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1、公差配合与测量技术,主编刘华 匡伟春,第9章 光滑工件尺寸的检测与,9.1 光滑工件尺寸的检测 9.2 光滑极限量规设计,9.1 光滑工件尺寸的检测,9.1.1 工件验收原则、安全裕度与尺寸验收极限 1.工件验收原则 2.安全裕度 3.尺寸验收极限,9.1 光滑工件尺寸的检测,表9-1 IT6IT11的安全裕度A与计量器具的测量不确定度允许值,9.1 光滑工件尺寸的检测,表9-1 IT6IT11的安全裕度A与计量器具的测量不确定度允许值,9.1 光滑工件尺寸的检测,表9-1 IT6IT11的安全裕度A与计量器具的测量不确定度允许值,9.1 光滑工件尺寸的检测,表9-1 IT6IT11的安全裕度
2、A与计量器具的测量不确定度允许值,9.1 光滑工件尺寸的检测,表9-1 IT6IT11的安全裕度A与计量器具的测量不确定度允许值,9.1 光滑工件尺寸的检测,图9-1 安全裕度与验收极限,(1) 采用方法1验收，则工件验收极限如下：,9.1 光滑工件尺寸的检测,1)对符合包容要求、公差等级高的尺寸，其验收极限应按方法1确定。 2)对偏态分布的尺寸，其“尺寸偏向边”的验收极限按方法1确定。 3)对符合包容要求的尺寸，当工艺能力指数Cp1时，其最大实体极限一边的验收极限按方法1确定为宜。 (2) 采用方法2验收，此时工件验收极限如下： 1)对工艺能力指数Cp1时，其验收极限可以按方法2确定即取A值
3、等于零。 2)对符合包容要求的尺寸，其最小实体极限一边的验收极限按方法2确定为宜。 3)对非配合尺寸和一般的尺寸，其验收极限按方法2确定。,9.1 光滑工件尺寸的检测,4)对偏态分布的尺寸，其“尺寸非偏向边”的验收极限按方法2确定。 9.1.2 测量器具的选择,9.1 光滑工件尺寸的检测,测量工件所产生的“误收”与“误废”是由于测量极限误差(不确定度)的存在。而测量极限误差(不确定度U)主要由测量器具的不确定度u1和测量方法的不确定度u2两部分构成，符合关系式：U=(u2+u2)1-2，且u12u2。显然，u109U，测量器具的测量不确定度u1是产生“误收”与“误废”的主要因素。在尺寸验收极限
4、一定的情况下，计量器具的测量极限误差(不确定度允许值u1)越大，则产生“误收”与“误废”的概率也越大；反之，计量器具的测量不确定度允许值u1越小，则产生“误收”与“误废”的概率也越小。因此，使用一般通用的计量器具测量工件时，依据器具的不确定度允许值u1来正确地选择计量器具就很重要。 (1) u1u1原则 按照计量器具所引起的测量不确定度允许值u1来选择计量器具，以保证测量结果的可靠性。,9.1 光滑工件尺寸的检测,表9-2 千分尺和游标卡尺的测量不确定度(单位：mm),9.1 光滑工件尺寸的检测,表9-2 千分尺和游标卡尺的测量不确定度(单位：mm),9.1 光滑工件尺寸的检测,表9-3 比较
5、仪的测量不确定度(单位：mm),9.1 光滑工件尺寸的检测,表9-3 比较仪的测量不确定度(单位：mm),9.1 光滑工件尺寸的检测,表9-4 指示表的测量不确定度(单位：mm),9.1 光滑工件尺寸的检测,表9-4 指示表的测量不确定度(单位：mm),9.1 光滑工件尺寸的检测,(2) 0.4u1u1原则 当使用与工件形状相同的标准器进行比较测量时，千分尺的测量不确定度u1降为原来的40。 (3) 0.6u1u1原则 当使用与工件形状不相同的标准器进行比较测量时，千分尺的测量不确定度u1降为原来的60，见表6-2。 1)选择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
6、所选计量器具的测量范围能满足工件的要求。 2)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。 例9-1 试确定轴类工件140H9-001/ 0的验收极限，并选择相应的计量器具。,9.1 光滑工件尺寸的检测,解 (1)确定安全裕度A 由表6-1可知，公称尺寸大于120180mm、IT9时，A=1/10T，A=10m。 (2)确定验收极限 由于工件采用包容要求，应按内缩方式确定验收极限。 (3)选择计量器具 由表9-3可知，在工件尺寸不大于150mm、分度值为0.01mm的内径千分尺的不确定度为0.008mm，小于u1=0.009mm，可满足
7、要求。,9.2 光滑极限量规设计,9.2.1 量规的定义和分类 量规是一种没有刻度的定值检验工具。一种规格的量规只能检验同种尺寸的工件，凡是经量规检验合格的工件，其实际尺寸都控制在给定的公差范围内，但不能测量出工件实际尺寸及形状和位置误差的具体数值。用量规检验工件方便、迅速、可靠、检验效率高，因此在机械制造行业大批量生产中应用广泛。,图9-2 光滑极限量规 a)塞规 b)卡规,9.2 光滑极限量规设计,(1)工作量规 工作量规是在工件制造过程中，生产操作者对工件进行检验时所用的量规。 (2)验收量规 验收量规是检验部门或用户代表在验收产品时所用的量规。 (3)校对量规 校对量规是用以检验工作量
