光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计.pptx

2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计1第六章第六章 光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计2第六章第六章 光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计本章主要内容本章主要内容一、光滑工件尺寸检验一、光滑工件尺寸检验 工件验收原则、安全裕度、尺寸验收极限、测量器具选择二、光滑极限量规设计二、光滑极限量规设计 光滑极限量规作用和分类、光滑极限量规的设计光滑工件尺寸的检验光滑工件尺寸的检验（GB/T3177GB/T317719971997）光滑极限量规光滑极限量规（GB/T1957GB/T195719811981）重点：重点：光滑极限量规的设计难点：难点：泰勒原则及其在光滑极限量规设计中的应用2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计3第六章第六章 光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计学习要求学习要求掌握工件验收原则、尺寸验收极限等概念；了解测量器具选择方法；掌握光滑极限量规作用和分类；掌握光滑极限量规的设计方法。了解两个标准的内容。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计4第一节第一节 光滑工件尺寸检验光滑工件尺寸检验加工车间环境下零件的检测方法加工车间环境下零件的检测方法使用通用的计量器具检验零件；通常采用两点法测量；测得值为零件的局部实际尺寸。零件检测过程中存在的误差零件检测过程中存在的误差计量器具的测量极限误差；零件本身的形状误差；测量条件、测量方法误差等。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计5第一节第一节 光滑工件尺寸检验光滑工件尺寸检验为保证足够的测量精度采取的措施为保证足够的测量精度采取的措施合理处理测量结果；正确选择测量器具。国家标准光滑工件尺寸的检验（GB/T31771997）作了相应的规定。本节主要讨论在车间条件下验收原则、安全裕度和验收极限的确定问题。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计6一、一、工件验收原则、安全裕度和尺寸验收极限工件验收原则、安全裕度和尺寸验收极限1.1.工件验收原则工件验收原则 验收前提：按零件的最大、最小极限尺寸验收零件。当零件的实际尺寸处于最大和最小极限尺寸附近时，由于存在测量误差，有可能出现两种“误检误检”情况：误收：误收：把废品判为合格品。误废：误废：把合格的零件判为废品。国标规定的工件验收原则：国标规定的工件验收原则：所用的验收方法原则上只接收位于规定尺寸极限之内的工件，只允许有误废，不允许有误收。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计7一、一、工件验收原则、安全裕度和尺寸验收极限工件验收原则、安全裕度和尺寸验收极限工件尺寸误检工件尺寸误检误收误收误废误废2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计8一、一、工件验收原则、安全裕度和尺寸验收极限工件验收原则、安全裕度和尺寸验收极限2.2.安全裕度安全裕度 为了保证验收原则的实施，采取规定“验收极限”的方法，即采用安全裕度抵消测量的不确定度。验收极限与设计时的尺寸极限不同。验收极限是检验工件尺寸时判断合格与否的尺寸界限。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计9一、一、工件验收原则、安全裕度和尺寸验收极限工件验收原则、安全裕度和尺寸验收极限2.2.安全裕度安全裕度（1）验收极限是从规定的最大实体界限（MML）和最小实体界限（LML）分别向工件公差带内缩一个安全裕度A来确定（A=0.1IT）。（2）验收极限等于规定的最大实体极限（MML）和最小实体极限（LML），即安全裕度A=0。国家标准规定，光滑工件尺寸的验收方法可以选择国家标准规定，光滑工件尺寸的验收方法可以选择以下两种方法之一：以下两种方法之一：2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计10一、一、工件验收原则、安全裕度和尺寸验收极限工件验收原则、安全裕度和尺寸验收极限2.2.安全裕度安全裕度2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计11计量器具的选择计量器具的选择 安全裕度（安全裕度（A A）与计量器具的测量不确定度允许值（）与计量器具的测量不确定度允许值（u u1 1）注：u1分、档，一般情况下应优先选用档，其次选用档、档。