是以工件的LMS算起。
量规公差带中：大小要素——T ；位置要素——Z。
其值见P93 表4-15 2验收量规的公差带没有列出单独的公差带规定：检验部门应该使用磨损较多的通规；用户使用通规接近MMS，以及接近LMS的止规。
3校对量规的公差带TT——从通规的下偏差计算起，向通规公差带内分布。
7孔、轴检测与量规设计基础
7 孔、轴检测与量规设计基础一、填空题：1、在车间生产现场用普通计量器具检测零件是否合格，国家标准主要规定了（验收原则）、（验收极限）和（计量器具选择原则）等。
2、用普通计量器具测量mm 1.0050+Φ孔，按GB/T3177-2009的规定，安全裕度A=0.01mm ，该孔的上验收极限为（ ）。
3、孔用光滑极限量规称为（塞规），其中通规按被测孔的（最大实体尺寸）制造；而止规按被测孔的（最小实体尺寸）制造4、轴用光滑极限量规称为（环规）（卡规），其中通规按被测轴的（最大实体尺寸）制造，而止规按被测轴的（最小实体尺寸）制造。
5、光滑极限量规的通规用来控制工件（体外作用尺寸）不得超过其（最大实体尺寸），而止规则用来控制工件（实际尺寸）不得超过其（最小实体尺寸）。
6、按包容要求或最大实体要求用量规检验工件时，只能判断工件合格与否，而不能获得工件（实际尺寸）和（几何误差）。
１、通规的基本尺寸等于（最大实体尺寸），止规的基本尺寸等于（最小实体尺寸）。
2、光滑极限量规按用途可分为（工作量规）、（验收量规）、（校对量规）三种。
3、根据泰勒原则，量规通规的工作面应是（全形）表面，止规的工作面应是（点状）表面。
4、量规通规规定位置要素Z 是为了（保证通规有一定使用寿命）。
5、量规通规的磨损极限即为工件的（最大实体尺寸）寸。
6、测量mm 010.0060+φ孔用工作量规通规的最大极限尺寸为（φ60.012）mm 。
（已知量规制造公差T=6μm ，位置要素Z=9μm ）7、测量mm 0019.060-φ轴用工作量规通规的最大极限尺寸为（φ59.994）mm 。
（已知量规制造公差T=6μm ，位置要素Z=9μm ）8、测量mm 0019.060-φ轴用工作量规止规的最小极限尺寸为（φ59.981）mm 。
（已知量规制造公差T=6μm ，位置要素Z=9μm ）9、测量mm 0025040+φ轴用工作量规止规的最大极限尺寸为（φ40.025）mm 。
量规设计基础PPT学习教案
6.3 工作量规设计
1)根据被检工件的尺寸大小和结构特点等因素选择量规的结构形式。 2)根据被检工件的基本尺寸和公差等级查出量规的位置要素Z和制 造公差T，画出量规公差带图，计算量规工作尺寸的上、下偏差。 3)查出量规的结构尺寸，画量规工作图，标注尺寸及技术要求。 例6-1 试设计检验ϕ30H8(+0．033)○E和ϕ30f7(-0．020)○E的工作量规。 解:1)确定量规形式。参考图6-3、图6-4，选择检验孔用锥柄圆柱双 头塞规；轴用单头双极限圆形片卡规。 2)查表6-1确定工作量规的制造公差T和位置要素Z。
6.2 量规设计原理
6.2.1 泰勒原则 量规的设计应符合泰勒原则（极限尺寸判断原则）。 (1)量规的基本尺寸 通规的基本尺寸应等于工件的最大实体尺寸 (DM或dM)；止规的基本尺寸应等于工件的最小实体尺寸(DL或dL)。 (2)量规的形状要求 通规用来控制工件的作用尺寸，它的测量面 应是与孔或轴形状相对应的完整表面，且测量长度等于配合长度， 因此，通规通常制成全形量规。 6.2.2 工作量规公差带
6.2 量规设计原理
图6-3 几种常用的轴用量规的结构形式 a)环规(1～100) b)双头卡规(3～10) c)单头双极限卡规(1～80)
第8页/共16页
6.2 量规设计原理
图6-4 几种常用的孔用量规的结构形式 a)锥柄圆柱塞规(1～50mm) b)单头非全形塞规(80～180mm)
