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互换性与测量技术基础：ch3(2)光滑工件尺寸的检测

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互换性第六章 光滑工件尺寸检验和光滑讲解

互换性第六章 光滑工件尺寸检验和光滑讲解

T
校对量规的公差
校对量规公差Tp＝T/2； Tp的位置：
TT规、ZT规：Tp在T的中心以下； TS规：Tp在轴工件公差的MMS以下。
校对规的形位公差
校对规的表面粗糙度Ra。
四、设计步骤及极限尺寸计算
1、设计步骤：
① 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，画出Th（Ts）图；
2. 检验过程中存在的误差：
计量器具的测量极限误差； 零件本身的形状误差； 测量条件、测量方法的误差；
3. 为保证足够的测量精度，采取的措施：
合理处理测量结果； 正确选择计量器具。
第一节 光滑工件尺寸检验
一、工件验收原则、安全裕度与尺寸验收极限
1. 工件验收原则： 前提：按零件的最大、最小极限尺寸验收零件，当工件 的实际尺寸位于极限尺寸附近，存在测量误差，出现两 种情况： 误废：合格品判为废品； 误收：废品判为合格品； 国标规定的工件验收原则：所用验收方法原则上是应只 接受位于规定的尺寸极限之内的工件,亦即只允许有误 废而不允许有误收.
解：
① 查标准公差数值表、孔轴基本偏差表，确定孔轴上下偏差。 ② 查表6－5确定检验IT8孔的工作量规公差数值T=4um，
Z=6um；确定检验轴用工作量规公差数值T=3um，Z=4um； 得校对规公差数值Tp=1.5um。 ③ 画出孔、轴及其工作量规、校对规的公差带图，标出所有 极限偏差值，图6－9。 ④ 以工件基本尺寸线为零线，写出所有工作量规、校对规的 极限尺寸，并转换为标注尺寸。 ⑤ 绘制工作量规的工作图并标注几何精度等方面的要求，图 6－10和图6－11。
实体极限一边；
非配合尺寸和一般的尺寸； 偏态分布尺寸，“尺寸非偏向边”。

互换性与测量技术基础第四版答案

互换性与测量技术基础第四版答案
（2）Φ80 Xmax =0.250mmXmin =0.010mm基轴制、间隙配合
（3）Φ30 Xmax=0.019mmYmax=-0.015mm基轴制、过渡配合
（4）Φ140 Ymax=-0.126mmYmin=0mm基孔制、过盈配合
（5）Φ180 Xmax=-0.235mmYmin=-0.170mm基孔制、过盈配合
（10）Φ50 Xmax=0.023mmYmax=-0.018mm基轴制、过渡配合
4. (1) Φ60 (2) Φ30 (3) Φ50 (4) Φ30 (5) Φ50
5.∵Xmin=0.025mm, Xmax=0.066mm.∴配合公差Tf=| 0.066 –0.025| =0.041mm，
∵Tf= Th+ Ts,选基孔制.查表，孔为7级，轴为6级Th=0.025mm Ts= 0.016mm符合要求.∴选Φ40 。
5. =30.741mm， =1.464μm, δlim=±3σ'=±4.392µm
6. L=20.0005mm =0.5µm L=L±3 =20.0015±0.0015mm
7. L= L1+L2+L3=20+1.005+1.485=22.485mm
= ±0.5µm∴L=22.485±0.0005mm
（2）上验收极限 =29.98-0.0021=29.9779mm ，下验收极限 = 29.959+0.0021=29.9611mm。选分度值0.002比较仪。
+0.012
-0.009
0.021
Φ30
轴: Φ40
39.95
39.888
-0.050
-0.112
0.062
Φ40

