7光滑工件尺寸的检测
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光滑工件轴径尺寸的测量
1 实验一 光滑工件轴径尺寸的测量
一、实验内容
在立式光学比较仪或投影立式光学计上，以量块为基准，用比较测量法，测量光滑极限量规外径尺寸的实际偏差及合格性判断。
二、实验目的
1．了解光学比较仪的工作原理和结构。
2．熟悉测量技术中常用的度量指标和量块、量规的实际运用。
3．掌握光学比较仪的调整步骤和测量方法。
4．对测量数据能进行处理，作出正确的判断结论。
三、实验基本原理与方法
1．立式光学比较仪概述
立式光学比较仪简称光较仪，也叫立式光学计。
其外形结构如图1-1所示。
它由底座、横臂、光学计管和工作台等部分组成。
图1-1 立式光学比较仪
1-底座；2-立柱；3-横臂紧固螺钉；4-光管；5-测头提升器；6-工作台
7-横臂调节螺母；8-横臂；9-光管细调装置；10-光管紧固螺钉
立式光学比较仪是一种精度较高、结构简单的常用光学仪器。
它是以量块为基准，用比较测量法来测量各种精密工件的外尺寸，也可在±0.1mm 范围内作绝对测量，还可用4等量块作基准，检定5等（3、4级）量块。
第七章 光滑工件尺寸的检测
孔 公 差 带 轴 公 差 带 验收极限
验收极限 验收极限
验收极限
7.2 用通用计量器具测量工件 验收极限方式的确定——内缩 内缩 验收极限方式的确定
孔尺寸的验收极限： 孔尺寸的验收极限： 补充： 补充：不确定度 轴孔 上验收极限 上验收极限 上验收极限=最小实体极限（LML）－安全裕度（ ）－安全裕度 上验收极限=最小实体极限（LML）－安全裕度（A） 公公 测量不确定度是指测量获得结果的不确定程度。 测量不确定度是指测量获得结果的不确定程度。 差差 下验收极限=最大实体极限（MML） 安全裕度（ 下验收极限=最大实体极限（MML）+安全裕度（A） 带带 下验收极限 它表明该结果的可信赖程度，是测量结果质量的指标； 它表明该结果的可信赖程度，是测量结果质量的指标； 轴尺寸的验收极限： 轴尺寸的验收极限： 下验收极限 不确定度愈小，所述结果与被测量的真值愈接近， 不确定度愈小，所述结果与被测量的真值愈接近，质量越 上验收极限=最大实体极限（MML）－安全裕度（ ）－安全裕度 上验收极限=最大实体极限（MML）－安全裕度（A） 下验收极限=最小实体极限（LML） 安全裕度（ 下验收极限=最小实体极限（LML）+安全裕度（A） 水平越高，其使用价值越高； 高，水平越高，其使用价值越高； 不确定度越大，测量结果的质量越低，水平越低，其使用 水平越低， 不确定度越大，测量结果的质量越低，精度 值确定要适当： 太大， A值确定要适当：A太大，误收 误废 经济性 价值也越低； 太小， 价值也越低； A太小， 误收 误废 精度 经济性 不确定度的值即为各项值距离平均值的最大距离。 不确定度的值即为各项值距离平均值的最大距离。 不确定度： 计量器具本身的不确定度 A值由 计量器具本身的不确定度：u1 有一列数。A1,A2, ... , An, 他们的平均值为A，则不 他们的平均值为A 例：有一列数。、温度误差和压陷效应等引起的不确定度：u2 形状误差、 不确定度： 形状误差 温度误差和压陷效应等引起的不确定度 确定度为： 确定度为：max{ |A - Ai|, 一般情况下， 值按工件公差T的1/10 确定。 n}。 确定。 一般情况下，A值按工件公差Ti = 1, 2, ..., n}。
验收极限 验收极限
验收极限
7.2 用通用计量器具测量工件 验收极限方式的确定——内缩 内缩 验收极限方式的确定
孔尺寸的验收极限： 孔尺寸的验收极限： 补充： 补充：不确定度 轴孔 上验收极限 上验收极限 上验收极限=最小实体极限（LML）－安全裕度（ ）－安全裕度 上验收极限=最小实体极限（LML）－安全裕度（A） 公公 测量不确定度是指测量获得结果的不确定程度。 测量不确定度是指测量获得结果的不确定程度。 差差 下验收极限=最大实体极限（MML） 安全裕度（ 下验收极限=最大实体极限（MML）+安全裕度（A） 带带 下验收极限 它表明该结果的可信赖程度，是测量结果质量的指标； 它表明该结果的可信赖程度，是测量结果质量的指标； 轴尺寸的验收极限： 轴尺寸的验收极限： 下验收极限 不确定度愈小，所述结果与被测量的真值愈接近， 不确定度愈小，所述结果与被测量的真值愈接近，质量越 上验收极限=最大实体极限（MML）－安全裕度（ ）－安全裕度 上验收极限=最大实体极限（MML）－安全裕度（A） 下验收极限=最小实体极限（LML） 安全裕度（ 下验收极限=最小实体极限（LML）+安全裕度（A） 水平越高，其使用价值越高； 高，水平越高，其使用价值越高； 不确定度越大，测量结果的质量越低，水平越低，其使用 水平越低， 不确定度越大，测量结果的质量越低，精度 值确定要适当： 太大， A值确定要适当：A太大，误收 误废 经济性 价值也越低； 太小， 价值也越低； A太小， 误收 误废 精度 经济性 不确定度的值即为各项值距离平均值的最大距离。 