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1、检具设计,技术部,0检具设计基本知识,1.检具的定义 检具是一种用来测量和评价零件尺寸质量的专用检验设备。 “专用”可以理解为对某个零件专门为其量身设计一套检具，以检验 该产品是否合乎设计的要求，是否在容许的误差范围之内 。 目前，我们公司主要应用的专用检具包括普通光滑塞规、通端带深度 光滑塞规、普通螺纹塞规、通端带深度的螺纹塞规，还有各种综合检 具 ，比如跳动检具、螺纹孔位置度检具、内孔深度检具等 。 2.检具分类 （1）计数型(功能型检具) 通过装备通止判断合格或不合格，如光滑塞规、12L曲轴M121.5螺纹孔位置度检具。,0检具设计基本知识,（2）计量型(测量型检具) 通过百分表或者千分
2、表显示值判断合格或不合格, 如座圈锥面跳动检具、喷油器衬套内孔深度检具。,3.检具设计的原则 （1）保证测量精度: a:测量部分结构的被测尺寸线和仪表反映变化的直线在一条直线上(同向） b:测量部分结构的构件数应尽量减少，即尺寸链最短，减少中间环节； c:正确选取底座的结构，材料，热处理； d:检具图纸标准合理的技术要求，重要尺寸和形状公差应规定磨损极限； （2）保证强度和刚性； （3）应具有良好的工艺性，便于加工，装配，测量，维修； （4） 合理选择材料和热处理，具有耐磨性和稳定性； （5）经济性:保证检测要求前提条件少，尽可能降低成本； （6） 操作方便，检验效率高；,0检具设计基本知识,
3、0检具设计基本知识,4.形位公差的选择（GB/T1184-1996） （1）公差值选用原则 1）根据零件的功能要求，并考虑加工的经济性和零件的结构、刚醒等情况，按 表中数系确定要素的公差值，并考虑下列情况： 在同一要素上给出的形状公差值应小于位置公差值。 圆柱形零件的形状公差值（轴线的直线度除外)一般情况下小于尺寸公差值。 平行度公差值应小于其相应的距离公差值。 2）对于下列情况，考虑到加工的难易程度共和除主参数外其他参数的影响，在满足零件功能的情况下，适当降低1-2级使用。GB/T1184-1996 孔相对于轴。 细长比较大的轴或孔。 距离较大的轴或孔。 宽度较大的零件表面（一般大于1/2长
4、度）的零件表面。 线对线和线对面相对于面对面的平行度。 线对线和线对面相对于面对面的平行度。,0检具设计基本知识,（2）公差值和应用示例（以直线度和平面度为例）,0检具设计基本知识,0检具设计基本知识,直线度和平面度的应用示例,5.检具设计的其它要求 （1）外观: 检具的表面应无明显影响检具使用的外部缺陷, 如:划伤、严重锈蚀、易造成伤害之尖角等. （2）检具互相配合部分之划动应平稳、灵活、无卡滞现象； （3）检具零件表面粗糙度之要求. a. 检具与被测工件接触的定位面、 定位销、定位块等其表面粗糙度应不低Ra0.8。 b. 测量面、滑块等表面粗糙度应不低于Ra0.8。 c. 滑轨、导轨表面粗
5、糙度应不低于Ra0.4。 前期，我们公司检具基本上都是委外设计，工艺技术人员很少自己设计检具。根据公司要求进行检具设计培训，要求掌握基本的检具能力。在这里就搜集到的资料与大家分享一下。,0检具设计基本知识,6.检具的设计一般步骤 （1）前期消化，明确产品要求； 包括定位基准位置及大小、检验特征、测量位置及 公差大小等。 （2）根据产品要求，确定检具结构类型； （3）确定测量方式，形成检具设计概念图或方案图； （4）出装配图、零件图。 装配图必须反映出定位基准、检验特征的检验方式、 配合尺寸、总尺寸、零件材料及热处理要求等。,0检具设计基本知识,一、光滑极限量规及通端带深度光滑极限量规,1.1基
