光滑極限量規(guī)設(shè)計(jì)

1、第五章 光滑工件尺寸的檢驗(yàn),概述用普通計(jì)量器具檢驗(yàn)光滑極限量規(guī),§5.1概述,（1）用通用量具或儀器檢測(cè)：GB/T 3177-1997 此方法能檢測(cè)出工件的實(shí)際尺寸，便于對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行過程控制。 適用于單件小批量生產(chǎn)，但檢測(cè)效率較低。,光滑工件尺寸的檢測(cè)方法通常有兩類:,（2）用光滑極限量規(guī)檢測(cè)：GB/T 1957-1981 此方法只能判斷被測(cè)工件尺寸是否在規(guī)定的極限尺寸范圍之

2、內(nèi)，而不能測(cè)出工件的實(shí)際尺寸 適用于成批大量生產(chǎn)，但用該法檢驗(yàn)方便、效率高。,無論采用何種檢測(cè)方法，都會(huì)有測(cè)量誤差，造成誤判,誤收,誤廢,,,誤收與誤廢,要求工件尺寸為：25~25.033mm,誤收： 當(dāng)Da ＞ Dmax 0~3μm，測(cè)量誤差可能為-3μm，將廢品誤判為合格品而誤收！,誤廢： 當(dāng)Da<Dmax 0~3μm，測(cè)量誤差可能為+3μm 將合格品誤判為廢品而誤廢！,§5.

3、2用普通計(jì)量器具檢驗(yàn),普通計(jì)量器具——指帶有刻度的變值測(cè)量器具，如游標(biāo)卡尺、千分尺及車間使用的比較儀等。這類量?jī)x通用性強(qiáng)，使用范圍廣，一般采用兩點(diǎn)法測(cè)量工件的實(shí)際尺寸。,用普通計(jì)量器具檢驗(yàn)工件，要解決好三個(gè)問題：,二是如何根據(jù)被檢工件的公差及工藝狀況等，確定合適的驗(yàn)收方式及驗(yàn)收極限。,三是如何對(duì)驗(yàn)收質(zhì)量作出評(píng)價(jià)，即根據(jù)A/u1計(jì)算誤收率m和誤廢率n。,一是如何根據(jù)被檢工件的公差，選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)量器具？,GB/T3177-1997《光滑工件

4、尺寸的檢驗(yàn)》,GB/T3177-1997《光滑工件尺寸的檢驗(yàn)》規(guī)定了用普通計(jì)量器具檢驗(yàn)光滑工件尺寸的驗(yàn)收原則、驗(yàn)收極限、計(jì)量器具的測(cè)量不確定度允許值和計(jì)量器具選用原則等。該標(biāo)準(zhǔn)適用于圖樣上注出的公差等級(jí)為6至18級(jí)，基本尺寸至500mm的光滑工件尺寸的檢驗(yàn)，也適用于一般公差尺寸的檢驗(yàn)。,一、驗(yàn)收極限方式的確定與選擇,驗(yàn)收極限是檢驗(yàn)工件尺寸時(shí)判斷其合格與否的尺寸界限。,1、驗(yàn)收極限方式的確定：,（1）內(nèi)縮方式 驗(yàn)收極限是從規(guī)定

5、的最大實(shí)體極限（MML）和最小實(shí)體極限（LML）分別向工件公差帶內(nèi)移動(dòng)一個(gè)安全裕度（A）來確定。,內(nèi)縮，安全裕度A,不內(nèi)縮，A=0,,1、驗(yàn)收極限方式的確定——內(nèi)縮,孔尺寸的驗(yàn)收極限：上驗(yàn)收極限=最小實(shí)體極限（LML）－安全裕度（A）下驗(yàn)收極限=最大實(shí)體極限（MML）+安全裕度（A）,軸尺寸的驗(yàn)收極限：上驗(yàn)收極限=最大實(shí)體極限（MML）－安全裕度（A）下驗(yàn)收極限=最小實(shí)體極限（LML）+安全裕度（A）,一般情況下，A值按工件公差

6、T的1/10 確定。,2. 驗(yàn)收極限方式的選擇：,驗(yàn)收極限方式的選擇要結(jié)合尺寸功能要求及其重要程度、尺寸公差等級(jí)、測(cè)量不確定度和工藝能力等因素綜合考慮。,工藝（工序）能力指數(shù)：CP=尺寸公差/工序極限誤差δlim,=IT/6σ,工藝能力指數(shù)越大，說明生產(chǎn)過程能滿足質(zhì)量要求的能力越大，反之越小。當(dāng)1.33≤CP<1.67時(shí)，工藝能力很充裕。當(dāng)1≤CP<1.33時(shí)，工藝能力良好。當(dāng)0.67≤CP<1時(shí)，工藝能力不足。

