互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)3

113測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)2國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3177—1997《光滑工件尺寸檢驗(yàn)》GB/T1957—2006《光滑極限量規(guī)技術(shù)條件》GB/T6322—1986《光滑極限量規(guī)型式與尺寸》GB/T6093-2001《幾何量技術(shù)規(guī)范（GPS）長度標(biāo)準(zhǔn)量塊》JJG146—2003《中華人民共和國國家檢定規(guī)程量塊》JJF1001—1998《中華人民共和國國家計(jì)量技術(shù)規(guī)范通用計(jì)量術(shù)語及定義》

333.1概述3.1.1測(cè)量的概念3.1.2量值傳遞系統(tǒng)3.1.3量塊4測(cè)量將被測(cè)量與具有計(jì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，從而確定兩者比值的過程。

一個(gè)完整的幾何測(cè)量過程包括四個(gè)要素：

測(cè)量對(duì)象指零件的尺寸、形狀和位置誤差以及表面粗糙度等幾何參數(shù)，其基本對(duì)象是長度和角度。計(jì)量單位幾何量中的長度、角度單位。測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)量時(shí)所采用的測(cè)量原理、計(jì)量器具以及測(cè)量條件的總和。測(cè)量精度指測(cè)得值與其真值的一致程度，即測(cè)量結(jié)果的可靠程度。3.1.1測(cè)量的概念5長度的基本單位是米(m)：“米是光在真空中1/299792458s的時(shí)間間隔內(nèi)所經(jīng)過的路程的長度”。工程上不能直接按照米的定義用光波來測(cè)量零件，而是采用各種計(jì)量器具。為了保證量值的準(zhǔn)確和統(tǒng)一，須有統(tǒng)一的量值傳遞系統(tǒng)。我國長度量值傳遞的主要標(biāo)準(zhǔn)器是量塊系統(tǒng)和線紋尺系統(tǒng)。其傳遞系統(tǒng)如圖3-1所示。

3.1.2長度單位和量值傳遞系統(tǒng)6

標(biāo)準(zhǔn)量塊與被測(cè)試樣比較屬比較測(cè)量法檢驗(yàn)儀器為顯微鏡7用金屬或玻璃制成的、表面上準(zhǔn)確地刻有等間距平行線的長度測(cè)量和定位元件，也稱刻線尺。線紋尺的線條間距一般為1毫米或0.1毫米。1米內(nèi)1、2、3等標(biāo)準(zhǔn)金屬線紋尺的允許檢定誤差分別為±(0.1+0.4L)微米、±(0.2+0.8L)微米和±(5+10L)微米；1米內(nèi)1、2等標(biāo)準(zhǔn)玻璃線紋尺的允許檢定誤差分別為±(0.1+0.5L)微米和±(0.2+1.5L)微米。L為被檢測(cè)線紋的距離（米）

3.1.3線紋尺8具有一對(duì)相互平行的測(cè)量面的實(shí)物量具，又稱塊規(guī)，是一種無刻度的標(biāo)準(zhǔn)端面量具。主要形狀是長方體，上、下兩測(cè)量面之間的距離為其工作尺寸，用耐磨材料制造。3.1.4

量塊9量塊的用途尺寸傳遞系統(tǒng)中的中間標(biāo)準(zhǔn)量具;在相對(duì)法測(cè)量時(shí)作為標(biāo)準(zhǔn)件調(diào)整儀器的零位;直接測(cè)量零件。為了能用較少的塊數(shù)組合成所需要的尺寸，量塊按一定的尺寸系列成套生產(chǎn)。有91塊、83塊、46塊等17套。

3.1.4

量塊10量塊的精度(GB/T6093-2001)按制造精度分00、0、1、2、3和K級(jí)，精度依次降低。00級(jí)為K級(jí)為校準(zhǔn)級(jí)，最高。按檢定精度分1、2、3、4、5、6等。其中1等精度最高，6等精度最低。3.1.3量塊11按“級(jí)”使用時(shí),以量塊的標(biāo)稱長度為工作尺寸,即不計(jì)量塊的制造誤差和磨損誤差,但它們將被引入到測(cè)量結(jié)果中,使測(cè)量精度受到影響,但使用方便。按“等”使用時(shí),用量塊經(jīng)檢驗(yàn)后所給定的實(shí)際中心長度尺寸作為工作尺寸。但存在測(cè)量誤差。因此,在高精度的科學(xué)研究、測(cè)量工作中應(yīng)按等使用，而在一般測(cè)量時(shí)按級(jí)使用，以簡(jiǎn)化計(jì)算。3.1.3量塊12量塊的選用3.1.3量塊33.625-1.00532.62-1.0231.6

