第六章 光滑工件尺寸的检验

y
-3σ
6σ 尺寸公差IT IT IT
δ +3σ
CP=1 CP=0.67，工艺能力不足 CP＞1，工艺能力充裕
工艺能力指数越大，说明生产过程能满足质 量要求的能力越大，反之越小。 当1.33≤CP<1.67时，工艺能力很充裕。 当1≤CP<1.33时，工艺能力良好。 当0.67≤CP<1时，工艺能力不足。 当CP<0.67时，工艺能力严重不足。
三、误判概率与验收质量
在其它条件相同的情况下，误收率 随着内缩量的增大而减小，但误废率 则提高。 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。 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 均匀分布时，误判概率见表5-5、表 5-6和表5-7。
误 收
+33 H8 + 0 +36
下验收极限
A值确定要适当：A太大，误收 误废 精度 经济性 A太小，误收 误废 精度 经济性 A值由 计量器具本身的不确定度；u1 形状误差、温度误差和压陷效应等引起的不确定度。u2 一般情况下，A值按工件公差T的1/10 确定。
2. 验收极限方式的选择：
验收极限方式的选择要结合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。 工艺（工序）能力指数：CP=尺寸公差/工序极限误差δlim =IT/6σ
三、量规公差带
1、量规公差带均采用内缩配置 方式
公差带大小：T 公差带位置：Z
量规的通规和止规的基本尺寸分别为被检工件的 +33 MMS和LMS。 LMS T
H8 0 T TS f7 -41 LMS
TP TT
+ 2、确定量规公差带有两个参数： MMS
Z
MMS -20
3、通规需要考虑磨损问题：
磨损极限尺寸为MMS。 止规的公差带从LMS起内缩。
GB/T3177-1997《光滑工件尺寸的检验》规定了
用普通计量器具检验光滑工件尺寸的验收原则、 验收极限、计量器具的测量不确定度允许值和计 量器具选用原则等。 该标准适用于图样上注出的公差等级为6至18级， 基本尺寸至500mm的光滑工件尺寸的检验，也适 用于一般公差尺寸的检验。
一、验收极限方式的确定与选择
误 收
-3
§6.1.2 极限尺寸判断原则
泰勒原则
孔或轴的体外作用尺寸不小于最小极限尺寸，任何位置的实际尺寸不大于最大极限尺寸。
(p100)
6.2 光滑极限量规
6.2.1 概述
光滑极限量规是一种没有刻线的专用量具，属于量 规的一种。
它只能判断零件的合格与否，不能确定零件的 具体尺寸。
量具 量规 计量器具 量仪 计量装置
止端是根据孔的最小极限尺寸确定。
max min
通 止
量规检验
分类（按用途）
①、工作量规——工人在生产中使用，分通、止端。主要 用来代替内径量表和外径千分尺。 ②、验收量规——检验部门（检验科）或用户验收产品(零件) 时使用。
检查环规的 制造误差和 使用时的磨 损
③、校对量规——用于校对工作环规。
u1是计量器具的测量不确定度允许值，见表5-1： u’1是计量器具的测量不确定度，常见的计量器具见表5-2~ 表5-4：
二、计量器具的选择
3、计量器具的测量不确定度允许值u1按测量能力分为： I：u1=0.09IT （u/IT=1/10) IT12~IT18：分为I、Ⅱ两档 II：u1=0.15IT （u/IT=1/6) IT6~IT11：分为I、Ⅱ、Ⅲ三档 III：u1=0.225IT （u/IT=1/4)
合格性的条件：通规“通”，止规“止”，二者缺一不可。
一、特点及种类
2、种类
（1）工作量规：操作工人检验工件时使用的量规； （2）验收量规：检验部门和用户代表验收产品时使用的； （3）校对量规：用来检验在制造和使用过程中轴用工作量规的量规。
它又分为三种：
“校通-通”量规（TT）—检验轴用量规通规； “校止-通”量规（ZT）—检验轴用量规止规； “校通-损”量规（TS）—检验轴用量规通规磨损极限。
