第六章孔、軸檢測與量規(guī)設計基礎§1孔、軸實際尺寸的驗收§2光滑極限量規(guī)§3功能量規(guī)我國相關的國家標準：GB/T3177-2009《產(chǎn)品幾何技術規(guī)范（GPS）光滑工件尺寸的檢驗》GB/T1957-2006《光滑極限量規(guī)技術要求》GB/T8069-1998《功能量規(guī)》國家發(fā)布這些標準作為貫徹執(zhí)行《極限與配合》、《幾何公差》以及《普通平鍵與鍵槽》、《矩形花鍵》等國家標準的技術保證。重點：驗收極限的確定；光滑極限量規(guī)的設計原理；光滑極限量規(guī)的設計計算光滑極限量規(guī)的設計計算難點：第六章孔、軸檢測與量規(guī)設計基礎§1孔、軸實際尺寸的1●孔、軸（被測要素）的尺寸公差與幾何公差的關系采用獨立原則時，它們的實際尺寸和幾何誤差分別使用普通計量器具來測量。●對于采用包容要求的孔、軸，它們的實際尺寸與形狀誤差的綜合結果應該使用光滑極限量規(guī)檢驗?！褡畲髮嶓w要求應用于被測要素和基準要素時，它們的實際尺寸與幾何誤差的綜合結果應該使用功能量規(guī)檢驗?！褡钚嶓w要求用兩點法測實際尺寸，用普通計量器具測量幾何誤差。孔、軸實際尺寸使用普通計量器具按兩點法進行測量，測量結果能夠獲得實際尺寸的具體數(shù)值。幾何誤差使用普通計量器具測量，測量結果也能獲得幾何誤差的具體數(shù)值。量規(guī)是一種沒有刻度而用以檢驗孔、軸實際尺寸和幾何誤差綜合結果的專用計量器具，用它檢驗的結果可以判斷實際孔、軸合格與否，但不能獲得孔、軸實際尺寸和幾何誤差的具體數(shù)值。量規(guī)的使用極為方便，檢驗效率高，在機械產(chǎn)品生產(chǎn)中得到廣泛應用?！窨?、軸（被測要素）的尺寸公差與幾何公差的關系采用獨立原則時2§1孔、軸實際尺寸的驗收一、孔、軸實際尺寸的驗收極限δyδ按圖樣要求，孔、軸的真實尺寸必須位于規(guī)定的上極限尺寸與下極限尺寸范圍內才算合格。實際尺寸=真實尺寸±測量誤差測量孔、軸實際尺寸時，首先應確定判斷其合格與否的尺寸界限，即驗收極限。溫度、壓陷效應以及計量器具和標準器（如量塊）的系統(tǒng)誤差等引起?！?孔、軸實際尺寸的驗收一、孔、軸實際尺寸的驗收極限δy3圖7*－1用塞規(guī)檢驗孔圖7*－1用塞規(guī)檢驗孔4圖*-2用環(huán)規(guī)檢驗軸圖*-2用環(huán)規(guī)檢驗軸5圖7-2工件尺寸公差帶及驗收極限兩種誤判：工件尺寸合格性判斷時容易發(fā)生誤判的區(qū)域，如圖誤收——把真實尺寸位于尺寸公差帶上、下兩端外側附近的不合格品誤判為合格品而接收。影響產(chǎn)品質量。誤廢——把真實尺寸位于尺寸公差帶上、下兩端內側附近的合格品誤判為不合格品而報廢。造成經(jīng)濟損失。為了保證產(chǎn)品質量，把孔、軸實際尺寸的驗收極限從它們的上極限尺寸和下極限尺寸分別向公差帶內移動一段距離，這就能減小誤收率或達到誤收率為零，但會增大誤廢率。正確確定驗收極限，意義重大！圖7-2工件尺寸公差帶及驗收極限兩種誤判：工件尺寸合格性判6圖7-2工件尺寸公差帶及驗收極限1、驗收極限方式的確定（1）內縮方式驗收極限內縮方式的驗收極限是從規(guī)定的上極限尺寸和下極限尺寸分別向工件尺寸公差帶內移動一個安全裕度A的大小的距離來確定。安全裕度A——測量孔或軸的實際尺寸時，應根據(jù)孔、軸公差的大小規(guī)定測量不確定度允許值，以作為保證產(chǎn)品質量的措施，此允許值稱為安全裕度A。GB/T3177-2009規(guī)定：A值按工件尺寸公差T的1/10確定，即A=0.1T，其數(shù)值可查表。測量不確定度u′——表示一批工件實際尺寸分散極限的測量誤差范圍，用u′表示。圖7-2工件尺寸公差帶及驗收極限1、驗收極限方式的確定（17圖7-2工件尺寸公差帶及驗收極限（7-1）（2）不內縮方式驗收極限不內縮方式的驗收極限是以圖樣上規(guī)定的上極限尺寸和下極限尺寸分別作為上、下驗收極限，即取安全裕度為零（A=0），因此圖7-2工件尺寸公差帶及驗收極限（7-1）（2）不內縮方式82、驗收極限方式的選擇①對于遵循包容要求的尺寸和標準公差等級高的尺寸，其驗收極限按雙向內縮方式確定。②當工藝能力指數(shù)Cp≥1時，驗收極限可以按不內縮方式確定；但對于采用包容要求的孔、軸，其最大實體尺寸一邊的驗收極限應該按單向內縮方式確定。δyδ工藝能力指數(shù)Cp——是指工件尺寸公差T與加工工序工藝能力cσ的比值，c為常數(shù)，σ為工序樣本的標準偏差。如果工序尺寸遵循正態(tài)分布，則該工序的工藝能力為6σ。在這種情況下，在工藝能力保證的基礎上，進一步保證不超出最大實體邊界。2、驗收極限方式的選擇①對于遵循包容要求的尺寸和標準公差等9③對于偏態(tài)分布的尺寸（圖3-25），其驗收極限可只對尺寸偏向的一邊采用單向內縮方式。④對于非配合尺寸和一般公差的尺寸，其驗收極限采用不內縮方式?？奢^好地保證加工尺寸不超出偏向的驗收極限。選擇哪種驗收極限方式，應綜合考慮被測工件的不同尺寸控制要求、標準公差等級的高低、加工后尺寸的分布特性和工藝能力等因素來確定。確定工件尺寸驗收極限后，還需要正確選擇計量器具進行測量。③對于偏態(tài)分布的尺寸（圖3-25），其驗收極限可只對尺寸偏10二、計量器具的選擇測量不確定度u′計量器具的測量不確定度u1′測量條件引起的測量不確定度u2′根據(jù)測量誤差的來源分類u1′是表征由計量器具內在誤差所引起的測得的實際尺寸對真實尺寸可能分散的一個范圍，其中還包括使用的標準器（如量塊、千分尺校正棒）的測量不確定度。測量時的標準溫度為20℃，標準測量力為零。u2′是表征測量過程中由溫度、壓陷效應及工件形狀誤差等因素所引起的測得的實際尺寸對真實尺寸可能分散的一個范圍。u1′與u2′均為獨立隨機變量，u′也是隨機變量，是u1′與u2′綜合的結果。二、計量器具的選擇測量不確定度u′計量器具的測量不確定度u111當驗收極限采用內縮方式，且把安全裕度A取為工件尺寸公差T的1/10時，為了保證產(chǎn)品合格，測量不確定度允許值u應在安全裕度范圍內，即u與計量器具的測量不確定度允許值u1及測量條件引起的測量不確定度允許值u2的關系，由獨立隨機變量合成規(guī)則，得u1對u的影響比u2大，一般按2：1的關系處理，因此得當驗收極限采用內縮方式，且把安全裕度A取為工件尺寸公差T的112為了滿足生產(chǎn)上對不同的誤收、誤廢允許率的要求，GB/T3177-2009將測量不確定度u與工件尺寸公差T的比值分成三檔，即Ⅰ檔，u=A=T/10，u1=0.9u=0.09T；Ⅱ檔，u=T/6＞A，u1=0.9u=0.15T；Ⅲ檔，u=T/4＞A，u1=0.9u=0.225T。相應地，計量器具的測量不確定度允許值u1也分檔，列于公差表中。對于IT6~IT11的工件，u1分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ檔；對于IT12~IT18的工件，u1分為Ⅰ、Ⅱ兩檔。●查表選用u1時，一般情況下優(yōu)先選用Ⅰ檔，其次選用Ⅱ檔、Ⅲ檔。●查表普通計量器具的測量不確定度u1′的數(shù)值，可以根據(jù)這些數(shù)值選用具體的計量器具。所選擇的計量器具的u1′值應不大于u1值。（一）驗收極限采用內縮方式時計量器具的選擇為了滿足生產(chǎn)上對不同的誤收、誤廢允許率的要求，GB/T3113●根據(jù)附表7-2~7-4選擇普通計量器具的效果：當選用Ⅰ檔的u1且所選擇的計量器具的u1′≤u1時，u=A=0.1T，根據(jù)GB/T3177-2009中的理論分析，誤收率為零，產(chǎn)品尺寸得到保證，而誤廢率為6.98%（工件實際尺寸遵循正態(tài)分布）~14.1%（工件實際尺寸遵循偏態(tài)分布）。當選用Ⅱ檔、Ⅲ檔的u1且所選擇的計量器具的u1′≤u1時，u＞A（A=0.1T），誤收率和誤廢率皆有所增大，u對A的比值（大于1）越大，則誤收率和誤廢率的增大就越多。（二）驗收極限采用不內縮方式時計量器具的選擇A=0計量器具的測量不確定度允許值u1也分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ檔，查表選用，且應滿足u1′≤u1。根據(jù)GB/T3177-2009中的理論分析，工藝能力指數(shù)Cp越大，在同一尺寸公差條件下，不同檔次的u1值越小，則誤收率和誤廢率就越小。σ越小計量器具精確性越好●根據(jù)附表7-2~7-4選擇普通計量器具的效果：當選用Ⅰ檔的14解：1.查附表3-2、3-4，知：公差T=0.039，極限偏差為es=-0.025，ei=-0.0642.確定安全裕度A查附表7-1，A=0.0039，μ1=0.00353.選擇計量器具查附表7-3，分度值為0.005的比較儀不確定度為0.0030，可滿足要求。4.計算驗收極限上驗收極限=dmax-A=φ50-0.025-0.0039=φ49.9711下驗收極限=dmin+A=φ50-0.064+0.0039=φ49.9399例

