公差配合與測量技術(shù)9.1用普通計(jì)量器具測量9.2用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)第9章光滑工件尺寸的檢測3/40

機(jī)械零件上的尺寸要素加工出來以后，需要通過一定的檢測手段來判斷其合格性。

◆由于任何計(jì)(測量)量器具都存在內(nèi)在的誤差，因此無法得到被測尺寸的真值。若以極限尺寸(或?qū)嶓w尺寸)作為合格性的驗(yàn)收極限，勢必會(huì)出現(xiàn)誤判——誤收或誤廢。

◆

此外，對遵守包容要求的尺寸要素，除需要用計(jì)量器具檢測其局部尺寸是否超出兩實(shí)體尺寸界限外，還要判斷尺寸要素是否超出最大實(shí)體邊界。

本章將針對這兩種情況下光滑工件尺寸要素的檢測問題及合格性判斷加以介紹。4/409.1用普通計(jì)量器具測量參照標(biāo)準(zhǔn)：GB/T3177-2009產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)光滑工件尺寸的檢驗(yàn)2025/8/265/409.1.2誤收與誤廢誤收——把真實(shí)尺寸位于公差帶外的不合格品誤判為合格品而接受。誤收會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。誤廢——把真實(shí)尺寸位于公差帶內(nèi)的合格品誤判為不合格品而報(bào)廢。誤廢會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失。9.1.1驗(yàn)收原則與標(biāo)準(zhǔn)溫度

所用驗(yàn)收方法應(yīng)只接收位于規(guī)定的尺寸極限之內(nèi)的工件。測量的標(biāo)準(zhǔn)溫度為20℃。允許誤廢不允許誤收2025/8/266/40誤收與誤廢誤收或誤廢的原因是由于測量誤差的存在。誤收——把提取要素局部尺寸超過極限尺寸范圍的工件誤認(rèn)為合格誤廢——把提取要素局部尺寸在極限尺寸范圍內(nèi)的工件誤認(rèn)為不合格2025/8/267/409.1.3驗(yàn)收極限驗(yàn)收極限是判斷所檢驗(yàn)工件尺寸合格與否的尺寸界限。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，按驗(yàn)收極限驗(yàn)收工件。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，驗(yàn)收極限可按下列兩種方案之一確定?！鲵?yàn)收極限方式的確定驗(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。A值根據(jù)工件公差(T)來確定，約為T的1/10(見附表)。●內(nèi)縮方案2025/8/268/40孔的驗(yàn)收極限：上驗(yàn)收極限＝最小實(shí)體尺寸(LMS)－安全裕度(A)下驗(yàn)收極限＝最大實(shí)體尺寸(MMS)＋安全裕度(A)軸的驗(yàn)收極限：上驗(yàn)收極限＝最大實(shí)體尺寸(MMS)－安全裕度(A)下驗(yàn)收極限＝最小實(shí)體尺寸(LMS)＋安全裕度(A)2025/8/269/40公差等級678公稱尺寸/mm大于至TAu1TAu1TAu1ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ─360.60.540.91.4101.00.91.52.3141.41.32.13.23680.80.721.21.8121.21.11.82.7181.81.62.74.161090.90.811.42.0151.51.42.33.4222.22.03.35.01018111.11.01.72.5181.81.72.74.1272.72.44.16.11830131.31.22.02.9212.11.93.24.7333.33.05.07.43050161.61.42.43.6252.52.33.85.6393.93.55.98.85080191.91.72.94.3303.02.74.56.8464.64.16.91080120222.22.03.35.0353.53.25.37.9545.44.98.112120180252.52.33.85.6404.03.66.09.0636.35.79.514180250292.92.64.46.5464.64.16.910727.26.51116250315323.22.94.87.2529.24.77.812818.17.31218315400363.63.25.48.1575.79.18.413898.98.01320400500404.03.66.09.0636.35.79.514979.78.71522安全裕度(A)與計(jì)量器具的測量不確定度允許值(u1)μm2025/8/2610/40公差等級91011公稱尺寸/mm大于