-1.63013量塊的選用3.1.3量塊1.005201.286.528.785表面光潔具有研合性14143.2計(jì)量器具和測(cè)量方法3.2.1計(jì)量器具的分類3.2.2計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)3.2.3測(cè)量方法的分類15計(jì)量器具按用途、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為：（非標(biāo)準(zhǔn)）1)標(biāo)準(zhǔn)量具調(diào)整和校對(duì)其他計(jì)量器具或作為標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行比較測(cè)量的器具。如量塊、基準(zhǔn)米尺、線紋尺等。2)

極限量規(guī)一種沒有刻度的專用檢驗(yàn)量具。如光滑極限量規(guī)、螺紋量規(guī)等3)計(jì)量?jī)x器

能將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成可直接觀察的示值或等效信息的計(jì)量器具，如通用的各種測(cè)量工具。4）計(jì)量裝置是量具、量?jī)x和定位元件等組合的一種專用計(jì)量器具。如檢驗(yàn)滾動(dòng)軸承的專用檢驗(yàn)夾具，可同時(shí)測(cè)得內(nèi)、外圈尺寸和徑向與端面圓跳動(dòng)誤差等。3.2.1計(jì)量器具的分類16通用計(jì)量器具固定刻線量具：卷尺、直尺等游標(biāo)類量具:游標(biāo)卡尺、游標(biāo)高度尺等。螺旋類量具:千分尺、公法線千分尺等。機(jī)械式量?jī)x:百分表、齒輪杠桿比較儀、扭簧比較儀等。光學(xué)量?jī)x:光學(xué)測(cè)角儀、光柵測(cè)長儀、激光干涉儀等。電動(dòng)量?jī)x:電感比較儀、電動(dòng)輪廓儀、容柵測(cè)位儀。氣動(dòng)量?jī)x:水柱式氣動(dòng)量?jī)x、浮標(biāo)式氣動(dòng)量?jī)x。光電式量?jī)x:光電顯微鏡等3.2.1計(jì)量器具的分類173.2.1計(jì)量器具的分類帶表卡尺數(shù)顯卡尺游標(biāo)卡尺高度游標(biāo)卡尺183.2.1計(jì)量器具的分類游標(biāo)卡尺讀數(shù)方法游標(biāo)量具的分度值有0.02mm、0.1mm和0.05mm三種。19外徑千分尺3.2.1計(jì)量器具的分類公法線千分尺螺紋千分尺深度千分尺設(shè)測(cè)微螺桿的螺距p為0.5mm，微分筒周共刻有50條等分刻度。當(dāng)測(cè)微螺桿與微分筒旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，其軸向位移為0.5mm；而刻度套筒旋轉(zhuǎn)一格時(shí)，其軸向位移為0.5/50=0.01mm。20百分表千分表3.2.1計(jì)量器具的分類電子數(shù)顯百分表磁力表架21平面度檢查儀3.2.1計(jì)量器具的分類臺(tái)式投影儀22表面粗糙度量?jī)x3.2.1計(jì)量器具的分類三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)23塞規(guī)類3.2.1計(jì)量器具的分類普通螺紋量規(guī)螺紋環(huán)規(guī)螺紋塞規(guī)光滑極限塞規(guī)卡規(guī)塞規(guī)系列24度量指標(biāo)是表征計(jì)量器具性能和功能的參數(shù)1) 刻度間距指刻度尺或刻度盤上相鄰兩刻線中心線間的距離。常為等距刻線。一般為0.75～2.5mm。2) 分度值（刻度值）指刻度尺或刻度盤上每一刻度間距所代表的量值。常用分度值有0.1、0.05、0.02、0.0l、0.002和0.001mm。3) 示值范圍指由計(jì)量器具所顯示或指示的最低值到最高值的范圍。如機(jī)械比較儀的示值范圍是±0.1mm。量?jī)x的分辨率：量?jī)x顯示的最末一位數(shù)所代表的量值。4) 測(cè)量范圍指在允許誤差限內(nèi)計(jì)量器具所能測(cè)量的最小和最大被測(cè)量值的范圍。如某千分尺的測(cè)量范圍是50～75mm。3.2.2計(jì)量器具的主要技術(shù)指標(biāo)253.2.2計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)265) 靈敏度和放大比指計(jì)量器具對(duì)被測(cè)量變化的反映能力。6) 測(cè)量力指在測(cè)量過程中，計(jì)量器具與被測(cè)表面之間的接觸力。7) 示值誤差指測(cè)量?jī)x器的示值與被測(cè)量真值之差。8) 示值變動(dòng)（重復(fù)精度）指在相同的測(cè)量條件下，對(duì)同一被測(cè)參數(shù)進(jìn)行重復(fù)測(cè)量時(shí)，其結(jié)果的最大差異。9)回程誤差（滯后誤差）指在相同條件下，對(duì)同一貝測(cè)量進(jìn)行往返兩個(gè)方向測(cè)量時(shí)，計(jì)量器具示值的最大變動(dòng)量。10)不確定度由于測(cè)量誤差的存在而對(duì)被測(cè)量值不能肯定的程度。不確定度用極限誤差表示，它是一個(gè)綜合指標(biāo)，包括示值誤差、回程誤差。3.2.2計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)27測(cè)量方法是指測(cè)量原理、測(cè)量器具、測(cè)量條件的總和。1、按獲得測(cè)量結(jié)果的方法⑴直接測(cè)量直接從測(cè)量器具的讀數(shù)裝置上得到欲測(cè)量的數(shù)值或?qū)?biāo)準(zhǔn)值的偏差。如用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺測(cè)量外圓直徑，用比較儀測(cè)量長度尺寸等。⑵間接測(cè)量先測(cè)出與欲測(cè)量有一定函數(shù)關(guān)系的相關(guān)量，然后按相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式，求得欲測(cè)量。其測(cè)量精度不僅取決于測(cè)量精度，還與計(jì)算精度有關(guān)。常用于無法直接測(cè)量的場(chǎng)合。3.2.3測(cè)量方法的分類28例如用“弦高法”測(cè)量大尺寸圓柱體的直徑，由弦長S與弦高H的測(cè)量結(jié)果，可求得直徑D的實(shí)際值。由圖知：對(duì)上式微分后，得到測(cè)量結(jié)果的測(cè)量誤差為：式中dS——弦長S的測(cè)量誤差