第6章-光滑工件尺寸的检验

第6章-光滑工件尺寸的检验

mm
～25 ＞25～40 ＞40～65 ＞65～90 ＞90～115 ＞115～165 ＞165～215 ＞215～265 ＞265～315
互换性与测量技术基础
6.3 光滑极限量规
一. 光滑极限量规概述
1. 光滑极限量规的概念 Plain Limit Gauge
是具有以孔或轴的最大极限尺寸和最小极限尺寸 为公称尺寸的标准测量面，能反映控制被检孔或轴边 界条件的无刻线长度测量器具 1） 成对设计和使用；
上偏差 = ES 孔用止规： 下偏差 = ES－T1
上偏差 = es－Z1+ T1/2 轴用通规： 下偏差 = es－Z1－T1/2
上偏差 = ei + T1 轴用止规： 下偏差 = ei
T1、Z1 见表6－5
互换性与测量技术基础 三. 量规设计 1. 量规的设计原则
极限尺寸判断原则，也称“泰勒原则” ，即： * 孔或轴的体外作用尺寸不允许超过最大实体尺寸，
工件孔用 通端量规型式 工件孔用 止端量规型式 工件轴用 通端量规型式 工件轴用 止端量规型式
1
2 1 2 环规
环规
卡规 卡规 —
卡规
—
互换性与测量技术基础 3. 量规工作尺寸的计算
主 要 公 式

上偏差 = EI + Z1+ T1/2 孔用通规： 下偏差 = EI + Z1－T1/2
孔用止规：上偏差 = ES 下偏差 = ES－T1
2）其一体现零件的最大实体边界，以控制零件的 体外作用尺寸；
3）另一体现零件的最小实体尺寸，以控制零件的 实际尺寸。
互换性与测量技术基础 塞规（Plug Gauge）： 用于孔径检验的光滑极限量规称为塞规

互换性与技术测量-第6章 光滑工件尺寸的检验与光滑极限量规

互换性与技术测量-第6章 光滑工件尺寸的检验与光滑极限量规

一、塞规和卡规（环规）
光滑极限量规
塞规 卡规
通规 ：Dmin 止规 ：Dmax 通规 ：dmax 止规 ：dmin
用量规检验零件时，只要通规通过，止规不通过，则 说明被测件是合格的，否则工件就不合格。
二、量规的分类
➢工作量规：在工件制造过程中，操作者对工件进行检验 时所使用的量规。通规“T”，止规“Z”
公差带的制造公差“T”和通规公差带位置要素“Z” 是 综合考虑了量规的制造工艺水平和一定的使用寿命按工件 的基本尺寸、公差等级给出的具体数值。
三、工作量规公差带
工作量规的公差带位于孔、轴的公差带内。
图6-3 量规的形式及其应用
例 计算425H8/f7孔、轴用工作量规的极限偏差。
图6-4 孔、工作量规公差带图
2)按被测工件的公差来选择计量器具。
6.2 光滑极限量规
光滑极限量规是指被检验工件为光滑孔或光滑轴所 用的极限量规的总称。
是一种没有刻度的定值检验量具。用光滑极限量规 检验零件时，只能判断零件是否在规定的验收极限范围 内，而不能测出零件实际尺寸和形位误差的数值。
量规结构设计简单，使用方便、可靠，检验零件的 效率高。
采用包容要求时的验收极限
偏态分布时的验收极限
二、计量器具的选择
1)按被测工件的部位、外形及尺寸来选择计量器具，使所选择的计量器具的 测量范围满足工件的要求。
对尺寸大的工件，一般选用上置式计量器具，(以小测大)； 对硬度低、材质软、刚性差的工件，一般选用非接触测量，即选 用光学投影放大、气动、光电等原理的量仪进行测量；对大批量 生产的工件，一般用量规或自动检验机进行检查，以提高测量效 率。
➢验收量规：检验人员或用户代表在验收产品时所用的量规