被測工件為Φ50f8，試確定驗收極限并選擇合適的測量器具。示例例被測工件為Φ50f8，試確定驗收極限并選擇合適的測量15工件公差帶及驗收極限0+-Φ50-0.025-0.064f80.00390.0039上驗收極限下驗收極限φ49.9711φ49.9399工件公差帶及驗收極限0+-Φ50-0.025-0.064f16孔用塞規(guī)軸用卡規(guī)§2光滑極限量規(guī)一、光滑極限量規(guī)的功用和種類●孔、軸采用包容要求時，應該使用光滑極限量規(guī)來檢驗實際尺寸和形狀誤差的綜合結果是否合格。光滑極限量規(guī)（本節(jié)簡稱量規(guī)）——是一種沒有刻度的長度計量器具，只能判斷工件合格與否，不能獲得實際尺寸和幾何誤差的數(shù)值。光滑極限量規(guī)具有通規(guī)和止規(guī)，代號分別為“T”和“Z”。如下圖光滑極限量規(guī)有通規(guī)和止規(guī)，孔用塞規(guī)軸用卡規(guī)§2光滑極限量規(guī)一、光滑極限量規(guī)的功用和17孔用塞規(guī)軸用卡規(guī)光滑極限量規(guī)具有通規(guī)和止規(guī)，如下圖◆通規(guī)用來模擬體現(xiàn)被測孔或軸的最大實體邊界，檢驗孔或軸的實際輪廓（實際尺寸和形狀誤差的綜合結果）是否超出其最大實體邊界，即檢驗孔或軸的體外作用尺寸是否超出其最大實體尺寸?！糁挂?guī)用來檢驗孔或軸的實際尺寸是否超出其最小實體尺寸。檢驗孔的量規(guī)稱為塞規(guī)，其測量面為外圓柱面。檢驗軸的量規(guī)稱為環(huán)規(guī)或卡規(guī)，環(huán)規(guī)的測量面為內圓柱面，卡規(guī)的測量面為兩平行平面?？子萌?guī)軸用卡規(guī)光滑極限量規(guī)具有通規(guī)和止規(guī)，如下圖◆通規(guī)用來18軸用卡規(guī)孔用塞規(guī)軸用卡規(guī)孔用塞規(guī)19用塞規(guī)檢驗孔用塞規(guī)檢驗孔20用環(huán)規(guī)檢驗軸用環(huán)規(guī)檢驗軸21通規(guī)、止規(guī)的作用是什么?應用于采用ER的單一要素的孔或軸的檢驗：通規(guī)——模擬最大實體邊界，檢驗孔或軸的實體是否超出MMB；止規(guī)——檢驗孔或軸的實際尺寸是否超出LMS。通規(guī)、止規(guī)的作用是什么?應用于采用ER的單一要素的孔或軸的檢22光滑極限量規(guī)有通規(guī)和止規(guī)，應成對使用?？子昧恳?guī)——塞規(guī)軸用量規(guī)——環(huán)規(guī)或卡規(guī)光滑極限量規(guī)有通規(guī)和止規(guī)，應成對使用?？子昧恳?guī)——塞規(guī)軸用量23常見量規(guī)的結構形式常見量規(guī)的結構形式24◆量規(guī)按用途分類：（3）校對量規(guī)——指用來檢驗工作量規(guī)或驗收量規(guī)的量規(guī)。（1）工作量規(guī)——指在零件制造過程中操作者所使用的量規(guī)。分為通規(guī)“T”和止規(guī)“Z”。操作者應使用新的或磨損較少的量規(guī)。（2）驗收量規(guī)——指在驗收零件時檢驗人員或用戶代表所使用的量規(guī)。一般采用與操作者所用相同類型且已磨損較多但未超過磨損極限的通規(guī)。這樣，驗收時可在最大合格范圍內接收工件，減少誤廢率，提高合格率。只有軸用量規(guī)（環(huán)規(guī)）才使用校對量規(guī)（塞規(guī)）來檢驗?？ㄒ?guī)使用量塊作為校對量規(guī)?？子昧恳?guī)（塞規(guī)）可以使用指示式計量器具來測量，不需要用特制的校對量規(guī)?！袅恳?guī)按用途分類：（3）校對量規(guī)——指用來檢驗工作量規(guī)或驗收25光滑極限量規(guī)適用對象不同適用場所不同工作量規(guī)驗收量規(guī)校對量規(guī)塞規(guī)卡規(guī)孔軸生產(chǎn)車間檢驗部門計量部門光滑極限量規(guī)適用對象不同適用場所不同工驗校塞卡孔軸生檢計26圖7-7孔、軸體外作用尺寸Dfe、dfe與實際尺寸Da、da1—實際被測孔；2—最大的外接理想軸3—實際被測軸；4—最小的外接理想孔DfeDadadfe二、光滑極限量規(guī)的設計原理——泰勒原則設計光滑極限量規(guī)時，應遵守泰勒原則（極限尺寸判斷原則）的規(guī)定。泰勒原則——是指孔或軸的實際尺寸與形狀誤差的綜合結果所形成的體外作用尺寸（Dfe或dfe）不允許超出最大實體尺寸（DM或dM），在孔或軸的任何位置上的實際尺寸（Da或da）不允許超出最小實體尺寸（DL或dL）。即通規(guī)通過、止規(guī)不通過，表示工件合格。圖7-7孔、軸體外作用尺寸Dfe、dfe與實際尺寸D27●比較：包容要求與泰勒原則是指設計時應用最大實體邊界（MMB），來控制單一尺寸要素的實際尺寸誤差和形狀誤差的綜合結果。要求單一尺寸要素的實際輪廓不得超出MMB（即體外作用尺寸dfe〈或Dfe〉應不超出最大實體尺寸dM〈或DM〉），并且局部實際尺寸da〈或Da〉不得超出最小實體尺寸dL〈或DL〉，即包容要求表示形式與泰勒原則一致。包容要求是從設計的角度出發(fā)，反映對孔、軸的設計要求。而泰勒原則是從驗收的角度出發(fā)，反映對孔、軸的驗收要求。從保證孔與軸的配合性質的要求來看，兩者是一致的?！癖容^：包容要求與泰勒原則是指設計時應用最大實體邊界（MMB28DLφdL圖7-8光滑極限量規(guī)DM、DL—孔最大、最小實體尺寸；dM、dL—軸最大、最小實體尺寸；Th、Ts—孔、軸公差；L—配合長度設計光滑極限量規(guī)時，應遵守泰勒原則（極限尺寸判斷原則）的規(guī)定。滿足泰勒原則要求的光滑極限量規(guī)具有最大實體邊界的形狀，且其定形尺寸等于被測孔或被測軸的最大實體尺寸。該部分用以測量被測部分的完整表面，且測量長度等于配合長度，因此通規(guī)稱全形通規(guī)。（圖7-8b，d）用以控制工件的實際尺寸，測量面應是點狀的（即不全形量規(guī)，與被測孔或被測軸的接觸應為兩個點的接觸，這兩點之間的距離即為止規(guī)定形尺寸，它等于被測孔或被測軸的最小實體尺寸）