不确定度的值即为各项值距离平均值的最大距离。 不确定度： 计量器具本身的不确定度 A值由 计量器具本身的不确定度：u1 有一列数。A1,A2, ... , An, 他们的平均值为A，则不 他们的平均值为A 例：有一列数。、温度误差和压陷效应等引起的不确定度：u2 形状误差、 不确定度： 形状误差 温度误差和压陷效应等引起的不确定度 确定度为： 确定度为：max{ |A - Ai|, 一般情况下， 值按工件公差T的1/10 确定。 n}。 确定。 一般情况下，A值按工件公差Ti = 1, 2, ..., n}。
第六章-光滑工件尺寸的检验
T：工作量规的制造公差；
Z—工作量规通规制造公差的中心线到工件最大实体尺寸之间的距离（位置要素）；
Tp—校对量规制造公差
三、量规公差带
MMS
TS
4、轴用工作量规需用校对规检验
f7 LMS
TP TT ZT
ZT：控制止规不要做小了， 能通为准。 TT：控制通规不要做小了， 能通为准。 TS：防止通规超过磨损极限。
则提高。
+33
误 +36 收
工件的形状误差会引起误收，其误 收率随着验收极限的内缩而降低。
+30 误 H8 废
当测量误差服从正态分布，而工件
尺寸分别遵循正态分布、偏态分布和
+ 0
均匀分布时，误判概率见表5-5、表
-
5-6和表5-7。
+3
误 收 -3
例：
被检工件φ50h8E，已知CP=0.67,尺寸遵循正态分布， 试选择计量器具，确定验收极限，并分析误判概率。
公差带位置：Z 见表5-8
Z
MMS -20
T TS
3、通规需要考虑磨损问题：
磨损极限尺寸为MMS。
f7
TP TT
止规的公差带从LMS起内缩。 -41
ZT
工作量规制 造公差带
工作量规通规 磨损公差带
LMS
校对量规制 造公差带
T：工作量规的制造公差；
Z—工作量规通规制造公差的中心线到工件最大实体尺寸之间的距离（位置要素）；
当采用内缩方案时，由于安全裕度A值是一定的，因此，选 用不同档的值对测量不确定度的内缩量亦不同：
选用Ⅰ档时，A=u（测量不确定度100%内缩）； 选用Ⅱ档时，A=3/5u （60%内缩）； 选用Ⅲ档时， A=2/5u （40%内缩）。
第六章-光滑工件尺寸的检验
=最小实体极限(LML)－安全裕度(A)
=最大实体极限(MML)＋安全裕度(A)
=最大实体极限(MML)－安全裕度(A) =最小实体极限(LML)＋安全裕度(A)
优点：减少或防止误收； 缺点：误废会略有增加。
（2）不内缩方式
验收极限:等于规定的最大实体极限(MML)和 最小实体极限(LML)，即安全裕度值等于零。
用于轴径检验的光滑极限量规称为环规（或卡规）。 也分通规和止规。
通规按被检轴最大极限尺寸制造，止规按被检轴最小 极限尺寸制造。使用时，通规如通过被检轴，则表明轴径 小于最大极限尺寸；止规如通不过被检轴，则表明轴径大 于最小极限尺寸。这样的检验结果表明轴径在规定的极限 尺寸范围内，是合格的。反之，轴径不合格。
按不确定度允许值U选择通用计量器具
测量不确定度 U
u1 计量器具的不确定度
测量温度
u2－
工件形位公差
的影响不确定度
测量力引起压缩变形
u2 约为计量器具不确定度允许值 u1 的一半，即
u2 0.5u1
所以 U u12节 用普通计量器具测量工件
一. 验收极限 验收极限是检验工件尺寸时判断工件合格与 否的尺寸界限
GB／T 3177－1997《光滑工件尺寸的检验》， 对用普通计量器具检测工件尺寸规定了两种验 收极限：
（1）内缩方式
（2）不内缩方式
（1）内缩方式 验收极限：从规定的最大实体极限(MML)和最小 实体极限(LML)分别向工件公差带内移动一个安 全裕度(A) ( A=T/10 ，T 为工件公差)
图 6-3 实际尺寸服从偏态分布的 验收极限
(3)当工件的实际尺寸服从偏态分布时(如①手控加工，② 刀具磨损时，为了避免出现不可修复的废品，轴尺寸多 偏大，孔尺寸多偏小)，可只对尺寸偏向的一侧选用内 缩方式，另一侧不内缩，如图6-3。
=最大实体极限(MML)＋安全裕度(A)
=最大实体极限(MML)－安全裕度(A) =最小实体极限(LML)＋安全裕度(A)
优点：减少或防止误收； 缺点：误废会略有增加。
（2）不内缩方式
验收极限:等于规定的最大实体极限(MML)和 最小实体极限(LML)，即安全裕度值等于零。