光滑工件尺寸的检测

光滑工件尺寸的检测
0.021 0
0.028 0.015
）: ）:
Z=0.0034 T=0.0024 Z=0.0024 T=0.002
第六章 光滑工件 的尺寸检测
3)确定量规上下偏差 塞规： ES=+0.021
EI =0
通端：Ts=EI+Z+T/2=0+0.0034+0.0012=+0.0046 Ti=EI+Z-T/2=0+0.0034-0.0012=+0.0022 止端：Zs=ES= +0.021 Zi=ES-T=+0.0186 卡规： es= +0.028 ei =+0.015 通端：Tsd=es-Z+T/2=+0.028-0.0024+0.001=+0.0266 Tid=es-Z-T/2=+0.028-0.0024-0.001=+0.0246 止端：Zsd=ei+T=+0.017 Zid=ei=+0.015
一、测量误差对测量结果的影响
最 大 极 限 尺 寸
工件 公差
误收 误废 生产公差 误废 误收 最小极限尺寸
保证 公差
生产公差:合格工件可能的最小公差 保证公差:合格工件可能的最大公差
第六章 光滑工件 的尺寸检测
第一节 通用测量器具测量
一、验收极限:是检验工件尺寸时判断合格与否的尺寸界限 确定工件尺寸的验收极限,有两种方案 1）内缩方案：为保证产品质量，减少误收，验收极限是分别从最大极限 和最小极限向公差带内移动一个安全裕度A，来确定，简称内缩方案。
上验收极限 上验收极限



孔 公 差 带
A
生 产 公 差

【精选】《互换性与测量技术》第二章-测量技术的基础知识及光滑工件尺寸的检测-课件ppt-(精品)PP

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标准偏差σ代表一组测得值中任一测得值的精密程度， 但在多次重复测量中是以算术平均值作为测量结果的。因 此，更重要的是要知道算术平均值的精密程度，可用算术 平均值的标准偏差表示。根据误差理论，测量列算术平均 值的标准偏差用下式计算
σ S n x
（2-20）
由上式可知，多次测量的总体算术平均值的标准偏差
y σ1 σ2 σ3
0
δ
6σ1
6σ2
6σ3
教 材 图 2-9 总 体 标 准 偏 差 对 随 机误差分布特性的影响
从理论上讲，正态分布中心位置的均值μ代表被测量的真值Q，标准偏差σ 代表测得值的集中与分散程度。
根据误差理论，等精度测量列中单次测量的标准偏差σ是各
随机误差δ平方和的平均值的正平方根，即
若测量列为x1、、x2、…、xn，则算术平均值为
x 1 n
n
xi
i1
（2-16 ）
（2）残差（剩余误差）及其应用
v i = xi - x
（2-17）P18
由符合正态分布曲线分布规律的随机误差的分布特性可知残差具有下 述两个特性：
1）当测量次数n足够多时，残差的代数和趋近于零，即≈0； 2）残差的平方和为最小 即。 实际应用中，常用≈0来验证数据处理中求得的与是否正确。
500
全形塞规 片状塞规
不全形塞规 球端杆规
环规
卡规
b) 测轴量规的型式及应用范围
量规工作图
25f7
0.08 0.08
“Z” “T”
25
-0.0386 -0.041
25--00..00222426
0.08
0.08
“T”25H8 “Z”
25+0.0033 25++00..0023936

互换性与测量技术基础：ch3(2)光滑工件尺寸的检测


dmax A
轴
上验收极限
公
差
带
下验收极限
Dmax
上验收极限
孔
公
差
下验收极限
带
A
Dmin
dmin
图13-7 偏态分布时的验收极限
4）对于非配合尺寸和一般公差尺寸，可按不内缩方式确定验 收极限。
四、计量器具的选择
方法：
按计量器具所引起的测量不确定度的允许值u1来选择计量器具， 要求所选计量器具的不确定度u计≤ u1（两者尽量接近）
磨损量—无（未作规定）
校对量规的公差带分布规定如下： TT 防止通规尺寸过小。 TS 防止通规超出磨损极限尺寸。 ZT 防止止规尺寸过小。校对规制
造公差为被校对的轴用量规制 造公差的50％，其形状公差应 在校对量规制造公差范围内。
6、量规设计
1）量规设计原则 极限尺寸判断原则（泰勒原则）： 即孔或轴的作用尺寸不允许超过最大实体尺寸。 同时，在任何位置上的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸。 Dmin(M)≤Dfe≤Da≤Dmax(L) dmin(L)≤da≤dfe≤dmax(M)
验收极限的确定
确定验收极限的方式
验收极限
应用
内缩 方式
不内缩 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
安全裕度A＝0
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
主要用于采用包容 要求的尺寸和公差 等级较高的尺寸
§6 光滑工件尺寸的检测
检测的两种方式 1.采用普通计量器具 2.采用极限量规 检验孔—塞规 检验轴—环规、卡规

