光滑工件的检测

第五章 光滑工件的检测

定量检验 （第一节 光滑工件尺寸的检测，单件小批量） 定性检验 （第二节 光滑极限量规设计，大批量）

第一节 光滑工件尺寸的检测

5.1.1 尺寸误检

由于各种测量误差的存在，若按零件的最大、最小极限尺寸验收，当零件的实际尺寸处于最大、最小极限尺寸附近时：

1）误废：将本来处于零件公差带内的合格品判为废品； 2）误收：将本来处于零件公差带以外的废品误判为合格品。 误废和误收是尺寸误检的两种形式。 5.1.2 验收极限与安全裕度（A）

国家标准规定的验收原则是：所用验收方法应只接收位于规定的极限尺寸之内的工件。为了保证这个验收原则的实现，保证零件达到互换性要求，规定了验收极限。

验收极限是指检测工件尺寸时判断合格与否的尺寸界限。国家标准规定，验收极限可以按照下列两种方法之一确定。 方法1：

验收极限是从图样上标定的上极限尺寸和下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，如图所示。

即： 上验收极限尺寸=上极限尺寸-A 下验收极限尺寸=下极限尺寸+A

安全裕度A由工件公差T确定，其数值可由表查得。 方法2：

验收极限等于图样上标定的上极限尺寸和下极限尺寸，即安全裕度A值等于零。 方法选择的具体原则：

⑴ 对要求符合包容要求的尺寸、公差等级高的尺寸，其验收极限按方法1确定。

⑵ 对工艺能力指数Cp≥1时，其验收极限可以按方法2确定，其中Cp=T/（6σ）。但采用包容要

求时，在最大实体尺寸一侧仍应按内缩方式确定验收极限。 ⑶ 对偏态分布的尺寸，尺寸偏向的一边应按方法1确定。 ⑷ 对非配合和一般公差的尺寸，其验收极限按方法2确定。 5.1.3 计量器具的选择原则

计量器具的选择主要取决于计量器具的技术指标和经济指标。选用时应考虑： ⑴ 选择的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，使所选计量器具的测量范围能满足工件的要求。

⑵ 选择计量器具应考虑工件的尺寸公差，使所选计量器具的不确定度值既要保证测量精度要求，又要符合经济性要求。

为了保证测量的可靠性和量值的统一，国家标准规定：按照计量器具的测量不确定度允许值u1选择计量器具。u1值分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ档，一般情况下，优先选用Ⅰ档，其次为Ⅱ档、Ⅲ档。 选用计量器具时，应使所选测量器具的不确定度u1′等于或小于u1值，(u1′≤u1)。

例1：被检验零件尺寸为轴Φ65e9 ，试确定验收极限、选择适当的计量器具。 解：⑴ 由极限与配合标准中查得： Φ65e9的极限偏差为 安全裕度：A=7.4μm，

测量不确定度允许值：u1= 6.7 μm 。

查得分度值为0.01mm的外径千分尺，在尺寸大于 50～100mm 内，不确定度数u1＇=0.005mm，

因 0.005＜ u1=0.0067，故可满足使用要求。

因为此工件尺寸遵循包容要求，应按照方法1的原则确定验收极限， 则：上验收极限=Φ65-0.060-0.0074=Φ64.9326 mm 下验收极限=Φ65-0.134+0.0074=Φ64.8934 mm

例2：被检验零件为孔Φ130H10 ，工艺能力指数Cp=1.2，试确定验收极限，并选择适当的计量器具。

解：⑴ 由极限与配合标准中查得：Φ130H10的极限偏差为

⑵ 由表查得安全裕度 A =16μm ，因 Cp=1.2 ＞1 ，其验收极限可以按方法2确定，即一边A=0，但因该零件尺寸遵循包容要求，因此,其最大实体极限一边的验收极限仍按方法1确定，则有： 上验收极限=Φ（130+0.16）=Φ130.16 mm

下验收极限=Φ（130+0+0.016）=Φ130.016 mm

⑶ 按优先选用Ⅰ档的原则，查得计量器具不确定度允许值 u1=15μm，查表得，分度值为0.01mm的内径千分尺在尺寸100-150mm范围内，不确定度为0.008＜u1=0.015，故可满足使用要求。

第二节 光滑极限量规设计

光滑极限量规是指被检验工件为光滑孔或光滑轴所用的极限量规的总称，简称量规。 图样上被测要素的尺寸公差和形位公差按独立原则标注时，一般使用通用计量器具分别测量。当单一要素的尺寸公差和形状公差采用包容要求标注时，则应使用量规来检验。 5.2.1 量规的作用

量规有通规和止规之分，量规通常成对使用。通规控制被测零件的作用尺寸，止规控制其实际尺寸。

检验孔用的量规称为塞规。

检验轴用的量规称为卡规（或环规）。

塞规的通规以被检验孔的最大实体尺寸（最小极限尺寸）制造，塞规的止规以被检验孔的最小实体尺寸（最大极限尺寸）制造。检验工件时，当通规通过被检验孔而止规不能通过时，说明被检验孔的尺寸误差和形状误差都控制在尺寸公差范围内，被检孔是合格的。 卡规的通规以被检验轴的最大实体尺寸（最大极限尺寸）制造，卡规的止规以被检验轴的最小实体尺寸（最小极限尺寸）制造。检验轴时，通规通过被检验轴而止规不能通过时，说明被检验轴的尺寸误差和形状误差都控制在尺寸公差范围内，被检验轴是合格的。 5.2.2 量规的分类