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计12一、一、工件验收原则、安全裕度和尺寸验收极限工件验收原则、安全裕度和尺寸验收极限3.3.尺寸验收极限尺寸验收极限上验收极限=最大极限尺寸-安全裕度A下验收极限=最小极限尺寸+安全裕度A（1 1）方法一方法一的尺寸验收极限的尺寸验收极限方法一的验收极限比较严格，适用情况：方法一的验收极限比较严格，适用情况：符合包容要求，公差等级较高的尺寸；对于偏态分组的尺寸，其“尺寸偏向边”的验收极限；符合包容要求的尺寸，当工艺能力指数Cp1时，其最大实体极限尺寸的验收极限。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计13一、一、工件验收原则、安全裕度和尺寸验收极限工件验收原则、安全裕度和尺寸验收极限3.3.尺寸验收极限尺寸验收极限上验收极限=最大极限尺寸 下验收极限=最小极限尺寸（2 2）方法二方法二的尺寸验收极限的尺寸验收极限方法二的验收极限比较宽松，适用情况：方法二的验收极限比较宽松，适用情况：工艺能力指数Cp1时；对于偏态分组的尺寸，其“尺寸非偏向边”的验收极限；符合包容要求的尺寸，其最小实体极限尺寸的验收极限；非配合尺寸和一般尺寸。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计14尺寸验收极限示例尺寸验收极限示例Cp Cp 11采用包容要求时的验收极限采用包容要求时的验收极限Dmax(L)ADmin(M)上验收极限下验收极限孔公差带DMdmax(M)Admin(L)上验收极限下验收极限轴公差带dM2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计15尺寸验收极限示例尺寸验收极限示例偏态分布时的验收极限下验收极限上验收极限 Admindmax轴公差带上验收极限下验收极限 ADminDmax孔公差带2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计16二、测量器具的选择二、测量器具的选择 测量工件产生“误收”和“误废”的原因是由于测量极限误差（不确定度）的存在。测量极限误差（不确定度）主要由测量器具的不确定度u1和测量方法的不确定度u2构成。其中其中 测量器具的不确定度u1是产生“误收”和“误废”的主要因素。所以根据测量器具的不确定度选择计量器具很重要。通用测量器具的选择，应按照国标GB/T 3177-1997进行。该标准适用于车间用的计量器具，主要用于公差等级为IT6 IT18的工件尺寸。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计17二、测量器具的选择二、测量器具的选择计量器具的选择方法计量器具的选择方法（1 1）u u1 1uu1 1原则原则 按照计量器具所引起的测量不确定度允许值来选择计量器具，保证测量结构的可靠性。各类量具的不确定度值u u1 1参考表6-2、表6-3和表6-4中。选择计量器具时，应使所选用的计量器具的不确定度u u1 1小于或等于计量器具的不确定度允许值u u1 1。注意：如果没有所选择的精度高的仪器，可以采用比较测量法注意：如果没有所选择的精度高的仪器，可以采用比较测量法提高现场器具的使用精度。提高现场器具的使用精度。如：用内径千分尺测量孔径尺寸。如：用内径千分尺测量孔径尺寸。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计18二、测量器具的选择二、测量器具的选择计量器具的选择方法计量器具的选择方法（2 2）0.4u0.4u1 1uu1 1原则原则 当使用形状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可以降低。（3 3）0.6u0.6u1 1uu1 1原则原则 当使用形状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可以降低。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计19二、测量器具的选择二、测量器具的选择其它考虑因素其它考虑因素（1 1）适用性）适用性 计量器具的使用性能要适应被测工件的尺寸、结构、工件重量、工件材质、批量大小等方面的要求。如：测量尺寸大的零件采用上置式量具；硬度低、刚性差的零件采用非接触式测量等。（2 2）检测成本）检测成本 满足检测要求的情况下尽量选用价格低的计量器具。（3 3）扩大安全裕度）扩大安全裕度A A 验收极限向零件公差带内移动，误收减少、误废增加。