，且測量長度盡可能短些。（兩點式止規(guī)，圖7-8a，c）?！敉ㄒ?guī)工作部分◆止規(guī)工作部分兩點式止規(guī)兩點式止規(guī)DLφdL圖7-8光滑極限量規(guī)DM、DL—孔最大、29量規(guī)設計遵循原則：極限尺寸判斷原則（泰勒原則）孔或軸的作用尺寸不允許超過最大實體尺寸通規(guī)應設計成全形工件量規(guī)設計遵循原則：極限尺寸判斷原則（泰勒原則）孔或軸的通規(guī)應30任意位置的實際尺寸不超過最小實體尺寸止規(guī)設計成兩點式工件任意位置止規(guī)設計成兩點式工件31(a)全形通規(guī)(b)兩點式通規(guī)(c)兩點式止規(guī)(d)全形止規(guī)●光滑極限量規(guī)檢驗孔、軸合格性的判據(jù)：用光滑極限量規(guī)檢驗孔或軸時，如果通規(guī)能夠在被測孔、軸的全長范圍內自由通過，且止規(guī)不能通過，則表示被測孔或軸合格。用光滑極限量規(guī)檢驗孔或軸時，如果通規(guī)不能通過，或者止規(guī)能夠通過，則表示被測孔或軸不合格?？椎膶嶋H輪廓超出了尺寸公差帶，用量規(guī)檢驗應判定該孔不合格?！獭痢獭潦褂霉ぷ鞑糠中螤畈徽_的量規(guī)進行檢驗會產(chǎn)生誤判！(a)全形通規(guī)(b)兩點式通規(guī)32●偏離泰勒原則的量規(guī)在量規(guī)的實際應用中，由于量規(guī)制造和使用方面的原因，要求量規(guī)形狀完全符合泰勒原則是有困難的，因此標準中規(guī)定：在被測孔或軸的形狀誤差不致影響孔、軸配合性質的情況下，允許使用偏離泰勒原則的量規(guī)。例如①量規(guī)制造廠供應的統(tǒng)一規(guī)格的量規(guī)工作部分的長度不一定等于或近似于被測孔或軸的配合長度，但實際檢驗中卻不得不使用這樣的量規(guī)。②大尺寸的孔和軸通常分別使用非全形通規(guī)（工作部分為非全形圓柱面的塞規(guī)、兩平行平面的卡規(guī)）進行檢驗，以代替笨重的全形通規(guī)。③由于曲軸“弓”字形特殊結構的限制，它的軸頸不能使用環(huán)規(guī)檢驗，而只能使用卡規(guī)檢驗。④為了延長止規(guī)的使用壽命，止規(guī)不采用兩點接觸的形狀，而制成非全形圓柱面。⑥檢驗薄壁零件時，為了防止兩點式止規(guī)造成該零件的變形，也可以采用全形止規(guī)。⑤檢驗小孔時，為了增加止規(guī)的剛度和便于制造，可以采用全形止規(guī)。●偏離泰勒原則的量規(guī)在量規(guī)的實際應用中，由于量規(guī)制造和使用方33設計原則的偏離：必須保證被檢驗工件的形狀誤差不影響配合性質。設計原則的偏離：必須保證被檢驗工件的形狀誤差不影響配合性質。34●使用偏離泰勒原則的量規(guī)檢驗應注意的問題：使用偏離泰勒原則的量規(guī)檢驗孔或軸的過程中，必須做到操作正確，盡量避免由于檢驗操作不當而造成的誤判。例如，使用非全形通規(guī)檢驗孔或軸時，應在被測孔或軸的全長范圍內的若干部位上分別圍繞圓周的幾個位置進行檢驗。三、光滑極限量規(guī)的定形尺寸公差帶和各項公差光滑極限量規(guī)的精度比被測孔、軸的精度高得多，但前者的定形尺寸也有公差。GB/T1957-2006規(guī)定了量規(guī)工作部分的定形尺寸公差帶和各項公差?！敉ㄒ?guī)在使用過程中通過合格的被測孔、軸，因而會逐漸磨損。為了使通規(guī)具有一定的使用壽命，→留出適當?shù)哪p儲量，對通規(guī)應規(guī)定磨損極限?！糁挂?guī)通常不通過被測孔、軸，→不留磨損儲量?！粜α恳?guī)→不留磨損儲量?！袷褂闷x泰勒原則的量規(guī)檢驗應注意的問題：使用偏離泰勒原則的351、工作量規(guī)的定形尺寸公差帶和各項公差◆GB/T1957-2006規(guī)定量規(guī)定形尺寸公差帶不得超出被測孔、軸尺寸公差帶?！敉ㄒ?guī)的磨損極限為被測孔、軸的最大實體尺寸。圖7-10孔用工作量規(guī)定形尺寸公差帶示意圖圖7-11軸用工作量規(guī)及其校對量規(guī)定形尺寸公差帶示意圖◆量規(guī)定形尺寸公差帶的大小和位置規(guī)定原則——測量極限誤差一般取為被測孔、軸尺寸公差的1/10~1/3。對于標準公差等級相同而公稱尺寸不同的孔、軸，此比值基本相同。隨著孔、軸的標準公差等級的降低，此比值逐漸減小。1、工作量規(guī)的定形尺寸公差帶和各項公差◆GB/T1957-36GB/T1957-2006對公稱尺寸至500mm，標準公差等級為IT6~IT16的孔和軸規(guī)定了：◆通規(guī)T和止規(guī)Z工作部分定形尺寸的公差T1◆通規(guī)定形尺寸公差帶中心到工件最大實體尺寸之間的距離Z1。見表6-1，P89.圖7-10孔用工作量規(guī)定形尺寸公差帶示意圖圖7-11軸用工作量規(guī)及其校對量規(guī)定形尺寸公差帶示意圖GB/T1957-2006對公稱尺寸至500mm，標準公37T1/2圖7-10孔用工作量規(guī)定形尺寸公差帶示意圖圖7-11軸用工作量規(guī)及其校對量規(guī)定形尺寸公差帶示意圖◆

量規(guī)工作部分的形狀誤差應控制在定形尺寸公差帶的范圍內，即采用包容要求。其幾何公差為定形尺寸公差的50%?？紤]到制造和測量的困難，當量規(guī)定形尺寸公差小于或等于0.002mm時，其幾何公差取為0.001mm?！袅恳?guī)測量面的表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)Ra的上限值為0.05~0.8μm，具體值根據(jù)被測孔、軸的標準公差等級的高低和量規(guī)測量面定形尺寸的大小確定。見表6-3，P91。T1/2圖7-10孔用工作量規(guī)定形尺寸公差帶示意圖圖7-11382、校對量規(guī)的定形尺寸公差帶和各項公差T1/2圖7-11軸用工作量規(guī)及其校對量規(guī)定形尺寸公差帶示意圖軸用卡規(guī)通常使用量塊測量，僅軸用環(huán)規(guī)才使用校對量規(guī)（塞規(guī)）。（1）制造新的通規(guī)時所使用的校對塞規(guī)TT（2）檢驗使用中的通規(guī)是否磨損到極限時所用的校對塞規(guī)TS（3）制造新的止規(guī)時所使用的校對塞規(guī)ZT校對塞規(guī)有下列三種，它們的定形尺寸公差帶如圖7-11所示。2、校對量規(guī)的定形尺寸公差帶和各項公差T1/2圖7-11軸用39T1/2圖7-11軸用工作量規(guī)及其校對量規(guī)定形尺寸公差帶示意圖它稱為“校通－通”塞規(guī)，代號為TT。（1）制造新的通規(guī)時所使用的校對塞規(guī)TT新的通規(guī)內圓柱測量面應能在其全長范圍內被TT校對塞規(guī)整個長度通過，這樣就能保證被測軸有足夠的尺寸加工公差。作用：防止通規(guī)尺寸過小偏于通規(guī)尺寸公差的下側（1）制造新的通規(guī)時所使用的校對塞規(guī)TT（2）檢驗使用中的通規(guī)是否磨損到極限時所用的校對塞規(guī)TS（3）制造新的止規(guī)時所使用的校對塞規(guī)ZTTT的公差帶是從通規(guī)的下偏差起，向軸用通規(guī)公差帶內分布的。檢驗時，該校對塞規(guī)應通過軸用通規(guī)，否則應判定該軸用通規(guī)不合格。T1/2圖7-11軸用工作量規(guī)及其校對量規(guī)定形尺寸公差帶示意40圖7-11軸用工作量規(guī)及其校對量規(guī)定形尺寸公差帶示意圖（2）檢驗使用中的通規(guī)是否磨損到極限時所用的校對塞規(guī)TS它稱為“校通－損”塞規(guī)，代號為TS。尚未完全磨損的通規(guī)內圓柱測量面應不能被TS校對塞規(guī)通過，并且應在該測量面的兩端進行檢驗。如果通規(guī)被校對塞規(guī)TS通過，則表示這通規(guī)已磨損到極限，應予報廢。偏于通規(guī)磨損儲量的上限作用：防止通規(guī)超出磨損極限尺寸TS的公差帶是從軸用通規(guī)的磨損極限起，向軸用通規(guī)公差帶內分布的。檢驗時，該校對塞規(guī)應不通過軸用通規(guī)，否則應判定所校對的軸用通規(guī)應予報廢。圖7-11軸用工作量規(guī)及其校對量規(guī)定形尺寸公差帶示意圖（2）41T1/2圖7-11軸用工作量規(guī)及其校對量規(guī)定形尺寸公差帶示意圖（3）制造新的止規(guī)時所使用的校對塞規(guī)ZT它稱為“校止－通”塞規(guī)，代號為ZT。新的止規(guī)內圓柱測量面應能在其全長范圍內被校對塞規(guī)ZT整個長度通過。防止被測軸的實際尺寸小于其下限尺寸。作用：防止止規(guī)尺寸過小。位于止規(guī)公差帶的下側ZT的公差帶是止規(guī)的下偏差起，向軸用止規(guī)公差帶內分布的。檢驗時，該校對塞規(guī)應通過軸用止規(guī)，否則應判定所校對的軸用止規(guī)不合格。T1/2圖7-11軸用工作量規(guī)及其校對量規(guī)定形尺寸公差帶示意42T1/2圖7-11軸用工作量規(guī)及其校對量規(guī)定形尺寸公差帶示意圖●校對量規(guī)的定形尺寸公差Tp取為工作量規(guī)定形尺寸公差T1的一半，即●校對量規(guī)的幾何誤差應控制在其定形尺寸公差帶的范圍內，即采用包容要求（ER）。

