第2版互換性與技術(shù)測(cè)量機(jī)械工業(yè)出版社互換性與技術(shù)測(cè)量06第六章光滑工件尺寸檢驗(yàn)和光滑極限量規(guī)設(shè)計(jì)目錄光滑工件尺寸檢驗(yàn)光滑極限量規(guī)設(shè)計(jì)0102

光滑工件尺寸檢驗(yàn)

第一節(jié)一、工件驗(yàn)收原則、安全裕度與尺寸驗(yàn)收極限1.工件驗(yàn)收原則由于測(cè)量誤差的存在,若按零件的上、下極限尺寸驗(yàn)收零件,當(dāng)零件的實(shí)際尺寸處于上、下極限尺寸附近時(shí),有可能將本來處于零件公差帶內(nèi)的合格品判為廢品,或?qū)⒈緛硖幱诹慵顜б酝獾膹U品誤判為合格品,前者稱為“誤廢”,后者稱為“誤收”。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的工件驗(yàn)收原則是:所用驗(yàn)收方法原則上是應(yīng)只接收位于規(guī)定的尺寸極限之內(nèi)的工件,也即只允許有誤廢而不允許有誤收。

光滑工件尺寸檢驗(yàn)

第一節(jié)2.安全裕度為了保證上述驗(yàn)收原則(即防止誤收)的實(shí)施,采取規(guī)定驗(yàn)收極限的方法,即采用安全裕度抵消測(cè)量的不確定度。驗(yàn)收極限是檢驗(yàn)工件尺寸時(shí)判斷合格與否的尺寸界限。

國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,光滑工件尺寸驗(yàn)收方法可以選擇下列兩種之一:（1）內(nèi)縮方式驗(yàn)收極限是從規(guī)定的最大實(shí)體尺寸(MMS)和最小實(shí)體尺寸(LMS)分別向工件公差帶內(nèi)移動(dòng)一個(gè)安全裕度(A)來確定。（2）不內(nèi)縮方式驗(yàn)收極限等于規(guī)定的最大實(shí)體尺寸(MMS)和最小實(shí)體尺寸(LMS),即A值等于零,也就是上極限尺寸和下極限尺寸。

光滑工件尺寸檢驗(yàn)

第一節(jié)3.尺寸驗(yàn)收極限驗(yàn)收方法的選擇,要結(jié)合尺寸功能要求及其重要程度、尺寸公差等級(jí)、測(cè)量不確定度和工藝能力等因素綜合考慮。1)采用方法1驗(yàn)收,則工件驗(yàn)收極限如下:軸尺寸的驗(yàn)收極限:上驗(yàn)收極限=最大實(shí)體尺寸(MMS)-安全裕度(A)=dmax-A

下驗(yàn)收極限=最小實(shí)體尺寸(LMS)+安全裕度(A)=dmin+A孔尺寸的驗(yàn)收極限:

上驗(yàn)收極限=最小實(shí)體尺寸(LMS)-安全裕度(A)=Dmax-A

下驗(yàn)收極限=最大實(shí)體尺寸(MMS)+安全裕度(A)=Dmin+A方法1的驗(yàn)收極限比較嚴(yán)格,適用于如下情況:對(duì)遵守包容要求的尺寸、公差等級(jí)高的尺寸,其驗(yàn)收極限應(yīng)按方法1確定。對(duì)偏態(tài)分布的尺寸,其“尺寸偏向邊”的驗(yàn)收極限按方法1確定。對(duì)遵守包容要求的尺寸,當(dāng)工藝能力指數(shù)Cp≥1時(shí),其最大實(shí)體尺寸一邊的驗(yàn)收極限按方法1確定為宜。

光滑工件尺寸檢驗(yàn)

第一節(jié)2)采用方法2驗(yàn)收,此時(shí)工件驗(yàn)收極限如下:上驗(yàn)收極限=軸最大實(shí)體尺寸(孔最小實(shí)體尺寸)

下驗(yàn)收極限=軸最小實(shí)體尺寸(孔最大實(shí)體尺寸)工藝能力指數(shù)Cp是工件公差(T)值與加工設(shè)備工藝能力(Cσ)之比值,C為常數(shù)，工件尺寸遵循正態(tài)分布時(shí)取C=6,σ為加工設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)偏差。顯然,當(dāng)工件遵循正態(tài)分布時(shí),Cp=T/6σ。方法2的驗(yàn)收極限比較寬松,適用于如下情況:當(dāng)工藝能力指數(shù)Cp≥1時(shí),其驗(yàn)收極限可以按方法2確定,即取A值等于零。對(duì)遵守包容要求的尺寸,其最小實(shí)體尺寸一邊的驗(yàn)收極限按方法2確定為宜。對(duì)非配合尺寸和一般公差的尺寸,其驗(yàn)收極限按方法2確定。對(duì)偏態(tài)分布的尺寸,其“尺寸非偏向邊”的驗(yàn)收極限按方法2確定。