8、规的量规。 1)“校通-通”量规(代号TT)是检验轴用工作量规通端的校对量规。 2)“校止-通”量规(代号ZT)是检验轴用工作量规止端的校对量规。 3)“校通-损”量规(代号TS)是检验轴用验收量规的通端是否已达到或超过磨损极限的量规。 9.2.2 极限尺寸的判断原则,9.2 光滑极限量规设计,由于工件存在着形状尺寸误差，加工出来的孔或轴的实际形状尺寸不可能是一个理想的圆柱体，所以仅控制实际尺寸在极限尺寸范围内，还是不能保证配合性质。因此形状和位置公差国家标准从设计角度出发，提出了包容原则；又从工件验收角度出发，对要求遵守包容原则的孔和轴提出了极限尺寸的判断原则(泰勒原则)。 9.2.3 量规
9、公差与量规公差带 1.工作量规的公差 (1) 工作量规制造公差T 按GB/T 19572006的规定取值，见表9-5。,9.2 光滑极限量规设计,表9-5 光滑极限量规公差T和通规公差带的中心到工件,9.2 光滑极限量规设计,表9-5 光滑极限量规公差T和通规公差带的中心到工件,9.2 光滑极限量规设计,(2) 通规公差带的位置Z 是指量规制造公差T的中心线到工件最大实体尺寸MMS线的距离(向工件公差带内缩一个Z)。 (3)止规公差带的位置T/2 是指量规制造公差T的中心线到工件最小实体尺寸LMS线的距离(向工件公差带内缩一个T/2)。 (4) 工作量规的形位公差 其尺寸与形状公差间的关系应遵
10、守包容要求。 (5) 工作量规的表面粗糙度Ra值 一般取Ra=0.0250.4m (见表9-6)。,9.2 光滑极限量规设计,表9-6 量规工作面的表面粗糙度参数Ra值,9.2 光滑极限量规设计,表9-6 量规工作面的表面粗糙度参数Ra值,9.2 光滑极限量规设计,2.校对量规的公差 (1) 校对量规公差TP 校对量规公差取值为TP=T/2。 (2) TP的位置 对于TT规、ZT规，TP在T的中心以下；对于TS规，TP在轴工件公差的最大实体尺寸线MMS以下。,图9-3 量规公差带分布,9.2 光滑极限量规设计,(3) 校对量规的形位公差 校对量规的形位公差与其尺寸公差间的关系按包容要求。 (4
11、) 校对量规的表面粗糙度Ra值 取值比工作量规要小，约占工作量规表面粗糙度Ra值的1/2。 9.2.4 光滑极限量规的设计 1.量规形式的选择 2.量规工作尺寸的计算 1)由标准公差数值表、孔轴极限偏差表查出被测工件的上、下偏差。 2)由表9-5查出工作量规的T和Z值，画出工作量规以及校对量规的公差带图。,9.2 光滑极限量规设计,图9-4 国家推荐的量规形式及应用尺寸范围 a)测孔量规的形式及应用范围 b)测轴量规的形式及应用范围,9.2 光滑极限量规设计,3)在画好的公差带图上正确标出所有量规的上、下偏差值。 4)按“公差向实体内分布原则”(即孔型的EI=0，ES0；轴型的es0，ei0)
12、写出量规的标注尺寸。 5)绘制光滑极限量规及其校对量规的工作图，并正确标注各项技术要求。 例9-2 设计检验孔40H8用的工作量规和检验轴40f7用的工作量规及其校对量规。 解 1) 查标准公差数值表、孔轴基本偏差表得到 2)查表9-1得到检验IT8孔用的工作量规公差数值T=4m，Z=6m；得到检验IT7轴用的工作量规公差数值T=3m，Z=4m；且校对量规公差数值TP=1.5m。,9.2 光滑极限量规设计,3)画出40H8、40f7轴及其所有工作量规、校对量规的公差带图，并标出所有的极限偏差值，如图9-5所示。 4)以工件的公称尺寸线为零线，写出所有工作量规、校对量规的极限尺寸，并转换成标注尺
13、寸：,图9-5 40H8和40f7工作量规及校对量规公差带图,9.2 光滑极限量规设计,5)绘制工作量规的工作图并标注几何精度等方面的技术要求。,图9-6 40H8的塞规工作简图及标注,9.2 光滑极限量规设计,图9-7 40f7的卡规工作简图及标注,3.量规的技术要求,9.2 光滑极限量规设计,1.为什么要规定安全裕度和验收极限？ 2.对于尺寸呈现正态分布和偏态分布，其验收极限有何不同？ 3.在使用通用计量器具验收零件时，应怎样选用具体的计量器具? 4.零件图样上被测要素的尺寸公差和形位公差按哪种公差原则标注时，才能使用光滑极限量规检验，为什么? 5.用光滑极限量规检验工件时，通规和止规分别
14、用来检验什么尺寸?被检测工件的合格条件是什么？ 6.设计光滑极限量规时，应遵守极限尺寸判断原则(泰勒原则)的规定。 7.光滑极限量规的通规和止规及其校对量规的尺寸公差带是如何配置的?,9.2 光滑极限量规设计,8.试计算45H7孔的工作量规和45k6轴的工作量规及其校对量规工作部分的极限尺寸，并画出孔、轴工作量规和校对量规的尺寸公差带图。 9.试计算32JS8孔的工作量规和32h7轴的工作量规及其校对量规工作部分的极限尺寸，并画出孔、轴工作量规和校对量规的尺寸公差带图。 10.用普通计量器具测量下列的孔和轴时，试分别确定它们的安全裕度、验收极限以及所使用计量器具的名称和分度值。 (1) 50h11；(2) 140H10；(3) 35e9；(4) 95p6。,