●校對量規(guī)測量面的表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)Ra值比工作量規(guī)小。由于校對量規(guī)精度高，制造困難，因此在實際生產(chǎn)中通常用量塊或計量器具代替校對量規(guī)。T1/2圖7-11軸用工作量規(guī)及其校對量規(guī)定形尺寸公差帶示意43量規(guī)的結構型式量規(guī)的技術要求①量規(guī)材料②形位公差③量規(guī)工作尺寸的計算四、工作量規(guī)的設計步驟圖6-5、圖6-6分別給出了幾種常用的軸用和孔用量規(guī)的結構型式，表6-2列出了不同量規(guī)型式的應用尺寸范圍，供設計時選用。更詳細材料參見GB/T10920-2008量規(guī)的結構型式四、工作量規(guī)的設計步驟圖6-5、圖6-6分別給44量規(guī)的技術要求①量規(guī)材料量規(guī)測量面的材料，可用滲碳鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼和硬質合金等材料制造，也可在測量面上鍍鉻或氮化處理。量規(guī)測量面的硬度直接影響量規(guī)的使用壽命。用上述材料淬火后的硬度一般為HRC58~65。量規(guī)的技術要求①量規(guī)材料量規(guī)測量面的材料，可用滲碳鋼、碳素工45②形位公差國家標準規(guī)定了檢驗IT6~IT16工件的量規(guī)公差。量規(guī)的形位公差一般為量規(guī)尺寸公差的50%。考慮到制造和測量的困難，當量規(guī)定形尺寸公差小于或等于0.002mm時，其幾何公差取為0.001mm。對量規(guī)表面粗糙度要求見表6-3。并要求量規(guī)測量面不應有銹跡、毛刺、黑斑、劃痕等明顯影響外觀和使用質量的缺陷。②形位公差國家標準規(guī)定了檢驗IT6~IT16工件的量規(guī)公差。46③光滑極限量規(guī)工作部分極限尺寸的計算和各項公差的確定1、光滑極限量規(guī)工作尺寸的計算步驟如下：（1）根據(jù)零件圖上被測孔或軸的公差帶代號，從國家標準《極限與配合》查出孔或軸的上、下偏差，并計算其最大和最小實體尺寸，它們分別是通規(guī)和止規(guī)工作部分的定形尺寸。（2）從GB/T1957-2006查出公差T1和通規(guī)定形尺寸公差帶中心到被測孔或軸的最大實體尺寸之間的距離Z1值。（3）按照圖7-10和圖7-11畫出量規(guī)定形尺寸公差帶示意圖，確定量規(guī)的上、下極限偏差，并計算量規(guī)工作部分的極限尺寸。③光滑極限量規(guī)工作部分極限尺寸的計算和各項公差的確定1、光滑47例

計算檢驗φ58H7E

孔的工作量規(guī)工作部分的極限尺寸，并確定其幾何公差。解：①確定孔的極限尺寸。

φ58H7的ES＝+0.03mm，EI＝0②確定通規(guī)和止規(guī)的定形尺寸。通規(guī)和止規(guī)的定形尺寸分別為φ58mm和58.03mm。③從附表7－5，P275查出確定定形尺寸公差T1和通規(guī)定形尺寸公差帶中心到被測孔或軸的最大實體尺寸之間的距離Z1值。

T1＝3.6μm，Z1＝4.6μm④畫出公差帶示意圖，確定量規(guī)的上、下偏差及工作部分的極限尺寸（圖7-12）。例計算檢驗φ58H7E孔的工作量規(guī)工作部分的極限尺寸48圖7-12φ58H7E孔用工作量規(guī)定形尺寸公差帶示意圖DM、DL——孔的最大、最小實體尺寸通規(guī)上極限偏差為通規(guī)下極限偏差為止規(guī)定形尺寸的上極限偏差為0止規(guī)定形尺寸的下極限偏差為通規(guī)工作部分制造尺寸：Emm，即Emm止規(guī)工作部分制造尺寸：Emm通規(guī)允許磨損到φ58圖7-12φ58H7E孔用工作量規(guī)定形尺寸公差帶示意49⑤確定量規(guī)幾何公差（塞規(guī)簡圖見圖7-13）。量規(guī)工作部分采用包容要求，還要給出更嚴格的幾何公差。塞規(guī)圓柱形測量面的圓柱度公差值和相對素線間的平行度公差值皆不得大于塞規(guī)定形尺寸公差值的一半，即它們皆等于0.0036/2=0.0018mm。由附表7-6查得，塞規(guī)測量面的輪廓算術平均偏差Ra≤0.1μm。圖7-13塞規(guī)簡圖Ra0.1Ra0.1⑤確定量規(guī)幾何公差（塞規(guī)簡圖見圖7-13）。量規(guī)工作部分采用5051例5

計算檢驗φ40k6E減速器齒輪軸的工作量規(guī)工作部分的極限尺寸，并確定其幾何公差。解：①確定軸的極限尺寸。

φ40k6的es＝+0.018mm，ei＝+0.002②確定通規(guī)和止規(guī)的定形尺寸。通規(guī)和止規(guī)的定形尺寸分別為dM=40.018mm和dL=40.002mm。③確定定形尺寸公差T1和Z1。

T1＝2.4μm，Z1＝2.8μm④畫出公差帶示意圖，確定量規(guī)的上、下偏差及工作部分的極限尺寸（圖7-14）。⑤確定量規(guī)幾何公差（量規(guī)簡圖見圖7-15）。51例5計算檢驗φ40k6E減速器齒輪軸的工作量規(guī)工作52

圖7-145253

圖7-1553例：設計檢驗孔的孔用塞規(guī)（1）工件的極限尺寸：（2）查附表7-5得：（3）計算量規(guī)的工作尺寸：例：設計檢驗孔的孔用塞規(guī)（1）工件的極限尺寸：54通規(guī)：定形尺寸止規(guī)：定形尺寸故檢驗孔用塞規(guī)的通規(guī)工作部分按E制造，允許磨損到。止規(guī)工作部分按E即E

