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1、1第七章 孔、軸檢測(cè)與量規(guī) 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第一節(jié)第一節(jié) 孔、軸實(shí)際尺寸的驗(yàn)收孔、軸實(shí)際尺寸的驗(yàn)收第二節(jié)第二節(jié) 光滑極限量規(guī)光滑極限量規(guī)第三節(jié)第三節(jié) 功能量規(guī)功能量規(guī)2孔軸的尺寸公差和形位公差:孔軸的尺寸公差和形位公差:采用獨(dú)立原則采用獨(dú)立原則:尺寸和形位誤差分別測(cè)量,可獲得具體數(shù)值;采用包容要求采用包容要求:綜合結(jié)果使用光滑極限量規(guī),判斷合格而無(wú)具體數(shù)值;采用最大實(shí)體要求采用最大實(shí)體要求:綜合結(jié)果使用功能量規(guī),判斷合格而無(wú)具體數(shù)值。量規(guī)量規(guī):一種沒(méi)有刻度而用以檢驗(yàn)孔軸實(shí)際尺寸和形位誤差綜合結(jié)果的專用計(jì)量器具,只能判斷合格與否,而不能獲得具體誤差值。3第一節(jié)第一節(jié) 孔、軸實(shí)際尺寸的驗(yàn)收孔、軸實(shí)際尺寸的

2、驗(yàn)收由于溫度、壓陷效應(yīng)以及計(jì)量器具和標(biāo)準(zhǔn)器本身的系統(tǒng)誤差,測(cè)量孔軸實(shí)際尺寸時(shí)會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差,即: 測(cè)得的實(shí)際尺寸真實(shí)尺寸測(cè)量誤差 一般測(cè)量孔軸實(shí)際尺寸時(shí),應(yīng)確定其合格與否的尺寸界限,即驗(yàn)收極限。 以極限尺寸為驗(yàn)收極限時(shí),由于測(cè)量誤差的存在: 上下限外側(cè)部分易判為合格,造成誤收; 上下限內(nèi)側(cè)部分易判為不合格,造成誤廢; 因此,驗(yàn)收極限可以從極限尺寸分別向公差帶內(nèi)移動(dòng)一段距離,以減少誤收率。41、驗(yàn)收極限方式的確定(1)內(nèi)縮方式: 內(nèi)縮方式的驗(yàn)收極限是從規(guī)定的最大和最小極限尺寸分別向工件尺寸公差帶內(nèi)移動(dòng)一個(gè)安全裕度A的大小的距離來(lái)確定。令Ks和Ki分別表示上、下驗(yàn)收極限,Lmax和Lmin分別表示

3、工件最大和最小極限尺寸,如圖,則 Ks=Ks=LmaxLmax-A; -A; 其中其中A=T/10A=T/10 KiKi = =Lmin+ALmin+A尺寸公差帶工件尺寸公差帶及內(nèi)縮方式的驗(yàn)收極限5(2)不內(nèi)縮方式 不內(nèi)縮方式的驗(yàn)收極限是以圖樣上規(guī)定的最大和最小極限尺寸分別作為上、下驗(yàn)收極限,即取安全裕度為零(A=0),因此 Ks=Lmax; Ki =Lmin62、驗(yàn)收極限方式的選擇 選擇哪種驗(yàn)收極限方式,應(yīng)綜合考慮被測(cè)工件的不同精度要求、標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)的高低、加工后尺寸的分布特性和工藝能力等因素確定。具體原則如下:(1)對(duì)于遵循包容要求 的尺寸和標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)高的尺寸,其驗(yàn)收極限按雙向內(nèi)縮方式確