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计20三、光滑工件尺寸检验示例三、光滑工件尺寸检验示例参考教材参考教材P138(自学自学)例例6-1例例6-42024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计21第二节第二节 光滑极限量规设计光滑极限量规设计 光滑极限量规（光滑极限量规（GB/T1957-1981）用于检验）用于检验遵守遵守包容要求包容要求的的大批量生产大批量生产的的单一实际要素单一实际要素，多用来判，多用来判定圆形孔、轴的合格性。定圆形孔、轴的合格性。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计22第二节第二节 光滑极限量规设计光滑极限量规设计一、光滑极限量规的作用和分类一、光滑极限量规的作用和分类1.1.光滑极限量规的作用光滑极限量规的作用 光滑极限量规是一种无刻度，成对使用的专用检验工具。适用于批量生产，遵守包容原则的孔、轴检验。光滑极限量规检验的合格要求：光滑极限量规检验的合格要求：通规模拟最大实体（MMS）边界，检验体外作用尺寸，通过为合格；止规体现最小实体尺寸（LMS），检验实际尺寸，止住为合格。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计23一、光滑极限量规的作用和分类一、光滑极限量规的作用和分类2.光滑极限量规的分类光滑极限量规的分类按用途分：工作量规、验收量规、校验量规按用途分：工作量规、验收量规、校验量规（1 1）工作量规：）工作量规：加工工件时用来检验工件的量规，操作者使用。通常使用新制的或磨损较少的量规作为工作量规。u通端代号为“T”，止端代号为“Z”。u通常使用新制的或磨损较少的量规作为工作量规（2 2）验收量规：）验收量规：检验员或用户代表验收工件使用的量规。验收量规不单独制造，一般用已用过的量规，磨损较多。通规应是旧的已经磨损较多的但是未超过磨损极限的。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计24一、光滑极限量规的作用和分类一、光滑极限量规的作用和分类2.光滑极限量规的分类光滑极限量规的分类（3 3）校对量规：）校对量规：专门为检验轴工件用的工作量规制造的（孔用量规可用精密量仪测量），检验轴用工作量规使用。校对量规有三种：名名 称称代代 号号检验的尺寸检验的尺寸合格标志合格标志校通通TT工作卡规通端的最小极限尺寸通校止通ZT工作卡规止端的最小极限尺寸通校通损TS轴用通规磨损极限止2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计25一、光滑极限量规的作用和分类一、光滑极限量规的作用和分类2.光滑极限量规的分类光滑极限量规的分类按被测工件类型分：按被测工件类型分：塞规和卡规（1 1）塞规：）塞规：被测工件为孔。（2 2）卡规：）卡规：被测工件为轴。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计26二、光滑极限量规的设计原理二、光滑极限量规的设计原理光滑极限尺寸判断原则（泰勒原则）光滑极限尺寸判断原则（泰勒原则）（1）工件的体外作用尺寸(Dfe、dfe)不超越最大实体尺寸(MMS)；（2）工件的实际尺寸(Da、da)不超越最小实体尺寸(LMS)。孔：孔：轴：轴：2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计27二、光滑极限量规的设计原理二、光滑极限量规的设计原理光滑极限量规的设计要求光滑极限量规的设计要求（1）通规具有MMS边界的形状（全形通规）；（2）止规具有与被测孔、轴成两个点接触的形状（两点式止规）。实际设计中，允许光滑极限量规偏离泰勒原则。如：非全形通规、全形止规。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计28二、光滑极限量规的设计原理二、光滑极限量规的设计原理光滑极限量规的设计要求光滑极限量规的设计要求2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计29二、光滑极限量规的设计原理二、光滑极限量规的设计原理光滑极限量规的设计要求光滑极限量规的设计要求通孔公差孔最小极限尺寸止孔最大极限尺寸轴公差轴最大极限尺寸通轴最小极限尺寸止轴用卡规或环规轴用卡规或环规 孔用塞规孔用塞规 2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计30二、光滑极限量规的设计原理二、光滑极限量规的设计原理偏离泰勒原则量规的影响偏离泰勒原则量规的影响Dmin(b)(b)非全形塞规非全形塞规D m被检孔被检孔 DaDmax被检孔被检孔 (a)(a)全形止规全形止规2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计31二、光滑极限量规的设计原理二、光滑极限量规的设计原理常用塞规的结构常用塞规的结构2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计32二、光滑极限量规的设计原理二、光滑极限量规的设计原理常用卡规的结构常用卡规的结构2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计33止规通规3151850010002112片状塞规全形塞规球端杆规非全形塞规a)a)测孔量规的型式及应用范围测孔量规的型式及应用范围 量规形式及应用范围量规形式及应用范围2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计34止规通规10050002112b)b)测轴量规的型式及应用范围测轴量规的型式及应用范围 环规卡规量规形式及应用范围量规形式及应用范围2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计35三、光滑极限量规的公差三、光滑极限量规的公差1.工作量规的公差工作量规的公差（1 1）工作量规的制造公差）工作量规的制造公差T T 按GB/T 1957-1981的规定取值（表6-5）。（2 2）通规公差带位置）通规公差带位置Z Z 量规制造公差T的中心线到工件最大实体尺寸MMS的距离（内缩Z）。（3 3）止规公差带位置）止规公差带位置T/2T/2 量规制造公差T的中心线到工件最小实体尺寸LMS的距离（内缩T/2）。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计36三、光滑极限量规的公差三、光滑极限量规的公差1.工作量规的公差工作量规的公差（4 4）工作量规的形位公差）工作量规的形位公差 尺寸和形状公差之间的关系遵守包容要求。形状公差值t=T/2（5）工作量规的表面粗糙度）工作量规的表面粗糙度Ra值值 一般取0.0250.4um(表6-6)。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计37三、光滑极限量规的公差三、光滑极限量规的公差2.校对量规的公差校对量规的公差（1 1）校对量规的公差）校对量规的公差TpTp的大小的大小 校对量规的公差取值Tp=T/2（2 2）校对量规的公差）校对量规的公差TpTp的位置的位置 TT规和ZT规：Tp在T的中心以下；TS规：Tp在轴工件公差的最大实体尺寸线MMS以下。（3 3）校对量规的形位公差）校对量规的形位公差 尺寸和形状公差之间的关系遵守包容要求。（4 4）校对量规的表面粗糙度）校对量规的表面粗糙度 取值比工作量规小。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计38三、光滑极限量规的公差三、光滑极限量规的公差工作量规和校对量规的公差带工作量规和校对量规的公差带2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计39四、光滑极限量规的设计步骤和极限尺寸计算四、光滑极限量规的设计步骤和极限尺寸计算1.光滑极限量规的设计步骤光滑极限量规的设计步骤（1 1）根据标准公差表和基本偏差表查出被测工件的上、下偏差，）根据标准公差表和基本偏差表查出被测工件的上、下偏差，并画出并画出ThTh（TsTs）图。）图。（2 2）查出工作量规的）查出工作量规的T T和和Z Z的数值，画出工作量规以及校对量规的数值，画出工作量规以及校对量规的公差带图的公差带图。（3 3）在公差带图上正确标出所有的量规上、下偏差。）在公差带图上正确标出所有的量规上、下偏差。（4 4）按）按“公差向实体内分布公差向实体内分布”的原则，写出量规的标注尺寸。的原则，写出量规的标注尺寸。（5 5）绘制光滑极限量规及其校对量规的工作图，正确标注各项）绘制光滑极限量规及其校对量规的工作图，正确标注各项技术要求。技术要求。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计40四、光滑极限量规的设计步骤和极限尺寸计算四、光滑极限量规的设计步骤和极限尺寸计算2.设计举例（设计举例（P144）（1 1）设计检验）设计检验40H8 E 40H8 E 用的工作量规；用的工作量规；（2 2）设计检验）设计检验40f7 E 40f7 E 用的工作量规和校对量规。用的工作量规和校对量规。解：解：（1 1）查标准公差数值表、孔轴基本偏差表得到孔和轴）查标准公差数值表、孔轴基本偏差表得到孔和轴的极限偏差。的极限偏差。孔：孔：轴：轴：2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计41四、光滑极限量规的设计步骤和极限尺寸计算四、光滑极限量规的设计步骤和极限尺寸计算2.设计举例（设计举例（P144）（2 2）查表得）查表得 检验检验IT8IT8孔用工作量规公差数值：孔用工作量规公差数值：T=4umT=4um，Z=6umZ=6um。