第六章 量规

6.2 光滑极限量规设计
一、光滑极限量规的作用和分类 1.光滑极限量规的作用
光滑极限量规是一种没有刻度的专用计量器具。用它 只能判断工件合格与否,而不能获得工件实际尺寸的数值。 光滑极限量规须通规和止规成对使用。
2.光滑极限量规的种类
光滑极限量规的种类: 1.塞规：检验孔用的量规。 环规或卡规：检验轴用的量规。
例:6-2 被测工件轴为 (加工后尺寸为偏态分布,偏 向其最大实体尺寸一边)，试确定验收极限并选择相应的测量 器具。 1）确定验收极限 轴为偏态 分布,因此验收极限按单边 内缩方式确定. 偏向边的验收极限(上验收 极限)内缩,由表6-1中差得 安全裕度A=0.0062mm. 非偏向边的验收极限(下验 收极限)取A=0.其上、下验 收极限为：
通规：控制工件最大实体尺寸，使用时能通过即合格。 止规：控制工件最小实体尺寸，使用时不能通过即合格。
按量规用途可分为: 1)工作量规 工人在加工工件时用来检验工件的量规; 2)验收量规 检验部门或用户代表验收产品时所用的量规; 3)校对量规 用以检验轴用工作量规的量规。 校对量规分为: 校通—通TT：检验轴用量规通规的校对量规; 校止—通ZT: 检验轴用量规止规的校对量规; 校通—损TS: 检验轴用量规通规磨损极限的校对量规。
图６-9 量规公差带图
E 孔、轴及其所有工作量规、校对量 3）画出 规的公差带图，并标出所有的极限偏差值，如图6-9所示。
4）以工件的基本尺寸为零线，写出所有工作量规、校对 量规的极限尺寸，并转换成标注尺寸。
的通规：
的止规：
的通规：
的止规：
的校对规：
5）绘制工作量规的工作图并标注几何精度等方面的技术要 求，如图6-10所示。
图６-10
量规的图样标注
The End
阶段复习测试题 一、填空题
1、采用基孔制配合，轴的基本偏差代号为___ ~____ 时形成间隙配合。 2、公差带的大小由_______决定，公差带的位置由_________ 决定。 3、已知某基准孔的公差值为0.013mm,则它的下偏差为____mm,上偏差为_____mm。 4、在任意方向上，轴线的直线度公差带形状是___，公差值前要加 __ 符号。 5、Ra的名称是 ______________，它是国标规定的表面粗糙度高度的评定参数。 6、测量的四个要素是_______，________ ，_______,__________。 7、测量会产生三种误差：___________，___________,_________。
8、尺寸为φ80h8，已知IT8=0.046mm, 其最大极限尺寸为 ————mm 最小极限尺寸为____ mm, 上偏差为 _____ mm,下偏差为 _____ mm。 9、 10、16、25、40、63、100为五个优先数，它是优先数 ____ 系列，公比 为_____ 。 10、形位公差项目有_____项，其中形状公差有_____ 项，位置公差有 ____ 项 11、平面度是_____ 公差，符号是___。 12、公差相关原则有_____要求，_________ 要求,__________要求。 13、间隙配合时孔的公差带在__，轴的公差带在__。 过盈配合时孔的公差带在 __，轴的公差带在__。 14、标准公差在一个尺寸段有___ 个级别。 15、国标对基本偏差孔、轴各规定了___ 个。
三、光滑工件尺寸检验示例
例:6-1 被测工件为 E ，试确定验收极限，并选择相 应的测量器具。 解：1）确定极限偏差 查表3-2、3-5确定工件 的极限偏差为 2）确定验收极限 E 采用包容要求 ，因此，验收极限应按内缩 方式确定，从表6-1中查得 安全裕度A=0.0039mm，其上、 下验收极限为：
第六章 光滑工件尺寸检验和光滑 极限量规设计
1
光滑工件尺寸检验
2
光滑极限量规设计
主要内容和要求 难点
光滑工件验收原则、安全裕度及尺寸极限偏差的概
念 测量器具的选择 光滑极限量规的设计
重点
光滑工件尺寸的检验、测量器具的选择 光滑极限量规的设计
6.1 光滑工件尺寸检验