dH——弦高H的測(cè)量誤差。S3.2.3測(cè)量方法的分類292、按測(cè)量結(jié)果的讀數(shù)值不同分類⑴絕對(duì)測(cè)量從測(cè)量器具上直接得到被測(cè)參數(shù)的整個(gè)量值

如用游標(biāo)卡尺測(cè)量零件軸徑。⑵相對(duì)測(cè)量（比較測(cè)量）將被測(cè)量和與其量值只有微小差別的已知量（一般為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)量）相比較，得到被測(cè)量與已知量的相對(duì)偏差。

如比較儀用量塊調(diào)零后，測(cè)量軸的直徑，比較儀的示值就是量塊與軸徑的量值之差。3.2.3測(cè)量方法的分類303、按被測(cè)件表面與測(cè)量器具測(cè)頭是否有機(jī)械接觸分類⑴接觸測(cè)量測(cè)頭與被測(cè)表面接觸，有機(jī)械作用力。測(cè)量力可能使測(cè)量器具及被測(cè)件發(fā)生變形而產(chǎn)生測(cè)量誤差，或可造成被測(cè)零件表面質(zhì)量的損壞。⑵非接觸測(cè)量測(cè)量器具與被測(cè)零件不直接接觸，不存在測(cè)量力。利用光、氣、電、磁等與被測(cè)件表面聯(lián)系。4、按測(cè)量在工藝過程中所起作用分類⑴主動(dòng)測(cè)量（在線測(cè)量）在加工過程中進(jìn)行的測(cè)量。測(cè)量結(jié)果直接用來控制零件的加工過程。⑵被動(dòng)測(cè)量（離線測(cè)量）加工完成后進(jìn)行的測(cè)量。其結(jié)果僅用于發(fā)現(xiàn)并剔除廢品。3.2.3測(cè)量方法的分類315、按零件上同時(shí)被測(cè)參數(shù)的多少分類⑴單項(xiàng)測(cè)量⑵綜合測(cè)量6、按被測(cè)工件在測(cè)量時(shí)所處狀態(tài)分類⑴等精度測(cè)量（靜態(tài)測(cè)量）

⑵不等精度測(cè)量（動(dòng)態(tài)測(cè)量）3.2.3測(cè)量方法的分類321、阿貝原理在長度測(cè)量中，應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)長度量安放在被測(cè)量長度量的延長線上。2、圓周封閉原則圓周分度首尾相接的間隔誤差總和為零3、最短尺寸鏈原則盡量減少測(cè)量鏈的組成環(huán)節(jié)可以減少測(cè)量誤差3.2.4