制造。通規(guī)：定形尺寸止規(guī)：定形尺寸故檢驗孔用塞規(guī)的通55例設計檢驗Ф25H8/f7孔和軸用工作量規(guī)的工作尺寸。解

(1)由表查出孔與軸的極限偏差為：

ES=+0.033mm，EI=0;es=-0.020mm，ei=-0.041mm。

(2)由表查出工作量規(guī)制造公差T和位置要素Z值。塞規(guī)：制造公差T=0.0034mm，位置要素Z=0.005mm。

卡規(guī)：制造公差T＝0.0024mm，位置要素Z＝0.0034mm。

(3)畫出工件和量規(guī)的公差帶圖。￠25+0－H8f7+33-20-413.453.42.43.42.4μm例設計檢驗Ф25H8/f7孔和軸用工作量規(guī)的工作尺寸。解56￠25mm+0－H8f73.453.42.43.42.4+33-20-41②Ф25f7軸用卡規(guī)通規(guī)(T)：上偏差=es-Z+T/2＝(-0.02-0.0034+0.0012)mm=-0.0222mm

下偏差：es-Z-T/2＝(-0.02-0.0034-0.0012)mm=-0.0246mm

磨損極限=es＝-0.020mm止規(guī)(Z)：上偏差＝ei+T＝(-0.041+0.0024)mm

＝-0.0386mm

下偏差＝ei＝-0.041mm+6.7+3.3+29.6-22.2-24.6-38.6①Ф25H8孔用塞規(guī)通規(guī)(T)：上偏差：EI+Z+T/2＝(0+0.005+0.0017)mm

＝+0.0067mm

下偏差：EI+Z-T/2＝(0+0.005-0.0017)mm

＝+0.0033mm

磨損極限=EI＝0止規(guī)(Z)：上偏差=ES＝+0.033mm

下偏差＝ES-T=(+0.033-0.0034)mm=+0.0296mm(4)計算量規(guī)的極限偏差：μm￠25mm+H8f73.453.42.43.42.4+33-57￠25mm+0－H8f7+33-20-41+6.7+3.3+29.6-22.2-24.6-38.6①Ф25H8孔用塞規(guī)的極限尺寸和磨損極限尺寸通規(guī)(T)

最大極限尺寸＝(25+0.0067)mm=25.0067mm

最小極限尺寸＝(25+0.0033)mm＝25.0033mm磨損極限尺寸＝25mm所以，塞規(guī)的通規(guī)尺寸為Ф25mm，也可按工藝尺寸標注為Ф25.0067mm。止規(guī)(Z)：最大極限尺寸＝(25+0.0330)mm＝25.0330mm

最小極限尺寸＝(25+0.0296)mm＝25.0296mm所以，塞規(guī)的止規(guī)尺寸為Ф25mm，也可按工藝尺寸標注為Ф25.033mm。

+0.0067+0.00330-0.0034+0.0330+0.02960-0.0034(5)計算量規(guī)的極限尺寸以及磨損極限尺寸μm￠25mm+H8f7+33-20-41+6.7+3.3+2958￠25mm+0－H8f7+33-20-41+6.7+3.3+29.6-22.2-24.6-38.6②Ф25f7軸用卡規(guī)的極限尺寸和磨損極限尺寸通規(guī)(T)：最大極限尺寸＝[25+(-0.0222)］mm

＝24.9778mm

最小極限尺寸＝[25+(-0.0246)］mm

＝24.9754mm

磨損極限尺寸＝(25-0.020)mm

＝24.980mm所以，卡規(guī)的通規(guī)尺寸Ф25mm，也可按工藝尺寸標注Ф24.9754mm。止規(guī)(Z)：最大極限尺寸＝[25+(-0.0386)]mm

＝24.9614mm

最小極限尺寸＝[25+(-0.041)]mm

＝24.9590mm所以，卡規(guī)的止規(guī)尺寸Ф25mm，也可按工藝尺寸標注Ф24.959mm。-0.0222-0.0246+0.00240-0.0386-0.0410+0.00240μm￠25mm+H8f7+33-20-41+6.7+3.3+2959(例題)上、下驗收極限及量規(guī)孔K7-0+?30+0.006-0.015?30.006?29.985AA?29.9871?30.0039誤收誤廢止-0.0024通ZTTT=2.4μmZ=3.4μm+0.0022+0.0046(例題)上、下驗收極限及量規(guī)孔-0+?30+0.006-0.60計算結果的圖面標注形式：1.絕對尺寸：“T”：?30“Z”：?302.相對尺寸：“T”?29.985“Z”?30.0063.入體尺寸：

“T”?29.9872“Z”?30.006-0.0104-0.0128+0.0060+0.0036+0.0046+0.00220-0.0024

+0.002400-0.0024計算結果的圖面標注形式：1.絕對尺寸：-0.0104+061習題7-6的工作量規(guī)極限尺寸?35-0++0.009?35.024?35.009止+0.0200通ZTTT=2.4μmZ=2.8μm+0.0224+0.0114?35m6軸+0.024習題7-6的工作量規(guī)極限尺寸?35-0++0.009?362習題7-6圖面標注：1.絕對尺寸：“T”：?35“Z”：?352.相對尺寸：“T”?35.024“Z”?35.0093.入體尺寸：

“T”?35.0200“Z”?35.009+0.0224+0.0200+0.0114+0.0090-0.0016-0.0040+0.00240+0.00240+0.00240習題7-6圖面標注：1.絕對尺寸：+0.0224+0.0163作業(yè)：習題7-1、4、5