用于轴径检验的光滑极限量规称为环规（或卡规）。 也分通规和止规。
通规按被检轴最大极限尺寸制造，止规按被检轴最小 极限尺寸制造。使用时，通规如通过被检轴，则表明轴径 小于最大极限尺寸；止规如通不过被检轴，则表明轴径大 于最小极限尺寸。这样的检验结果表明轴径在规定的极限 尺寸范围内，是合格的。反之，轴径不合格。
按不确定度允许值U选择通用计量器具
测量不确定度 U
u1 计量器具的不确定度
测量温度
u2－
工件形位公差
的影响不确定度
测量力引起压缩变形
u2 约为计量器具不确定度允许值 u1 的一半，即
u2 0.5u1
所以 U u12节 用普通计量器具测量工件
一. 验收极限 验收极限是检验工件尺寸时判断工件合格与 否的尺寸界限
GB／T 3177－1997《光滑工件尺寸的检验》， 对用普通计量器具检测工件尺寸规定了两种验 收极限：
（1）内缩方式
（2）不内缩方式
（1）内缩方式 验收极限：从规定的最大实体极限(MML)和最小 实体极限(LML)分别向工件公差带内移动一个安 全裕度(A) ( A=T/10 ，T 为工件公差)
图 6-3 实际尺寸服从偏态分布的 验收极限
(3)当工件的实际尺寸服从偏态分布时(如①手控加工，② 刀具磨损时，为了避免出现不可修复的废品，轴尺寸多 偏大，孔尺寸多偏小)，可只对尺寸偏向的一侧选用内 缩方式，另一侧不内缩，如图6-3。
光滑工件的检测及其标准new
A
dmax(M)
轴
公
上验收极限
差
带
下验收极限
Dmax(L)
A
孔 公
上验收极限
差
下验收极限
带
DM
Dmin(M)
dmin(L)
Cp>1采用包容要求时的验收极限
19
§1 光滑工件尺寸的通用计量器具检测
dmax A
轴
上验收极限
公
差
带
下验收极限
Dma
x
上验收极限
孔
公
差
下验收极限
带
A
Dmin
dmin
偏态分布时的验收极限
20
§1 光滑工件尺寸的通用计量器具检测
4．测量器具的选择
1.测量精度：所选的测量器具的精度指标必需满足被测对 象
的精度要求，才能保证测量的准确度。被测对象的精度要求 主要由
其公差的大小来表达。一般状况下，所选测量器具的测量不 确定度
只能占被测零件尺寸公差的1/10～1/3，精度低时取1/10，精 度
量规构造简洁、制造简洁、使用便利。 检验孔、轴时，不能测出孔、轴尺寸的具体数字，但能推断孔、轴尺
寸是否合格。
螺纹环规、塞规 27
§2 光滑极限量规
孔公差
孔最大极限尺寸
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
止 通
轴最小极限尺寸 轴公差
通
止
孔最小极限尺寸 轴最大极限尺寸
孔用塞规
轴用卡规或环规
28
§2 光滑极限量规
量规是用来推断孔、轴尺寸是否在规定的两极限尺寸范 围内，因此量规都成对使用。
9
§1 光滑工件尺寸的通用计量器具检测
USL、LSL分别为上标准限和下标准限，它们之间的区域1为标准 区，C线表示设计或给定规划阶段，D线表示检验阶段。 由于检验中引入了测量不确定度，合格区和不合格区因不确定区的 存在而减小。测量不确定度越大，合格区和不合格区也会变得越小 。工件和测量设备的标准是在假设能遵守的条件下给出的，因此全 部工件和测量设备均不能超越这些标准。在依据给定的标准进展合 格或不合格判定的检验阶段，应考虑评定得到的测量不确定度。
光滑工件尺寸的检测
0.021 0
0.028 0.015
）: ）:
Z=0.0034 T=0.0024 Z=0.0024 T=0.002
第六章 光滑工件 的尺寸检测
3)确定量规上下偏差 塞规： ES=+0.021
EI =0
通端：Ts=EI+Z+T/2=0+0.0034+0.0012=+0.0046 Ti=EI+Z-T/2=0+0.0034-0.0012=+0.0022 止端：Zs=ES= +0.021 Zi=ES-T=+0.0186 卡规： es= +0.028 ei =+0.015 通端：Tsd=es-Z+T/2=+0.028-0.0024+0.001=+0.0266 Tid=es-Z-T/2=+0.028-0.0024-0.001=+0.0246 止端：Zsd=ei+T=+0.017 Zid=ei=+0.015
一、测量误差对测量结果的影响
最 大 极 限 尺 寸
工件 公差
误收 误废 生产公差 误废 误收 最小极限尺寸
保证 公差
生产公差:合格工件可能的最小公差 保证公差:合格工件可能的最大公差
第六章 光滑工件 的尺寸检测
第一节 通用测量器具测量