7、當(dāng)CP<0.67時(shí)，工藝能力嚴(yán)重不足。,2. 驗(yàn)收極限方式的選擇：,1）對(duì)遵循包容要求的尺寸、公差等級(jí)高的尺寸，其驗(yàn)收極限按內(nèi)縮確定——完全內(nèi)縮。,2）當(dāng)工藝能力指數(shù)CP≥1時(shí)，其驗(yàn)收極限可以按不內(nèi)縮確定；但對(duì)遵循包容要求的尺寸，其最大實(shí)體極限一邊的驗(yàn)收極限仍應(yīng)按內(nèi)縮確定。——單邊內(nèi)縮。,3）對(duì)偏態(tài)分布的尺寸，其驗(yàn)收極限可以僅對(duì)尺寸偏向的一邊按內(nèi)縮確定?！獑芜厓?nèi)縮。,4）對(duì)非配合和一般公差的尺寸，其驗(yàn)收極限按不內(nèi)縮確定。,二、

8、計(jì)量器具的選擇,（1）、根據(jù)工件公差I(lǐng)T，確定計(jì)量器具的不確定度允許值u1 （2）、根據(jù)u1選擇計(jì)量器具，計(jì)量器具本身的u’1應(yīng)≤規(guī)定的u1。即滿足： u’1≤u1的計(jì)量器具可選。,u1是計(jì)量器具的測(cè)量不確定度允許值，見表5-1：,1、選擇的原則： 即要考慮檢測(cè)精度的要求，又要兼顧檢測(cè)經(jīng)濟(jì)性。,2、選擇的方法：,u’1是計(jì)量器具的測(cè)量不確定度，常見的計(jì)量器具見表5-2~表5-4：,二、計(jì)量器具的選擇,4、u1的選

9、擇： 一般情況下，優(yōu)先選用I檔，其次選用Ⅱ檔、Ⅲ檔。,I：u1=0.09IT （u/IT=1/10)II：u1=0.15IT （u/IT=1/6)III：u1=0.225IT （u/IT=1/4),u1=0.9u，u為測(cè)量不確定度，此處即為測(cè)量極限誤差δlim， δlim= ± 2σ，置信概率為95%。,測(cè)量能力依次減弱，即誤判概率依次增大。采用第I檔u1選擇計(jì)量器具，檢測(cè)能力強(qiáng)，誤判率小，經(jīng)濟(jì)性差。采

10、用第III檔反之。,,3、計(jì)量器具的測(cè)量不確定度允許值u1按測(cè)量能力分為：,三、誤判概率與驗(yàn)收質(zhì)量,任何驗(yàn)收方法都存在著一定的誤收率或（和）誤廢率。誤判概率的大小影響著驗(yàn)收的質(zhì)量。誤判概率與何因素有關(guān)？ 測(cè)量能力直接影響著誤判概率，測(cè)量能力越高，誤判概率越??；另外，工藝能力指數(shù)、尺寸分布狀態(tài)（正態(tài)分布、偏態(tài)分布等）和驗(yàn)收極限（內(nèi)縮、不內(nèi)縮）等因素有關(guān)。,當(dāng)采用內(nèi)縮方案時(shí)，由于安全裕度A值是一定的，因此，選用不同檔的值對(duì)測(cè)量不確

11、定度的內(nèi)縮量亦不同： 選用Ⅰ檔時(shí)，A=u（測(cè)量不確定度100%內(nèi)縮）； 選用Ⅱ檔時(shí)，A=3/5u （60%內(nèi)縮）； 選用Ⅲ檔時(shí)， A=2/5u （40%內(nèi)縮）。,三、誤判概率與驗(yàn)收質(zhì)量,工件的形狀誤差會(huì)引起誤收，其誤收率隨著驗(yàn)收極限的內(nèi)縮而降低。當(dāng)測(cè)量誤差服從正態(tài)分布，而工件尺寸分別遵循正態(tài)分布、偏態(tài)分布和均勻分布時(shí)，誤判概率見表5-5、表5-6和表5-7。,,,,,,,,,,,,,,在

12、其它條件相同的情況下，誤收率隨著內(nèi)縮量的增大而減小，但誤廢率則提高。,例：,被檢工件φ50h8E，已知CP=0.67,尺寸遵循正態(tài)分布，試選擇計(jì)量器具，確定驗(yàn)收極限，并分析誤判概率。,,解：（1）確定驗(yàn)收極限,該工件遵守包容要求，故按內(nèi)縮方式確定驗(yàn)收極限。由表5-1查得：,IT8=0.039mm，A=0.003 9mm,上驗(yàn)收極限=MML-A=50-0.003 9=49.9961mm。下驗(yàn)收極限=LML+A=50-0.03 9+0.0