f7
TP TT
ZT
LMS
5、量规形状公差
GB规定： 工作量规的形位误差，应在工作量规的公差范围内，其形位公差值=1/2 制造公差（T）。考虑到制造和测量的困难，当T≤0.002mm时，其形状 和位置公差为0.001mm。
量规公差
四、量规设计
1、量规型式的选择
放图5-9
1、量规型式的选择
按照GB推荐
第六章 光滑工件尺寸的检验
概述
光滑极限量规
通用计量器具
§6.1.1概述
检验
检验就是将被测对象与规定的尺寸极限进行比 较的过程。
误收 无论采用何种检测方法，都会有测量误差，造成误判 误废
§6.1.1概述
光滑工件尺寸的检测方法通常有两类: （1）用通用量具或仪器检测：GB/T 3177-1997 此方法能检测出工件的实际尺寸，便于对产品质量进行 过程控制。 适用于单件小批量生产，但检测效率较低。 （2）用光滑极限量规检测：GB/T 1957-1981 此方法只能判断被测工件尺寸是否在规定的极限尺寸 范围之内，而不能测出工件的实际尺寸 适用于成批大量生产，但用该法检验方便、效率高。
误收与误废
要求工件尺寸为：25~25.033mm 误收： 当Da ＞ Dmax 0~3μm，测量误差可 能为-3μm，将废品误判为合格品 而误收！ 误废： 当Da<Dmax 0~3μm，测量 误差可能为+3μm 将合格品误判为废品而误废！
+33 H8 + 0 -
误 收
+36
误 废
+30 +3
ZT

工作量规通规 校对量规制 工作量规制 T：工作量规的制造公差； 磨损公差带 造公差带 造公差带 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
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。
GB推荐： 制造厂对工件进行检验时，操作者应该使用new or 磨损较少的通规； 检验部门应该使用与操作者相同型式，且已磨损较多的通规。 用户代表使用的量规：通规应接近工件的MMS，止规应接近工件的LMS。 目的：最大限度通过合格件。
二、量规与泰勒原则
1、量规的设计依据：极限尺寸判断原则 (泰勒原则）
验收极限是检验工件尺寸时判断其合格与否的尺寸界限。 内缩，安全裕度A 1、验收极限方式的确定： 不内缩，A=0 （1）内缩方式 验收极限是从规定的 上验收极限 最大实体极限（MML） 孔 和最小实体极限（LML） 公 差 分别向工件公差带内移 带 下验收极限 动一个安全裕度（A） 来确定。
轴 公 差 带
§5.3光滑极限量规（GB1957-1981）
一、特点及种类
1、特点
无刻度：只能判定合格与否，不能
测量工件的实际尺寸。
塞规
成对使用：以被检工件MMS为基
本尺寸的量规：通规;以被检工件 LMS为基本尺寸的量规：止规
形状与工件相反： 检验孔用的光滑极限量规：塞规 检验轴用的光滑极限量规：卡规
卡规
+ 0 上验收极限 h8 下验收极限
-39 下验收极限=LML+A=50-0.03 9+0.0039=49.964 9mm。
（2）选择计量器具 按I档选择：查表5-1，u1=0.003 5mm
满足u’1<u1，由表5-3： 比较仪：u’1=0.0030mm
（3）误判概率 由表5-5知：误收率m=0，误废率n=6.98%。
三、量规公差带
1、量规公差带均采用内缩配置 方式
公差带大小：T 公差带位置：Z
量规的通规和止规的基本尺寸分别为被检工件的 +33 MMS和LMS。 LMS T
H8 0 T TS f7 -41 LMS
TP TT
+ 2、确定量规公差带有两个参数： MMS
见表5-8
Z
MMS -20
3、通规需要考虑磨损问题：
上验收极限 上验收极
下验收极限
下验收极
3）对偏态分布的尺寸，其验收极限可以仅对尺寸偏向的一边按 内缩确定。——单边内缩。 4）对非配合和一般公差的尺寸，其验收极限按不内缩确定。
二、计量器具的选择