4、定。(2)當(dāng)工藝能力指數(shù)Cp1時(shí),驗(yàn)收極限可以按不內(nèi)縮方式確定;但對(duì)于采用包容要求 的孔、軸,其最大實(shí)體尺寸一邊的驗(yàn)收極限應(yīng)該按單向內(nèi)縮方式確定。 Cp指工件尺寸公差T與加工工序工藝能力c的比值,c為常數(shù), 為工序樣本的標(biāo)準(zhǔn)偏差。如果工序尺寸遵循正態(tài)分布,則該工序的工藝能力為6 。在這種情況下,Cp=T/ 6 。 7(3)對(duì)于偏態(tài)分布的尺寸其驗(yàn)收極限可以只對(duì)尺寸偏向的一邊按單向內(nèi)縮方式確定。(4)對(duì)于非配合尺寸和一般公差的尺寸,其驗(yàn)收極限按不內(nèi)縮方式確定。 確定工件尺寸驗(yàn)收極限后,還需要正確選擇計(jì)量器具以進(jìn)行測(cè)量。8 二、計(jì)量器具的選擇二、計(jì)量器具的選擇 1、所選儀器要滿足測(cè)量范圍要求; 2、

5、所選儀器要滿足測(cè)量精度要求; 根據(jù)測(cè)量誤差的來(lái)源,測(cè)量不確定度u是由計(jì)量器具的不確定度 u1和測(cè)量條件引起的不確定度u2組成的。u1的影響較大,u2的 影響較小,u10.9u,測(cè)量不確定度u1是精度選擇時(shí)聯(lián)系儀器 和零件的一個(gè)橋梁。 (1)、儀器不確定度允許值的確定 國(guó)標(biāo)將測(cè)量不確定度允許值u和T的比值分成三檔,檔: =1/10,檔: =1/6,檔:=1/4。相應(yīng)地,計(jì)量器具 的測(cè)量不確定度允許值u1也按分檔,三個(gè)檔次u1的數(shù)值列于 P272附表7-1。例:尺寸1830, T13um 時(shí)u1.3,u10.9u0.91.31.2(um); 時(shí)u2.2,u10.9u0.92.22.0(um); 時(shí)

6、u3.25,u10.9u0.93.252.9(um)。101Tu61Tu41Tu9(2)、查看給定儀器的不確定度數(shù)值u1。(3)、根據(jù)技術(shù)指標(biāo)確定所選儀器 精度:在測(cè)量范圍滿足的前提下若所選儀器本身的不確定度u1 u1(根據(jù)零件確定的不確定允許值),則儀器精度滿足要求。3、所選儀器要滿足經(jīng)濟(jì)性要求。在滿足測(cè)量范圍和測(cè)量精度的前提下選擇分度值大的儀器。10三、驗(yàn)收極限方式和相應(yīng)計(jì)量器具的選擇示例例:測(cè)量 軸(方法:比較測(cè)量)(1)、確定驗(yàn)收極限(2)、選擇儀器 、根據(jù)基本尺寸及IT查附表7-1得u1=3.2、5.3、7.9um; 、假定給出的儀器 a、0.01mm的外徑千分尺得出 u1=0.00

7、5; b 、0.005mm的比較儀器得出 u1= 0.003; c、 0.001mm的比較儀器得出 u1= 0.0011。)(785036. 0071. 0f11 若沒(méi)有給出b、c兩臺(tái)儀器,則用外徑千分尺進(jìn)行比較測(cè)量。注意:實(shí)踐證明,當(dāng)使用形狀與工件形狀相同的標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行比較測(cè)量時(shí),千分尺的u1 降為原來(lái)的40%,當(dāng)使用形狀與工件形狀不相同的標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行比較測(cè)量時(shí),千分尺的u1 降為原來(lái)的60%。如用量塊比較測(cè)量時(shí) u1 =0.00560%=0.0030.0032可以選用。(3)用外徑千分尺進(jìn)行比較測(cè)量(4)數(shù)據(jù)處理(5)評(píng)定合格性具體步驟如P146-147。1212量規(guī):量規(guī):是一種無(wú)刻度的定值