13、039=49.964 9mm。,（2）選擇計(jì)量器具,按I檔選擇：查表5-1，u1=0.003 5mm滿足u’1<u1，由表5-3： 比較儀：u’1=0.0030mm,（3）誤判概率,由表5-5知：誤收率m=0，誤廢率n=6.98%。,§5.3光滑極限量規(guī)（GB1957-1981）,一、特點(diǎn)及種類,無刻度：只能判定合格與否，不能 測(cè)量工件的實(shí)際尺寸。,1、特點(diǎn),成對(duì)使用：以被檢工件MMS為基本尺寸的量規(guī)：通規(guī);以被檢

14、工件LMS為基本尺寸的量規(guī)：止規(guī),形狀與工件相反： 檢驗(yàn)孔用的光滑極限量規(guī)：塞規(guī) 檢驗(yàn)軸用的光滑極限量規(guī)：卡規(guī),合格性的條件：通規(guī)“通”，止規(guī)“止”，二者缺一不可。,塞規(guī),卡規(guī),2、種類,（1）工作量規(guī)：操作工人檢驗(yàn)工件時(shí)使用的量規(guī)；（2）驗(yàn)收量規(guī)：檢驗(yàn)部門和用戶代表驗(yàn)收產(chǎn)品時(shí)使用的；（3）校對(duì)量規(guī)：用來檢驗(yàn)在制造和使用過程中軸用工作量規(guī)的量規(guī)。它又分為三種：,“校通-通”量規(guī)（TT）—檢驗(yàn)軸用量規(guī)通規(guī)；“校止-通”量

15、規(guī)（ZT）—檢驗(yàn)軸用量規(guī)止規(guī)；“校通-損”量規(guī)（TS）—檢驗(yàn)軸用量規(guī)通規(guī)磨損極限。,GB推薦：制造廠對(duì)工件進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，操作者應(yīng)該使用new or 磨損較少的通規(guī)；檢驗(yàn)部門應(yīng)該使用與操作者相同型式，且已磨損較多的通規(guī)。用戶代表使用的量規(guī)：通規(guī)應(yīng)接近工件的MMS，止規(guī)應(yīng)接近工件的LMS。目的：最大限度通過合格件。,一、特點(diǎn)及種類,二、量規(guī)與泰勒原則,1、量規(guī)的設(shè)計(jì)依據(jù)：極限尺寸判斷原則 (泰勒原則） 孔或軸的體外作用尺寸

16、不允許超過MMS，任何位置的實(shí)際尺寸不允許超過LMS。,2、符合極限尺寸判斷原則（即泰勒原則）的量規(guī)如下：（1）通規(guī)用于控制工件的Dm，它的測(cè)量面應(yīng)是與孔或軸形狀相對(duì)應(yīng)的完整表面（通常稱全形量規(guī)），其尺寸等于工件的MMS，且長(zhǎng)度等于配合長(zhǎng) 度。,（2）止規(guī)用于控制工件的Da，它的測(cè)量面應(yīng)是點(diǎn)狀的，兩測(cè)量面之間的尺寸等于工件的LMS。,（3）符合泰勒原則的量規(guī)，如在某些場(chǎng)合下應(yīng)用不方便或有困難時(shí)，可在保證被檢驗(yàn)工件的形狀誤差不致影響配合

17、性質(zhì)的條件下，使用偏離泰勒原則的量規(guī)。舉例：,三、量規(guī)公差帶,量規(guī)的通規(guī)和止規(guī)的基本尺寸分別為被檢工件的MMS和LMS。,1、量規(guī)公差帶均采用內(nèi)縮配置 方式,2、確定量規(guī)公差帶有兩個(gè)參數(shù)： 公差帶大?。篢 公差帶位置：Z 見表5-8,3、通規(guī)需要考慮磨損問題： 磨損極限尺寸為MMS。 止規(guī)的公差帶從LMS起內(nèi)縮。,Z—工作量規(guī)通規(guī)制造公差的