互换性与测量技术基础：第6章 光滑工件尺寸的检验与光滑极限量规


二、光滑极限量规
1. 概念 ② 检验量规 ③ 校对量规
GB/T1957—2006《光滑极限量规》规定： 操作者：应使用新的或磨损较少的通规； 检验者：应使用与工作量规型式相同且已磨损较
多的通规； 用户代表：所用通规接近工件的最大实体尺寸，
止规应接近工件的最小实体尺寸。
互换性与技术测量
主讲人
第六章 光滑工件尺寸的检验与 光滑极限量规
1. 工件验收极限的确定方法 2. 通用计量器具的使用方法 3. 光滑极限量规的工作原理
一、验收极限
1. 概念 原则：GB/T3177-2009规定：所有验
收方法只接受位于规定尺寸极限之内的工 件。即允许误废而不允许误收。
定义：检验工件尺寸时判断其尺寸合 格与否的尺寸界限。
2. 分类
① 内 缩的验收极限 ② 不内缩的验收极限
① 内 缩的验收极限
从规定的最大实体极限和最小实体极限分别向工件 公差带内移动一个安全裕度（A），A值按工件尺 寸公差的1/10确定。
生产公差=上验收极限—下验收极限
②不内缩的验收极限
等于规定的最大实体极限和最小实体极限。 即A值为零。

互换性课件6光滑工件尺寸的检测


T
C p 6 h
7
8.2 过程能力分析
过程能力指数的计算 1）给定双侧基准，质量分布中心μ与标准中心
M相重合 是总体的标准偏差 S 是样本的标准偏差
Cp6 T Tu6 Tl Tu6 STl
h
8
6.1 用通用测量器具测量 6.1.3测量器具的选择
1.测量精度：所选的测量器具的精度指标必须满足被测对象的精 度要求，才能保证测量的准确度。被测对象的精度要求主要由其公差
h
2
6.1 用通用测量器具测量 6.1.2验收极限和安全裕度A
检验工件尺寸时判断合格与否的尺寸界限 。验收方案：
1.内缩方案
验收极限是从工件规定的最大实体极限
（MML）和最小实体极限（LML）分别向工件公差带内移动
一个安全裕度A来确定。
A
MML 上验收极限
A
LML 上验收极限
生产公差
孔公差带
生产公差
轴公差带
下验收极限 LML
A
下验收极限 MML
A
2.不内缩方案 验收极限分别等于规定的最大实体极限 （MML）和最小实体极限（LML），即A值等于零。
h
3
6.1 用通用测量器具测量 6.1.2验收极限和安全裕度A
为防止受测量不确定度的影响而使工件的实际尺寸超出两 个极限尺寸范围，标准规定了检验的安全裕度A。规定了检验 原则：所用验收方法只接收位于规定的极限尺寸之内的工件。
第六章 光滑工件尺寸的检测
判断工件合格与否，检测可采用通用测量器具 （《光滑工件尺寸的检验》 GB/T3177-1997），也可使用 极限量规（《光滑极限量规》 GB/T1957-1981）。光滑极 限量规广泛应用于大批量生产中，结构简单，使用方便可 靠，验收效率高。本章介绍这两个标准的主要内容。

互换性与测量技术：光滑工件的尺寸检验(精品资源)