一、验收极限:是检验工件尺寸时判断合格与否的尺寸界限 确定工件尺寸的验收极限,有两种方案 1）内缩方案：为保证产品质量，减少误收，验收极限是分别从最大极限 和最小极限向公差带内移动一个安全裕度A，来确定，简称内缩方案。
上验收极限 上验收极限
孔 公 差 带
A
生 产 公 差
0.028 0.015
）: ）:
Z=0.0034 T=0.0024 Z=0.0024 T=0.002
第六章 光滑工件 的尺寸检测
3)确定量规上下偏差 塞规： ES=+0.021
EI =0
通端：Ts=EI+Z+T/2=0+0.0034+0.0012=+0.0046 Ti=EI+Z-T/2=0+0.0034-0.0012=+0.0022 止端：Zs=ES= +0.021 Zi=ES-T=+0.0186 卡规： es= +0.028 ei =+0.015 通端：Tsd=es-Z+T/2=+0.028-0.0024+0.001=+0.0266 Tid=es-Z-T/2=+0.028-0.0024-0.001=+0.0246 止端：Zsd=ei+T=+0.017 Zid=ei=+0.015
一、测量误差对测量结果的影响
最 大 极 限 尺 寸
工件 公差
误收 误废 生产公差 误废 误收 最小极限尺寸
保证 公差
生产公差:合格工件可能的最小公差 保证公差:合格工件可能的最大公差
第六章 光滑工件 的尺寸检测
第一节 通用测量器具测量
一、验收极限:是检验工件尺寸时判断合格与否的尺寸界限 确定工件尺寸的验收极限,有两种方案 1）内缩方案：为保证产品质量，减少误收，验收极限是分别从最大极限 和最小极限向公差带内移动一个安全裕度A，来确定，简称内缩方案。
上验收极限 上验收极限
孔 公 差 带
A
生 产 公 差
光滑工件尺寸检验和光滑
按用途分类 工作量规:加工工件的操作者使用,新的或磨损较少; ①工作量规:加工工件的操作者使用,新的或磨损较少; 验收量规:检验员或用户使用,旧的或磨损较多, ②验收量规:检验员或用户使用,旧的或磨损较多,未 超磨损极限; 超磨损极限;
③ 校对量规:检验轴用工作量规的量规; 校对量规:检验轴用工作量规的量规; 轴用工作量规的量规
�
第二节 光滑极限量规设计
一,光滑极限量规的作用和分类
特点:无刻度,成对使用,专用性; 特点:无刻度,成对使用,专用性; 作用:适用于大批量生产,遵守包容原则的孔, 作用:适用于大批量生产,遵守包容原则的孔,轴 检验;通规模拟最大实体边界; 检验;通规模拟最大实体边界;止规体现最小实体 尺寸. 尺寸. 分类: 分类:
二,测量器具的选择
测量极限误差是产生"误收" 误废"的原因. 测量极限误差是产生"误收","误废"的原因. 测量极限误差(测量不确定度) 包括测量器具的 测量极限误差(测量不确定度)U包括测量器具的 不确定度u1 测量方法的不确定度u u1和 不确定度u1和测量方法的不确定度u2. 测量器具的不确定度u 是产生"误收" 测量器具的不确定度u1是产生"误收","误废 的主要因素.故依据u 选择计量器具非常重要. "的主要因素.故依据u1选择计量器具非常重要. 通用测量器具测量工件,参照国标GB/T3177 GB/T3177通用测量器具测量工件,参照国标GB/T31771997.标准适用于车间用计量器具, 1997.标准适用于车间用计量器具,主要用以检测 IT6～IT18的工件尺寸 的工件尺寸. IT6～IT18的工件尺寸.
3. 尺寸验收极限
③ 校对量规:检验轴用工作量规的量规; 校对量规:检验轴用工作量规的量规; 轴用工作量规的量规
�
第二节 光滑极限量规设计
一,光滑极限量规的作用和分类
特点:无刻度,成对使用,专用性; 特点:无刻度,成对使用,专用性; 作用:适用于大批量生产,遵守包容原则的孔, 作用:适用于大批量生产,遵守包容原则的孔,轴 检验;通规模拟最大实体边界; 检验;通规模拟最大实体边界;止规体现最小实体 尺寸. 尺寸. 分类: 分类:
二,测量器具的选择
测量极限误差是产生"误收" 误废"的原因. 测量极限误差是产生"误收","误废"的原因. 测量极限误差(测量不确定度) 包括测量器具的 测量极限误差(测量不确定度)U包括测量器具的 不确定度u1 测量方法的不确定度u u1和 不确定度u1和测量方法的不确定度u2. 测量器具的不确定度u 是产生"误收" 测量器具的不确定度u1是产生"误收","误废 的主要因素.故依据u 选择计量器具非常重要. "的主要因素.故依据u1选择计量器具非常重要. 通用测量器具测量工件,参照国标GB/T3177 GB/T3177通用测量器具测量工件,参照国标GB/T31771997.标准适用于车间用计量器具, 1997.标准适用于车间用计量器具,主要用以检测 IT6～IT18的工件尺寸 的工件尺寸. IT6～IT18的工件尺寸.