光滑工件尺寸檢驗(yàn)

第一節(jié)二、測(cè)量器具的選擇測(cè)量工件所產(chǎn)生的“誤收”與“誤廢”是由于測(cè)量極限誤差(不確定度)的存在。而測(cè)量極限誤差(不確定度U)主要由測(cè)量器具的不確定度u1和測(cè)量方法的不確定度u2兩部分構(gòu)成,符合關(guān)系式:U=(

+)1/2,且u1=2u2。顯然,u1=0.9U,測(cè)量器具的測(cè)量不確定度u1是產(chǎn)生“誤收”與“誤廢”的主要因素。在尺寸驗(yàn)收極限一定的情況下,計(jì)量器具的測(cè)量極限誤差(不確定度允許值u1)越大,則產(chǎn)生“誤收”與“誤廢”的概率也越大;反之,計(jì)量器具的測(cè)量不確定度允許值u1越小,則產(chǎn)生“誤收”與“誤廢”的概率也越小。因此使用一般通用的計(jì)量器具測(cè)量工件時(shí),依據(jù)器具的不確定度允許值u1來正確地選擇計(jì)量器具就很重要。

光滑工件尺寸檢驗(yàn)

第一節(jié)計(jì)量器具的具體選用方法主要有下面幾種情況:(1)u'1≤u1原則

按照計(jì)量器具所引起的測(cè)量不確定度允許值u1來選擇計(jì)量器具,以保證測(cè)量結(jié)果的可靠性。在選擇計(jì)量器具時(shí),應(yīng)使所選用的計(jì)量器具的不確定度u'1小于或等于計(jì)量器具不確定度允許值u1,即u'1≤u1。但是如果沒有所選的精度高的儀器,或是現(xiàn)場(chǎng)器具的測(cè)量不確定度大于u1值?？梢圆捎帽容^測(cè)量法以提高現(xiàn)場(chǎng)器具的使用精度。(2)0.4u'1≤u1原則當(dāng)使用形狀與工件形狀相同的標(biāo)準(zhǔn)量器進(jìn)行比較測(cè)量時(shí),千分尺的測(cè)量不確定度u'1降為原來的40%。(3)0.6u‘1≤u1原則當(dāng)使用形狀與工件形狀不相同的標(biāo)準(zhǔn)量器進(jìn)行比較測(cè)量時(shí),千分尺的測(cè)量不確定度u’1降為原來的60%。

光滑工件尺寸檢驗(yàn)

第一節(jié)選擇計(jì)量器具除考慮測(cè)量不確定度外,還要考慮其適用性及檢測(cè)成本。計(jì)量器具的使用性能要適應(yīng)被測(cè)工件的尺寸、結(jié)構(gòu)、被測(cè)部位、工件重量、材質(zhì)軟硬以及批量大小和檢測(cè)效率等方面的要求。另外還要考慮檢測(cè)成本,在滿足測(cè)量準(zhǔn)確度的前提下,應(yīng)選用價(jià)格較低廉的計(jì)量器具。另一方面,當(dāng)計(jì)量器具不確定度一定時(shí),若采用“擴(kuò)大安全裕度”的方法,即改變?cè)试S零件尺寸變化的界限,即驗(yàn)收極限,將驗(yàn)收極限向零件公差帶內(nèi)移動(dòng),則誤收率會(huì)減小,而誤廢率會(huì)增大。這樣做對(duì)保證零件的質(zhì)量是有利的,但是是以浪費(fèi)合格品為代價(jià)的。綜上所述,合理地選擇計(jì)量器具,應(yīng)考慮以下兩點(diǎn)要求:1)選擇計(jì)量器具應(yīng)與被測(cè)工件的外形、位置、尺寸的大小及被測(cè)參數(shù)特性相適應(yīng),使所選計(jì)量器具的測(cè)量范圍能滿足工件的要求。2)選擇計(jì)量器具應(yīng)考慮工件的尺寸公差,使所選計(jì)量器具的不確定度值既要保證測(cè)量精度要求,又要符合經(jīng)濟(jì)性要求。

光滑極限量規(guī)設(shè)計(jì)

第二節(jié)一、光滑極限量規(guī)的作用和分類1.光滑極限量規(guī)的作用光滑極限量規(guī)是一種無刻度，成對(duì)使用的專用檢驗(yàn)工具，適用于大批量生產(chǎn)，遵守包容要求的孔、軸檢驗(yàn)。檢驗(yàn)過程中用通規(guī)模擬最大實(shí)體尺寸(MMS)的邊界，檢驗(yàn)體外作用尺寸(通過為合格)；用止規(guī)體現(xiàn)最小實(shí)體尺寸(LMS)，檢驗(yàn)實(shí)際尺寸(止住為合格)。