一、工件验收原则、安全裕度与尺寸验收极限 1.工件验收原则
例:6-3 设计检验 规。 解：1）查表3-2、3-5确定工 件的极限偏差为：
E 孔和轴的工作量规及其校对
2
2）查表6-5得到 检验IT8孔用工作量规公差数 值T=0.0034mm、Z=0.005mm，塞 规形状公差Tp=T/2=0.0017mm； 检验IT7轴用工作量规公差数 T=0.0024mm、Z=0.0034mm，卡 规的形状公差Tp=T/2=0.0012mm。
3.尺寸验收极限
验收极限是检验工件尺寸时判断合格与否的尺寸界线。 确定工件尺寸的验收极限，有下列两种方案： 1）内缩方案，如图6-3所示 按此方案，使误收率 ↓，保证产品质量， 上验收极限=最大极限尺寸-安全裕度(A) 但误废率↑，但与总 下验收极限=最小极限尺寸+安全裕度(A) 产量相比是少量。
2.安全裕度
（裕度是一个量的概念）
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国家标准规定光滑 工件尺寸验收方法 有如下两种： 1、A=1/10Ts(Th)
2、A=0
图６-2 安全裕度与验收极限
1）验收极限是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的一个安全裕度（A） 来确定如图6-2所示。 A值的确定，必须从技术和经济两个方面综合考虑。A 值较大时，则可选用较低精度的测量器具进行检验，但减 少了生产公差，因而加工经济性差；A值较小时，要用较 精密的测量器具，加工经济性好，但测量仪器费用高，结 果也提高了生产成本。因此A值应按被检验工件的公差大 小来确定，一般为工件公差的1/10，国标规定的A值如书 P133中的表6-1所示。 2）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A值等于零。
测量误差对工件的影响如右图。 在两个极限尺寸左右可能出现 “误收” 或 “误废”
实际不合格当作合格称“误收” 实际合格当作不合格称“误废”
由于测量误差对测量结果有影响，存在“误收”和 “误废”，使公差带缩小或扩大。 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。 工件验收原则：国家标准规定的工件验收原则是所用 验收方法原则上是应只接收位于规定的尺寸极限之内的 工件，即只允许有误废而不允许有误收。
图６-7
孔用工作量规公差带
图６-8
轴用工作量规及其校对量规公差带图
国标规定的工作量规的形状和位置误差，应在工作量规 制造公差范围内。形状公差为量规尺寸公差的50%。
2.校对量规公差
孔用量规（塞规）的尺寸属轴类尺寸，可用精密的通 用量仪测量；但轴用量规（卡规）测量比较困难，对其规 定了校对量规。
校对量规的尺寸公差带完全位于被校对量规的制造公 差和磨损极限内。 校对量规的尺寸公差Tp=T/2，形状误差应控制在其尺 寸公差范围内。
二、光滑极限量规的设计原理
由于工件存在形状误差,可能出现工件实际尺寸不超过 两个极限尺寸,但装配发生困难的现象。因此,对于要求遵 守包容要求的孔和轴,应按极限尺寸判断原则(即泰勒原则) 验收。 泰勒原则—体外作用尺寸不超越最大实体尺寸； 实际尺寸不超越最小实体尺寸。
通规:应设计为全形量规; 止规:应设计为不全形量规,两点式的。 图6-5和6-6为常用的塞规和止规结构种类，在设计时 可以根据需要选择合适的结构。
图６-5 工件公差带及验收极限
轴的尺寸公差及验收极限如图6-5所示。 3）选择计量器具 由表6-1按优先选用Ⅰ档的计量器具测量不确定度允许值 的原则，确定u1=0.0056mm。 ①由表6-3选用分度值为0.005mm的比较仪，其测量不确定度 u1’=0.003mm﹤u1，所以用分度值为0.005mm的比较仪能满 足测量要求。 ②若没有比较仪，由表6-2选用分度值为0.01mm外径千分尺， 其测量不确定度u1’=0.004mm ﹤ u1，显然用分度值为0.01 m m 的外径千分尺采用绝对测量法能满足要求。 结论：若有比较仪，该轴可使用分度值为0.005mm的比较仪 进行比较法测量验收；若没有比较仪，该轴还可使用分度值 为0.01mm的外径千分尺进行绝对法测量验收。