c)片形塞规(18～315mm) d)球端杆规(315～500mm)
第11页/共16页
6.3 工作量规设计
3)计算量规极限偏差。
图6-5 量规公差带图
第12页/共16页
① 塞规通端 ② 塞规止端 ③ 止规通端 ④ 卡规止端
功能量规设计手册
功能量规设计手册功能量规是一种用于测量工件尺寸、形状和位置的工具，它在制造业中起着至关重要的作用。
设计一份功能量规设计手册，将有助于提高工作效率，确保产品质量，减少错误和浪费。
本手册将重点介绍功能量规的设计原则、操作方法和维护要点，以便读者能够全面了解功能量规的使用和管理。
第一部分：功能量规的设计原则1.1 功能量规的基本原理功能量规是通过量规主体，测量装置，显示装置和固定装置等组成。
设计功能量规时需满足测量范围、精度要求、稳定性和耐用性等基本原则，确保其可靠性和准确性。
1.2 材料选择功能量规的主体通常采用高强度、耐磨的金属材料，如不锈钢、铝合金等；而测量装置则需要介电材料，以保证测量的准确性。
1.3 结构设计设计功能量规时需充分考虑用户操作的便利性和安全性，结构设计应简单明了、稳定可靠，并符合人体工程学原理，便于用户长时间持续使用。
第二部分：功能量规的操作方法2.1 功能量规的使用规范在使用功能量规时，操作人员需按照标准操作流程，保证测量过程的准确性和稳定性。
需注意手柄的握持、测量头的安置和测量范围的选择等细节。
2.2 测量操作技巧功能量规的测量操作需要操作人员具备一定的技巧，包括轻轻放量、平稳移动量规等操作细节，以保证测量结果的准确性和稳定性。
2.3 测量结果记录测量完成后，操作人员需要及时记录测量结果，并进行合理保存，以便后续的数据分析和产品质量追溯。
第三部分：功能量规的维护要点3.1 定期校准功能量规需要定期进行校准，确保其测量结果的准确性。
校准频率需根据使用环境和频率进行合理安排。
3.2 清洁保养功能量规在使用过程中容易受到污染和磨损，需要定期进行清洁和保养，以延长其使用寿命和准确性。
3.3 损坏处理若功能量规发生损坏或故障，需要及时向专业维修人员进行处理，确保测量结果的准确性和可靠性。
通过上述功能量规设计手册的介绍，读者可以全面了解功能量规的设计原则、操作方法和维护要点，提高对功能量规的理解和管理水平。
孔、轴检测与量规设计基础
孔、轴检测与量规设计基础孔、轴(被测要素)的尺寸公差与形位公差的关系采用独立原则时，它们的实际尺寸和形位误差分别使用普通计量器具来测量。
对于采用包容要求○E的孔、轴，它们的实际尺寸和形状误差的综合结果应该使用光滑极限量规检验。
最大实体要求应用于被测要素和基准要素时，它们的实际尺寸和形位误差的综合结果应该使用功能量规检验。
孔、轴实际尺寸使用普通计量器具按两点法进行测量，测量结果能够获得实际尺寸的具体数值。
形位误差使用普通计量器具测量，测量结果也能获得形位误差的具体数值。
量规是一种没有刻度而用以检验孔、轴实际尺寸和形位误差综合结果的专用计量器具，用它检验的结果可以判断实际孔、轴合格与否，但不能获得孔、轴实际尺寸和形位误差的具体数值。
量规的使用极为方便，检验效率高，因而量规在机械产品生产中得到广泛应用。
我国发布了国家标准GB／T 3177—1997《光滑工件尺寸的检验》和GB／T 1957—1981《光滑极限量规》、GB／T 8069—1998《功能量规》，作为贯彻执行《极限与配合》、《形状和位置公差》以及《普通平键与键槽》、《矩形花键》等国家标准的技术保证。
§1 孔、轴实际尺寸的验收一、孔、轴实际尺寸的验收极限按图样要求，孔、轴的真实尺寸必须位于规定的最大与最小极限尺寸范围内才算合格。