3. 尺寸验收极限
光滑工件尺寸的检测
27
（二）量规工作尺寸的设计 按国标数据选取，计算。 （三）量规的技术要求 1、形位公差： 取尺寸公差的50%，一般≥0.001mm。 2、量规的材料： 量规要求硬度高，耐磨损。 故应采用：合金工具钢、碳素工具钢、渗碳钢 3、量规的粗糙度 表6-6P140 基本尺寸大，Ra大；IT等级高，Ra小。
孔验收尺寸范围是： 140.144~140.016为合格。
如下图：
12
140H10=1400
0.16
A=0.016
D上= =140.144 ； D下=140.016
4）画出验收极限图 （1）用零件图表示
（2）用公差带图表示图
13
课上练习计算、画图
例3 轴 Φ 1000..036 0 071
3
上图
定义：
误 收： 误把不合格的零件认为合格。
误
废： 误把合格的零件认为不合格。
按生产公差要求，会产生误废。 按保证公差要求，会产生误收。
结 论：
为了解决： 生产公差大些，不产生误废； 保证公差小些，不产生误收。
就应确定： 验收极限和允许的测量误差。
4
第一节：用通用测量器具测量
一、验收极限
确定零件尺寸合格与否的范围。 验收极限： 检验时人为提高的公差量。 安全裕度A： 补偿形状误差的不确定性。 A的物理意义： 1、内缩方式： 适用于尺寸要求高的零件。 方法：按工件要求的max、min向内移A
22
2、环规公差（检验工件轴） 1）止规最小尺寸=工件轴最小尺寸。 止规最大尺寸=工件轴最小尺寸+ES,无磨损
如下式：
图示：
D
止 min
d min
D
止 max
d min ES
（二）量规工作尺寸的设计 按国标数据选取，计算。 （三）量规的技术要求 1、形位公差： 取尺寸公差的50%，一般≥0.001mm。 2、量规的材料： 量规要求硬度高，耐磨损。 故应采用：合金工具钢、碳素工具钢、渗碳钢 3、量规的粗糙度 表6-6P140 基本尺寸大，Ra大；IT等级高，Ra小。
孔验收尺寸范围是： 140.144~140.016为合格。
如下图：
12
140H10=1400
0.16
A=0.016
D上= =140.144 ； D下=140.016
4）画出验收极限图 （1）用零件图表示
（2）用公差带图表示图
13
课上练习计算、画图
例3 轴 Φ 1000..036 0 071
3
上图
定义：
误 收： 误把不合格的零件认为合格。
误
废： 误把合格的零件认为不合格。
按生产公差要求，会产生误废。 按保证公差要求，会产生误收。
结 论：
为了解决： 生产公差大些，不产生误废； 保证公差小些，不产生误收。
就应确定： 验收极限和允许的测量误差。
4
第一节：用通用测量器具测量
一、验收极限
确定零件尺寸合格与否的范围。 验收极限： 检验时人为提高的公差量。 安全裕度A： 补偿形状误差的不确定性。 A的物理意义： 1、内缩方式： 适用于尺寸要求高的零件。 方法：按工件要求的max、min向内移A
22
2、环规公差（检验工件轴） 1）止规最小尺寸=工件轴最小尺寸。 止规最大尺寸=工件轴最小尺寸+ES,无磨损
如下式：
图示：
D
止 min
d min
D
止 max
d min ES
第六节-光滑工件尺寸的检测
1
通规 2 0 1 止规 2 18
全形塞规 不全形塞规 球端杆规
100
315
500
片状塞规
a) 测孔量规的型式及应用范围
1 通规 2 0 1 2 100 500
环规
卡规
止规
b) 测轴量规的型式及应用范围
量规工作图
25f7
0.08 0.08
-0.0386 -0.0222
“Z”
“T”
25 -0.041
Dmax(L)
Dmin(M)
dmin(L)
图3-16 Cp>1采用包容要求时的验收极限
A
DM
A
上验收极限
轴 公 差 带
dmax
Dmax
上验收极限 下验收极限
孔 公 差 带 A
下验收极限
dmin
3-17偏态分布时的验收极限
Dmin
计量器具的选择
表3-5 安全裕度（A）与计量器具的测量不确定度允许值（u1）
4.8
3.5
—
0.001
绝对测量
0.001 0.001
绝对测量
绝对测量 绝对测量
1.0
1.5 5
1.3
2 5
1.6
2.5
2.0
2.5
2.5
3
4.0
3.5
5.0
—
6.0
—
0.01
Δ ≤0.1 μｍ
验收极限的适用性
dM 孔 公 差 带 A
轴 公 差 带
上验收极限 下验收极限
dmax(M)
上验收极限 下验收极限
一、通用计量器具测量工件
表3-4计量器具的极限误差
计量器具 名 称
通规 2 0 1 止规 2 18
全形塞规 不全形塞规 球端杆规
100
315
500
片状塞规
a) 测孔量规的型式及应用范围
1 通规 2 0 1 2 100 500
环规
卡规
止规
b) 测轴量规的型式及应用范围
量规工作图
25f7
0.08 0.08
-0.0386 -0.0222
“Z”
“T”
25 -0.041
Dmax(L)
Dmin(M)
dmin(L)
图3-16 Cp>1采用包容要求时的验收极限
A
DM
A
上验收极限
轴 公 差 带
dmax
Dmax
上验收极限 下验收极限
孔 公 差 带 A
下验收极限
dmin