6、本概念 1.2光滑极限量规的分类 1.3泰勒原则 1.4工作量规的设计 1.5光滑极限量规设计示例 1.6通端带深度光滑塞规 1.7光滑极限量规设计注意事项,1.1基本概念,光滑极限量规是具有以下孔或轴的最大极限尺寸和最小极限 尺寸为公称尺寸的标准测量面，能反映控制被测孔和 轴边界条件的无刻线长度测量器具。 用光滑极限量规检验零件时，只能判断零件是否在规定的验收极 限范围内，而不能测出零件实际尺寸和形位误差的数值。 光滑极限量规量规结构设计简单，使用方便、可靠，检验零件 的效率高。,1.1基本概念,1.2光滑极限规的分类,孔用光滑极限量规（塞规） 通端 按孔的最大实体尺寸(孔的最小极限尺寸)制
7、造 止端 按孔的最小实体尺寸(孔的最大极限尺寸)制造 通规 按Dmin设计 防止DmDmax 轴用光滑极限量规（环规或卡规） 通端 按轴的最大实体尺寸(轴的最大极限尺寸)制造 止端 按轴的最小实体尺寸(轴的最小极限尺寸)制造 通规 按dmax设计 防止dmdmax 止规 按dmin设计 防止dadmin,工作量规应使用新的或磨损较少的通规；验收量规应使用接近磨损极限尺寸通规，接近其最大实体尺寸的止规。只有轴用工作量规才设计和使用校对量规。,1.2光滑极限规的分类,1.3泰勒原则,当量规型式不符合泰勒原则时，有可能将不合格 品判为合格品。,1.3泰勒原则,(a)全形通规 （b）两点状通规 （c）
8、工件 （d）两点状止规 （e）全形止规 1实际孔 2孔公差带,1.4工作量规的设计,通规测量面理论上应具有与孔或轴相对应的完整表面（即全形 量规）其尺寸等于孔或轴的最大实体尺寸，且量规的长度等于配合 长度。 止规用于控制零件的实际尺寸，它的测量面理论上应为点状的 （即不全形量规），其尺寸等于孔或轴的最小实体尺寸。 由于量规在制造和使用方面某些原因的影响，要求量规型式完 全符合泰勒原则会有困难，有时甚至不能实现，国标规定：允许在被测 零件的形状误差不影响配合性质的条件下，可以使用偏离泰勒原则的量 规。 例如：为采用标准量规，通规的长度可能短于工件的配合长度，检 验大尺寸的孔或轴时，为了减轻重量，
9、常采用非全形的塞规或卡规； 检验曲轴轴颈的通规无法用全形的环规，而用卡规代替；点状止规， 检验中点接触易于磨损，往往改用小平面或球面来代替。,量规的结构型式很多，在GB/T10920-2008中，对结构、 尺寸、适用范围有详细的介绍。,1.4工作量规的设计,1.4工作量规设计,1.工作量规的公差带 是量规精度的合理要求，保证量规能以一定的准确度进 行检验。 量规公差带的大小和位置，取决于工件公差带的大小和位置、量规 的用途以及量规公差制。 工作量规公差 通规公差由制造公差和磨损公差两部分组成； 止规只规定制造公差。 量规的公差带由尺寸要素T和位置要素Z组合而成。标准规定的量规 制造公差和位置要
10、素数值见下表（摘自GB/T1957-2006）。,我国量规标准规定：工作量规公差带的位置配置，采用不超越工件极限的原则。,1.4工作量规设计,1）工作量规制造公差T 2）通规公差带的位置Z 3）止规公差带的位置T/2 4）工作量规的形位公差 其尺寸与形位公差间的关系应遵守包容要求。 形状公差取值为t=T/2 ，但当T0.002mm时，取 t=0.001mm。,1.4工作量规设计,1.4工作量规设计,表1-1,1.4工作量规设计,表1-1,2.量规形式的选择,1.4工作量规设计,3.工作量规的技术要求 材料：合金工具钢、碳素工具钢、渗碳钢和硬质合 金等耐磨材料。也可在测量面上镀以厚度大于磨损量的
11、镀铬 层、氮化层等耐磨材料。 量规测量面硬度：5865HRC，稳定性处理； 量规测量面的表面粗糙度Ra查表 1-2（GB/T1957- 2003）。量规表面粗糙度，取决于被检验零件的基本尺寸、 公差等级和粗糙度以及量规的制造工艺水平。量规表面粗糙 度值的大小，随上述因素和量规结构型式的变化而异，一般 不低于光滑极限量规国标推荐的表面粗糙度数值。,1.4工作量规设计,1.5光滑极限量规设计示例,1.量规设计通常按照下列步骤进行： 1）确定量规的结构形式和尺寸； 2）画出量规公差带图，计算量规的工作尺寸与偏差； 3）绘制量规工作图，图中应标出公差以及主要技术要 求； 下面以设计测量孔径为20H8的