考虑到车间实际情况，通常，工件的形状误差取决于加工设备及工艺装备的精度，工件合格与否只按一次测量来判断，对于温度、压陷效应以及计量器具和标准器(如量块)的系统误差均不进行修正。
因此，测量孔、轴实际尺寸时，由于诸多因素的影响而产生了测量误差，测得的实际尺寸通常不是真实尺寸，即测得的实际尺寸=真实尺寸±测量误差，如图7-1所示。
鉴于上述情况，测量孔、轴实际尺寸时，首先应确定判断其合格与否的尺寸界限，即验收极限。
如果根据测得的实际尺寸是否超出极限尺寸来判断其合格性，即以孔、轴的极限尺寸作为孔、轴实际尺寸的验收极限，则有可能把真实尺寸位于公差带上下两端外侧附近的不合格品误判为合格品而接收，这称为误收。
评价量规的设计与应用(两篇)
评价量规的设计与应用（二）引言概述：量规是一种常见的测量工具，在工业、制造和科学研究等领域广泛应用。
它们被用于测量物体的尺寸、直径、深度等参数。
在第一部分的基础上，本文将进一步探讨量规的设计与应用。
我们将详细介绍量规的设计原则、精度要求，以及在不同领域中的具体应用。
正文内容：一、量规设计原则1. 结构合理：量规应具有简洁的机械结构，易于使用和操作。
设计时，要将零部件的数量降到最低，以提高可靠性和使用寿命。
2. 易于校准：量规的设计应考虑到校准的便利性。
它们应配备调节机制，以确保其准确性和稳定性。
3. 操作方便：量规应具备方便的操作手柄和刻度尺。
操作员应能确切读取刻度并进行精确测量。
4. 自动零点：一些高级量规应当具有自动零点功能，可以减少使用者的操作步骤和时间，提高工作效率。
二、量规的精度要求1. 准确性：量规是用于精确测量的工具，因此其精度要求非常高。
通常使用的标准是国际单位制中的毫米或微米。
2. 稳定性：好的量规应具有稳定的性能，不受环境因素的影响。
它们应当能够保持在同一范围内的准确测量结果。
3. 重复性：量规在多次测量同一物体时，应能得到相似的测量结果。
重复性是评价量规性能的重要指标之一。
4. 线性性：线性性指的是量规的读数与被测量尺寸之间的关系。
好的量规应具有良好的线性特性，以确保准确的测量结果。
三、量规在制造领域的应用1. 外径测量：量规常用于测量工件的外径，用于检查工件是否符合设计要求。
通过量规的测量结果，制造商可以及时调整生产工艺，以保证产品质量。
2. 内径测量：量规还可用于测量工件的内径，比如管道或孔的直径。
在汽车制造和机械加工等行业，内径测量常用于检查零件尺寸是否符合要求。
3. 深度测量：量规可以测量物体的深度，例如螺纹孔的深度。
在零件装配过程中，深度测量是确保零件安装正确的重要步骤。
4. 平面度测量：通过量规的平面度测量功能，制造商可以检查工件表面的平整度，以确保产品的质量。
功能量规设计手册
功能量规设计手册一、引言功能量规是一种广泛应用于工业生产中的精密测量工具，在各种加工作业中都有着重要的应用。
功能量规的设计和使用直接关系到产品质量和生产效率，因此具有重要的意义。
本手册旨在介绍功能量规的设计原则、制造工艺及使用方法，以期对功能量规的设计及使用提供一定的指导。
二、功能量规的定义和分类功能量规是用来检查零件几何形状和位置误差的一种测量工具，主要分为定位定量型和定量型两大类。
1. 定位定量型功能量规：这类量规主要用于零件的定位，并可同时检查定位精度和尺寸偏差。
例如平面并行度量规、轴线与面垂直度量规等。
2. 定量型功能量规：这类量规主要用于检测零件的尺寸偏差，例如千分尺、游标卡尺等。
三、功能量规设计原则功能量规的设计应遵循以下原则：1. 可靠性原则：功能量规在使用过程中应具有良好的稳定性和重复性，能够准确、可靠地检测出工件的几何尺寸和位置误差。
2. 灵敏性原则：功能量规应具有较高的灵敏度，能够有效地检测出工件的微小尺寸和位置变化。
3. 通用性原则：功能量规的设计应尽可能通用，能够适应多种工件形式和尺寸，减少专用量规的开发和制造成本。
