第七章 孔与轴的检测孔、轴实际尺寸通常使用普通计量器具按两点法进行测量，测量结果获得的是孔、轴实际尺寸的具体数值孔、轴实际尺寸和形状误差的综合结果可以使用光滑极限量规进行检验，检验的结果可以判断实际孔、轴合格与否，但不能获得的是孔、轴实际尺寸和形状误差的具体数值光滑极限量规是一种无刻度的专用检验工具§1 光滑极限量规 一、光滑极限量规的功用和分类孔和轴采用包容要求时，应该使用光滑极限量规来检 验光滑极限量规有通规（代号T）和止规（代号Z）， 如图7—1所示通规检验孔或轴的体外作用尺寸是否超出 最大实体尺寸止规检验孔或轴的实际尺寸是否超出 最小实体尺寸 检验孔径的光滑极限量规叫塞规，分塞规的通规和止规检验轴径的光滑极限量规叫环规或卡规，也分卡规的通规 和止规不论是塞规还是卡规，如果“通规”通不过被测工件，或者“止规”通过了被测工件，即可确定该被测工件是不合格的 量规按用途可分为：工作量规、验收量规和校对量规 其中，校对量规只是用来校对轴用量规（环规或卡规） 的量规，分为“校通—通”（代号TT）、“校止—通”,（代号ZT）和“校通—损”（代号TS） 二、光滑极限量规的设计原理 设计光滑极限量规时，应遵守泰勒原则（极限尺寸原则）的规定。
见图7—2 对于孔： Dfe≥Dmin 且 Da≤Dmax 对于轴： dfe≤dmax 且 da≥dmin 包容要求是从设计的角度出发的，泰勒原则是从验收的角度出发的从保证孔与轴的配合性质的要求来看，两者是一致的通规”用于控制工件的体外作用尺寸，它的测量面理论 上应具有与孔或轴相应的完整表面（即全形量规），其 尺寸等于孔或轴的最大实体尺寸，且量规长度等于配合 长度止规”用于控制工件的实际尺寸，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 的最小实体尺寸全形通规,全形通规,,,两点 式止 规,,两点 式线接 触止 规,,使用偏离泰勒原则的量规检验孔或轴的过程中，必须做到操作正确，尽量避免由于检验操作不当而造成的误判在被测孔或轴的形状误差不致影响孔、轴配合性质的情况下，为了克服制造或使用符合泰勒原则的量规时的不方便或困难，允许使用偏离泰勒原则的量规y向能通过，易 引起误判断,,三、光滑极限量规的定形尺寸公差带和各项公差光滑极限量规的精度比被测孔、轴的精度高得多但光滑极限量规的定形尺寸不可能加工成某一确定的数值故GB1957—81《光滑极限量规》规定了量规工作部分的定形尺寸公差带和各项公差。
通规应留出适当的磨损储量，止规不留磨损储量校对量规也不留磨损储量1．工作量规的定形尺寸公差带和各项公差 为了确保产品质量，GB/T1957—81规定量规的定形尺寸公差带不得超出被测孔、轴公差带孔用和轴用工作量规定形尺寸公差带分别如图7－10和7－11所示.,测量极限误差一般取为被测孔、轴尺寸公差的1/10～1/6这个比值对于标准公差等级相同而基本尺寸不同的孔、轴基本上相同，随着标准公差等级的降低而减小通规和止规定形尺寸公差和磨损储量的总和占被测孔、轴尺寸公差的百分比见表7—1通规工作部分的形状误差应控制在定形尺寸公差带的范围 内，即采用包容要求其形位公差为定形尺寸公差的50%GB/T1957－1981对基本尺寸至500mm、标准公差等级IT6～IT16的孔和轴规定了通规和止规工作部分定形尺寸的公差及通规定形尺寸带中心到工件最大实体尺寸之间的距离它们的数值见附表7－5此外还规定了通规和止规的代号T和Z考虑到制造和测量的困难，当量规定形尺寸公 差≤0.002mm时，其形位公差取为0.001mm 根据被测孔、轴标准公差等级的高低和基本尺寸的大小， 量规工作面的表面粗糙度参数Ra的上限值为 0.025—0.4μm，见附表7—6。