12、孔用量规以及20f7的 轴用量规为例介绍 。,（1）量规的结构型式和尺寸 结构型式和尺寸依据GB10920-2008相关规定，在这里不 做介绍。 （2）计算量规的工作尺寸与偏差 20H8孔上、下偏差分别为：ES=+0.033，EI=0； T=0.0034mm,Z=0.005mm；,2.20H8的孔用量规,1.5光滑极限量规设计示例,T值和位置要素Z值表，,计算工作尺寸： 通规： 上偏差Ts=EI+Z+T/2=(0+0.005+0.0034/2)mm=+0.0067m 下偏差Ti=EI+Z-T/2=(0+0.005-0.0034/2)mm=+0.0033mm 止规： 上偏差Zs=ES=+0.03
13、30mm 下偏差Zi=ES-T=+0.0296mm 因此，检验20H8孔的通规按照20（+0.0067/+0.0033） 即20.0067（0/-0.0034）制造，及止规按照20 （+0.033/+0.0296）即20.033（0/-0.0034）制造。 20.0067和20.033指的是量规的工艺尺寸。,1.5光滑极限量规设计示例,（1）量规的结构型式和尺寸 选择单头双极限卡规。 （2）计算量规的工作尺寸与偏差 20f7轴的上、下偏差分别为： es-0.020mm，ei=-0.041mm； T=0.0024mm, Z=0.0034。 画出公差带图，,3.20f7的轴用量规,1.5光滑极限量
14、规设计示例,计算工作尺寸： 通规： 上偏差Ts=es-Z+T/2=(-0.020-0.0034+0.0024/2)mm =-0.0222mm 下偏差Ti=es-Z-T/2=(-0.020-0.0034-0.0024/2)mm =-0.0246mm 止规： 上偏差Zs=ei+T=-0.041+0.0024=-0.0386mm 下偏差Zi=ei=-0.041mm 因此，检验20f7轴的通规按照20（-0.0222/- 0.0246）即19.9754（+0.0024/0）制造，止规按照20 （-0.0386/-0.041）即19.959（+0.0024/0）制造。,1.5光滑极限量规设计示例,1.6
15、通端带深度光滑塞规,通端带深度光滑塞规未查到国家标准GB，但一些资料中 可以查到刻线量规的相关介绍（依据WJ1658-86），其中双 刻线深度塞规同我们的通端带深度光滑塞规结构相同。 1. 刻线量规 刻线量规主要用于检查公差值不小于0.3mm的高度、深 度尺寸。 刻线量规可根据需要刻制双极限刻线（双刻线）或单极 限刻线（单刻线）。双刻线量规上两刻线内边缘之间的距离 即为工件公差，从测量基面到第一条刻线远边缘的距离等于 工件的最小极限尺寸，从测量基面到第二条刻线近边缘的距 离等于工件的最大极限尺寸。按工件最小极限尺寸刻制的单 刻线量规，从测量基面到刻线远边缘的距离即为工作尺 寸，按工件最大极限尺
16、寸刻制的单刻线量规，从测量基面到 刻线近边缘的距离即为工作尺寸。,2、双刻线深度塞规的型式,1.6通端带深度光滑塞规,3.双刻线深度塞规适用范围,1.6通端带深度光滑塞规,1.6通端带深度光滑塞规,4.通端测头结构型式,4.通端测头结构型式（具体尺寸略）,5.在用通端带深度光滑塞规深度表示形式,深度公差较大时可采用表示方式,1.6通端带深度光滑塞规,深度公差为0.2时，采用 刻线方式，上下边缘分别为 最大极限、最小极限,5.在用通端带深度光滑塞规深度表示形式,1.6通端带深度光滑塞规,深度公差较大时（ 0.3 ）， 采用刻线方式，上下边缘分别为 最大极限、最小极限,5.在用通端带深度光滑塞规深度表示形式,1.6通端带深度光滑塞规,当深度较大时，通端测头可做成台阶形式， 前端按T端尺寸制作，后端直径可稍小于通端 直径，在后端部分刻线、削扁，表示深度,5.在用通端带深度光滑塞规深度表示形式,1.6通端带深度光滑塞规,必须注意防止检验时干涉! 由于被测孔所处位置等原因，