4. 易用性原则：功能量规的设计应简单易用，便于操作和维护，减少误差和提高操作效率。
四、功能量规设计流程功能量规的设计流程主要包括以下几个步骤：1. 确定测量要求：明确需要测量的零件的尺寸、形位公差要求，以及测量精度要求。
2. 选择量规类型：根据测量要求，选择合适的功能量规类型，包括定位定量型和定量型。
3. 设计量规结构：根据测量要求，设计功能量规的结构和工作原理，确定量规的测量范围和灵敏度。
4. 确定材料和工艺：根据功能量规的工作环境和使用要求，选择合适的材料和制造工艺。
5. 制造和装配：根据设计要求，制造和装配功能量规，确保量规的精度和稳定性。
6. 验证和校准：对制造好的功能量规进行验证和校准，确保其测量精度和可靠性满足要求。
五、功能量规使用方法1. 功能量规的操作：在使用功能量规之前，应检查量规的外观是否损坏、刻度是否清晰等，确保量规的正常使用。
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5．1 概述光滑极限量规是一种没有刻度的专用检验工具，用光滑极限量规检验零件时，只能判断零件是否在规定的验收极限范围内，而不能测出零件实际尺寸和形位误差的数值。
其特点是：结构简单，使用方便、可靠，验收效率高。
量规的形状与被检验工件的形状相反，其中检验孔的量规称为塞规，它由通规和止规组成，通规是按孔的最小极限尺寸设计的，作用是防止孔的作用尺寸小于其最小极限尺寸；止规是按孔的最大极限尺寸设计的，作用是防止孔的实际尺寸大于其最大极限尺寸，如图5-la）所示。
检验轴的量规称为卡规，它的通规是按轴的最大极限尺寸设计的，其作用是防止轴的作用尺寸大于其最大极限尺寸；止规是按轴的最小极限尺寸设计的，其作用是防止轴的实际尺寸小于其最小极限尺寸，如图5-lb）所示。
用量规检验零件时，只有通规通过，止规不通过，被测件才合格。
图5-1光滑极限量规量规按照用途分为：1．工作量规在零件制造过程中，生产工人检验工件时所使用的量规称为工作量规。
通规用代号T表示，止规用代号Z表示。
通常使用新的或者磨损较少的量规作为工作量规。
2．验收量规检验人员或者用户代表验收工件时所用的量规称为验收量规。
验收量规不需要另行制造，一般选择磨损较多或者接近其磨损极限的工作量规作为验收量规。
3．校对量规用于检验轴用工作量规的量规称为校对量规，由于孔用工作量规使用通用计量器具检验，所以不需要校对量规。
校对量规有以下几种：校通一通(TT)是检验轴用工作量规通规的校对量规。
校对时，应该通过，否则通规不合格。
校止一通(ZT)是检验轴用工作量规止规的校对量规。
校对时，应该通过，否则止规不合格。
校通一损(TS)是检验轴用工作量规通规是否达到磨损极限的校对量规。
校对时，应该不通过轴用工作量规(通规)，否则该通规已到或者超过磨损极限，不应该再使用。
5．2 量规尺寸及公差带量规是专用量具，它的制造精度要求比被检验工件更高，但不能将量规工作尺寸正好加工到某一规定值，故对量规工作尺寸也要规定制造公差。
5．2．1 工作量规基本尺寸工作量规中的通规是用来检验工件的作用尺寸是否超过最大实体尺寸(轴的最大极限尺寸或者孔的最小极限尺寸)，工作量规中的止规是检验工件的实际尺寸是否超过最小实体尺寸(轴的最小极限尺寸或孔的最大极限尺寸)，各种量规即以被检验的极限尺寸为基本尺寸。
5．2．2 工作量规公差带通规在使用过程中，常常与工件相接触，不可避免地发生磨损而使尺寸发生变化，为使通规有一个合理的使用寿命，除规定量规的制造公差外，还必须对通规规定磨损公差和磨损极限。
止规由于不经常通过零件，磨损量少，所以只规定了制造公差。
1．制造公差国家标准规定量规的公差带不得超越工件的公差带。