二、判断题（正确写y,不正确写N)
1、 有相对运动的轴孔配合应选择间隙配合。（ ） 2、Φ30H8/t8与Φ30T8/h8配合性质相同。（ ）
3、同一被测要素既有形状公差要求，又有位置公差要求。形状公差应大 于位置公差。（ ） 4、被测要素采用独立原则时，只要尺寸误差和形位误差有一项超差，该 要素就不合格。（ ） 5、某轴图样规定的轴线与两端顶尖孔形成的基准轴线的同轴度公差为 0.05mm，在偏摆检测仪上以轴的两端顶尖孔为基准测得轴的圆跳动误差 是0.06mm。判定该轴同轴度不合格。（ ） 6、选择配合时应优先选用基轴制。（ ）
图６-4
工件公差带及验收极限
E 轴的尺寸公差及验收极限如图6-4所示。
3）选择计量器具 由表6-1按优先选用Ⅰ档的计量器具测量不确定度允许值 的原则，确定u1=0.0035mm。 ①由表6-3选用分度值为0.005mm的比较仪，其测量不确定度 u1’=0.003mm﹤u1，所以用分度值为0.005mm的比较仪能满 足测量要求。 ②若没有比较仪，由表6-2选用分度值为0.01mm外径千分尺 ，其测量不确定度u1’=0.004mm﹥u1，显然用分度值为0.01 m m的外径千分尺采用绝对测量法不能满足要求。 采用长度量块标准器后，改绝对测量为比较测量法，可使 0.004mm减小到0.004mm×60%=0.0024 ﹤u1，满足条件。 结论：若有比较仪，该轴可使用分度值为0.005mm的比较仪 进行比较法测量验收；若没有比较仪，该轴还可使用分度值 为0.01mm的外径千分尺进行比较法测量验收
ａ)针式双头塞规
图６-5 常用塞规的结构 ｂ)锥柄测头塞规 ｃ)球端杆形塞规
ｄ)套式塞规
图６-6 常用卡规结构 ａ)片形双头卡规 ｂ)片形单头卡规 ｃ)组合卡规 ｄ)可调整卡规 ｅ)圆形单头卡规 ｆ)铸造镶钳口单头卡规
三、光滑极限量规的公差 1.工作量规的公差
国标GB/T1957-1981规定量规公差带不得超越工件公差 带，孔用和轴用公差带分别如图6-7和6-8所示。T为量规尺 寸公差(制造公差)，Z为位置要素(磨损储量)。
图６-3
验收极限
内缩方案验收极限比较严格，其适用范围： 1、符合包容要求、公差等级高的尺寸； 2、偏态分布的尺寸，其“尺寸偏向边”的验收极限； 3、符合包容要求的尺寸，Cp ≥ 1 时，其最大实体极限。 工艺能力指数Cp--工件公差值与加工设备工艺能力之比） 2）不内缩方案 上验收极限=最大极限尺寸 下验收极限=最小极限尺寸 适用范围： Cp ≥1时； 1、符合包容要求，其最小实体极限一边的验收极限； 2、非配合尺寸和一般尺寸； 3、偏态分布的尺寸，其“尺寸非偏向边” 。 也可以单边内缩（一边内缩，一边不内宿）。
表6-1
四、光滑极限量规的设计步骤及极限尺寸计算
设计步骤： 1）从国标《公差与配合》中查出孔与轴的尺寸极限偏 差，画出公差带图。 2）从表6-5中查出量规制造公差T和位置要素Z值。按 T、Z值画出量规的公差带图，及校对量规的公差带图。 （与孔轴公差带图画在一张图上） 3）公差带图上，标出工作尺寸或极限偏差。 4）按“公差实体内分布原则”写出量规的标注尺寸。 5）绘制光滑极限量规及其校对规的工作图，并正确标 注各项技术要求。
二、测量工具的选择
安全裕度A相当于测量中总的不确定度。它由测量器具的 不确定度( )和测量方法不确定度( )两部分组成。
计量器具的选用原则： U1’ ≤U1 各种仪器U1’见表6-2～6-4所示。 1）选择时，应使选用的计量器具的测量不确定度U1’小于公 差等级要求的 不确定度，一般情况下，优先选用Ⅰ档。 2）若无精度高的仪器，或现场现场器具大于 ，可采用比 较法测量。0.4u1’≤u1，当使用形状与工件形状相同的标准器进 行比较测量时，u1’降为原来的40%。 3）0.6u1’≤u1，当使用形状与工件形状不相同的标准器进行比 较测量时，u1’降为原来的60%。