2．校对量规的定形尺寸公差带和各项公差 校对量规有下列三种： 1）制造轴用通规时所使用的校对量规（代号TT）TT—校通通，即校对通规的通规,2）制造轴用止规时所使用的校对量规（代号ZT）ZT—校止通，即校对止规的通规 3）检验使用中的通规是否磨损到极限时所用的校对量规（代号TS）TS—校损通，即校对通规磨损的量(止)规，若通过，表示磨损已到极限应报废 校对量规工作部分的定形尺寸公差带如图7-6所示TP=T/2,1）按表3－2～3－7等查出被测工件的极限偏差，并确定各量规的基本尺寸； 2）从附表7－5查出工作量规制造公差T和位置参数Z值；按T值确定工作量规的形位公差和校对量规的制造公差Tp； 3）计算各量规的极限偏差和量规工作部分的极限尺寸 例1 计算检验图1-1和图10-37所示减速器齿轮的ф58H7圈E基准孔的工作量规（塞规）工作部分的极限尺寸，并确定其形位公差和表面粗糙度参数值，画出量规简图四、光滑极限量规工作部分极限尺寸的计算和各项公差 的确定示例 步骤：,解 由附表3-6查得ф58H7=ф580+0.03mm，因此，孔用工作量规通规定形尺寸为58mm，止规定形尺寸为58.03mm。
由附表7-5查出量规定形尺寸公差T=3.6μm，通规之Z=4.6μm按图7-5，通规定形尺寸之es=+（Z+T/2）=+6.4μm，ei=+（Z-T/2）=+2.8μm止规定形尺寸之es=0，ei= -T=-3.6μm 因此，检验ф58H7圈E孔的通规工作部分按,ф58+0.0028+0.0064圈E mm，即ф58.0064-0.00360圈E mm制造，允许磨损到ф58 mm；止规工作部分按ф58.03-0.00360圈E mm制造量规定形尺寸公差带示意图见图7-12 量规圆柱形工作面的圆柱度公差值和相对素线的平行度公差值皆不得大于塞规定形尺寸公差值的一半，即它们皆等于0.0036/2=0.0018mm 由附表7-6查得塞规工作面之Ra的上限值不得大于0.05μm量规定形 尺寸公差T,,,通规定形尺寸公 差带中心到被测 孔最大实体尺寸 之间的距离Z,,例2 计算检验图1-1和图4-56所示减速器齿轮轴的ф40k6圈E轴颈的工作量规（卡规）工作部分的极限尺寸，并确定其形位公差和表面粗糙度参数值，画出量规简图 解由附表3-7查得ф40 k6=ф40+0.002+0.018mm，因此，轴颈用工作量规通规定形尺寸为40.018mm，止规定形尺寸为40.002mm。
由附表7-5查出量规定形尺寸公差T=2.4μm，通规之Z=2.8μm按图7-11，通规定形尺寸之ES=-（Z-T/2）=-1.6μm，EI=-(Z+T/2)=-4.0μm止规定形尺寸之ES=+T=+2.4μm，EI=0因此，检验ф40 k6圈E轴颈的通规工作部分按 ф40.018-0.0040-0.0016圈E mm制造，允许磨损到ф40.018 mm；,止规工作部分按ф40.0020+0.0024圈E mm制造量规定形尺寸公差带示意图见图7-14通规定形尺寸公 差带中心到被测 孔最大实体尺寸 之间的距离Z,,量规定形 尺寸公差T,,,卡规两平行平面的平面度公差值和平行度公差值皆不得大于卡规定形尺寸公差值的一半，即它们皆等于0.0024/2=0.0012mm 由附表7-2查得卡规工作面之Ra的上限值不得大于 0.05μm 检验ф40k6圈E轴颈用的卡规工作部分各项公差的标注见图7-15例3 计算ф40k6圈E轴颈的工作卡规的三种校对量规（塞 规）工作部分的极限尺寸 解 ф40k6圈E轴颈用工作卡规的校对量规的定形尺寸公差 Tp=T/2=1.2μm按图7-6，TT和TS校对量规的定形尺寸 皆为40.018μm，ZT校对量规的定形尺寸为40.002μm； TT校对量规的上偏差=-Z=-2.8μm，下偏差=-（Z+ Tp ） =-4.0μm；TS校对量规的上偏差=0，下偏差=- Tp,=-1.2μm；ZT校对量规的上偏差=+Tp=+1.2μm， 下偏差=0。