通规的制造公差带对称于Z值(称为公差带位置要素)，其允许磨损量以工件的最大实体尺寸为极限；止规的制造公差带是从工件的最小实体尺寸算起，分布在尺寸公差带之内。
其公差带分布如图5-2所示。
工作量规的制造公差T和通规公差带位置要素Z是综合考虑了量规的制造水平和一定的使用寿命，按被检验零件的公差等级和基本尺寸给定的。
具体数值见表5-1。
2．磨损极限通规的磨损极限尺寸就是零件的最大实体尺寸。
由图5-2所示的几何关系，可以得出工作量规上、下偏差的计算公式，见表5-2。
图5-2量规公差带3．验收量规公差带表5-2工作量规极限偏差的计算在量规国家标准中，没有单独规定验收量规公差带，但规定了检验部门应该使用磨损较多的通规，用户代表应使用接近工件最大实体尺寸的通规以及接近工件最小实体尺寸的止规。
4．校对量规公差带如前所述，只有轴用量规才有校对量规。
“校通一通”量规(TT)其作用是防止轴用通规尺寸过小，其公差带从通规的下偏差算起，向轴用通规公差带内分布。
“校止一通”量规(ZT)其作用是防止轴用止规尺寸过小，其公差带是从止规的下偏差起，向轴用止规公差带内分布。
“校通一损”量规(ST)其作用是防止通规在使用中超过磨损极限，其公差带是从通规的磨损极限起，向轴用通规公差带内分布。
校对量规的尺寸公差T P为工作量规尺寸T公差的一半，校对量规的形状公差应控制在其尺寸公差带内。
5．3 工作量规设计5．3．1 量规设计的原则及其结构光滑极限量规的设计应符合极限尺寸判断原则(泰勒原则)，即孔或轴的作用尺寸不允许超过最大实体尺寸，在任何位置上的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸。
其尺寸关系：对于孔： D M (D min) ≤D fe D a ≤D L (D max)对于轴： d L (d min) ≤ d a d fe≤d M (d max)根据这一原则，通规应设计成全形的，即除其尺寸为最大实体尺寸外，其轴向长度还应与被检工件的长度相同。
若通规不是全形规，会造成检验错误。
图5-3为用通规检验轴的示例，轴的作用尺寸已经超过最大实体尺寸，为不合格件，通规应不通过，检验结果才是正确的，但是不全形的通规却能通过，造成误判。
止规用于检验工件的实际尺寸，理论上其形状应该为不全形(两点式)，否则也会造成检验误差。
止规形状不同对检验结果的影响如图5-4所示，轴在y—y方向的实际尺寸已经超出最小实体尺寸(轴的最小极限尺寸)，正确的检验情况是：止规在该位置上通过，从而判断出该轴不合格。
但用全形止规检验时，因其他部位的阻挡，却通不过该轴，造成误判。
所以符合极限尺寸判断原则的通规，其结构形式为全形规，而止规的结构则应为点状，即非全形规。
图5-3通规形状对检验的影响但在实际应用中，为了便于使用和制造，极限量规常偏离了上述原则。
例如，为了使用已标准化的量规，标准通规的长度常常不等于工件的配合长度；对大尺寸的孔和的塞规(杆规和卡规)检验，以代替笨重的全形塞规。
再比如，因环规通规不能检验正在顶尖上加工的工件及曲轴，而允许用卡规代替。
对于止规，由于测量时，点接触易于磨损，故止规不得不以小平面、圆柱面或者球面代替。
检验小孔用的止规，为制造方便和增加刚度，常常采用全形塞规；检验薄壁工件时，为了防止两点状止规造成工件变形，也采用全形止规。
图5-4止规形状对检验的影响为了尽量避免在使用中因偏离泰勒原则检验时造成的误差，操作时一定要注意。
例如，使用非全形的通端塞规时，应在被检验孔的全长上，沿圆周的几个位置上检验；使用卡规时，应在被检验轴的配合长度内的几个部位，并围绕被检验轴圆周的几个位置上检验。
选用量规结构形式时，必须考虑工件的结构、大小、产量和验收效率等。
图5-5列出了不同尺寸范围下的通规、止规的型式及应用范围。
