公差学习ppt第5章[43P][1.16MB]

5.1概述5.1.1光滑极限量规的概念光滑极限量规是指被检验工件为光滑孔或光滑轴所用的专用量具的总称，简称量规。量规结构简单、使用方便、省时可靠，并能保证互换性。因此，在机械制造的大批量生产中被广泛应用。第5章：光滑极限量规当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，该零件加工后的实际尺寸和形位误差采用通用计量器具测量；当零件图样上尺寸公差和形位公差遵守相关要求（包容要求）时，应用光滑极限量规检验。量规是一种无刻度定值专用量具，检验工件时只能判断工件是否在允许的极限尺寸范围内，而不能测出工件的实际尺寸。检验孔用的量规称塞规，如图a；检验轴用的量规称卡规（或环规），如图b。孔用塞规和轴用卡规均由通端量规（通规）和止端量规（止规）成对组成，以分别检验孔和轴的体外作用尺寸是否在极限尺寸的范围内。检验工件时，只要通规能通过且止规不能通过，即可判断工件合格，否则就不合格。5.1.2光滑极限量规的用途及分类量规按其用途不同分为工作量规、验收量规和校对量规。1.工作量规工作量规是制造过程中操作者对工件进行检验时所用的量规。操作者使用的量规应是新的或磨损较少的通规。通规用“T”表示，止规用“Z”表示。2.验收量规验收量规是检验部门或用户验收产品时所用的量规。验收量规无需另行设计和制造，当工作量规的通端磨损到接近磨损极限时，该通端转为验收量规的通端，工作量规的止端也就是验收量规的止端。这样，操作者自检合格的工件，验收人员验收时也一定合格。如用量规检验工件判断有争议时，应使用下述尺寸的量规来仲裁：通规应等于或接近工件的最大实体尺寸；止规应等于或接近工件的最小实体尺寸。3.校对量规校对量规是用以检验工作量规的量规。由于孔用工作量规便于用精密量仪测量，故国标未规定校对量规，只对轴用工作量规定了样对量规。轴用校对量规有以下三种：“校通—通”量规（代号TT）“校通—通”量规是检验轴用工作量规“通规”的校对量规。检验时，通过轴用工作量规的通端，该通规合格。“校止—通”量规（代号ZT）“校止—通”量规是检验轴用工作量规“止规”的校对量规。检验时，通过轴用工作量规的止端，该止规合格。“校通—损”量规（代号TS）“校通—损”量规是检验轴用验收量规的“通规磨损极限”的校对量规。通规在使用过程中不应该被TS通过；如果被TS通过，则认为该通规已超过极限尺寸，应予报废，否则会影响产品质量。5.2量规设计的原则5.2.1泰勒原则由于工件存在着形状尺寸误差，加工出来的孔或轴的实际形状尺寸不可能是一个理想的圆柱体。仅控制实际尺寸在极限尺寸范围内，不能保证配合性质。国家标准从设计角度出发，提出包容原则。又从工件验收角度出发，对要求遵守包容原则的孔和轴提出了极限尺寸的判断原则（泰勒原则）：孔或轴的作用尺寸不允许超过最大实体尺寸，在任何位置上的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸，如图。对于孔：D作用≥Dmin，D实际≤Dmax对于轴：d作用≤dmax，d实际≥dmin当要求采用光滑极限量规检验遵守包容原则且为单一要素的孔或轴时，这时光滑极限量规应该符合泰勒原则。符合泰勒原则的量规要求如下：通规用来控制工件的作用尺寸，它的测量面应是孔和轴形状的完整表面（通常称全形量规），其尺寸等于工件的最大实体尺寸，且长度等于配合长度。止规用来控制工件的实际尺寸，它的测量面应是点状的，其尺寸等于工件的最小实体尺寸，称为不全形量规。用符合泰勒原则的量规检验孔和轴时，若通规能够自由通过，且止规不能通过，表示被测孔和轴合格；若通规不能通过，或者止规能够通过，表示被测件不合格。在保证被检验孔、轴的形状误差不致影响配合性质的条件下，允许采用偏离泰勒原则的量规。