3-17偏态分布时的验收极限
Dmin
计量器具的选择
表3-5 安全裕度（A）与计量器具的测量不确定度允许值（u1）
4.8
3.5
—
0.001
绝对测量
0.001 0.001
绝对测量
绝对测量 绝对测量
1.0
1.5 5
1.3
2 5
1.6
2.5
2.0
2.5
2.5
3
4.0
3.5
5.0
—
6.0
—
0.01
Δ ≤0.1 μｍ
验收极限的适用性
dM 孔 公 差 带 A
轴 公 差 带
上验收极限 下验收极限
dmax(M)
上验收极限 下验收极限
一、通用计量器具测量工件
表3-4计量器具的极限误差
计量器具 名 称
第六章 光滑工件尺寸的检测
第六章光滑工件尺寸的检测检测光滑工件尺寸时，可使用通用测量器具，也可使用极限量规。
通用测量器具能测出工件实际尺寸的具体数值，能够料产品质量情况，有利于对生产过程进行分析。
用量规检验的特点是无法测出工件的实际尺寸确切的数值，但能判断工件是否合格。
用这种方法检验，迅速方便，并且能保持工件在生产中的互换性，因而在生产中特别是大批量生产中，量规的应用非常广泛。
无论采用通用测量工具，还是使用极限量规对工件进行检测，都有测量误差存在，其影响如图6-1所示。
由于测量误差对测量结果有影响，当真实尺寸位于极限尺寸附近时，按测的尺寸验收工件就有可能把实际尺寸超过极限尺寸范围的工件误认为合格而被接受（误收）；也有可能把实际尺寸在极限尺寸范围内的工件误认为不合格而被废除（误废）。
可见，测量误差的存在将在实际上改变工件规定的公差带，是指缩小或被扩大。
考虑到测量误差的影响，合格工件可能的最小公差叫生产公差，而合格工件可能的最大公差叫保证公差。
生产公差应能满足加工的经济要求，而保证公差应能满足设计规定的使用要求。
显然，单从各自观点来说，生产公差越大越好，而保证公差越小越好，二者存有矛盾。
为了解决这一矛盾，必须规定验收极限和允许的测量的误差（包括量规的极限偏差）。
第一节用通用两期器具测量一、验收极限验收极限是检验工件尺寸时判断和各与否的尺寸界限。
确定工件尺寸的验收极限，有以下两种方案。
1）验收极限是从工件规定的最大实体极限（MML）和最小实体极限（LML）分别向工件公差带内移动一个安全裕度A来确定，简称内缩方案，如图6-2所示。
孔尺寸的验收极限：上验收极限=最小实体极限（LML）—安全裕度（A）下验收极限=最大实体极限（MML）+安全裕度（A）轴尺寸的验收极限：上验收极限=最大实体极限（MML）—安全裕度（A）下验收极限=最小实体极限（LML）+安全裕度（A）2）验收极限分别等于规定的最大实体极限（）和最小实体极限（），即（）值等于零。
互换性与测量技术：光滑工件的尺寸检验(精品资源)
指示表和分度值不小于0.0005mm、放大倍数不大于 2000倍的比较仪等），检验不大于500mm、公差值为618级、有配合要求的光滑工件尺寸。 不内缩方式——检验非配合和一般公差的尺寸。
6
安全裕度A
为防止工件的实际尺寸超出两个极限尺寸范围，标准规定 了检验的安全裕度A。
• 安全裕度A的确定要从技术和经济两个方面考虑： ➢ A值较大时：可选用不确定度大的测量器具，即测量器具
9
测量器具的选择
（二）测量器具不确定度允许值u1的确定: ➢ 查表6-1选用测量器具不确定度允许值 u1，优先选Ⅰ 档，达不到要求可选用第П档，依次类推； ➢ 查表6-2、6-3选择常用测量器具，使所选计量器具的 测量不确定度数值等于或小于选定的 u1 。
10
测量器具的选择
例：被测为φ50f8mm的轴，试确定验收极限并选择合适的测量器具
2.测量成本：在保证测量准确度的前提下，选用价格较低、操作 方便、维护保养容易、操作培训费用少的测量器具，降低测量 成本。
3.被测件的结构特点及检测数量：选择计量器具应与被测工件的 外形、位置、尺寸的大小及被测参数特性相适应； 测量器具 的测量范围必须大于被测尺寸。对硬度低、材质软、刚性差的 零件，一般选非接触测量。测量件数较多时，应选专用测量器 具或自动检验装置；单件或少量的测量可选万能测量器具。
• 零件图样上被测要素的尺寸公差和形位公差遵守独立原则 时，加工后该零件的尺寸和形位误差采用通用计量器具测 量。图样上被测要素的尺寸公差和形位公差遵守相关原则 时，应采用光滑极限量规或位置量规来检验。
光滑极限量规（Plain Limit Gauge） 是一种无刻度的定值专用量具。检验孔、轴时，不能测出
孔、轴尺寸的具体数字，但能判断是否合格。 用来判断孔、轴尺寸是否在规定的两极限尺寸范围内，因
6
安全裕度A
为防止工件的实际尺寸超出两个极限尺寸范围，标准规定 了检验的安全裕度A。
• 安全裕度A的确定要从技术和经济两个方面考虑： ➢ A值较大时：可选用不确定度大的测量器具，即测量器具
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测量器具的选择
（二）测量器具不确定度允许值u1的确定: ➢ 查表6-1选用测量器具不确定度允许值 u1，优先选Ⅰ 档，达不到要求可选用第П档，依次类推； ➢ 查表6-2、6-3选择常用测量器具，使所选计量器具的 测量不确定度数值等于或小于选定的 u1 。