測(cè)量的基本原理（屬于誤差分析）33333.3測(cè)量誤差的有關(guān)概念3.3.1測(cè)量誤差的基本概念3.3.2測(cè)量誤差的來源及防止3.3.3測(cè)量誤差的分類3.3.4測(cè)量精度3.3.5隨機(jī)誤差3.3.6系統(tǒng)誤差34測(cè)量誤差是指測(cè)得值與被測(cè)量的真值之差。實(shí)際中測(cè)量誤差總是存在。常用相對(duì)真值或不存在系統(tǒng)誤差情況下的算術(shù)平均值來代替真值。測(cè)量誤差可分為：1) 絕對(duì)誤差是指被測(cè)量的測(cè)得值x與其真值Q之差，即：絕對(duì)誤差是代數(shù)值，即可為正值、負(fù)值或零。同一尺寸的測(cè)量，可以用絕對(duì)誤差的大小來判斷測(cè)量精度的高低。2) 相對(duì)誤差是指測(cè)量的絕對(duì)誤差與被測(cè)量的真值Q之比，常用百分比表示。即相對(duì)誤差是無量綱的量；對(duì)不同尺寸的測(cè)量，用相對(duì)誤差的大小來判斷測(cè)量精度。3.3.1測(cè)量誤差的有關(guān)概念351)計(jì)量器具的誤差其誤差來源復(fù)雜，與計(jì)量器具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造和安裝調(diào)試不良等有關(guān)2)基準(zhǔn)件誤差量塊或標(biāo)準(zhǔn)件等基準(zhǔn)件存在的制造誤差和使用中磨損產(chǎn)生的誤差。3）調(diào)整誤差指計(jì)量器具或被測(cè)工件在測(cè)量前未能調(diào)整到狀態(tài)所產(chǎn)生的誤差。4）測(cè)量方法的誤差指采用近似測(cè)量方法或測(cè)量方法不當(dāng)而引起的誤差。5)測(cè)量力誤差接觸測(cè)量時(shí)，由于測(cè)量力使測(cè)量器具和被測(cè)工件產(chǎn)生彈性變形而產(chǎn)生的誤差。6）環(huán)境條件的誤差指測(cè)量時(shí)的環(huán)境條件不符合標(biāo)準(zhǔn)條件而引起的測(cè)量誤差。環(huán)境的溫度、濕度、氣壓、振動(dòng)和灰塵等都會(huì)引起測(cè)量誤差。7)人為誤差指測(cè)量者的主觀因素引起的誤差，如估計(jì)判斷誤差、眼睛分辨能力的誤差等。3.3.2測(cè)量誤差的來源及防止36根據(jù)測(cè)量誤差的性質(zhì)、規(guī)律和特點(diǎn)，分成：1)系統(tǒng)誤差在同一條件下，多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，誤差的絕對(duì)值和符號(hào)保持恒定（常值系統(tǒng)誤差）；或當(dāng)條件改變時(shí)，其值按照一定規(guī)律變化（變值系統(tǒng)誤差）。系統(tǒng)誤差理論上可以消除。2)隨機(jī)誤差一定測(cè)量條件下，對(duì)同一被測(cè)量連續(xù)多次測(cè)量時(shí)，絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)定方式變化。多次重復(fù)測(cè)量，隨機(jī)誤差總體將服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。3）粗大誤差由于測(cè)量不正確等原因引起的明顯歪曲測(cè)量結(jié)果的誤差或大大超過規(guī)定條件下預(yù)期的誤差。主要是測(cè)量操作方法不正確和測(cè)量人員的主觀因素造成。3.3.3測(cè)量誤差的分類373.3.4

測(cè)量精度1.精密度：表示測(cè)量結(jié)果中隨機(jī)誤差大小的程度。2.正確度：表示測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差大小的程度。3.準(zhǔn)確度：指測(cè)量結(jié)果受系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差綜合影響的程度。3.3.5

隨機(jī)誤差圖3-9頻率直方圖和正態(tài)分布曲線

a)頻率直方圖b)正態(tài)分布曲線圖隨機(jī)誤差的分布規(guī)律及其特性

隨機(jī)分布規(guī)律對(duì)稱性：絕對(duì)值相等的正負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相同單峰性：絕對(duì)值很小的誤差出現(xiàn)的概率大于絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的概率有界性：絕對(duì)值很大的誤差出現(xiàn)概率為零低償性：隨著測(cè)量次數(shù)的增加，隨機(jī)誤差的代數(shù)和趨于零3.3.5

隨機(jī)誤差正態(tài)分布函數(shù)0σ1σ2σ36σ16σ26σ3yδ標(biāo)準(zhǔn)偏差

隨機(jī)偏差

3.3.5

隨機(jī)誤差正態(tài)分布函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差

單次測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計(jì)值

單次測(cè)量極限誤差測(cè)量列算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差測(cè)量結(jié)果3.3.5

隨機(jī)誤差誤差處理

粗大誤差通常用拉依達(dá)準(zhǔn)則來判斷拉依達(dá)準(zhǔn)則又稱3σ準(zhǔn)則。當(dāng)測(cè)量列服從正態(tài)分布時(shí)，殘差落在±3σ外的概率很小，僅有0.27%，即在連續(xù)370次測(cè)量中只有一次測(cè)量的殘差會(huì)超出±3σ，3.3.5