至TAu1TAu1TAu1ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ─3252.52.33.85.6404.03.66.09.0606.05.49.01436303.02.74.56.8484.84.37.211757.56.81117610363.63.35.48.1585.89.28.713909.08.114201018434.33.96.59.7707.06.31116110111017251830529.24.77.812848.47.61319130131220293050626.25.69.314100109.01523160161424365080747.46.71117120121118271901917294380120878.77.813201401413213222022203350120180100109.015231601615243625025233856180250115121017261851817284229029264465250315130131219292102119324732032294872315400140141321322302321355236036325481400500155161423352502523385640040366090安全裕度(A)與計(jì)量器具的測量不確定度允許值(u1)(續(xù))μm2025/8/2611/40●

不內(nèi)縮方案驗(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)，即安全裕度A值等于零。孔的驗(yàn)收極限上驗(yàn)收極限＝最小實(shí)體尺寸(LMS)

下驗(yàn)收極限＝最大實(shí)體尺寸(MMS)軸的驗(yàn)收極限上驗(yàn)收極限＝最大實(shí)體尺寸(MMS)

下驗(yàn)收極限＝最小實(shí)體尺寸(LMS)2025/8/2612/40■驗(yàn)收極限方式的選擇要結(jié)合尺寸功能要求及其重要程度、尺寸公差等級、測量不確定度和過程能力等因素綜合考慮?！魧ψ裱菀蟮某叽?、公差等級高的尺寸，其驗(yàn)收極限按內(nèi)縮方案確定。

這是因?yàn)閮?nèi)縮一個(gè)安全裕度，不但可以防止因測量誤差而造成的誤收，而且可以防止由于工件的形狀誤差而引起的誤收?！魧Ψ桥浜虾鸵话愎畹某叽?，其驗(yàn)收極限按不內(nèi)縮方案確定?！舢?dāng)過程能力指數(shù)(工藝能力系數(shù))CP≥1時(shí)，其驗(yàn)收極限可以按不內(nèi)縮方案確定；但對遵守包容要求的尺寸，其最大實(shí)體尺寸一邊的驗(yàn)收極限仍按內(nèi)縮方案確定。(注:CP=T/(6σ))◆對偏態(tài)分布的尺寸，其驗(yàn)收極限可以僅對尺寸偏向的一邊按內(nèi)縮方案確定。圖Cp

>1采用包容要求時(shí)的驗(yàn)收極限

圖

偏態(tài)分布時(shí)的驗(yàn)收極限

2025/8/2615/409.1.4計(jì)量器具的選擇■計(jì)量器具的選用原則普通計(jì)量器具主要包括游標(biāo)卡尺、千分尺、指示表車間用的比較儀等計(jì)量器具。用普通計(jì)量器具對工件的尺寸進(jìn)行測量檢驗(yàn)時(shí)，必須將測量結(jié)果與設(shè)計(jì)規(guī)定的極限尺寸相比較，并按一定的驗(yàn)收原則，確定尺寸的合格性。測量檢驗(yàn)的驗(yàn)收原則是:所有驗(yàn)收方法應(yīng)只接受位于規(guī)定的尺寸極限之內(nèi)的工件。2025/8/2616/409.1.4計(jì)量器具的選擇■計(jì)量器具的選用原則按照計(jì)量器具所導(dǎo)致的測量不確定度(簡稱計(jì)量器具的不確定度)的允許值(u1)選擇計(jì)量器具。計(jì)量器具的不確定度u1系指在測量結(jié)果的測量不確定度(u)中由計(jì)量器具所引入的不確定度分量。

選擇時(shí)，應(yīng)使所選用的計(jì)量器具的測量不確定度數(shù)值等于或小于標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的u1的允許值。注：u1值按測量結(jié)果的測量不確定度u與工件公差T的比值分檔：

◆用于IT6～I(xiàn)T11的分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三檔。

◆用于IT12～I(xiàn)T18的只分為Ⅰ、Ⅱ兩檔。

◆Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ檔值分別約為工件公差的1/10、1/6和1/4。

◆

u1約為u的0.9倍。2025/8/2617/40■計(jì)量器具的測量不確定度允許值(u1)的選定選用前述國家標(biāo)準(zhǔn)表1中計(jì)量器具的測量不確定度允許值(u1)。一般情況下，優(yōu)先選用Ⅰ檔，其次選用Ⅱ檔、Ⅲ檔。9.1.5仲裁對測量結(jié)果的爭議，可以采用更精確的計(jì)量器具或事先雙方商定的方法解決。一般情況下按GB/T18779.1進(jìn)行合格或不合格判定。2025/8/2618/402025/8/2619/402025/8/2620/40【例】被測工件為，試確定驗(yàn)收極限并選擇合適的測量器具。E解：①確定驗(yàn)收極限