18、中心線到工件最大實(shí)體尺寸之間的距離（位置要素）； Tp—校對(duì)量規(guī)制造公差,T：工作量規(guī)的制造公差；,三、量規(guī)公差帶,4、軸用工作量規(guī)需用校對(duì)規(guī)檢驗(yàn) ZT：控制止規(guī)不要做小了， 能通為準(zhǔn)。 TT：控制通規(guī)不要做小了， 能通為準(zhǔn)。 TS：防止通規(guī)超過磨損極限。,5、量規(guī)形狀公差及表面粗糙度 GB規(guī)定： 工作量規(guī)的形位誤差，應(yīng)在工作量規(guī)的公差范圍內(nèi)，其形位公差值=1/2 制造公差（T）。考慮

19、到制造和測(cè)量的困難，當(dāng)T≤0.002mm時(shí)，其形狀和位置公差為0.001mm。 表面粗糙度要求見表5-9。,四、量規(guī)設(shè)計(jì),放圖5-9,1、量規(guī)型式的選擇,1、量規(guī)型式的選擇,按照GB推薦測(cè)孔時(shí)可用下列型式的量規(guī)（1）全形塞規(guī)（2）不全形塞規(guī)（3）片狀塞規(guī)（4）球端桿規(guī) 測(cè)軸時(shí)，可用下列型式的量規(guī)（1）環(huán)規(guī)（2）卡規(guī),2、量規(guī)工作尺寸的設(shè)計(jì),（1）、從《公差與配合》中查得被檢工件的極限偏差。（2）、由表5-

20、8查出工作量規(guī)的T和Z。 按工作量規(guī)T確定工作量規(guī)的形狀公差和校對(duì)量規(guī)的制造公差。（3）、畫出量規(guī)公差帶圖（4）、計(jì)算各種量規(guī)的工作尺寸或極限偏差。,3、量規(guī)的技術(shù)要求,1）量規(guī)的測(cè)量面不應(yīng)有銹跡、毛刺、劃痕等明顯影響外觀和使用質(zhì)量的缺陷。其它表面不得有銹蝕和裂紋。2）塞規(guī)的測(cè)頭與手柄的聯(lián)結(jié)應(yīng)牢固可靠，在使用過程中不應(yīng)松動(dòng)。3）量規(guī)測(cè)量面可用合金工具鋼、碳素工具鋼、滲碳鋼及其它耐磨材料制造。4）鋼制量

21、規(guī)測(cè)量面的硬度應(yīng)為58~65HRC。 5）量規(guī)應(yīng)經(jīng)過穩(wěn)定性處理。,例：設(shè)計(jì)Φ18H8/f7孔與軸用量規(guī),（1）、量規(guī)型式的選擇孔用量規(guī)通規(guī)、止規(guī)均采用全型塞規(guī)；軸用量規(guī)通規(guī)、止規(guī)均采用卡規(guī)；,（2）從《公差與配合》中查得被檢工件的極限偏差。查表1-8，表1-9：,Φ18H8孔：EI=0，ES=+0.027mmΦ18f7軸：es=-0.016mm，ei=-0.034mm,（3）由表5-8查出工作量規(guī)的T和Z,塞規(guī)的制造公差：T=

22、0.002 8mm ；塞規(guī)的位置要素：Z=0.004mm；塞規(guī)的形狀公差：T/2=0.001 4mm;,卡規(guī)制造公差：T=0.002mm ；卡規(guī)位置要素：Z=0.002 8mm；卡規(guī)形狀公差：T/2=0.001mm;校對(duì)量規(guī)制造公差：TP=T/2=0.001mm,（4）計(jì)算量規(guī)的極限偏差及工作尺寸,①Φ18H8孔用塞規(guī)通規(guī)（T）：上偏差=EI+Z+T/2=0+0.004+0.0014=0.0054mm下偏差=EI+Z-

23、T/2=0+0.004-0.0014=0.0026mm,磨損極限=EI=0,止規(guī)（Z）：上偏差=ES=0.027mm下偏差=ES-T=0.027-0.0028=+0.024 2mm,（4）計(jì)算量規(guī)的極限偏差及工作尺寸,②Φ18f7軸用卡規(guī)通規(guī)（T）：上偏差=es-Z+T/2=-0.016-0.0028+0.001=-0.017 8mm下偏差=es-Z-T/2=-0.016-0.0028-0.001=-0.0198mm,磨損極

24、限=es=-0.016mm,止規(guī)（Z）：上偏差=ei+T=-0.034+0.002=-0.032mm下偏差=ei=-0.034mm,（4）計(jì)算量規(guī)的極限偏差及工作尺寸,③Φ18f7軸用卡規(guī)的校對(duì)量規(guī)“校通-通”量規(guī)（TT）：上偏差=es-Z-T/2+TP=-0.016-0.0028-0.001+0.001=-0.018 8mm下偏差=es-Z-T/2=-0.016-0.0028-0.001=-0.0198mm,“校止-通”量規(guī)