第六章光滑工件尺寸的檢測

判斷工件合格與否，檢測可采用通用測量器具（《光滑工件尺寸的檢驗》GB/T3177-1997），也可使用極限量規（《光滑極限量規》GB/T1957-1981）。光滑極限量規廣泛應用于大批量生產中，結構簡單，使用方便可靠，驗收效率高。本章介紹這兩個標準的主要內容。

6.1用通用測量器具測量6.2用光滑極限量規檢驗江漢大學6.1用通用測量器具測量

6.1.1誤收和誤廢

考慮測量誤差的影響

因誤收而擴大的公差稱為保證公差(21μm)而因誤廢縮小的公差稱為生產公差(5μm)。

誤收會影響產品質量，誤廢會造成經濟損失，為防止誤收并控制誤廢率，更好地保證產品質量和降低生產成本，必須正確地確定驗收極限和選擇計量器具。江漢大學

6.1用通用測量器具測量

6.1.2驗收極限和安全裕度A

檢驗工件尺寸時判斷合格與否的尺寸界限。驗收方案：

1.內縮方案

驗收極限是從工件規定的最大實體極限（MML）和最小實體極限（LML）分別向工件公差帶內移動一個安全裕度A來確定。

2.不內縮方案驗收極限分別等于規定的最大實體極限（MML）和最小實體極限（LML），即A值等于零。江漢大學

6.1用通用測量器具測量

6.1.2驗收極限和安全裕度A

為防止受測量不確定度的影響而使工件的實際尺寸超出兩個極限尺寸范圍，標準規定了檢驗的安全裕度A。規定了檢驗原則：所用驗收方法只接收位于規定的極限尺寸之內的工件。即只允許有誤廢而不允許有誤收。

普通測量器具包括游標尺、千分尺、指示表和分度值不小于0.0005mm，放大倍數不大于2000倍的比較儀等。方案1——檢驗500mm、公差值為6-18級、有配合要求的光滑工件尺寸。方案2——檢驗非配合和一般公差的尺寸。安全裕度A由被測工件的尺寸公差來查表6-1確定。A值一般為工件公差的1/10。確定A值須從技術和經濟兩個方面考慮。安全裕度抵消測量的不確定度。

江漢大學驗收極限的適用性Cp>1采用包容要求時的驗收極限Dmax(L)

ADmin(M)上驗收極限下驗收極限孔公差帶DM上驗收極限下驗收極限軸公差帶dmax(M)

Admin(L)

dM江漢大學驗收極限的適用性下驗收極限上驗收極限

A偏態分布時的驗收極限

dmindmax軸公差帶上驗收極限下驗收極限

ADminDmax孔公差帶江漢大學6.1用通用測量器具測量

6.1.3測量器具的選擇

1.測量精度：所選的測量器具的精度指標必須滿足被測對象的精度要求，才能保證測量的準確度。被測對象的精度要求主要由其公差的大小來體現。一般情況下，所選測量器具的測量不確定度只能占被測零件尺寸公差的1/10～1/3，精度低時取1/10，精度高時取1/3。

2.測量成本：在保證測量準確度的前提下，應考慮測量器具的價格、使用壽命、檢定修理時間、對操作人員技術熟練程度的要求等，選用價格較低、操作方便、維護保養容易、操作培訓費用少的測量器具，盡量降低測量成本。

3.被測件的結構特點及檢測數量：所選測量器具的測量范圍必須大于被測尺寸。對硬度低、材質軟、剛性差的零件，一般選取用非接觸測量，如用光學投影放大、氣動、光電等原理的測量器具進行測量。當測量件數較多（大批量）時，應選用專用測量器具或自動檢驗裝置；對于單件或少量的測量，可選用萬能測量器具。江漢大學6.1用通用測量器具測量

6.1.3測量器具的選擇

安全裕度A：測量不確定的允許值在上述檢驗條件下檢驗時，因測量器具的內在誤差和測量條件誤差綜合作用結果，引起測量結果的分散。

測量不確定度：評定測量結果的分散程度。由測量器具不確定度u1和溫度、工件形狀誤差及壓陷效應等因素所引起的不確定度u2兩部分組成。

1.測量器具的選用原則測量器具可根據計量器具的測量不確定度允許值來選擇。使所選計量器具不確定度值u小于等于u1。即：u≤u1。

江漢大學確定驗收極限的方式驗收極限應用內縮方式

將工件的驗收極限從工件的極限尺寸向工件的公差帶內縮一個安全裕度A上驗收極限尺寸＝

最大極限尺寸－A下驗收極限尺寸＝

最小極限尺寸＋A主要用于采用包容要求的尺寸和公差等級較高的尺寸不內縮方式安全裕度A＝0上驗收極限尺寸＝最大極限尺寸下驗收極限尺寸＝最小極限尺寸主要用于非配合尺寸和一般公差尺寸驗收極限的確定江漢大學6.1用通用測量器具測量

6.1.3測量器具的選擇2.測量器具不確定度允許值u1的確定:

查表6-1選用測量器具不確定度u1

查表6-2、6-3選擇常用測量器具。

——選擇計量器具應與被測工件的外形、位置、尺寸的大小及被測參數特性相適應；計量器具的測量范圍能滿足工件的要求。

——選擇計量器具應考慮工件的尺寸公差，使選用的計量器具不確定度值即要保證測量精度要求，又要符合經濟性要求。目前，千分尺是一般工廠在生產車間使用非常普遍的測量器具，為了提高千分尺的測量精度，擴大其使用范圍，可采用比較測量法。比較測量時，可用產品樣件經高一精度等級的精密測量后作為比較標準，也可用量塊作為標準器。江漢大學6.1用通用測量器具測量

6.1.4測量器具選擇示例

例：被測工件為一φ50f8mm的軸，試確定驗收極限并選擇合適的測量器具。

解：①確定工件的極限偏差。

es=-0.025ei=-0.064該工件的公差為0.039mm。②確定安全裕度A和測量器具不確定度允許值u1。從表6-1查得A=0.003，u1=0.0027。③計算驗收極限。上驗收極限=dmax-A=(50-0.025-0.003)mm=49.972mm

下驗收極限=dmin+A=(50-0.064+0.003)mm=49.939mm④選擇測量器具。按工件基本尺寸50mm，查表6-3，分度值為0.002mm的比較儀不確定度u1為0.0018mm，小于允許值0.0027mm，可滿足使用要求。江漢大學6.1用通用測量器具測量

6.1.4測量器具選擇示例

例6-2試確定檢驗被測工件工件尺寸為Φ70F9的孔，試確定驗收極限并選擇合適的測量器具。解：①確定工件的極限偏差。ES=0.104mm，EI=0.030mm，公差TD=0.074mm

②確定安全裕度A和測量器具不確定度允許值u1。從表6-1查得A=0.006，u1=0.0054。

③計算驗收極限。上驗收極限=Dmax-A=(70+0.104-0.006)mm=70.098mm下驗收極限=Dmin+A=(70+0.030+0.006)mm=70.036mm

④選擇測量器具。按工件基本尺寸70mm，從表6-2查知，分度值為0.01mm的外徑千分尺的不確定度u1為0.005mm，小于允許值0.0054mm，可滿足使用要求。江漢大學6.2用光滑極限量規檢驗

了解光滑極限量規的功用、類型及特點；

掌握光滑極限量規的設計；

光滑工件尺寸通常采用普通計量器具測量或用光滑極限量規檢驗。

量規的使用——根據零件圖樣上遵守的公差原則來確定。當零件圖樣上被測要素的尺寸公差和形位公差遵守獨立原則時，該零件加工后的尺寸和形位誤差采用通用計量器具來測量。當零件圖樣上被測要素的尺寸公差和形位公差遵守相關原則時，應采用光滑極限量規或位置量規來檢驗。塞規江漢大學6.2用光滑極限量規檢驗

6.2.1基本概念光滑極限量規是一種無刻度的定值專用量具，其外形與被檢驗對象相反。量規結構簡單、制造容易、使用方便。檢驗孔、軸時，不能測出孔、軸尺寸的具體數字，但能判斷孔、軸尺寸是否合格。

螺紋環規、塞規江漢大學6.2用光滑極限量規檢驗

6.2.1基本概念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軸用卡規或環規

孔用塞規

江漢大學光滑極限量規圖例江漢大學6.2用光滑極限量規檢驗

6.2.2光滑極限量規的分類

量規是用來判斷孔、軸尺寸是否在規定的兩極限尺寸范圍內，因此量規都成對使用。其中一為“T通規”，另一為“Z止規”。

通規——控制零件的作用尺寸，用以判斷dm、Dm有否從公差帶內超出最大實體尺寸。

止規——控制零件的實際尺寸，用以判斷da、Da有否從公差帶內超出最小實體尺寸。

檢驗時，通規能通過工件，而止規不能通過，則認為工件是合格的。江漢大學6.2用光滑極限量規檢驗

6.2.2光滑極限量規的分類孔用光滑極限量規（塞規）通端——按孔的最大實體尺寸(孔的最小極限尺寸)制造

止端——按孔的最小實體尺寸(孔的最大極限尺寸)制造

通規按Dmin設計防止Dm<Dmin

止規按Dmax設計防止Da>Dmax軸用光滑極限量規（環規或卡規）通端——按軸的最大實體尺寸(軸的最大極限尺寸)制造

止端——按軸的最小實體尺寸(軸的最小極限尺寸)制造通規按dmax設計防止dm>dmax

止規按dmin設計防止da<dmin

江漢大學6.2用光滑極限量規檢驗

6.2.2光滑極限量規的分類量規按用途分類

工作量規：是工人在生產過程中檢驗工件用的量規。

驗收量規：是檢驗部門或用戶驗收產品時使用的量規。

校對量規：是校對軸用工作量規的量規。軸用工作量規在制造或使用過程中常會發生碰撞變形，且通規經常通過零件易磨損，所以要定期校對。孔用工作量規用精密通用量儀檢測，故不規定專用的校對量規。江漢大學泰勒原則通規用于控制工件的作用尺寸，其尺寸等于孔或軸的最大實體尺寸，且量規長度等于配合長度。