8、專用計(jì)量器具是一種無(wú)刻度的定值專用計(jì)量器具。 孔、軸實(shí)際尺寸和形狀誤差的綜合結(jié)果可用光孔、軸實(shí)際尺寸和形狀誤差的綜合結(jié)果可用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)?;瑯O限量規(guī)檢驗(yàn)。光滑極限量規(guī)的功用光滑極限量規(guī)的功用光滑極限量規(guī)有通規(guī)和止規(guī),代號(hào)分別為光滑極限量規(guī)有通規(guī)和止規(guī),代號(hào)分別為“T T”和和“Z Z”。 (1 1)通規(guī)通規(guī):模擬孔、軸的最大實(shí)體邊界,檢驗(yàn)工件的體模擬孔、軸的最大實(shí)體邊界,檢驗(yàn)工件的體外作用尺寸是否超出最大實(shí)體尺寸。外作用尺寸是否超出最大實(shí)體尺寸。 (2 2)止規(guī)止規(guī):檢驗(yàn)工件的實(shí)際尺寸是否超出最小實(shí)體尺寸。檢驗(yàn)工件的實(shí)際尺寸是否超出最小實(shí)體尺寸。l檢驗(yàn)孔的量規(guī)塞規(guī);檢驗(yàn)軸的量規(guī)環(huán)規(guī)、卡規(guī)檢

9、驗(yàn)孔的量規(guī)塞規(guī);檢驗(yàn)軸的量規(guī)環(huán)規(guī)、卡規(guī)第二節(jié)第二節(jié) 光滑極限量規(guī)光滑極限量規(guī)13 圖圖7-6(a)孔用塞規(guī))孔用塞規(guī) (b)軸用卡規(guī))軸用卡規(guī)142、量規(guī)按用途可分為:(1)工作量規(guī)工作量規(guī):(T、Z)指在零件制造過(guò)程中操作者 所使用的量規(guī)。操作者應(yīng)該使用新 的或磨損較少的量規(guī)。(2)驗(yàn)收量規(guī)驗(yàn)收量規(guī):(T、Z)指在驗(yàn)收零件時(shí)檢驗(yàn)人員或 用戶代表所使用的量規(guī)。(3)校對(duì)量規(guī)校對(duì)量規(guī):(TT、ZT、TS)指用來(lái)檢驗(yàn)工作量規(guī) 或驗(yàn)收量規(guī)的量規(guī)。 孔用工作量規(guī)使用通用計(jì)量器具測(cè)量很方 便,不需要校對(duì)量規(guī)。只有軸用工作量規(guī)才使用 校對(duì)量規(guī)。15二、光滑極限量規(guī)的設(shè)計(jì)原理 光滑極限量規(guī)設(shè)計(jì)應(yīng)符合光滑極限

10、量規(guī)設(shè)計(jì)應(yīng)符合極限尺寸判斷原則極限尺寸判斷原則,即即泰泰勒原則勒原則。 泰勒原則泰勒原則是指孔或軸的實(shí)際尺寸與形狀誤差的綜合結(jié)果所形成的體外作用尺寸(Dfe或dfe)不允許超出最大實(shí)體尺寸(DM或dM),在孔或軸任何位置上的實(shí)際尺寸(Da或da)不允許超出最小實(shí)體尺寸(DL或dL)。即: 對(duì)于孔對(duì)于孔 DfeDmin= DMDfeDmin= DM且且Da Dmax = DLDa Dmax = DL 對(duì)于軸對(duì)于軸dfe dmax = dMdfe dmax = dM且且da dmin =dLda dmin =dL通規(guī)通過(guò)、止規(guī)不通過(guò),表示工件合格。通規(guī)通過(guò)、止規(guī)不通過(guò),表示工件合格。1616 (a