图5-5a)为孔用量规，图5-5b)为轴用量规。
图5-6分别给出了几种常用的轴用、孔用量规的结构型式，供设计时使用，图5-6a)为轴用量规，图5-6b)、图5-6c)和图5-6d)为非全形孔用量规。
5．3．2 工作量规设计举例光滑极限量规工作尺寸计算的一般步骤如下：（1）按照极限与配合（GB/T1800．3─1998）确定孔、轴的上、下偏差。
（2）按照表5-1查出工作量规制造公差T 值和位置要素Z 值。
按工作量规制造公差T ，确定工作量规形状公差。
（3）计算各种量规的极限偏差或工作尺寸，画出公差带图。
例5-1 设计检验Ф30H8／f'7○E 孔、轴用工作量规。
解：（1）确定量规的类型。
参考图5-5，检验Φ30H8的孔用全形塞规，检验Φ30f7的轴用卡规。
（2）查表1-3、表1-5、表1-6得Φ30H8／f7孔、轴尺寸标注分别为Φ30H8（033.00+）、Φ30ff7(020.0041.0--)。
（3）计算各种量规的极限偏差： 1）Ф30H8孔用塞规 通规 上偏差=EI+Z+2T= (0+0．005+0．0017) mm= +0．0067mm下偏差= EI+Z-2T=（0+0．005-0．0017）mm= +0．0033mm图5-5 量规型式及尺寸应用范围a)孔用量规型式和应用尺寸范围b)轴用量规型式和应用尺寸范围图5-6 常用量规结构型式磨损极限=EI=0止规 上偏差=ES= +0．033mm下偏差=ES-T= (+0．033-0.0034) mm= +0．0296mm 2）Ф30f7轴用卡规通规 上偏差=es-Z+2T=（-0．020-0．0034+0．0012）mm= -0．0222mm 下偏差= es-Z-2T=（-0．020-0．0034-0．0012）mm = -0．0246mm磨损极限=es= -0．020mm止规 上偏差=ei+T= (-0．041+0．0024) mm= -0．0386mm 下偏差=ei= -0．041mm 将计算结果列于表5-3。
表5-3 量规工作尺寸计算 (单位：mm)（4）绘制工作量规的公差带图(图5-7)。
量规的标注方法如图5-8所示。
图5-7 孔、轴工作量规的公差带图5．3．3 量规的其他技术要求1．量规的材料量规的材料可用淬硬钢(碳素工具钢、合金工具钢)和硬质合金，也可在测量面上镀以耐磨材料。
图5-8 量规的标注方法2．量规工作面硬度量规测量表面的硬度对量规使用寿命有一定影响，其测量面的硬度应为HRC58―65。
3．量规的形位公差量规的形位公差应控制在尺寸公差带内，形状公差为尺寸公差的50％，考虑到制造和测量的困难，当量规尺寸公差小于0．001mm时，其形状公差仍取0．00lmm。
4．量规工作面的粗糙度量规测量面的粗糙度主要从量规使用寿命、工件表面粗糙度以及量规制造的工艺水平考虑。
一般量规工作面的粗糙度应比被检工件的粗糙度要求更严格些，量规测量面粗糙度要求可以参照表5-4选取。
表5-4 量规测量面的表面粗糙度参数R a值 (单位： um)本章小结光滑极限量规是依照极限尺寸判断原则设计的量规，简称量规。
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正好没有超越最小实体尺寸，故零件合格。
根据用途不同，量规分为工作量规、验收量规和校对量规三种。
工作通规公差带由制造公差和磨损公差两部分组成。
工作止规公差带只有制造公差。
习题五5-l 光滑极限量规分几类？各有什么用途？为什么孔用工作量规没有校对量规？5-2 光滑极限量规有何特点?如何判断工件的合格性?5-3 光滑极限量规的设计原则是什么?并说明其含义。
5-4 量规的工作尺寸在工作图上如何标注？5-5 设计检验Ф50H7／t6○E配合的孔、轴工作量规，并画出公差带图。