止規用于控制工件的實際尺寸，其尺寸等于孔或軸的最小實體尺寸。

1.孔或軸的作用尺寸不允許超過最大實體尺寸

2.在任何位置上的實際尺寸不允許超過最小實體尺寸

江漢大學6.2光滑極限量規

6.2.3工作量規的設計

通規測量面理論上應具有與孔或軸相對應的完整表面（即全形量規）其尺寸等于孔或軸的最大實體尺寸，且量規的長度等于配合長度。

止規用于控制零件的實際尺寸，它的測量面理論上應為點狀的（即不全形量規），其尺寸等于孔或軸的最小實體尺寸。由于量規在制造和使用方面某些原因的影響，要求量規型式完全符合泰勒原則會有困難，有時甚至不能實現，因而不得不允許量規型式在一定條件下偏離泰勒原則。例如：為采用標準量規，通規的長度可能短于工件的配合長度，檢驗曲軸軸頸的通規無法用全形的環規，而用卡規代替；點狀止規，檢驗中點接觸易于磨損，往往改用小平面或球面來代替。量規的結構型式很多，在工具專業標準（GL34-62）中，對結構、尺寸、適用范圍有詳細的介紹。江漢大學塞規形狀對檢驗結果的影響江漢大學6.2光滑極限量規

6.2.3工作量規的設計

1.工作量規的公差帶是量規精度的合理要求，保證量規能以一定的準確度進行檢驗。量規公差帶的大小和位置，取決于工件公差帶的大小和位置、量規的用途以及量規公差制。

工作量規公差通規公差由制造公差和磨損公差兩部分組成；止規只規定制造公差。

量規的公差帶由尺寸要素T和位置要素Z組合而成。標準規定的量規制造公差和位置要素數值見表6-5。江漢大學6.2光滑極限量規

6.2.3工作量規的設計我國量規標準規定：工作量規公差帶的位置配置，采用不超越工件極限的原則。江漢大學6.2光滑極限量規

6.2.3工作量規的設計

1）工作量規制造公差T2）通規公差帶的位置Z3）止規公差帶的位置T/24）工作量規的形位公差其尺寸與形位公差間的關系應遵守包容要求。形狀公差取值為t=T/2，但當T≤0.002mm時，取t=0.001mm。

5）工作量規的表面粗糙度值Ra，一般取0.025-0.4μm

江漢大學6.2光滑極限量規

6.2.3工作量規的設計

校對量規公差

校對量規是校對軸用工作量規的量規。

1）校對量規公差Tp

取值Tp=T/2；

2）Tp的位置對于TT(校通-通)規、ZT(校止-通)規（能被通過制造合格），Tp

在T的中心以下；對于TS(校通-損)規（不能被通過），Tp

在軸工件公差的MMS以下；

3）校對量規的形位公差與尺寸公差的關系按包容要求；

4）校對量規的表面粗糙度值Ra：約為工作量規Ra值的1/2。江漢大學6.2光滑極限量規

6.2.3工作量規的設計2.量規形式的選擇止規通規3151850010002112片狀塞規全形塞規球端桿規不全形塞規測孔量規的型式及應用范圍

止規通規10050002112測軸量規的型式及應用范圍

環規卡規江漢大學6.2光滑極限量規

6.2.3工作量規的設計

3.工作量規的技術要求材料：合金工具鋼、碳素工具鋼、滲碳鋼和硬質合金等耐磨材料。也可在測量面上鍍以厚度大于磨損量的鍍鉻層、氮化層等耐磨材料。量規測量面硬度：58~65HRC，穩定性處理；量規測量面的表面粗糙度Ra查表6-6。量規表面粗糙度，取決于被檢驗零件的基本尺寸、公差等級和粗糙度以及量規的制造工藝水平。量規表面粗糙度值的大小，隨上述因素和量規結構型式的變化而異，一般不低于光滑極限量規國標推薦的表面粗糙度數值。江漢大學6.2光滑極限量規

6.2.4工作量規的設計舉例

光滑極限量規工作尺寸計算的一般步驟如下：1）從國家標準《極限與配合》（GB/T1800.3—1998）中查出孔與軸的尺寸極限偏差，然后計算出最大和最小實體尺寸；2）由表6-5查出量規制造公差T和位置要素Z值。按工作量規制造公差T，確定工作量規的形狀和校對量規的制造公差；3）繪制量規公差帶圖，確定量規結構尺寸，計算量規的工作尺寸或極限偏差；4）繪制量規工作圖，標注尺寸及技術要求。江漢大學工作量規工作尺寸

檢驗孔塞規：

通規：上偏差Ts=EI+Z+T/2最大極限尺寸Tmax=D+Ts下偏差Ti=EI+Z-T/2最小極限尺寸Tmin=D+Ti磨損極限尺寸Dmin止規：上偏差Zs=ES最大極限尺寸Zmax=D+Zs下偏差Zi=ES-T最小極限尺寸Zmin=D+Zi

檢驗軸卡規：

通規：上偏差Tsd=es-Z+T/2最大極限尺寸Tdmax=d+Tsd下偏差Tid=es-Z-T/2最小極限尺寸