长度偏离：允许通规长度小于工件配合长度；形状偏离：大尺寸的孔和轴允许用非全形的通端塞规和卡规检验；对点状测量面，由于点接触易于磨损，止规改用小平面、圆柱面或球面代替；检验尺寸较小的孔，增强刚度和便于制造，常改用全形塞规；刚性不好的薄壁零件，改用全形塞规或环规。5.2.2量规公差带量规在制造过程中，不可避免地会产生误差，对量规也必须规定制造公差。通规在使用过程中经常通过被检零件，其工作表面不可避免地会发生磨损，为了保证通规具有一定的使用寿命，对通规的最小磨损量作出了规定。因此，通规公差由制造公差（T）和磨损公差两部分组成。止规由于不经常通过工件，只规定了制造公差。1.工作量规的公差带工作量规的公差带相对于工件公差带的分布，有两种方案，如图。T1为保证公差，表示工件制造时允许的最大公差；T2为生产公差，是考虑到量规制造后，工件可能的最小制造公差。方案一中，量规公差带完全位于工件公差带之内，保证公差等于工件公差，采用这种方案可保证配合性质，充分保证产品的质量，但也可能使有些合格品误判为废品，并提高了加工要求。方案二中，量规公差带和允许的最小磨损量部分超越工件公差带，保证公差大于工件公差带，这就可能将已超越极限尺寸的工件误判为合格品，会影响配合性质和产品质量。但生产公差较大，降低了量规的加工要求。国家标准《光滑极限量规》GB/T1957-2006规定的量规公差带，采用方案一的分布，孔用和轴用工作量规的公差带如图。T为制造量规尺寸公差，Z为位置要素（通规尺寸公差带的中心到工件最大实体尺寸之间的距离）。当通规磨损到最大实体尺寸时，通规不能再使用。这时的极限为通规的磨损极限，尺寸等于工件的最大实体尺寸。止规不通过工件，只规定制造量规的尺寸公差。GB/T1957—2006对基本尺寸不大于500mm，公差等级IT6～IT11的孔、轴工作量规的T和Z值作出规定。2.校对量规的公差带轴用量规的校对量规公差带如图b所示。校对量规的尺寸公差TP为被校对工作量规尺寸公差的50％。由于校对量规精度高，制造困难，目前测量技术又有了提高，在生产中逐步用量块或计量仪器代替校对量规。3.量规的形位公差国标规定，量规的形状和位置误差应该在其尺寸公差带之内。其公差为量规尺寸公差的50％（圆度、圆柱度公差值为尺寸公差的25％）。但当量规尺寸公差不大于0.002mm时，其形状和位置公差均为0.001mm（圆度、圆柱度公差值为0.0005mm）。5.3工作量规设计5.3.1量规的结构型式光滑极限量规型式多样，应合理选择使用。量规的型式选择主要根据被测工件尺寸的大小、生产数量、结构特点和使用方法等因素决定。《光滑极限量规型式和尺寸》（GB/T6322-1986）中，对光滑极限量规型式和尺寸以及适用的基本尺寸范围作出了具体规定。以下是几种常用的量规型式。1.检验孔用量规针式塞规：主要用于检验直径尺寸从1～6mm的小孔。两个测头可用粘结剂粘牢在手柄的两端，一个测头作为通端，另一头作为止端。针式塞规尺寸（mm）针式塞规的基本尺寸可按下表进行选择。锥柄圆柱塞规：主要用于检验直径尺寸从1～50mm的孔。两测头带有圆锥形的柄部（锥度1：50），把它压入手柄的锥孔中，依靠圆锥的自锁性，把它们紧固联结在一起。由于通端测头检验工件时要通过孔，易磨损，为了拆换方便，在手柄上加工有楔槽或楔孔，以便用工具将测头拆下来。锥柄圆柱塞规的尺寸见表。锥柄圆柱塞规1——通端测头；2——锥柄；3——楔槽；4——手柄；5——锥柄；6——止端测头；7——楔孔锥柄圆柱塞规尺寸（mm）三牙锁紧式圆柱塞规：用于检验直径尺寸大于40～120mm的孔。测头直径较大，做成环形的测头装在手柄端部，为了防止测头转动，在测头上加工出等分的三个槽，在手柄上加工出等分的三个牙，装配时将牙与槽装在一起，再用螺钉固定，测头就牢固地固定在手柄上。