11、) (b) 圖圖7-7 孔、軸的體外作用尺寸與實(shí)際尺寸孔、軸的體外作用尺寸與實(shí)際尺寸17符合泰勒原則的量規(guī)如下:(1)量規(guī)尺寸要求:通規(guī)定形尺寸通規(guī)定形尺寸=工件的最大實(shí)體尺寸MMS,止規(guī)定形尺寸止規(guī)定形尺寸=工件的最小實(shí)體尺寸LMS。(2)量規(guī)形狀要求 通規(guī)是用來(lái)控制工件的作用尺寸,它的測(cè)量面應(yīng)是與孔和軸形狀相對(duì)應(yīng)的完整表面,且測(cè)量長(zhǎng)度等于配合長(zhǎng)度,因此通規(guī)稱全形量規(guī)通規(guī)稱全形量規(guī)。 止規(guī)是用來(lái)控制工件的實(shí)際尺寸,它的測(cè)量面應(yīng)是點(diǎn)狀的,且測(cè)量長(zhǎng)度可以短些。止規(guī)表面與被測(cè)件止規(guī)表面與被測(cè)件是點(diǎn)接觸。是點(diǎn)接觸。1818 圖圖7-8 光滑極限量規(guī)光滑極限量規(guī)19注意注意:在量規(guī)的實(shí)際應(yīng)用中,由于量

12、規(guī)制造和使用方面的原因,要求量規(guī)形狀完全符合泰勒原則是有困難的,因此標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定:允許在被測(cè)工件的形狀誤差不影響配合性質(zhì)的條件下,可以使用偏離泰勒原則的量規(guī)。 如通規(guī):量規(guī)廠供應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)通規(guī)長(zhǎng)度不等于工件的配合長(zhǎng)度;大尺寸的孔、軸常用非全形通規(guī)以替代笨重的全形通規(guī);曲軸的直徑無(wú)法用全形環(huán)規(guī),只能用卡規(guī)檢測(cè)。 卡規(guī):測(cè)量時(shí)點(diǎn)接觸易于磨損,所以止規(guī)不得不采用小平面、圓柱面或球面代替;檢驗(yàn)孔用的止規(guī),為制造和增加剛度,常用全形塞規(guī);檢驗(yàn)薄壁工件時(shí),為防止兩點(diǎn)狀止規(guī)造成工件變形,也采用全形止規(guī)。 20為了盡量避免在使用偏離泰勒原則的量規(guī)檢驗(yàn)時(shí)造成的誤判,操作時(shí)一定要注意。如使用非全形的通規(guī)時(shí),應(yīng)在被檢孔的

13、全長(zhǎng)上沿圓周的幾個(gè)位置上檢驗(yàn);使用卡規(guī)時(shí),應(yīng)在被檢軸的配合長(zhǎng)度內(nèi)的幾個(gè)部位,并圍繞被檢軸周圍的幾個(gè)位置上檢驗(yàn)。見(jiàn)下圖量規(guī)工作部分的形狀對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果的影響:(a)全形通規(guī) (b)兩點(diǎn)式通規(guī) (c)兩點(diǎn)式止規(guī) (d)全形止規(guī)1 1實(shí)際孔實(shí)際孔 2 2尺寸公差帶尺寸公差帶21三、光滑極限量規(guī)的定形尺寸 公差帶和各項(xiàng)公差1 1、工作量規(guī)的定形尺寸公差帶和各項(xiàng)公差工作量規(guī)的定形尺寸公差帶和各項(xiàng)公差 量規(guī)公差帶全部位于被檢工件公差帶內(nèi),能有效地量規(guī)公差帶全部位于被檢工件公差帶內(nèi),能有效地保證產(chǎn)品的質(zhì)量和互換性,但有時(shí)會(huì)把一些合格的工件保證產(chǎn)品的質(zhì)量和互換性,但有時(shí)會(huì)把一些合格的工件檢驗(yàn)成不合格品,實(shí)質(zhì)上縮小