指示表和分度值不小于0.0005mm、放大倍数不大于 2000倍的比较仪等），检验不大于500mm、公差值为618级、有配合要求的光滑工件尺寸。 不内缩方式——检验非配合和一般公差的尺寸。
6
安全裕度A
为防止工件的实际尺寸超出两个极限尺寸范围，标准规定 了检验的安全裕度A。
• 安全裕度A的确定要从技术和经济两个方面考虑： ➢ A值较大时：可选用不确定度大的测量器具，即测量器具
9
测量器具的选择
（二）测量器具不确定度允许值u1的确定: ➢ 查表6-1选用测量器具不确定度允许值 u1，优先选Ⅰ 档，达不到要求可选用第П档，依次类推； ➢ 查表6-2、6-3选择常用测量器具，使所选计量器具的 测量不确定度数值等于或小于选定的 u1 。
10
测量器具的选择
例：被测为φ50f8mm的轴，试确定验收极限并选择合适的测量器具
2.测量成本：在保证测量准确度的前提下，选用价格较低、操作 方便、维护保养容易、操作培训费用少的测量器具，降低测量 成本。
3.被测件的结构特点及检测数量：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； 测量器具 的测量范围必须大于被测尺寸。对硬度低、材质软、刚性差的 零件，一般选非接触测量。测量件数较多时，应选专用测量器 具或自动检验装置；单件或少量的测量可选万能测量器具。
• 零件图样上被测要素的尺寸公差和形位公差遵守独立原则 时，加工后该零件的尺寸和形位误差采用通用计量器具测 量。图样上被测要素的尺寸公差和形位公差遵守相关原则 时，应采用光滑极限量规或位置量规来检验。
光滑极限量规（Plain Limit Gauge） 是一种无刻度的定值专用量具。检验孔、轴时，不能测出
孔、轴尺寸的具体数字，但能判断是否合格。 用来判断孔、轴尺寸是否在规定的两极限尺寸范围内，因
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2）量规结构简单、制造容易、使用方便。 3）量规是用来判断孔、轴尺寸是否在规定的两极限
尺寸范围内，因此量规都成对使用。 其中一为“通规”，另一为“止规”。
4、分类
1） 一般按测量对象的不同分光滑塞规和卡规两大类。 ①塞规 检验孔径的光滑极限量规
通规 按被测孔的最大实体尺寸(Dmin)制造
使用时通过被检验孔，表示被测孔径大于最小极限尺寸
磨损量—无（未作规定）
校对量规的公差带分布规定如下： TT 防止通规尺寸过小。 TS 防止通规超出磨损极限尺寸。 ZT 防止止规尺寸过小。校对规制
造公差为被校对的轴用量规制 造公差的50％，其形状公差应 在校对量规制造公差范围内。
§6 光滑工件尺寸的检测
检测的两种方式 1.采用普通计量器具 2.采用极限量规 检验孔—塞规 检验轴—环规、卡规
一、通用计量测量器具应考虑的因素
1）测量精度； 2）测量成本； 3）被测件的结构特点及检测数量。
注意： 对硬度低、材质软、刚性差的零件，一般选取用非接触测量， 如用光学投影放大、气动、光电等原理的测量器具进行测量。
用量规检验零件时，塞规和卡规均需把通规和止规联合起来 使用（成对使用），只要通规通过，止规不通过，则说明被 测件是合格的，否则工件就不合格。
用光滑极限量规检验工件
孔公差
孔最大极限尺寸
止 通
轴最小极限尺寸 轴公差
通
止
孔最小极限尺寸 轴最大极限尺寸
孔用塞规
轴用卡规或环规
2)根据量规不同用途，分为：
工作量规：工人在制造过程中，用来检验工件时使用的量规。
下验收极限=dmin+A=(50-0.064+0.0039)mm =49.9399mm
五、用光滑极限量规检验工件
1、应用：成批或大量生产中工件尺寸的检验
2、光滑极限量规概念： 一种无刻度的专用检验工具，
只能确定工件是否在允许的极限尺寸范围内，不能测量 工件的实际尺寸。
3、光滑极限量规的功用
1）检验孔、轴时，不能测出孔、轴尺寸的具体数字， 但能判断孔、轴尺寸是否合格。
该工件的公差为0.039mm，从表3—5查得A=0.0039，u1=0.0035。 ③选择测量器具。
按工件基本尺寸50mm，从表3—7查知，分度值为0.005mm的比较仪 不确定度u1为0.0030mm,小于允许值0.0035mm，可满足使用要求。