1、选择的原则：
即要考虑检测精度的要求，又要兼顾检测经济性。
2、选择的方法：
（1）、根据工件公差IT，确定计量器具的不确定度允许值u1 （2）、根据u1选择计量器具，计量器具本身的u’1应≤规定的 u1。即满足： u’1≤u1的计量器具可选。
误 废
+30 +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。
解：（1）确定验收极限 该工件遵守包容要求，故按内缩方式确 定验收极限。由表5-1查得： IT8=0.039mm，A=0.003 9mm 上验收极限=MML-A=50-0.003 9=49.9961mm。
2. 验收极限方式的选择：
1）对遵循包容要求的尺寸、公差等级高的尺 寸，其验收极限按内缩确定——完全内缩。
2）当工艺能力指数CP≥1时，其验收极限可以 按不内缩确定；但对遵循包容要求的尺寸，其 最大实体极限一边的验收极限仍应按内缩确 定。——单边内缩。
工 轴 孔 件 公 公 差 差 带 带
尺寸分布曲线
上验收极限
下验收极限
1、验收极限方式的确定——内缩
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 孔 公 差 带 上验收极限
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）
塞规——用于检验孔的极限量规 光滑极限量规
环规——用于检验轴的极限量规
通端：控制零件最大实体尺寸和形位公差
塞规、环规
止端：控制零件最小实体尺寸和形位公差
1、塞规—— 通端是根据孔的最小极限尺寸确定。 止端是根据孔的最大极限尺寸确定。 max
TD
min
止
通
通端是根据轴的最大极限尺寸确定。
2、环规（卡规）
孔或轴的体外作用尺寸不允许超过MMS，任何位置的实际尺寸不允许超过LMS。
2、符合极限尺寸判断原则（即泰勒原则）的量规如下：
（1）通规用于控制工件的Dm，它的测量面应是与孔或轴形状相对 应的完整表面（通常称全形量规），其尺寸等于工件的MMS，且长 度等于配合长 度。 （2）止规用于控制工件的Da，它的测量面应是点状的，两测量面之 间的尺寸等于工件的LMS。 （3）符合泰勒原则的量规，如在某些场合下应用不方便或有困难时， 可在保证被检验工件的形状误差不致影响配合性质的条件下，使用偏 离泰勒原则的量规。举例：
测孔时可用下列型式的量规
（1）全形塞规
（3）片状塞规 （1）环规
（2）不全形塞规
（4）球端杆规 （2）卡规
测轴时，可用下列型式的量规
2、量规工作尺寸的设计
（1）、从《公差与配合》中查得被检工件的极限偏 差。 （2）、由表5-8查出工作量规的T和Z。 按工作量规T确定工作量规的形状公差和校 对量规的制造公差。
u1=0.9u，u为测量不确定度，此处即为测量极限误差 δlim， δlim= ± 2σ，置信概率为95%。 测量能力依次减弱，即误判概率依次增大。采用第I档u1选择计 量器具，检测能力强，误判率小，经济性差。采用第III档反之。
4、u1的选择：
一般情况下，优先选用I档，其次选用Ⅱ档、Ⅲ档。
三、误判概率与验收质量
（3）、画出量规公差带图
（4）、计算各种量规的工作尺寸或极限偏差。
量规公差带
一、公差带图
ES
止 1、塞规
0
T
T/2
TD
通
EI
Z
T/2
+
-
止端上偏差 = ES 止端下偏差 = ES-T
通端上偏差 = EI+Z+T/2 通端下偏差 = EI+Z-T/2
GB/T3177-1997《光滑工件尺寸的检验》
任何验收方法都存在着一定的误收率或（和）误废率。误判 概率的大小影响着验收的质量。 误判概率与何因素有关？ 测量能力直接影响着误判概率，测量能力越高，误判概率越 小；另外，工艺能力指数、尺寸分布状态（正态分布、偏态 分布等）和验收极限（内缩、不内缩）等因素有关。 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）。