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测量器具的选择
例：被测为φ50f8mm的轴，试确定验收极限并选择合适的测量器具
2.测量成本：在保证测量准确度的前提下，选用价格较低、操作 方便、维护保养容易、操作培训费用少的测量器具，降低测量 成本。
3.被测件的结构特点及检测数量：选择计量器具应与被测工件的 外形、位置、尺寸的大小及被测参数特性相适应； 测量器具 的测量范围必须大于被测尺寸。对硬度低、材质软、刚性差的 零件，一般选非接触测量。测量件数较多时，应选专用测量器 具或自动检验装置；单件或少量的测量可选万能测量器具。
• 零件图样上被测要素的尺寸公差和形位公差遵守独立原则 时，加工后该零件的尺寸和形位误差采用通用计量器具测 量。图样上被测要素的尺寸公差和形位公差遵守相关原则 时，应采用光滑极限量规或位置量规来检验。
光滑极限量规（Plain Limit Gauge） 是一种无刻度的定值专用量具。检验孔、轴时，不能测出
孔、轴尺寸的具体数字，但能判断是否合格。 用来判断孔、轴尺寸是否在规定的两极限尺寸范围内，因
7.光滑工件尺寸的检测
三、量规设计
3. 设计举例
三、量规设计
3. 设计举例
三、量规设计
4. 量规的技术要求 1） 量规材料
量规测量面的材料，可用合金工具钢、渗碳钢、碳素
工具钢及其它耐磨材料或在测量表面镀以厚度大于磨损量
的镀铬层、氮化层等耐磨材料。
2） 硬度 量规测量表面的硬度对量规使用寿命影响很大，其测
量面的硬度应为HRC 58―65 。
测量不确定度允许值U按其与工件公差的比值分档:
对IT6-IT11的分为I、Ⅱ、Ⅲ三档
对IT12-IT18的分为I、 Ⅱ两档。
测最不确定度U分别为工件公差的1/10,1/6,1/4。
一般情况下，优先选用I档，其次选用Ⅱ档、Ⅲ 档。
计量器具不确定度u1的允许值查说明书。 对测量结果的争议，可以采用更精确的计量器具或过程中，操作者对工件进行检验 时所使用的量规。通规“T”，止规“Z”
验收量规：检验人员或用户代表在验收产品时所用的量规 校对量规 ：用以检验工作量规的量规
。
只有轴用工作量规才设计和使用校对量规。
二、工作量规公差带
光滑极限量规是一种专用量具，它的制造精度比被检
验工件要求更高。
同时，在任何位置上的实际尺寸不允许超过最小实体
尺寸。 泰勒原则认为：光滑极限量规的通规测量面应该是全形 （轴向剖面为整圆）且长度与零件长度相同，用于控制工 件的作用尺寸。 止规测量面应该是点状的，测量面的长度则应短 些，用于控制工件的实际尺寸。
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 泰勒原则是设计极限量规的依据，用这种极限量规检
7-3 用光滑极限量规检验工件
光滑极限量规是指被检验工件为光滑孔或光滑轴所
GB、T3177-2009GPS光滑工件尺寸的检验ppt(共50页)
偏离标准温度
计量器具和工件材料相同、温度相 等时，允许偏离；
计量器具和工件材料不相同，温度 应尽量接近，否则应考虑修正。
实用验收原则
不同功能要求、不同情况的尺寸应 区别对待。
既考虑误判的存在，又考虑验收的 质量。
使接收的工件具有较大的置信水平。
误判率取决于
验收极限（内缩量A） 测量不确定度u 工件尺寸在公差带内的分布形式：
工件尺寸遵循偏态分布
在单件生产条件下，工件尺寸可能趋向偏态分 布。这时CP=T／5σ；测量误差遵循正态分布 并取u=2s。
标准适用范围
尺寸特性 适用于光滑工件的尺寸 图样上注出极限偏差的尺寸 也适用于一般公差的尺寸
尺寸范围 尺寸至500mm
公差等级 公差等级为IT6至IT18
检验器具 车间常用的普通计量器具(如游标卡尺、千分尺 及车间使用的比较仪、投影仪等量具量仪 )
标准总则
验收原则和验收条件是确定验收方 案的基础。验收方案将由规定验收极限 与计量器具的选择来实现。 验收原则 验收条件 标准温度
正态、均匀、偏态 工艺过程能力指数CP
验收极限
标准给出的验收极限是在车间条件下使 验收具有一定置信水平的有效措施：
验收极限
内缩 上验收极限=孔LMS-A
=轴MMS-A 下验收极限=孔MMS+A
=轴LMS+A LMS ——最小实体尺寸 MMS——最大实体尺寸
A——安全裕度（内缩量）
不内缩 上验收极限=MMS 或LMS
以标准偏差或若干倍标准偏差置信区间 的半宽度表示： 1倍 置信概率为68% 2倍 置信概率为95% 3倍 置信概率为99.7%
标准规定测量不确定度的置信概率为95%
第6章 光滑工件尺寸的检测
２、按用途可分为：工作量规、验收量规和校对量规 工作量规：为制造工件的过程中操作者所使用的量规。一般通规是新制 的或磨损较少的量规。工作量规的通规用代号“Ｔ”来表示，止规用代 号“Ｚ”来表示。 验收量规：为检验部门和用户代表在验收产品时所用的量规。一般，检 验人员用的通规为磨损较大但未超过磨损极限的旧工作量规；用户代表 用的是接近磨损极限尺寸的通规，这样由生产工人自检合格的产品，检 验部门验收时也一定合格。 校对量规：为校对工作量规和验收量规的量规，它检查轴用工作量规和 验收量规在制造时是否符合制造公差，在使用中是否已达到磨损极限所 用的量规。标准只对轴用量规规定了校对量规，因为孔用量规（塞规）便 于用精密量仪测量，故未规定校对量规。