检验检验IT7IT7轴用工作量规公差数值：轴用工作量规公差数值：T=3umT=3um，Z=4umZ=4um。检验检验IT7IT7轴用校对量规公差数值：轴用校对量规公差数值：Tp=1.5umTp=1.5um。（3 3）画出）画出40H840H8孔、孔、40f740f7轴及其所有工作量规、校对量规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。的公差带图，并标出所有的极限偏差值。（4 4）以工件的基本尺寸线为零线，写出所有工作量规、校对量）以工件的基本尺寸线为零线，写出所有工作量规、校对量规的极限尺寸，并转换成规的极限尺寸，并转换成标注尺寸标注尺寸。（5 5）绘制工作量规的工作图并标注几何精度等技术要求。）绘制工作量规的工作图并标注几何精度等技术要求。2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计42四、光滑极限量规的设计步骤和极限尺寸四、光滑极限量规的设计步骤和极限尺寸计算计算2.设计举例（设计举例（P144）所有工作量规、校对量规的极限尺寸所有工作量规、校对量规的极限尺寸2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计43四、光滑极限量规的设计步骤和极限尺寸四、光滑极限量规的设计步骤和极限尺寸计算计算2.设计举例（设计举例（P144）2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计44四、光滑极限量规的设计步骤和极限尺寸四、光滑极限量规的设计步骤和极限尺寸计算计算2.设计举例（设计举例（P144）2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计45四、光滑极限量规的设计步骤和极限尺寸四、光滑极限量规的设计步骤和极限尺寸计算计算2.设计举例（设计举例（P144）2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计461.1.光滑工件尺寸的检测光滑工件尺寸的检测(1)(1)误检（误检（误收和误废误收和误废）的概念，）的概念，安全裕度安全裕度。(2)(2)用通用计量器具测量工件（用通用计量器具测量工件（GB/T3177GB/T317719971997）通通常常车车间间使使用用的的普普通通计计量量器器具具在在选选用用时时，应应使使所所选选择择的的计计量量器器具具不不确确定定度度u u1 1不不大大于于且且接接近近于于计计量量器器具具不不确确定度的允许值定度的允许值u u1 1；验验收收极极限限可可采采用用内内缩缩和和不不内内缩缩两两种种方方式式来来确确定定，见见下表。下表。本本 章章 小小 结结2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计47确定验收极限的方式确定验收极限的方式验收极限验收极限应用应用内缩方式将工件的验收极限从工件的极限尺寸向工件的公差带内缩一个安全裕度A上验收极限尺寸 最大极限尺寸A下验收极限尺寸 最小极限尺寸A主要用于采用包容要求的尺寸和公差等级较高的尺寸不内缩方式安全裕度A0上验收极限尺寸 最大极限尺寸下验收极限尺寸 最小极限尺寸主要用于非配合尺寸和一般公差尺寸验收极限的确定验收极限的确定2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计482.2.用光滑极限量规检验工件（用光滑极限量规检验工件（GB1597GB159719811981）光滑极限量规是一种无刻度的专用检验量具，较通用计量器具方便快捷，一般用于大批量生产有配合要求的零件。它分为工作量规、验收量规和校对量规三种。孔用量规称为塞规，轴用量规称为卡规或环规。轴用量规才有校对量规。光滑极限量规的设计应遵循泰勒原则，但实际生产中，由于制造和使用上的原因，往往偏离泰勒原则。符合泰勒原则的量规，通规应是全形的，止规应是不全形（两点式）。工作量规小结见下表。光滑极限量规光滑极限量规2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计49工作量规的工作量规的尺寸及作用尺寸及作用通规、止规的理想尺寸分别为MMS 和LMS。它们分别控制被检工件的作用尺寸和实际尺寸工作量规的工作量规的公差带公差带为了防止误收，量规的公差带必须由工件的尺寸表公差带内缩工作量规的工作工作量规的工作尺寸计算尺寸计算 见例题被检工件的被检工件的合格条件合格条件被检工件应能被通规通过，止规不通过工作量规小结工作量规小结2024/9/25 周三第六章光滑工件尺寸检验和光滑极限量规设计50本章作业第六章思考题与习题第六章思考题与习题P147P1476-106-10、6-126-12025+-H8+33最小生产公差最小生产公差最大生产公差最大生产公差-3+3+30+36误误废废误误收收误误收收