隨機(jī)誤差等精度測(cè)量列的數(shù)據(jù)處理

1.判斷測(cè)量列中是否存在系統(tǒng)誤差，倘若存在，則應(yīng)設(shè)法加以剔除或減少；2.計(jì)算測(cè)量列的算術(shù)平均值、殘余誤差和標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計(jì)值；3.判斷粗大誤差，若存在，則應(yīng)剔除并重新組成測(cè)量列，重復(fù)上述步驟2，直至無粗大誤差為止。4.計(jì)算測(cè)量列算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差估計(jì)值和測(cè)量極限偏差；5.確定測(cè)量結(jié)果，置信度。3.3.5

隨機(jī)誤差誤差處理

P61例3-13.3.6

系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)

目前還沒有能夠找到可以發(fā)現(xiàn)各種系統(tǒng)誤差的方法。1）實(shí)驗(yàn)對(duì)比法實(shí)驗(yàn)對(duì)比法就是，通過改變產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的測(cè)量條件，進(jìn)行不同測(cè)量條件下的測(cè)量，來發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差。這種方法適用于發(fā)現(xiàn)定值系統(tǒng)誤差。2）殘差觀察法殘差觀察法是指根據(jù)測(cè)量列的各個(gè)殘差大小和符號(hào)的變化規(guī)律，直接由殘差數(shù)據(jù)或殘差曲線圖形來判斷有無系統(tǒng)誤差，這種方法主要適用于發(fā)現(xiàn)大小和符號(hào)按一定規(guī)律變化的3.3.6

系統(tǒng)誤差消除系統(tǒng)誤差的方法

1)從產(chǎn)生誤差根源上消除系統(tǒng)誤差2)用修正法消除系統(tǒng)誤差。3)用抵消法消除定值系統(tǒng)誤差4)用對(duì)稱法消除線性誤差5）用半周期法消除周期性系統(tǒng)誤差46463.4

光滑工件尺寸的檢測(cè)3.4.1通用測(cè)量器具測(cè)量工件3.4.2用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)工件

《光滑工件尺寸的檢驗(yàn)》GB/T3177-1997(2009)《光滑極限量規(guī).技術(shù)條件》GB/T1957-200647選擇合適的計(jì)量器具測(cè)量工件尺寸，并按規(guī)定的驗(yàn)收極限判斷其是否合格。是定量檢驗(yàn)過程。受計(jì)量器具本身誤差、測(cè)量條件誤差等影響，當(dāng)真實(shí)尺寸位于極限尺寸附近時(shí)可能出現(xiàn)誤檢，產(chǎn)生：誤廢：真實(shí)尺寸位于公差帶內(nèi)的合格工件，但因測(cè)得的實(shí)際尺寸超出公差帶而被判為廢品

誤收：真實(shí)尺寸超出公差帶范圍，但因測(cè)得的實(shí)際尺寸仍處于公差帶內(nèi)而被判為合格品防止：規(guī)定驗(yàn)收極限和允許的測(cè)量誤差。

3.4.1通用測(cè)量器具測(cè)量工件48

用測(cè)量不確定度為±0.004mm的杠桿千分尺測(cè)軸

3.4.1通用測(cè)量器具測(cè)量工件49是檢驗(yàn)工件尺寸時(shí)判斷工件合格與否的尺寸界限。用普通計(jì)量器具檢測(cè)時(shí)，國標(biāo)規(guī)定了兩種驗(yàn)收極限的方式：1.內(nèi)縮方式

驗(yàn)收極限是從工件的最大實(shí)體尺寸和最小實(shí)體尺寸分別向工件公差帶內(nèi)移動(dòng)一個(gè)安全裕度A來確定。2.不內(nèi)縮方式驗(yàn)收極限分別等于規(guī)定的最大實(shí)體尺寸和最小實(shí)體尺寸，即A值等于零。

驗(yàn)收極限50國標(biāo)規(guī)定檢驗(yàn)原則是：所用驗(yàn)收方法只接收位于規(guī)定的極限尺寸之內(nèi)的工件。即只允許有誤廢而不允許有誤收。

內(nèi)縮方式——采用普通測(cè)量器具（包括游標(biāo)尺、千分尺、指示表和分度值不小于0.0005mm、放大倍數(shù)不大于2000倍的比較儀等），檢驗(yàn)不大于500mm、公差值為6-18級(jí)、有配合要求的光滑工件尺寸。不內(nèi)縮方式——檢驗(yàn)非配合和一般公差的尺寸。

驗(yàn)收極限51為防止工件的實(shí)際尺寸超出兩個(gè)極限尺寸范圍，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了檢驗(yàn)的安全裕度A。安全裕度A的確定要從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面考慮：A值較大時(shí)：可選用不確定度大的測(cè)量器具，即測(cè)量器具精度可較低，但生產(chǎn)公差小，因而加工經(jīng)濟(jì)性差；A值較小時(shí)：要用不確定度小即較精密的測(cè)量器具，測(cè)量?jī)x器具費(fèi)用高；生產(chǎn)公差較大，加工經(jīng)濟(jì)性好。因此，A值應(yīng)按被檢驗(yàn)工件的公差大小來確定，一般為工件公差的1/10，國標(biāo)規(guī)定的A值列于表3-5中。