量规按其用途不同分为工作量规、验收量规和校对量规三种。 1）工作量规

工作量规是生产过程中操作者检验工件时所使用的量规。通常用代号“Ｔ ”表示，止规用代号“Ｚ”表示。 2）验收量规

验收量规是验收工件时，检验人员或用户代表所使用的量规。 3）校对量规

校对量规是检验轴用工作量规的量规。 5.2.3 量规的设计原则 1.泰勒原则

泰勒原则是指遵守包容要求的单一要素（孔或轴）的实际尺寸和形位误差综合形成的体

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。

1）量规的设计尺寸

通规的公称尺寸应等于工件的最大实体尺寸（ＭＭＳ）； 止规的公称尺寸应等于工件的最小实体尺寸（ＬＭＳ）。 2）量规的形状要求

通规用来控制工件的体外作用尺寸，它的测量面应是与孔或轴形状相对应的完整表面（即全形量规），且测量长度等于配合长度。止规用来控制工件的实际尺寸，它的测量面应是点状的（即不全形量规），且测量长度尽可能短些，止规表面与工件是点接触。 2.量规公差带 5.2.4 工作量规设计 1.量规的结构形式 （自学） 2.量规的技术要求 （自学） 1）量规材料 2）形位公差 3）表面粗糙度

3.量规工作尺寸的计算 量规工作尺寸的计算步骤如下： １.查出被检验工件的极限偏差；

２.查出工作量规的制造公差Ｔ和位置要素Ｚ值，并确定量规的形位公差； ３.画出工件和量规的公差带图； ４．计算量规的极限偏差；

５.计算量规的极限尺寸以及磨损极限尺寸。 实例

例题 设计检验Φ30H8/f8孔、轴用工作量规。

解:1) 查表得孔的极限偏差为：ES=+0.033mm, EI=0 ，轴的 极限偏差为：es =-0.020mm ，ei =-0.053

2) 由表5.2查出工作量规制造公差T和位置要素Z值,并确 定形位公差。

T＝0.0034mm，Z＝0.005mm T/2=0.0017mm

3) 画出工件和量规的公差带图

4）计算量规的极限偏差，并将偏差值标注在工作量规公差带图中： 孔用量规通规（Ｔ）：

上偏差＝EI +Ｚ+ T/2＝ 0 + 0.005 +0.0017 ＝ + 0.0067 mm 下偏差＝EI +Ｚ–T/2＝ 0 + 0.005–0.0017 ＝ + 0.0033 mm 磨损极限偏差＝EI＝０ 孔用量规止规（Ｚ）： 上偏差＝ES＝ + 0.033 mm

下偏差＝ES－T1＝ + 0.033 – 0.0034＝ + 0.0296 mm

轴用量规通规（Ｔ）：

上偏差＝es－Ｚ + T/2＝－0.020 －0.005 + 0.0017 ＝－0.0233mm 下偏差＝es－Ｚ –T/2＝－0.020 －0.005 –0.0017 ＝－0.0267mm 磨损极限偏差＝es＝－０.020 轴用量规止规（Ｚ）：

上偏差＝ei + T＝–0.053 + 0.0034= –0.0496mm 下偏差＝ei ＝–0.053 mm

5）计算量规的极限尺寸和磨损极限尺寸

孔用量规通规：最大极限尺寸＝30 + 0.0067 = 30.0067 mm 最小极限尺寸＝30 +0.0033 = 30.0033 mm 磨损极限尺寸＝30 mm

所以塞规的通规尺寸为 mm，按工艺尺寸标注为 mm 孔用量规止规：最大极限尺寸＝ 30 + 0.033 ＝ 30.033 mm 最小极限尺寸＝ 30 + 0.0296 ＝ 30.0296 mm

所以塞规的止规尺寸为 mm，按工艺尺寸标注为 mm 轴用量规通规：最大极限尺寸＝ 30–0.0233 = 29.9767 mm 最小极限尺寸＝ 30–0.0267 = 29.9733 mm 磨损极限尺寸＝ 29.98 mm

所以卡规的通规尺寸为 mm，按工艺尺寸标注为 mm 轴用量规止规：最大极限尺寸＝ 30–0.0496＝ 29.9504 mm 最小极限尺寸＝ 30–0.053＝29.947 mm

所以卡规的止规尺寸为 mm，按工艺尺寸标注为 mm

在使用过程中，量规的通规不断磨损，如塞规通规尺寸可以小于30.0033mm，但 当其尺寸接近磨损极限尺寸30mm时，就不能再用作工作量规，而只能转为验收、量 规使用；当通规尺寸磨损到30mm，通规应报废。

5）计算量规的极限尺寸和磨损极限尺寸

孔用量规通规：最大极限尺寸＝30 + 0.0067 = 30.0067 mm 最小极限尺寸＝30 +0.0033 = 30.0033 mm 磨损极限尺寸＝30 mm

所以塞规的通规尺寸为 mm，按工艺尺寸标注为 mm 孔用量规止规：最大极限尺寸＝ 30 + 0.033 ＝ 30.033 mm 最小极限尺寸＝ 30 + 0.0296 ＝ 30.0296 mm

所以塞规的止规尺寸为 mm，按工艺尺寸标注为 mm 轴用量规通规：最大极限尺寸＝ 30–0.0233 = 29.9767 mm 最小极限尺寸＝ 30–0.0267 = 29.9733 mm 磨损极限尺寸＝ 29.98 mm

所以卡规的通规尺寸为 mm，按工艺尺寸标注为 mm 轴用量规止规：最大极限尺寸＝ 30–0.0496＝ 29.9504 mm 最小极限尺寸＝ 30–0.053＝29.947 mm

所以卡规的止规尺寸为 mm，按工艺尺寸标注为 mm

在使用过程中，量规的通规不断磨损，如塞规通规尺寸可以小于30.0033mm，但 当其尺寸接近磨损极限尺寸30mm时，就不能再用作工作量规，而只能转为验收、量 规使用；当通规尺寸磨损到30mm，通规应报废。

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