由于該軸精度要求為IT8級且采用包容要求，故驗(yàn)收極限按內(nèi)縮方案確定。根據(jù)工件公差T=0.039mm，查表確定安全裕度A和測量器具的不確定度允許值u1:上驗(yàn)收極限=最大實(shí)體尺寸MMS–A=44.9711mm下驗(yàn)收極限=最小實(shí)體尺寸LMS+A=44.9399mm2025/8/2621/40公差等級678公稱尺寸/mm大于至TAu1TAu1TAu1ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ─360.60.540.91.4101.00.91.52.3141.41.32.13.23680.80.721.21.8121.21.11.82.7181.81.62.74.161090.90.811.42.0151.51.42.33.4222.22.03.35.01018111.11.01.72.5181.81.72.74.1272.72.44.16.11830131.31.22.02.9212.11.93.24.7333.33.05.07.43050161.61.42.43.6252.52.33.85.6393.93.55.98.85080191.91.72.94.3303.02.74.56.8464.64.16.91080120222.22.03.35.0353.53.25.37.9545.44.98.112120180252.52.33.85.6404.03.66.09.0636.35.79.514180250292.92.64.46.5464.64.16.910727.26.51116250315323.22.94.87.2529.24.77.812818.17.31218315400363.63.25.48.1575.79.18.413898.98.01320400500404.03.66.09.0636.35.79.514979.78.71522安全裕度(A)與計(jì)量器具的測量不確定度允許值(u1)μm2025/8/2622/402025/8/2623/40②選擇測量器具根據(jù)工件的公稱尺寸以及查表確定的測量器具的不確定度允許值u1，查表選擇不確定度u1'不超過u1的測量器具。查表可知，分度值為0.005mm的比較儀的不確定度因此可以用它來檢測本例的工件。結(jié)束2025/8/2624/40根據(jù)工件的公稱尺寸>120～180mm、IT9，確定尺寸公差T=100μm，安全裕度A=10μm測量器具的不確定度允許值，按Ⅰ檔選取u1=9μm

由于被檢驗(yàn)尺寸采用包容要求，選定雙邊內(nèi)縮的方式確定驗(yàn)收極限:

【例】試確定用普通計(jì)量器具檢驗(yàn)的驗(yàn)收極限并選擇計(jì)量器具。E解:上驗(yàn)收極限=最大實(shí)體尺寸MMS–A=140.09mm下驗(yàn)收極限=最小實(shí)體尺寸LMS+A=140.01mm①確定驗(yàn)收極限2025/8/2625/40公差等級91011公稱尺寸/mm大于

至TAu1TAu1TAu1ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ─3252.52.33.85.6404.03.66.09.0606.05.49.01436303.02.74.56.8484.84.37.211757.56.81117610363.63.35.48.1585.89.28.713909.08.114201018434.33.96.59.7707.06.31116110111017251830529.24.77.812848.47.61319130131220293050626.25.69.314100109.01523160161424365080747.46.71117120121118271901917294380120878.77.813201401413213222022203350120180100109.015231601615243625025233856180250115121017261851817284229029264465250315130131219292102119324732032294872315400140141321322302321355236036325481400500155161423352502523385640040366090安全裕度(A)與計(jì)量器具的測量不確定度允許值(u1)(續(xù))μm2025/8/2626/402025/8/2627/40工件的尺寸公差帶圖及其驗(yàn)收極限如圖所示：②選擇測量器具查表可知，分度值為0.01mm的內(nèi)徑千分尺的不確定度為0.008mm=8μm<測量器具的不確定度允許值u1=9μm，可以滿足要求。2025/8/2628/409.2用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)參照標(biāo)準(zhǔn)：GB/T1957-2006光滑極限量規(guī)技術(shù)條件GB/T10920-2008螺紋量規(guī)和光滑極限量規(guī)型式與尺寸光滑極限量規(guī)是一種沒有刻度的專用測量器具。它(們)雖不能測出工件局部尺寸及形狀誤差的具體大小，但能判斷被測工件的提取組成要素是否超出最大實(shí)體邊界、提取組成要素的局部尺寸是否超出最小實(shí)體尺寸。光滑極限量規(guī)適用于有包容要求、大批量生產(chǎn)的工件的合格性檢驗(yàn)。2025/8/2629/409.2.1光滑極限量規(guī)及其功用軸用光滑極限量規(guī)——環(huán)規(guī)(卡規(guī))孔用光滑極限量規(guī)——塞規(guī)■光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)孔用的量規(guī)稱為塞規(guī)，檢驗(yàn)軸用的量規(guī)稱為環(huán)規(guī)或卡規(guī)。量規(guī)由通規(guī)(通端)和止規(guī)(止端)組成。通規(guī)和止規(guī)是成對使用的。檢驗(yàn)時(shí)，通規(guī)通過被檢軸、孔則表示工件的作用尺寸沒有超出最大實(shí)體邊界，而止規(guī)不通過，則說明該工件實(shí)際尺寸也沒有超越最小實(shí)體尺寸，故零件合格。通孔公差孔最小極限尺寸止孔最大極限尺寸軸公差軸最大極限尺寸通軸最小極限尺寸止量規(guī)的作用——用模擬裝配狀態(tài)的方法來檢驗(yàn)光滑工件尺寸。