安全裕度A52(一)計(jì)量器具的選用原則

測(cè)量器具可根據(jù)計(jì)量器具的測(cè)量不確定度允許值u1來選擇，要使所選用的計(jì)量器具的測(cè)量不確定度u小于等于u1

。u1按u與工件公差的比值分檔：IT6～I(xiàn)T11分為I、П、Ш三檔；IT12～I(xiàn)T18分為I、П兩檔；u的I、П、Ш三檔值，分別為1/10、1/6、1/4。u1約為u的0.9倍，其數(shù)值見表3-5。

測(cè)量器具的選擇531.測(cè)量精度：所選測(cè)量器具的精度指標(biāo)必須滿足被測(cè)對(duì)象的精度要求（由公差的大小來體現(xiàn)）。一般測(cè)量器具的測(cè)量不確定度只能占被測(cè)零件尺寸公差的1/10～1/3，精度低時(shí)取1/10，精度高時(shí)取1/3。2.測(cè)量成本：在保證測(cè)量準(zhǔn)確度的前提下，選用價(jià)格較低、操作方便、維護(hù)保養(yǎng)容易、操作培訓(xùn)費(fèi)用少的測(cè)量器具，降低測(cè)量成本。3.被測(cè)件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及檢測(cè)數(shù)量：選擇計(jì)量器具應(yīng)與被測(cè)工件的外形、位置、尺寸的大小及被測(cè)參數(shù)特性相適應(yīng)；

測(cè)量器具的測(cè)量范圍必須大于被測(cè)尺寸。對(duì)硬度低、材質(zhì)軟、剛性差的零件，一般選非接觸測(cè)量。測(cè)量件數(shù)較多時(shí)，應(yīng)選專用測(cè)量器具或自動(dòng)檢驗(yàn)裝置；單件或少量的測(cè)量可選萬能測(cè)量器具。

測(cè)量器具的選擇54（二）測(cè)量器具不確定度允許值u1的確定:查表3-5選用測(cè)量器具不確定度允許值u1，優(yōu)先選Ⅰ檔，達(dá)不到要求可選用第П檔，依次類推；查表3-4、3-6、3-7、3-8選擇常用測(cè)量器具，使所選計(jì)量器具的測(cè)量不確定度數(shù)值等于或小于選定的u1。測(cè)量器具的選擇55例：被測(cè)為φ50f8mm的軸，試確定驗(yàn)收極限并選擇合適的測(cè)量器具解：①確定工件的極限偏差

es=-0.025ei=-0.064工件公差為0.039mm。②確定安全裕度A和測(cè)量器具不確定度允許值u1查表3-5得：A=0.0039，u1=0.0035。

測(cè)量器具的選擇③計(jì)算驗(yàn)收極限上驗(yàn)收極限=dmax-A=(50-0.025-0.0039)mm=49.9711mm下驗(yàn)收極限=dmin+A=(50-0.064+0.0039)mm=49.9399mm④選擇測(cè)量器具按基本尺寸50mm，查表3-7，分度值為0.005mm的比較儀不確定度u1為0.0030mm，小于允許值0.0035，可滿足使用要求。0+--25-64f8A3.9A3.956零件圖樣上被測(cè)要素的尺寸公差和形位公差遵守獨(dú)立原則時(shí)，加工后該零件的尺寸和形位誤差采用通用計(jì)量器具測(cè)量。圖樣上被測(cè)要素的尺寸公差和形位公差遵守相關(guān)原則時(shí)，應(yīng)采用光滑極限量規(guī)或位置量規(guī)來檢驗(yàn)。光滑極限量規(guī)（PlainLimitGauge）是一種無刻度的定值專用量具。檢驗(yàn)孔、軸時(shí)，不能測(cè)出孔、軸尺寸的具體數(shù)字，但能判斷是否合格。用來判斷孔、軸尺寸是否在規(guī)定的兩極限尺寸范圍內(nèi)，因此量規(guī)都成對(duì)設(shè)計(jì)和使用。其中一為“T通規(guī)”，另一為“Z止規(guī)”。檢驗(yàn)時(shí)，通規(guī)能通過工件，而止規(guī)不能通過，則認(rèn)為工件是合格的。

3.4.2用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)57

3.4.2用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)塞規(guī)系列卡規(guī)螺紋環(huán)規(guī)、塞規(guī)58光滑極限量規(guī)的分類通孔公差孔最小極限尺寸止孔最大極限尺寸