P256作業(yè)：習題7-1、4、5P25664§3功能量規(guī)（自學）一、功能量規(guī)的功用和種類被測要素的方向、位置公差與其尺寸公差的關系及與基準要素尺寸公差的關系皆采用最大實體要求時，即被測要素的方向、位置公差框格中公差值后面標注符號M和基準字母后面標注符號M時，應該使用功能量規(guī)（本節(jié)簡稱量規(guī)）檢驗。功能量規(guī)的工作部分模擬體現(xiàn)圖樣上對被測要素和基準要素分別規(guī)定的邊界（最大實體實效邊界或最大實體邊界），檢驗完工要素實際尺寸和幾何誤差的綜合結果形成的實際輪廓是否超出該邊界?！窆δ芰恳?guī)是全形通規(guī)。若它能夠自由通過完工要素，則表示該完工要素的實際輪廓在規(guī)定的邊界范圍內，該實際輪廓合格，否則不合格。應當指出，完工要素合格與否，還需檢測其實際尺寸。①當被測要素采用最大實體要求而沒有附加采用可逆要求時，實際尺寸應限制在最大與最小實體尺寸范圍內。②當被測要素采用最大實體要求并附加采用可逆要求時，實際尺寸允許超出最大實體尺寸，甚至允許達到最大實體實效尺寸，但不允許超出最小實體尺寸?！?功能量規(guī)（自學）一、功能量規(guī)的功用和種類被測要素的方向65●功能量規(guī)的種類◆按方向、位置公差特征項目，檢驗采用最大實體要求的關聯(lián)尺寸要素的功能量規(guī)有：垂直度量規(guī)平行度量規(guī)傾斜度量規(guī)同軸度量規(guī)對稱度量規(guī)位置度量規(guī)◆單一尺寸要素孔、軸的軸線直線度公差采用最大實體要求時，也應使用功能量規(guī)檢驗?！窆δ芰恳?guī)的種類◆按方向、位置公差特征項目，檢驗采用最大實體66二、功能量規(guī)的設計原理1、功能量規(guī)工作部分的組成功能量規(guī)工作部分的組成有檢驗部分、定位部分和導向部分（或者相應的檢驗元件、定位元件和導向元件）。檢驗部分和定位部分分別與被測零件的被測要素和基準要素相對應，分別模擬體現(xiàn)被測要素應遵循的邊界和基準（或基準體系），它們之間的關系應保持零件圖上所給定被測要素與基準要素間的幾何關系。導向部分是為了在檢驗時引導活動式檢驗元件進入實際被測要素，或者引導活動式定位元件進入實際基準要素，以及在檢驗時便于被測零件定位而設置的?！駲z驗時，功能量規(guī)的檢驗部分和定位部分應能分別自由通過被測零件的實際被測要素和實際基準要素，這樣才認為所檢驗的方向、位置精度是合格的。二、功能量規(guī)的設計原理1、功能量規(guī)工作部分的組成功能量規(guī)工作67功能量規(guī)的結構類型固定式類型——沒有導向部分的功能量規(guī)的結構，其檢驗部分和定位部分屬于同一個整體?；顒邮筋愋汀獛虿糠值墓δ芰恳?guī)的結構。2、功能量規(guī)檢驗部分的形狀和尺寸功能量規(guī)檢驗部分與被測零件的被測要素相對應。量規(guī)檢驗部分相對于定位部分的方向、位置和位置尺寸，應按照零件圖上規(guī)定的被測要素與基準要素間的方向、位置關系及位置尺寸來確定。①對于單個被測要素，量規(guī)檢驗部分的形狀應與被測要素應遵守的邊界形狀相同，其定形尺寸（直徑或寬度）應等于被測要素的邊界尺寸，其長度應不小于被測要素的長度。②當被測要素為成組要素時，量規(guī)檢驗部分具有與之相對應的若干個檢驗部位。各個檢驗部位的形狀、定形尺寸和長度的確定方法同①；它們的相互位置和位置尺寸，應按照零件圖上對成組被測要素所規(guī)定的位置及相應的理論正確尺寸確定。功能量規(guī)的結構類型固定式類型——沒有導向部分的功能量規(guī)的結構683、功能量規(guī)定位部分的形狀和尺寸功能量規(guī)定位部分與被測零件的基準要素相對應。零件基準要素通常為平面、基準軸線對應的圓柱面和基準中心平面對應的兩平行平面。①零件基準要素為平面時，量規(guī)定位部分的形狀也為平面。量規(guī)定位平面本身無厚度尺寸，不必考慮其定形尺寸，只要求其長度、寬度或直徑不小于對應基準要素的尺寸。三基面體系中各個定位平面間應保持互相垂直的幾何關系。②零件基準要素為圓柱面或兩平行平面時，量規(guī)定位部分的形狀應與基準要素應遵守的邊界的形狀相同（如，圖7-16b，c圓柱Ⅱ），其定形尺寸應等于該邊界的尺寸，其長度應不小于基準要素的長度。當基準要素本身采用最大實體要求（基準字母后面標注符號M）時，量規(guī)定位部分的定形尺寸等于基準要素的最大實體實效尺寸；當基準要素本身采用包容要求或獨立原則時，量規(guī)定位部分的定形尺寸等于基準要素的最大實體尺寸。3、功能量規(guī)定位部分的形狀和尺寸功能量規(guī)定位部分與被測零件的69③如果零件圖上標注的某項位置公差中，基準要素同時也是被測要素，如圖7-17，P160.所示箱體零件上支承同一根軸的兩個軸承孔的軸線分別相對于它們的公共軸線的同軸度公差項目中，兩個軸承孔既是被測要素，又是基準要素，則量規(guī)定位部分也即其檢驗部分，兩者的定形尺寸相同。三、功能量規(guī)工作部分的定形尺寸公差帶和各項公差GB/T8069-1998對功能量規(guī)檢驗部分、定位部分和導向部分的定形尺寸及其公差帶、幾何公差值和應遵守的公差原則等作了相應的規(guī)定。按是否用一個功能量規(guī)同時檢驗一個零件上的實際被測要素和對應的實際基準要素功能量規(guī)共同檢驗方式的量規(guī)依次檢驗方式的量規(guī)③如果零件圖上標注的某項位置公差中，基準要素同時也是被測要素70共同檢驗方式的量規(guī)依次檢驗方式的量規(guī)共同檢驗——是指功能量規(guī)檢驗部分用來檢驗實際被測要素的輪廓是否超出它應遵守的邊界，該量規(guī)的定位部分既用來模擬體現(xiàn)基準（或基準體系），又用來檢驗實際基準要素的輪廓是否超出它應遵守的邊界。依次檢驗——是指功能量規(guī)檢驗部分用來檢驗實際被測要素的輪廓是否超出它應遵守的邊界，該量規(guī)的定位部分只用來模擬體現(xiàn)基準（或基準體系）。至于實際基準要素的輪廓是否超出它應遵守的邊界，則用另一個功能量規(guī)或光滑極限量規(guī)通規(guī)來檢驗。共同檢驗方式的量規(guī)依次檢驗方式的量規(guī)共同檢驗——是指功能量規(guī)711、功能量規(guī)檢驗部分的定形尺寸公差帶和極限尺寸BShBSs對于被測內表面對于被測外表面TtTt功能量規(guī)檢驗部分模擬體現(xiàn)被測要素應遵守的邊界。為了確保產(chǎn)品質量，GB/T8069-1998規(guī)定：量規(guī)檢驗部分的定形尺寸公差帶及允許磨損量以被測要素應遵守的邊界的尺寸為零線，配置于該邊界之內。它的位置由F1確定。F1對被測內表面（量規(guī)檢驗部分為外表面）為上極限偏差；對于被測外表面（量規(guī)檢驗部分為內表面），為下極限偏差。F1查附表7-7，P276功能量規(guī)檢驗部分的極限尺寸計算，見表7-2，P1611、功能量規(guī)檢驗部分的定形尺寸公差帶和極限尺寸BShBSs對722、功能量規(guī)定位部分的定形尺寸公差帶和極限尺寸（1）共同檢驗方式的功能量規(guī)定位部分的極限尺寸這類量規(guī)的定位部分也是檢驗被測零件實際基準要素用的檢驗部分，因此其定形尺寸公差帶的培植采用量規(guī)檢驗部分的方式（見圖7-18），可以利用表7-2所列的計算公式來計算其極限尺寸和磨損極限。（2）依次檢驗方式的功能量規(guī)定位部分的極限尺寸BShBSsTtTt對于基準內表面對于基準外表面◆這類量規(guī)的定位部分僅用于模擬體現(xiàn)基準或基準體系，其定形尺寸公差帶和允許磨損量配置于基準要素應遵守的邊界之外。◆量規(guī)定位部分的基本偏差FL=0。模擬體現(xiàn)基準，對側相接。2、功能量規(guī)定位部分的定形尺寸公差帶和極限尺寸（1）共同檢驗73BShBSsTtTt對于基準內表面對于基準外表面功能量規(guī)定位部分的極限尺寸（含磨損極限尺寸）計算，見表7-3，P162BShBSsTtTt對于基準內表面對于基準外表面功能量規(guī)定位743、功能量規(guī)工作部分的幾何公差和表面粗糙度輪廓要求功能量規(guī)工作部分為圓柱面或兩平行平面時，其形狀公差與定形尺寸公差的關系應采用包容要求（如圖7-16c，P159）。功能量規(guī)檢驗、定位、導向部分的方向、位置公差