小实体尺寸分别向公差带内移动一个安全裕度Ａ。安全裕度Ａ
值的确定，应综合考虑技术和经济两方面因素。
孔尺寸的验收极限：
上验收极限＝最小实体尺寸－安全裕度（Ａ） 下验收极限＝最大实体尺寸＋安全裕度（Ａ）
轴尺寸的验收极限：
上验收极限＝最大实体尺寸－安全裕度（Ａ） 下验收极限＝最小实体尺寸＋安全裕度（Ａ）
符合泰勒原则的光滑极限量规应达到如下要求： （1）通规：用来控制工件的作用尺寸，它的测量面应具有与孔或轴相对 应的完整表面，称为全形量规，其尺寸等于工件的最大实体尺寸，且其 长度应等于被测工件的配合长度。 （2）止规：用来控制工件的实际尺寸，它的测量面应为两点状的，称为 不全形量规，两点间的尺寸应等于工件的最小实体尺寸。
２．测量中的不确定度 不确定度用以表征测量过程中各项误差综合影响而使测 量结果分散的误差范围，它反映了由于测量误差的存在而对 被测量不能肯定的程度，以Ｕ表示。Ｕ是由测量器具的不确定 度（μ１）和由温度、压陷效应及工件形状误差等因素引起的不 确定度（μ２ ）二者组合成的。= U µ12 + µ22 测量器具的不确定度μ１是产生“误收”与“误废”的主 要原因。 计量器具的不确定度Ｕ≤计量器具的不确定度允许值Ｕ１
第6章 光滑工件尺寸的检验
6.1.4 计量器具选用示例
④ 计量器具的选择 查表得：工件尺寸为Ф 25mm时，分度值0.002mm 的比较仪不确定度为0.0017mm,小于u1=0.027mm, 满足要求。
选用时注意量具的类型、精度范围
6.2 用光滑极限量规检验
6.2.1 光滑极限量规的检验原理 6.2.2 光滑极限量规的分类 6.2.3 工作量规的设计 6.2.4 工作量规的设计举例
1.工作量规的公差带 国家标准规定量规的公差带不得超过工件的公差 带，这样有利于防止误收，保证产品的质量与互 换性。
对通规应规定磨损极限：即将通规公差带从最大 实体尺寸向工件公差带内缩一个距离。 止规公差带布置在工件公差带内紧靠最小实体尺 寸处。
Ｔ－量规的制造公差。 Z －通规的位置要素，通规公差带中心到MMS 的距离。其值见表6-5。
通规：按工件MMS来制造，控制作用尺寸 Dfe≥ DM =Dmin dfe≤ dM = dmax 止规：按工件LMS来制造，控制实际尺寸 Da≤ DL = Dmax da ≥ DL = dmin
即遵循泰勒原则（极限尺寸判断原则）:
遵守包容要求的单一要素的孔或轴的实际尺寸 和形状误差综合形成的体外作用尺寸不允许超越 最大实体尺寸。在孔或轴的任何位置上的实际尺 寸不允许超越最小实体尺寸。
第六章 光滑工件尺寸的检验
光滑工件尺寸的检验的两种方法： 用通用计量器具检验：是选择合适的计量器具测 量工件尺寸，并按规定的验收极限判断工件尺寸 是否合格的一种定量检验过程。
用光滑极限量规检验：是采用无刻度的、定值的、 专用的、成对的通规和止规来判断工件尺寸是否 在极限尺寸内的一种定性检验过程。成批大量生 产中采用。
6.1.4 计量器具选用示例
光滑工件尺寸的检验
用量规检验零件时，只要通规通过，止规不通过，则说明被测 件是合格的。
2.光滑极限量规的分类
量规按用途可分为： （1）工作量规 在工件制造过程中操作者检验工件时所
使用的量规。通常使用新的或磨损较少的量规作为工作量 规。 （2）验收量规 检验人员或用户代表所使用的量规。一 般地，检验人员用的通规为磨损较大但未超过磨损极限的 旧工作量规；用户代表用的是接近磨损极限尺寸的通规。 这样，由操作者用工作量规自检合格的工件，检验人员用 验收量规验收时也一定合格。 （3）校对量规 用以检验工作量规的量规。孔用工作量 规使用通用计量器具测量很方便，不需要校对量规，只有 轴用工作量规才使用校对量规。
一、验收条件
二、验收极限 三、计量器具的选择
一、验收条件
（1）工件合格与否，只按一次测量来判断； （2）通用计量器具只用于测量尺寸，不测量工件上可
能存在的几何误差； （3）测量的标准温度为20℃。
二、验收极限
验收极限是判断所检验工 件尺 寸合格与否的尺寸界线。
1. 验收极限方式的确定
第一节 光滑工件尺寸的检验
由于计量器具和计量系统都存在内在误差 误差 ，故任何测量都不能
测出真值。另外，多数通用计量器具通常只用于测量尺寸，不 测量工件上可能存在的几何误差。因此，对遵循包容要求的尺 寸要素，工件的完善检验还应测量形状误差（如圆度、直线 度），并把这些形状误差的测得结果与尺寸的测得结果综合起 来，以判定工件表面各部位是否超出最大实体边界。 在车间实际情况下，工件的形状误差通常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、压陷效应等，以及计量器具和标准器具的系统误差均不进 行修正。因此，任何检验都存在误判。国家标注准规定的验收 原则是：只接收位于规定的尺寸极限之内的工件，即允许误废 而不允许误收。为保证验收质量，国家标准GB/T 3177—2009 《产品几何技术规范(GPS) 光滑工件尺寸的检验》规定了验收 极限、计量器具的不确定度允许值和计量器具选用原则。