孔用塞規(guī)

軸用卡規(guī)或環(huán)規(guī)通規(guī)——能被合格品通過的量規(guī)。通規(guī)的理想尺寸為工件的最大實(shí)體尺寸Dmin(=DM)或dmax(=dM)

。主要用于控制工件的作用尺寸。止規(guī)——不能被合格品通過的量規(guī)。止規(guī)的理想尺寸為工件的最小實(shí)體尺寸Dmax(=DL)或dmin(=dL)。主要用于控制工件的提取尺寸。

用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)零件時(shí)，必須成對使用。只要通規(guī)通過，且止規(guī)不通過，就說明被測件尺寸是合格的。否則不合格！2025/8/2632/40■光滑極限量規(guī)的分類及功用●1.工作量規(guī)指在加工工件的過程中用于檢驗(yàn)工件的量規(guī)，由操作者使用。通規(guī)代號——“T”

應(yīng)該是新的或磨損較少的量規(guī)。止規(guī)代號——“Z”●2.驗(yàn)收量規(guī)指驗(yàn)收者(檢驗(yàn)員或購買機(jī)械產(chǎn)品的客戶代表)用以驗(yàn)收工件的量規(guī)應(yīng)該是舊的但不報(bào)廢的（磨損較多的)量規(guī)。2025/8/2633/40●3.校對量規(guī)專門用于校對軸工件用的工作量規(guī)——卡規(guī)或環(huán)規(guī)的量規(guī)。因?yàn)?，卡?guī)和環(huán)規(guī)的工作尺寸屬于孔尺寸，由于尺寸精度高，難以用一般計(jì)量器具測量，故標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了校對量規(guī)。校對量規(guī)分為3種：

◆“校通—通”量規(guī)(代號——“TT”)在制造軸用通規(guī)時(shí)，用以校對的量規(guī)?？刂仆ㄒ?guī)的最大實(shí)體尺寸，防止通規(guī)尺寸過小。當(dāng)校對量規(guī)通過時(shí)，被校對的新的通規(guī)合格。

◆“校止—通”量規(guī)(代號——“ZT”)在制造軸用止規(guī)時(shí)，用以校對的量規(guī)?？刂浦挂?guī)的最大實(shí)體尺寸，防止止規(guī)尺寸過小。當(dāng)校對量規(guī)通過時(shí)，被校對的新的止規(guī)合格。

◆“校通—損”量規(guī)(代號——“TS”)用以檢驗(yàn)軸用舊的通規(guī)報(bào)廢用的校對量規(guī)。當(dāng)校對量規(guī)通過，軸用舊的通規(guī)磨損達(dá)到或超過極限，應(yīng)作報(bào)廢處理。2025/8/2634/409.2.2光滑極限量規(guī)設(shè)計(jì)對于檢驗(yàn)工件合格性的工作量規(guī)和驗(yàn)收量規(guī)來說，都需配有一對量規(guī)——通規(guī)和止規(guī)，它們聯(lián)合起來才能按包容要求的要求對工件的合格性進(jìn)行判斷。通規(guī)止規(guī)■量規(guī)的公稱尺寸通規(guī)的公稱尺寸=被測工件的最大實(shí)體尺寸MMS止規(guī)的公稱尺寸=被測工件的最小實(shí)體尺寸LMS2025/8/2635/40■量規(guī)的測量面形狀