tI、tL、tG，按對應被測要素或基準要素的綜合公差Tt由表7-8查取，通常采用獨立原則。功能量規(guī)定位平面的平面度公差可取為量規(guī)檢驗部分方向、位置公差tI的1/3~1/2。功能量規(guī)工作部分的表面粗糙度輪廓要求可由附表7-6查取，輪廓算術平均偏差Ra的上限值為0.05~0.8μm。3、功能量規(guī)工作部分的幾何公差和表面粗糙度輪廓要求功能量規(guī)工75四、功能量規(guī)設計計算示例功能量規(guī)設計計算步驟：①按被測零件的結構及被測要素和基準要素的技術要求確定量規(guī)的結構（選擇固定式量規(guī)或活動式量規(guī)，確定相應的檢驗部分、定位部分和導向部分）；②選擇檢驗方式（共同檢驗或依次檢驗）；③按GB/T8069-1998利用式（7-2）~式（7-5）和附表7-7、附表7-8計算量規(guī)工作部分的極限尺寸，并確定它們的幾何公差和應遵守的公差原則；按附表7-6確定表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)值。此外，還要確定量規(guī)非工作部分的各項公差。四、功能量規(guī)設計計算示例功能量規(guī)設計計算步驟：①按被測零件的76第六章-孔、軸檢測與量規(guī)設計基礎課件77第六章-孔、軸檢測與量規(guī)設計基礎課件78第六章孔、軸檢測與量規(guī)設計基礎§1孔、軸實際尺寸的驗收§2光滑極限量規(guī)§3功能量規(guī)我國相關的國家標準：GB/T3177-2009《產(chǎn)品幾何技術規(guī)范（GPS）光滑工件尺寸的檢驗》GB/T1957-2006《光滑極限量規(guī)技術要求》GB/T8069-1998《功能量規(guī)》國家發(fā)布這些標準作為貫徹執(zhí)行《極限與配合》、《幾何公差》以及《普通平鍵與鍵槽》、《矩形花鍵》等國家標準的技術保證。重點：驗收極限的確定；光滑極限量規(guī)的設計原理；光滑極限量規(guī)的設計計算光滑極限量規(guī)的設計計算難點：第六章孔、軸檢測與量規(guī)設計基礎§1孔、軸實際尺寸的79●孔、軸（被測要素）的尺寸公差與幾何公差的關系采用獨立原則時，它們的實際尺寸和幾何誤差分別使用普通計量器具來測量?！駥τ诓捎冒菀蟮目?、軸，它們的實際尺寸與形狀誤差的綜合結果應該使用光滑極限量規(guī)檢驗?！褡畲髮嶓w要求應用于被測要素和基準要素時，它們的實際尺寸與幾何誤差的綜合結果應該使用功能量規(guī)檢驗?！褡钚嶓w要求用兩點法測實際尺寸，用普通計量器具測量幾何誤差。孔、軸實際尺寸使用普通計量器具按兩點法進行測量，測量結果能夠獲得實際尺寸的具體數(shù)值。幾何誤差使用普通計量器具測量，測量結果也能獲得幾何誤差的具體數(shù)值。量規(guī)是一種沒有刻度而用以檢驗孔、軸實際尺寸和幾何誤差綜合結果的專用計量器具，用它檢驗的結果可以判斷實際孔、軸合格與否，但不能獲得孔、軸實際尺寸和幾何誤差的具體數(shù)值。量規(guī)的使用極為方便，檢驗效率高，在機械產(chǎn)品生產(chǎn)中得到廣泛應用?！窨?、軸（被測要素）的尺寸公差與幾何公差的關系采用獨立原則時80§1孔、軸實際尺寸的驗收一、孔、軸實際尺寸的驗收極限δyδ按圖樣要求，孔、軸的真實尺寸必須位于規(guī)定的上極限尺寸與下極限尺寸范圍內才算合格。實際尺寸=真實尺寸±測量誤差測量孔、軸實際尺寸時，首先應確定判斷其合格與否的尺寸界限，即驗收極限。溫度、壓陷效應以及計量器具和標準器（如量塊）的系統(tǒng)誤差等引起?！?孔、軸實際尺寸的驗收一、孔、軸實際尺寸的驗收極限δy81圖7*－1用塞規(guī)檢驗孔圖7*－1用塞規(guī)檢驗孔82圖*-2用環(huán)規(guī)檢驗軸圖*-2用環(huán)規(guī)檢驗軸83圖7-2工件尺寸公差帶及驗收極限兩種誤判：工件尺寸合格性判斷時容易發(fā)生誤判的區(qū)域，如圖誤收——把真實尺寸位于尺寸公差帶上、下兩端外側附近的不合格品誤判為合格品而接收。影響產(chǎn)品質量。誤廢——把真實尺寸位于尺寸公差帶上、下兩端內側附近的合格品誤判為不合格品而報廢。造成經(jīng)濟損失。為了保證產(chǎn)品質量，把孔、軸實際尺寸的驗收極限從它們的上極限尺寸和下極限尺寸分別向公差帶內移動一段距離，這就能減小誤收率或達到誤收率為零，但會增大誤廢率。正確確定驗收極限，意義重大！圖7-2工件尺寸公差帶及驗收極限兩種誤判：工件尺寸合格性判84圖7-2工件尺寸公差帶及驗收極限1、驗收極限方式的確定（1）內縮方式驗收極限內縮方式的驗收極限是從規(guī)定的上極限尺寸和下極限尺寸分別向工件尺寸公差帶內移動一個安全裕度A的大小的距離來確定。安全裕度A——測量孔或軸的實際尺寸時，應根據(jù)孔、軸公差的大小規(guī)定測量不確定度允許值，以作為保證產(chǎn)品質量的措施，此允許值稱為安全裕度A。GB/T3177-2009規(guī)定：A值按工件尺寸公差T的1/10確定，即A=0.1T，其數(shù)值可查表。測量不確定度u′——表示一批工件實際尺寸分散極限的測量誤差范圍，用u′表示。圖7-2工件尺寸公差帶及驗收極限1、驗收極限方式的確定（185圖7-2工件尺寸公差帶及驗收極限（7-1）（2）不內縮方式驗收極限不內縮方式的驗收極限是以圖樣上規(guī)定的上極限尺寸和下極限尺寸分別作為上、下驗收極限，即取安全裕度為零（A=0），因此圖7-2工件尺寸公差帶及驗收極限（7-1）（2）不內縮方式862、驗收極限方式的選擇①對于遵循包容要求的尺寸和標準公差等級高的尺寸，其驗收極限按雙向內縮方式確定。②當工藝能力指數(shù)Cp≥1時，驗收極限可以按不內縮方式確定；但對于采用包容要求的孔、軸，其最大實體尺寸一邊的驗收極限應該按單向內縮方式確定。δyδ工藝能力指數(shù)Cp——是指工件尺寸公差T與加工工序工藝能力cσ的比值，c為常數(shù)，σ為工序樣本的標準偏差。如果工序尺寸遵循正態(tài)分布，則該工序的工藝能力為6σ。在這種情況下，在工藝能力保證的基礎上，進一步保證不超出最大實體邊界。2、驗收極限方式的選擇①對于遵循包容要求的尺寸和標準公差等87③對于偏態(tài)分布的尺寸（圖3-25），其驗收極限可只對尺寸偏向的一邊采用單向內縮方式。④對于非配合尺寸和一般公差的尺寸，其驗收極限采用不內縮方式?？奢^好地保證加工尺寸不超出偏向的驗收極限。選擇哪種驗收極限方式，應綜合考慮被測工件的不同尺寸控制要求、標準公差等級的高低、加工后尺寸的分布特性和工藝能力等因素來確定。確定工件尺寸驗收極限后，還需要正確選擇計量器具進行測量。③對于偏態(tài)分布的尺寸（圖3-25），其驗收極限可只對尺寸偏88二、計量器具的選擇測量不確定度u′計量器具的測量不確定度u1′測量條件引起的測量不確定度u2′根據(jù)測量誤差的來源分類u1′是表征由計量器具內在誤差所引起的測得的實際尺寸對真實尺寸可能分散的一個范圍，其中還包括使用的標準器（如量塊、千分尺校正棒）的測量不確定度。測量時的標準溫度為20℃，標準測量力為零。u2′是表征測量過程中由溫度、壓陷效應及工件形狀誤差等因素所引起的測得的實際尺寸對真實尺寸可能分散的一個范圍。u1′與u2′均為獨立隨機變量，u′也是隨機變量，是u1′與u2′綜合的結果。二、計量器具的選擇測量不確定度u′計量器具的測量不確定度u189當驗收極限采用內縮方式，且把安全裕度A取為工件尺寸公差T的1/10時，為了保證產(chǎn)品合格，測量不確定度允許值u應在安全裕度范圍內，即u與計量器具的測量不確定度允許值u1及測量條件引起的測量不確定度允許值u2的關系，由獨立隨機變量合成規(guī)則，得u1對u的影響比u2大，一般按2：1的關系處理，因此得當驗收極限采用內縮方式，且把安全裕度A取為工件尺寸公差T的190為了滿足生產(chǎn)上對不同的誤收、誤廢允許率的要求，GB/T3177-2009將測量不確定度u與工件尺寸公差T的比值分成三檔，即Ⅰ檔，u=A=T/10，u1=0.9u=0.09T；Ⅱ檔，u=T/6＞A，u1=0.9u=0.15T；Ⅲ檔，u=T/4＞A，u1=0.9u=0.225T。相應地，計量器具的測量不確定度允許值u1也分檔，列于公差表中。對于IT6~IT11的工件，u1分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ檔；對于IT12~IT18的工件，u1分為Ⅰ、Ⅱ兩檔?！癫楸磉x用u1時，一般情況下優(yōu)先選用Ⅰ檔，其次選用Ⅱ檔、Ⅲ檔?！癫楸砥胀ㄓ嬃科骶叩臏y量不確定度u1′的數(shù)值，可以根據(jù)這些數(shù)值選用具體的計量器具。所選擇的計量器具的u1′值應不大于u1值。（一）驗收極限采用內縮方式時計量器具的選擇為了滿足生產(chǎn)上對不同的誤收、誤廢允許率的要求，GB/T3191●根據(jù)附表7-2~7-4選擇普通計量器具的效果：當選用Ⅰ檔的u1且所選擇的計量器具的u1′≤u1時，u=A=0.1T，根據(jù)GB/T3177-2009中的理論分析，誤收率為零，產(chǎn)品尺寸得到保證，而誤廢率為6.98%（工件實際尺寸遵循正態(tài)分布）~14.1%（工件實際尺寸遵循偏態(tài)分布）。當選用Ⅱ檔、Ⅲ檔的u1且所選擇的計量器具的u1′≤u1時，u＞A（A=0.1T），誤收率和誤廢率皆有所增大，u對A的比值（大于1）越大，則誤收率和誤廢率的增大就越多。（二）驗收極限采用不內縮方式時計量器具的選擇A=0計量器具的測量不確定度允許值u1也分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ檔，查表選用，且應滿足u1′≤u1。根據(jù)GB/T3177-2009中的理論分析，工藝能力指數(shù)Cp越大，在同一尺寸公差條件下，不同檔次的u1值越小，則誤收率和誤廢率就越小。σ越小計量器具精確性越好●根據(jù)附表7-2~7-4選擇普通計量器具的效果：當選用Ⅰ檔的92解：1.查附表3-2、3-4，知：公差T=0.039，極限偏差為es=-0.025，ei=-0.0642.確定安全裕度A查附表7-1，A=0.0039，μ1=0.00353.選擇計量器具查附表7-3，分度值為0.005的比較儀不確定度為0.0030，可滿足要求。4.計算驗收極限上驗收極限=dmax-A=φ50-0.025-0.0039=φ49.9711下驗收極限=dmin+A=φ50-0.064+0.0039=φ49.9399例