通端测头轴向尺寸较大25～40mm，测头前端磨损了还可以拆下，调头后装在手柄上可以继续使用。当测头直径较大时，为了便于测量，可把它做成单头的，即通端和止端测头分别装在两个手柄上。三牙锁紧式圆锥塞规尺寸见表。三牙锁紧式圆柱塞规尺寸（mm）三牙锁紧式非全形塞规：用于检验直径尺寸大于80～180mm的孔。三牙锁紧式非全形塞规与三牙锁紧式圆柱塞规主要区别是测头形状不同，三牙锁紧式非全形塞规的测头只取圆柱中间部分，这就减轻了量规的重量，便于使用。三牙锁紧式非全形塞规尺寸见表。三牙锁紧式非全形塞规尺寸（mm）2.轴用量规圆柱环规：用于检验直径尺寸1～100mm的轴。通端与止端是分开的，为了从外观上区分通端和止端，一般在止端外圆柱面上加工一尺寸为b的糟。圆柱环规尺寸见表9。环规具有内圆柱面的测量面，为防止使用变形，环规应有一定的厚度。圆柱环规尺寸（mm）双头组合卡规：用于检验直径不大于3mm的小轴。卡规的通端和止端分布在两侧，由上卡规体和下卡规体用螺钉连接，并用圆柱销定位。双头组合卡规1——上卡规体；2——下卡规体；3——圆柱销；4——螺钉单头双极限组合卡规如图所示，用于检验直径不大于3mm的小轴。卡规的通端和止端在同侧，由上卡规体和下卡规体用螺钉连接，并用圆柱销定位。单头双极限组合卡规1——上卡规体；2——下卡规体；3——圆柱销；4——紧固螺钉如图双头卡规用于检验直径尺寸大于3～10mm的轴。双头卡规是用3mm厚的钢板制成，具有两平行的测量面，结构简单，一般工厂都能制造。卡规通端和止端分别在两侧。可根据卡规上文字识别通端和止端。双头卡规尺寸见表。双头卡规尺寸（mm）单头双极限卡规用于检验直径尺寸大于1～80mm的轴。一般由3～10mm厚的钢板制成，结构简单，通端和止端在同一侧，使用方便，应用比较广泛。单头双极限卡规尺寸见表。单头双极限卡规尺寸（mm）5.3.2量规的技术要求量规测量面的材料一般采用碳素工具钢（T10A、T12A）、合金工具钢（CrWMn）等耐磨钢制材料制造，也可以在测量表面镀铬或者氮化处理。量规手柄可选用Q235、硬木、铝及布胶木等。量规表面硬度为HRC58～65。为了消除量规材料中的内应力，提高量规的使用寿命，量规要经过稳定性处理。量规测量表面的表面粗糙度，可按下表选用。量规测量表面的表面轮廓算术平均偏差Ra值（μm）在塞规测头端面或其他量规的非工作面或量规手柄上，应刻有被检工件的基本尺寸和公差带代号以及通、止端标记。5.3.3工作量规设计举例量规型式的选择量规工作尺寸计算（1）确定被检验工件的极限偏差。（2）确定工作量规的尺寸公差T及位置要素Z。（3）计算出量规的工作尺寸，画出公差带图。〖例〗计算Φ30H8/f7孔用与轴用量规的工作尺寸。〖解〗（1）查表确定孔与轴的上、下偏差孔：ES＝＋0.033mm，EI＝0轴：es＝－0.020mm，ei＝－0.041mm（2）查表T值及Z值为塞规：T＝0.0034mm，Z＝0.005mm卡规：T＝0.0024mm，Z＝0.0034mm（3）计算量规的极限偏差①Φ30H8孔用量规通规：上偏差＝EI＋Z＋T/2＝0＋0.005＋0.0017＝＋0.0067mm下偏差＝EI＋Z－T/2＝0＋0.005－0.0017＝＋0.033mm磨损极限＝EI＝0止规：上偏差＝ES＝＋0.033mm下偏差＝ES－T＝0.033－0.0034＝＋0.0296mm②Φ30f7轴用量规通规：上偏差＝es－Z＋T/2＝－0.020－0.0034＋0.0012＝－0.0222mm下偏差＝es－Z－T/2＝－0.020－0.0034－0.0012＝－0.0246mm磨损极限＝es＝－0.020mm止规：上偏差＝ei＋T＝－0.041＋0.0024＝－0.0386mm下偏差＝ei＝－0.041mm（4）确定量规的工作尺寸画出公差带图如下：