因此，TT校对量规按40.018-0.0040-0.0028圈E mm 即按 40.0152-0.00120圈E mm制造TS校对量规按40.018-0.00120 圈E mm制造ZT校对量规按40.0020+0.0012圈E mm 即按 40.0032-0.00120圈E mm制造 校对量规定形尺寸公差带示意图见图7-14§2 孔、轴实际尺寸的验收 一、孔、轴实际尺寸的验收极限 孔、轴实际尺寸的数值，通常使用普通计量器具，通过 两点法测量来获得 测量孔、轴实际尺寸时，由于存在诸多因素产生的测量 误差，测得的实际尺寸通常不是真实尺寸，即测得的实 际尺寸=真实尺寸±测量误差，如图7—11所示 当真实尺寸处于极限尺寸附近，按测得尺寸来验收工件，,就可能发生误收或误废为了保证工件不超越最大实体和 最小实体边界，就应当确定验收极限，按验收极限来验 收工件 1．验收极限方式的确定 验收极限是根据从最大实体尺寸和最小实体尺寸分别向公 差带内缩一个安全裕度A确定的 同一真实尺寸的测得尺寸必有一分散范围，表示测得尺寸 分散程度的测量范围称为测量不确定度它的允许值称为,安全裕度AGB/T3177—1997规定，A值按工件尺寸公差 T的1/10确定，其数值列于附表7—3所示。
KS=Lmax – A （7-1） Ki=Lmin + A （7-1） 公差带内缩A的方案，用于基本尺寸至1000mm有配合要 求的工件和虽无配合要求但公差等级≤IT8的工件 无配合要求公差等级≥IT9和未注公差尺寸的工件，不采 用内缩方案，即验收极限与工件极限尺寸重合2．验收极限方式的选择 原则如下： 1）对于遵守包容要求的尺寸和标准公差等级高的尺寸， 其验收极限按内缩方式确定 2）当工艺能力指数Cp≥1时，验收极限可以按不内缩方 式确定；但对于采用包容要求的的孔、轴，其最大实体 一边的验收极限应该按单向内缩方式确定 3）对于偏态分布的尺寸（参看图3—23），其验收极限,可以只对尺寸偏向的一边按单向内缩方式确定 4）对于非配合尺寸和一般公差的尺寸，其验收极限按不 内缩方式确定 二、计量器具的选择 根据测量误差的来源，测量不确定度u是由计量器具的测 量不确定度u1（其允许值约等于0.9A）和测量条件引起的 测量不确定度u2（其允许值约等于0.45A）组成的按随 机误差合成规则，其测量总的不确定度为：,u=√ u12+ u22 ≈1.00A。
三、验收极限方式和相应计量器具的选择示例 试确定测量ф85f7（-0.071-0.036）圈E 轴时的验收极限， 并选择相应的计量器具该轴可否使用标尺分度值为 0.01mm的外径千分尺进行比较测量，并加以分析 解 1）确定验收极限 ф85f7（-0.071-0.036）圈E验收极限应按内缩方式确定∵IT7=0.0035mm，从附表7-3查得安全裕度A=0.0035mm 按式（7-1）确定上、下验收极限Ks和Ki，得： Ks=Lmax-A=84.964-0.0035=84.9605mm Ki=Lmin+A=84.929+0.0035=84.9325mm ф85f7（-0.071-0.036）圈E的尺寸公差带及验收极限见图7-13 ）选择计量器具 由附表7-3按优先选用档的计量器具测量不确定度允许值u1 的原则，确定u1=0.0032mm由附表7-5选用标尺分度值为0.005mm的比较仪，其测量 不确定度u1′=0.003mm< u1，能满足使用要求 3）用外径千分尺进行比较测量作业：Page246：7-5，7-6,。