14、了工件公差帶范圍,提高檢驗(yàn)成不合格品,實(shí)質(zhì)上縮小了工件公差帶范圍,提高了工件的制造精度。了工件的制造精度。設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟 如下:如下:(1 1)畫出被測(cè)工件的公差帶示意圖)畫出被測(cè)工件的公差帶示意圖(2 2)按工件的標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)確定按工件的標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)確定查附表查附表7-57-5(P273P273)確)確 定量規(guī)制造公差定量規(guī)制造公差T T和通規(guī)位置要素和通規(guī)位置要素Z Z(通規(guī)尺寸公差通規(guī)尺寸公差 帶中心到工件最大實(shí)體尺寸之間的距離帶中心到工件最大實(shí)體尺寸之間的距離)。(3 3)按)按GB/T1957-2006GB/T1957-2006規(guī)定畫量規(guī)定形尺寸公差帶示意規(guī)定畫量規(guī)定形尺寸公差帶示

15、意 圖,確定量規(guī)的上、下偏差,并計(jì)算量規(guī)工作部分圖,確定量規(guī)的上、下偏差,并計(jì)算量規(guī)工作部分 的極限尺寸。的極限尺寸。2222孔用工作量規(guī)的公差帶示意圖見(jiàn)圖孔用工作量規(guī)的公差帶示意圖見(jiàn)圖7-107-10。 圖圖7-10 2323軸用工作量規(guī)的公差帶示意圖見(jiàn)圖軸用工作量規(guī)的公差帶示意圖見(jiàn)圖7-117-11。 圖圖7-1124(4)確定量規(guī)形位精度 量規(guī)工作部分的形狀誤差應(yīng)控制在定形尺寸公差的范圍內(nèi),即采用包容要求。其形位公差為定形尺寸公差的50%??紤]到制造和測(cè)量的困難,當(dāng)量規(guī)定形尺寸公差小于或等于0.002mm時(shí),其形位公差取為0.001mm。項(xiàng)目 、塞規(guī):“ ” 、“ ”(素線間) 卡規(guī):“

16、 ”、“ ”(5)、確定表面精度:按附表7-6(P274)確定。252、校對(duì)量規(guī)的定形尺寸公差帶和各項(xiàng)公差 孔用工作量規(guī)使用通用計(jì)量器具測(cè)量很方 便,不需要校對(duì)量規(guī)。只有軸用工作量規(guī)才使用只有軸用工作量規(guī)才使用 校對(duì)量規(guī)。校對(duì)量規(guī)。 類型類型:校對(duì)量規(guī)有三種:TT、 TS、 ZT 定形尺寸定形尺寸:TT、TS的定形尺寸是軸的最大實(shí)體尺 寸MMS ZT的定形尺寸是軸的最小實(shí)體尺寸LMS 定形尺寸公差定形尺寸公差Tp:為工作量規(guī)定形尺寸公差T的一 半,即Tp T 2126孔用和軸用工作量規(guī)定形尺寸公差帶分別如圖所示孔公差帶軸公差帶止規(guī)通規(guī)通規(guī)止規(guī)孔用工作量規(guī)定形尺寸公差帶示意圖軸用工作量規(guī)及其校對(duì)量規(guī)定形尺寸公差帶示意圖27TT控制的是T的最小尺寸,新的T能被TT通過(guò)表示T合格,保證被測(cè)軸具有足夠的尺寸加工公差,公差帶位置見(jiàn)上圖;ZT控制的是Z的最小尺寸,新的Z能被ZT通過(guò)表示Z合格,保證被測(cè)軸的質(zhì)量(被測(cè)軸的實(shí)際尺寸不小于其最小極限尺寸),公差帶位置見(jiàn)上圖;TS控制的是T的最大尺寸,防止通規(guī)在使用中超過(guò)磨損極限,T在使用過(guò)程中應(yīng)不能被TS通過(guò),公差帶位置見(jiàn)上圖。 3、例題講解:看P152-155例4、例5、例6校對(duì)量規(guī)的定形尺寸公差帶位置確定:校對(duì)量規(guī)的定形尺寸公差帶位置確定:28 第三節(jié)第三節(jié) 功能量規(guī)功

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