④计算验收极限。
上验收极限=dmax-A=(50-0.025-0.0039)mm =49.9711mm
止规 按被测孔的最小实体尺寸(Dmax)制造
使用时塞不进被检验孔，表示被测孔径小于最大极限尺寸
②卡规：检验轴径的光滑极限量规叫环规或卡规
通规 按被测轴的最大实体尺寸(dmax)制造 使用时能顺利滑过被检验轴，表示被测轴径小于最大极限尺寸
止规 按被测轴的最小实体尺寸(dmin)制造 使用时滑不过去，表示被测轴径大于最小极限尺寸
二、误收、误废的概念
1、误收：将不合格品误判为合格品而接受
——影响产品质量
2、误废：将合格品误判为不合格品而报废
——影响经济效益
特点： ①一般被误收和误废的产品的实际尺寸都位于极限尺寸附 近。 ②误收、误废在实际生产中不可能同时被消除
——消除一种现象的同时另一种现象将大量增加。
三、验收极限
为保证产品质量，减少误收率，在检验验收时，重新制定
附表3-5 安全裕度（A）与计量器具的测量不确定度允许值（u1）
注：u1分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ档，一般情况下应优先选用Ⅰ档，其次选用Ⅱ档、Ⅲ档。
例1 被测工件为一φ50f8mm E 的轴，试确定验收极限并选择合 适的测量器具。 解：①确定工件的极限偏差。
es=-0.025 ei=-0.064 ②确定安全裕度A和测量器具不确定度允许值u1。
5、量规公差带
量规 制造公差大小决定了量规制造 的难易程度。形位公差应在工作 量规制造公差范围内，其公差为 量规制造公差的50％
通规 制造公差带对称于Z值 （ Z:公差带中心到工件最大实体尺寸
间的距离）
磨损量—使用寿命 磨损极限与工件的最大实体尺寸重合
止规 制造公差带从工件的最小实体 尺寸向工件的公差带内分布
2）当Cp>1（Cp=T/6σ)时，其验收极限可按不内缩方式确定； 但当采用包容要求时，在最大实体尺寸一侧仍按内缩方式确定 验收极限。
dM
A
dmax(M)
轴
公
上验收极限
差
带
下验收极限
Dmax(L)
孔
上验收极限
公
差
下验收极限
带
A
Dmin(M)
dmin(L)
图3-6
DM
Cp>1采用包容要求时的验收极限
3）当工件的实际尺寸服从偏态分布时，可对尺寸偏向的一侧 按内宿方式确定验收极限。如图3-17
1、验收极限的确定
A
最大极限尺寸
2）内缩方式
将公差带的极限尺寸向公差带内移 动一个安全裕度A。
即：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
A＞0，为标准值，查表确定：A=0.1T
A
孔
或
轴
上验收极限
公
差
下验收极限
带
最小极限尺寸
3-14 内缩方式
2、验收极限的适用性
1）对采用包容要求的尺寸，公差等级比较高时，应用内缩方 式确定验收极限。
验收的极限尺寸——称之为验收极限。
1、验收极限的确定
1）不内缩方式
验收极限等于图样上标注的最大极限尺 寸和最小极限尺寸。
最大极限尺寸
孔
或
上验收极限
轴
公
差 带
下验收极限
最小极限尺寸
3Байду номын сангаас15 不 内缩方式
三、验收极限
为保证产品质量，减少误收率，在检验验收时，重新制定 验收的极限尺寸——称之为验收极限。
dmax A
轴
上验收极限
公
差
带
下验收极限
Dmax
上验收极限
孔
公
差
下验收极限
带
A
Dmin
dmin
图13-7 偏态分布时的验收极限
4）对于非配合尺寸和一般公差尺寸，可按不内缩方式确定验 收极限。
四、计量器具的选择
方法：
按计量器具所引起的测量不确定度的允许值u1来选择计量器具， 要求所选计量器具的不确定度u计≤ u1（两者尽量接近）
通 T 止Z
验收量规：检验部门和用户代表验收产品时使用的量规。
通 T 止Z
校对量规
用来检验轴用量规（环规、卡规）在制造中是否符合制造 公差，在使用中是否已达到磨损极限时所用的量规。
校通—通“T T ” 校止—通“Z T ” 校通—损“T S ”
检验轴用量规通规的校对量规 检验轴用量规止规的校对量规 检验轴用量规通规磨损极限的校对量规