孔用塞規(guī)

孔用光滑極限量規(guī)（塞規(guī)）通端(通規(guī))：按孔的最大實(shí)體尺寸(孔的最小極限尺寸)制造，防止Dm<Dmin止端(止規(guī))：按孔的最小實(shí)體尺寸(孔的最大極限尺寸)制造，防止Da>Dmax通規(guī)和止規(guī)分別以被檢孔的最大和最小極限尺寸為基本尺寸：

通規(guī):體現(xiàn)零件的最大實(shí)體邊界，控制零件的體外作用尺寸；止規(guī):體現(xiàn)零件的最小實(shí)體邊界，控制零件的實(shí)際尺寸。59光滑極限量規(guī)的分類軸公差軸最大極限尺寸通軸最小極限尺寸止軸用卡規(guī)或環(huán)規(guī)

軸用光滑極限量規(guī)（環(huán)規(guī)或卡規(guī)）通端：按軸的最大實(shí)體尺寸(軸的最大極限尺寸)制造，防止dm>dmax止端：按軸的最小實(shí)體尺寸(軸的最小極限尺寸)制造，防止da<dmin

通規(guī)和止規(guī)分別以被檢軸的最大和最小極限尺寸為基本尺寸：

通規(guī):體現(xiàn)零件的最大實(shí)體邊界，控制零件的體外作用尺寸；止規(guī):體現(xiàn)零件的最小實(shí)體邊界，控制零件的實(shí)際尺寸。60量規(guī)按用途分類工作量規(guī)：工人在生產(chǎn)過程中檢驗(yàn)工件用的量規(guī)。驗(yàn)收量規(guī)：檢驗(yàn)部門或用戶驗(yàn)收產(chǎn)品時(shí)使用的量規(guī)。校對(duì)量規(guī)：校對(duì)軸用工作量規(guī)的量規(guī)。軸用工作量規(guī)在制造或使用過程中常會(huì)發(fā)生碰撞變形，且通規(guī)經(jīng)常通過零件易磨損，所以要定期校對(duì)。孔用工作量規(guī)用精密通用量?jī)x檢測(cè)，故不規(guī)定專用的校對(duì)量規(guī)。

光滑極限量規(guī)的分類61量規(guī)的設(shè)計(jì)原則1.作用尺寸孔的作用尺寸：與實(shí)際孔內(nèi)接的最大理想軸的尺寸。由于形狀誤差的存在，孔的作用尺寸一般小于孔的實(shí)際尺寸。

軸的作用尺寸：與實(shí)際軸外接的最小理想孔的尺寸。由于形狀誤差的存在，軸的作用尺寸一般大于該軸的實(shí)際尺寸。622.泰勒原則是指孔的作用尺寸應(yīng)大于或等于孔的最小極限尺寸（最大實(shí)體尺寸），并在任何位置上孔的實(shí)際尺寸不允許超過最大極限尺寸（最小實(shí)體尺寸）；軸的作用尺寸應(yīng)小于或等于軸的最大極限尺寸（最大實(shí)體尺寸），并在任何位置上軸的實(shí)際尺寸應(yīng)大于或等于軸的最小極限尺寸（最小實(shí)體尺寸）；綜上，泰勒原則就是孔或軸的作用尺寸不允許超過最大實(shí)體尺寸；在任何位置上的實(shí)際尺寸不允許超過最小實(shí)體尺寸。量規(guī)的設(shè)計(jì)原則63用光滑極限量規(guī)來檢驗(yàn)工件時(shí)，必須符合泰勒原則?！巴ㄒ?guī)”用于控制工件的作用尺寸，其尺寸等于孔或軸的最大實(shí)體尺寸，且量規(guī)的長度等于配合長度。

“止規(guī)”用于控制工件的實(shí)際尺寸，其尺寸等于孔或軸的最小實(shí)體尺寸。量規(guī)的設(shè)計(jì)原則64符合泰勒原則的通規(guī)在理論上應(yīng)為全形規(guī)，即除尺寸為最大實(shí)際尺寸外，其軸線長度還應(yīng)與被檢驗(yàn)工件的長度相同（具有與孔或軸相對(duì)應(yīng)的完整表面）。若通規(guī)為不全形規(guī)，可能會(huì)造成檢驗(yàn)錯(cuò)誤。

孔的作用尺寸已超出最大實(shí)體尺寸，為不合格件。若用不全形通規(guī)來判斷，有可能會(huì)造成誤收。量規(guī)的設(shè)計(jì)原則65止規(guī)用于檢驗(yàn)工件任何位置上的實(shí)際尺寸，理論上應(yīng)為點(diǎn)狀的（不全形止規(guī)），否則也會(huì)造成檢驗(yàn)錯(cuò)誤。軸的I-I位置處的實(shí)際尺寸已超出最小實(shí)際尺寸，為不合格件。若用全形止規(guī)檢驗(yàn)時(shí)，卻使該軸不能通過，而判斷為合格品，造成判斷失誤。