在設(shè)計(jì)量規(guī)時(shí)，原則上量規(guī)的測量面應(yīng)符合泰勒原則(極限尺寸判斷原則)，以保證《公差與配合》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的配合性質(zhì)。符合泰勒原則的量規(guī)型式如下：1.通規(guī)用于控制零件的作用尺寸，它的測量面理論上應(yīng)具有與孔或軸相對應(yīng)的完整表面(即全形量規(guī))其尺寸等于孔或軸的最大實(shí)體尺寸，且量規(guī)的長度等于配合長度。2.止規(guī)用于控制零件的實(shí)際尺寸，它的測量面理論上應(yīng)為點(diǎn)狀的(即不全形量規(guī))，其尺寸等于孔或軸的最小實(shí)體尺寸。2025/8/2636/40■量規(guī)的測量面形狀3.由于量規(guī)在制造和使用方面某些原因的影響，要求量規(guī)型式完全符合泰勒原則會(huì)有困難，有時(shí)甚至不能實(shí)現(xiàn)，因而不得不允許量規(guī)型式在一定條件下偏離泰勒原則。例如：為采用標(biāo)準(zhǔn)量規(guī)，通規(guī)的長度可能短于工件的配合長度，檢驗(yàn)曲軸軸頸的通規(guī)無法用全形的環(huán)規(guī)，而用卡規(guī)代替；點(diǎn)狀止規(guī)，檢驗(yàn)中點(diǎn)接觸易于磨損，往往改用小平面或球面來代替。2025/8/26■量規(guī)的測量面形狀4.當(dāng)量規(guī)型式不符合泰勒原則時(shí)，有可能將不合格品判為合格品，為此，應(yīng)該在保證被檢驗(yàn)的孔、軸的形狀誤差(尤其是軸線的直線度、圓度)不致影響配合性質(zhì)條件下，才能允許使用偏離泰勒原則的量規(guī)。量規(guī)的結(jié)構(gòu)型式很多，在工具專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(GL34-62)中，對結(jié)構(gòu)、尺寸、適用范圍有詳細(xì)的介紹。止規(guī)通規(guī)3151850010002112片狀塞規(guī)全形塞規(guī)球端桿規(guī)不全形塞規(guī)a)測孔量規(guī)的型式及應(yīng)用范圍

止規(guī)通規(guī)10050002112b)測軸量規(guī)的型式及應(yīng)用范圍

環(huán)規(guī)卡規(guī)

量規(guī)型式的選擇

量規(guī)形式及應(yīng)用范圍

2025/8/2639/40■量規(guī)公差軸用光滑極限量規(guī)的公差帶孔用光滑極限量規(guī)的公差帶工作量規(guī)的尺寸：工作量規(guī)的尺寸：通規(guī)：止規(guī)：通規(guī)：止規(guī)：光滑極限量規(guī)的精度比被測孔、軸的精度高得多，為保證質(zhì)量，采用內(nèi)縮方案。通規(guī)公差帶中線內(nèi)縮Z，預(yù)留磨損量，磨損極限為最大實(shí)體尺寸。止規(guī)很少通過工件，因此不留磨損公差。即

通端---制造公差、磨損公差

止端---制造公差2025/8/2640/40工作量規(guī)的尺寸公差值及其通端位置要素值2025/8/2641/40工作量規(guī)的尺寸公差值及其通端位置要素值(續(xù)1)2025/8/2642/40工作量規(guī)的尺寸公差值及其通端位置要素值(續(xù)2)2025/8/2643/40工作量規(guī)的尺寸公差值及其通端位置要素值(續(xù)3)2025/8/2644/40●量規(guī)的形狀和位置誤差應(yīng)在其尺寸公差帶內(nèi)。其公差為量規(guī)尺寸公差的50%。當(dāng)量規(guī)尺寸公差小于或等于0.002mm時(shí)，其形狀與位置公差為0.001mm。●量規(guī)測量面的表面粗糙度Ra值不應(yīng)大于下表的規(guī)定。2025/8/2645/40■量規(guī)的其他技術(shù)要求●量規(guī)的測量面不應(yīng)有銹蝕、毛