光滑極限量規(guī)設(shè)計(jì)

第二節(jié)2.光滑極限量規(guī)的分類按量規(guī)用途可分為:(1)工作量規(guī)加工工件的操作者使用,通規(guī)應(yīng)是新的或磨損較少的。(2)驗(yàn)收量規(guī)檢驗(yàn)員或用戶代表使用,通規(guī)應(yīng)是舊的已磨損較多的但未超磨損極限的。(3)校對(duì)量規(guī)專門用來檢驗(yàn)軸用工作量規(guī)。校對(duì)量規(guī)分為:TT——制造軸用通規(guī)用的校對(duì)量規(guī)(通過,新通規(guī)合格)。ZT——制造軸用止規(guī)用的校對(duì)量規(guī)(通過,新止規(guī)合格)。TS——檢驗(yàn)軸用舊通規(guī)報(bào)廢用的校對(duì)量規(guī)(通過,軸用舊通規(guī)磨損到極限,應(yīng)報(bào)廢處理)。按被測(cè)工件類型,量規(guī)又可分為塞規(guī)(被測(cè)工件為孔)和環(huán)規(guī)(被測(cè)工件為軸)。

光滑極限量規(guī)設(shè)計(jì)

第二節(jié)二、光滑極限量規(guī)的設(shè)計(jì)原理光滑極限量規(guī)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵守極限尺寸判斷原則(泰勒原則),即工件的體外作用尺寸(Dfe、dfe)不超越最大實(shí)體尺寸(MMS),工件的實(shí)際尺寸(Da、da)不超越最小實(shí)體尺寸(LMS)。對(duì)于孔工件應(yīng)滿足

Dfe≥Dmin

(Dmin=DMMS)對(duì)于軸工件應(yīng)滿足

Da ≤Dmax (Dmax=DLMS)

dfe ≤dmax (dmax=dMMS)

da ≥dmin (dmin=dLMS)光滑極限量規(guī)的設(shè)計(jì)要求：使通規(guī)具有MMS的邊界形狀(全形通規(guī)),使止規(guī)具有與被測(cè)孔、軸成兩個(gè)點(diǎn)接觸的形狀(兩點(diǎn)式止規(guī))。但在實(shí)際設(shè)計(jì)中,允許光滑極限量規(guī)偏離泰勒原則(如采用非全形通規(guī),全形止規(guī),或量規(guī)長(zhǎng)度不夠)。在這種情況下,使用光滑極限量規(guī)應(yīng)注意操作的正確性(非全形通規(guī)應(yīng)旋轉(zhuǎn))。

光滑極限量規(guī)設(shè)計(jì)

第二節(jié)三、光滑極限量規(guī)的公差1.工作量規(guī)的公差(1)工作量規(guī)制造公差T1

按GB/T1957—2006的規(guī)定取值。(2)通規(guī)公差帶的位置Z1

其指量規(guī)制造公差T1的中心線到工件最大實(shí)體尺寸MMS線的距離(向工件公差帶內(nèi)縮一個(gè)Z1)。(3)止規(guī)公差帶的位置T1/2

其指量規(guī)制造公差T1的中心線到工件最小實(shí)體尺寸LMS線的距離(向工件公差帶內(nèi)縮一個(gè)T1/2)。在此需要注意的是:對(duì)于量規(guī)制造公差向工件公差帶內(nèi)縮,應(yīng)與孔、軸驗(yàn)收的安全裕度A聯(lián)系起來理解。(4)工作量規(guī)的幾何公差其尺寸公差與形狀公差間的關(guān)系應(yīng)遵守包容要求。形狀公差取值為t=T1/2(但當(dāng)T1≤0.002mm時(shí),取t=0.001mm)。(5)工作量規(guī)的表面粗糙度Ra值

一般取0.025~0.4μm。

光滑極限量規(guī)設(shè)計(jì)

第二節(jié)2.校對(duì)量規(guī)的公差(1)校對(duì)量規(guī)公差Tp

校對(duì)量規(guī)公差取值為Tp=T1/2。(2)Tp的位置

對(duì)于TT規(guī)、ZT規(guī),Tp在T1的中心以下;對(duì)于TS規(guī),Tp在軸工件公差的最大實(shí)體尺寸MMS以下。(3)校對(duì)量規(guī)的幾何公差校對(duì)量規(guī)的幾何公差與其尺寸公差間的關(guān)系遵守包容要求。(4)校對(duì)量規(guī)的表面粗糙度Ra值取值比工作量規(guī)要小,約占工作量規(guī)表面粗糙度Ra值的1/2。

光滑極限量規(guī)設(shè)計(jì)

第二節(jié)四、光滑極限量規(guī)的設(shè)計(jì)步驟及極限尺寸計(jì)算