被測工件為Φ50f8，試確定驗收極限并選擇合適的測量器具。示例例被測工件為Φ50f8，試確定驗收極限并選擇合適的測量93工件公差帶及驗收極限0+-Φ50-0.025-0.064f80.00390.0039上驗收極限下驗收極限φ49.9711φ49.9399工件公差帶及驗收極限0+-Φ50-0.025-0.064f94孔用塞規(guī)軸用卡規(guī)§2光滑極限量規(guī)一、光滑極限量規(guī)的功用和種類●孔、軸采用包容要求時，應該使用光滑極限量規(guī)來檢驗實際尺寸和形狀誤差的綜合結果是否合格。光滑極限量規(guī)（本節(jié)簡稱量規(guī)）——是一種沒有刻度的長度計量器具，只能判斷工件合格與否，不能獲得實際尺寸和幾何誤差的數(shù)值。光滑極限量規(guī)具有通規(guī)和止規(guī)，代號分別為“T”和“Z”。如下圖光滑極限量規(guī)有通規(guī)和止規(guī)，孔用塞規(guī)軸用卡規(guī)§2光滑極限量規(guī)一、光滑極限量規(guī)的功用和95孔用塞規(guī)軸用卡規(guī)光滑極限量規(guī)具有通規(guī)和止規(guī)，如下圖◆通規(guī)用來模擬體現(xiàn)被測孔或軸的最大實體邊界，檢驗孔或軸的實際輪廓（實際尺寸和形狀誤差的綜合結果）是否超出其最大實體邊界，即檢驗孔或軸的體外作用尺寸是否超出其最大實體尺寸。◆止規(guī)用來檢驗孔或軸的實際尺寸是否超出其最小實體尺寸。檢驗孔的量規(guī)稱為塞規(guī)，其測量面為外圓柱面。檢驗軸的量規(guī)稱為環(huán)規(guī)或卡規(guī)，環(huán)規(guī)的測量面為內圓柱面，卡規(guī)的測量面為兩平行平面?？子萌?guī)軸用卡規(guī)光滑極限量規(guī)具有通規(guī)和止規(guī)，如下圖◆通規(guī)用來96軸用卡規(guī)孔用塞規(guī)軸用卡規(guī)孔用塞規(guī)97用塞規(guī)檢驗孔用塞規(guī)檢驗孔98用環(huán)規(guī)檢驗軸用環(huán)規(guī)檢驗軸99通規(guī)、止規(guī)的作用是什么?應用于采用ER的單一要素的孔或軸的檢驗：通規(guī)——模擬最大實體邊界，檢驗孔或軸的實體是否超出MMB；止規(guī)——檢驗孔或軸的實際尺寸是否超出LMS。通規(guī)、止規(guī)的作用是什么?應用于采用ER的單一要素的孔或軸的檢100光滑極限量規(guī)有通規(guī)和止規(guī)，應成對使用。孔用量規(guī)——塞規(guī)軸用量規(guī)——環(huán)規(guī)或卡規(guī)光滑極限量規(guī)有通規(guī)和止規(guī)，應成對使用?？子昧恳?guī)——塞規(guī)軸用量101常見量規(guī)的結構形式常見量規(guī)的結構形式102◆量規(guī)按用途分類：（3）校對量規(guī)——指用來檢驗工作量規(guī)或驗收量規(guī)的量規(guī)。（1）工作量規(guī)——指在零件制造過程中操作者所使用的量規(guī)。分為通規(guī)“T”和止規(guī)“Z”。操作者應使用新的或磨損較少的量規(guī)。（2）驗收量規(guī)——指在驗收零件時檢驗人員或用戶代表所使用的量規(guī)。一般采用與操作者所用相同類型且已磨損較多但未超過磨損極限的通規(guī)。這樣，驗收時可在最大合格范圍內接收工件，減少誤廢率，提高合格率。只有軸用量規(guī)（環(huán)規(guī)）才使用校對量規(guī)（塞規(guī)）來檢驗?？ㄒ?guī)使用量塊作為校對量規(guī)?？子昧恳?guī)（塞規(guī)）可以使用指示式計量器具來測量，不需要用特制的校對量規(guī)?！袅恳?guī)按用途分類：（3）校對量規(guī)——指用來檢驗工作量規(guī)或驗收103光滑極限量規(guī)適用對象不同適用場所不同工作量規(guī)驗收量規(guī)校對量規(guī)塞規(guī)卡規(guī)孔軸生產(chǎn)車間檢驗部門計量部門光滑極限量規(guī)適用對象不同適用場所不同工驗校塞卡孔軸生檢計104圖7-7孔、軸體外作用尺寸Dfe、dfe與實際尺寸Da、da1—實際被測孔；2—最大的外接理想軸3—實際被測軸；4—最小的外接理想孔DfeDadadfe二、光滑極限量規(guī)的設計原理——泰勒原則設計光滑極限量規(guī)時，應遵守泰勒原則（極限尺寸判斷原則）的規(guī)定。泰勒原則——是指孔或軸的實際尺寸與形狀誤差的綜合結果所形成的體外作用尺寸（Dfe或dfe）不允許超出最大實體尺寸（DM或dM），在孔或軸的任何位置上的實際尺寸（Da或da）不允許超出最小實體尺寸（DL或dL）。即通規(guī)通過、止規(guī)不通過，表示工件合格。圖7-7孔、軸體外作用尺寸Dfe、dfe與實際尺寸D105●比較：包容要求與泰勒原則是指設計時應用最大實體邊界（MMB），來控制單一尺寸要素的實際尺寸誤差和形狀誤差的綜合結果。要求單一尺寸要素的實際輪廓不得超出MMB（即體外作用尺寸dfe〈或Dfe〉應不超出最大實體尺寸dM〈或DM〉），并且局部實際尺寸da〈或Da〉不得超出最小實體尺寸dL〈或DL〉，即包容要求表示形式與泰勒原則一致。包容要求是從設計的角度出發(fā)，反映對孔、軸的設計要求。而泰勒原則是從驗收的角度出發(fā)，反映對孔、軸的驗收要求。從保證孔與軸的配合性質的要求來看，兩者是一致的。●比較：包容要求與泰勒原則是指設計時應用最大實體邊界（MMB106DLφdL圖7-8光滑極限量規(guī)DM、DL—孔最大、最小實體尺寸；dM、dL—軸最大、最小實體尺寸；Th、Ts—孔、軸公差；L—配合長度設計光滑極限量規(guī)時，應遵守泰勒原則（極限尺寸判斷原則）的規(guī)定。滿足泰勒原則要求的光滑極限量規(guī)具有最大實體邊界的形狀，且其定形尺寸等于被測孔或被測軸的最大實體尺寸。該部分用以測量被測部分的完整表面，且測量長度等于配合長度，因此通規(guī)稱全形通規(guī)。（圖7-8b，d）用以控制工件的實際尺寸，測量面應是點狀的（即不全形量規(guī)，與被測孔或被測軸的接觸應為兩個點的接觸，這兩點之間的距離即為止規(guī)定形尺寸，它等于被測孔或被測軸的最小實體尺寸）

，且測量長度盡可能短些。（兩點式止規(guī)，圖7-8a，c）?！敉ㄒ?guī)工作部分◆止規(guī)工作部分兩點式止規(guī)兩點式止規(guī)DLφdL圖7-8光滑極限量規(guī)DM、DL—孔最大、107量規(guī)設計遵循原則：極限尺寸判斷原則（泰勒原則）孔或軸的作用尺寸不允許超過最大實體尺寸通規(guī)應設計成全形工件量規(guī)設計遵循原則：極限尺寸判斷原則（泰勒原則）孔或軸的通規(guī)應108任意位置的實際尺寸不超過最小實體尺寸止規(guī)設計成兩點式工件任意位置止規(guī)設計成兩點式工件109(a)全形通規(guī)(b)兩點式通規(guī)(c)兩點式止規(guī)(d)全形止規(guī)●光滑極限量規(guī)檢驗孔、軸合格性