量規(guī)的設(shè)計(jì)原則66由以上分析可知，理論上，通規(guī)應(yīng)為全形量規(guī)，止規(guī)應(yīng)為點(diǎn)狀即不全形量規(guī)。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于量規(guī)的制造和使用方便等原因，允許量規(guī)型式在一定條件下偏離泰勒原則，如通規(guī)的長度可能短于工件的配合長度，檢驗(yàn)曲軸軸頸的通規(guī)無法用全形的環(huán)規(guī)，而用卡規(guī)代替；點(diǎn)狀止規(guī)，檢驗(yàn)中點(diǎn)接觸易于磨損，往往改用小平面或球面來代替。量規(guī)的設(shè)計(jì)原則67是量規(guī)精度的合理要求，保證量規(guī)能以一定的準(zhǔn)確度進(jìn)行檢驗(yàn)量規(guī)公差帶的大小和位置，取決于工件公差帶的大小和位置、量規(guī)的用途等。

(一)

工作量規(guī)公差通規(guī)

公差由制造公差和磨損公差組成；通規(guī)在使用過程中逐漸磨損，為了使它具有一定的壽命需要留出適當(dāng)?shù)哪p儲(chǔ)量，即規(guī)定磨損極限，磨損極限等于被檢驗(yàn)工件的最大實(shí)體尺寸。止規(guī)只規(guī)定制造公差。止規(guī)遇到合格工件不通過，不會(huì)磨損，所以不需要磨損儲(chǔ)量。

量規(guī)的公差帶由尺寸要素T和位置要素Z組合而成。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的量規(guī)制造公差和位置要素?cái)?shù)值見表3-9。量規(guī)制造公差T和位置要素Z的數(shù)值大，對(duì)工件的加工不利；T和Z小則量規(guī)制造困難，Z小則量規(guī)使用壽命短。量規(guī)的公差68量規(guī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：工作量規(guī)公差帶的位置配置，采用不超越工件極限的原則。工作量規(guī)的設(shè)計(jì)691）工作量規(guī)制造公差T2）通規(guī)公差帶的位置Z3）止規(guī)公差帶的位置T/24）工作量規(guī)的形位公差工作量規(guī)的形狀和位置誤差應(yīng)在工作量規(guī)制造公差范圍內(nèi)，其形位公差為尺寸公差的50%，即形位公差t=T/2考慮到制造和測(cè)量的困難，當(dāng)T≤0.002mm時(shí)，取t=0.001mm。其尺寸與形位公差間的關(guān)系應(yīng)遵守包容要求。5）工作量規(guī)的表面粗糙度值Ra一般取為0.025-0.4μm

。工作量規(guī)的設(shè)計(jì)70(二)

校對(duì)量規(guī)公差校對(duì)量規(guī)是校對(duì)軸用工作量規(guī)的量規(guī)。“校通—通”量規(guī)(代號(hào)為TT)檢驗(yàn)軸用量規(guī)“通規(guī)”的校對(duì)量規(guī)“校止—通”量規(guī)(代號(hào)為ZT)檢驗(yàn)軸用量規(guī)“止規(guī)”的校對(duì)量規(guī)“校通—損”量規(guī)(代號(hào)為TS)檢驗(yàn)軸用量規(guī)“通規(guī)磨損極限”的校對(duì)量規(guī)工作量規(guī)的設(shè)計(jì)711）校對(duì)量規(guī)公差Tp取值Tp=T/22）Tp的位置對(duì)于TT(校通-通)規(guī)、ZT(校止-通)規(guī)（能被通過制造合格），Tp在T的中心以下；對(duì)于TS(校通-損)規(guī)（不能被通過），Tp在軸工件公差的MMS以下；3）校對(duì)量規(guī)的形位公差與尺寸公差的關(guān)系按包容要求；4）校對(duì)量規(guī)的表面粗糙度值Ra：約為工作量規(guī)Ra值的1/2。工作量規(guī)的設(shè)計(jì)721)符合量規(guī)設(shè)計(jì)原則(泰勒原則)的量規(guī)形狀。2)實(shí)際生產(chǎn)中量規(guī)的形狀。圖3-20量規(guī)形狀背離泰勒原則對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響(示意圖)

a)全形止規(guī)的影響b)不全形通規(guī)的影響工作量規(guī)的設(shè)計(jì)量規(guī)形狀的選擇73工作量規(guī)的設(shè)計(jì)量規(guī)形式的選擇74工作量規(guī)的設(shè)計(jì)量規(guī)形式的選擇止規(guī)通規(guī)31518500100