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1、第7章 光滑极限量规,7.1 概述 7.2 工作量规公差带 7.3 量规设计 思考题与习题,7. 1 概 述 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。它是一种无刻度的定值检验量具，属于专用量具的范畴。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 , 因此，在机械制造行业大批量生产中应用广泛。 ,7. 1. 1 塞规和卡规（环规） 光滑极限量规分为塞规和卡规， 如图7-1所示。两种量规都有通规与止规之分，通常是成对使用的。塞规是用来检验孔的。它的通规是根据被检
2、孔的最小极限尺寸确定的，止规是按被测孔的最大极限尺寸制造的。检验孔时，塞规的通规应通过被检孔，表示被测孔径大于最小极限尺寸；塞规的止规应不通过被检孔，表示被测孔径小于最大极限尺寸，即说明孔的实际尺寸在规定的极限尺寸范围之内，如图7-1(a）、(b）所示。,图 7-1 光滑极限量规 （a) 塞规的止规；（b) 塞规的通规； （c) 孔、轴的配合； （d) 卡规的止规； (e) 卡规的通规（环规）,卡规是检验轴用的极限量规。卡规的通端是按轴的最大极限尺寸设计的，止端是按轴的最小极限尺寸设计的。在检验轴时，卡规的通规应通过被检验的轴，表示被测轴径小于最大极限尺寸；卡规的止规不通过被测轴，表示被测轴径
3、大于最小极限尺寸，如图7-1(d）、 (e）所示。 ,由此可见， 量规的通规是按最大实体尺寸(dM, DM)；止规是按最小实体尺寸(DL, dL)制造的。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。 光滑极限量规的标准是GB195781, 适用于检测国标极限与配合（GB/T 1800.41999）规定零件的基本尺寸至500 mm，公差等级IT6IT16的孔与轴。 ,7. 1. 2 量规的分类 量规可分为工作量规、 验收量规和校对量规三种。 1. 工作量规 工作量规是指，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。通规用代号 T（“通”的拼音）表
4、示，止规用代号 Z（“止”的拼音）表示。 ,2. 验收量规 验收量规是指，检验人员或用户代表在验收产品时所用的量规。验收量规无需另行设计和制造，它是由磨损较多，但未超过磨损极限的工作量规中挑选出来的，验收量规的止规应接近工件最小实体尺寸。这样规定，生产者自检合格的工件，检验人员验收时也一定合格。 若用量规检验工件判断有争议时，国标规定应该使用下述量规解决：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 校对量规是指，用以检验工作量规的量规。孔用工作量规的校对，使用通用计量器具测量很方便，不需要校对量规，只有轴用工作量规才设计和使用校对量规。 实际生产中
5、工作量规应用得最多，最普遍。因篇幅所限，下面仅阐述与工作量规设计有关的内容。 ,7.2 工作量规公差带 光滑极限量规是一种专用量具，其制造精度比被检验工件要求更高。在制造过程中，也不可避免地会产生制造误差，故对量规工作尺寸也要规定其制造公差。 量规的通规一般通过被测工件，在使用过程中会逐渐磨损。为使通规具有一定的寿命，需要留出适当的磨损储量。因此通规公差带由制造公差和磨损公差两部分组成。至于止规，由于它不通过工件，磨损极少，因此仅规定有制造公差。,国家标准规定量规的公差带不得超过工件的公差带。工作量规的公差带分布如图7-2所示，其特点是：量规的公差带全部位于被检验工件公差带内，能有效地保证产品
6、的质量与互换性。但有时会把一些合格的工件检验成不合格品，实质上缩小了工件的公差范围，提高了工件的制造精度。由于在大批量生产中，大多数零件都会制造在极限尺寸的中间部分，因此，尽管看似提高了精度，但绝大多数合格零件还会被量规测为合格品，仅有不到百分之一的误测。 ,图 7-2 量规公差带分布 孔用工作量规的制造公差带； (b) 轴用工作量规的制造公差带,图7-2中公差带的制造公差“ T ”和通规公差带位置要素“ Z ”（通规制造公差带的中心到工件最大实体尺寸之间的距离）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，见附表7-1。 ,7.3 量规设计 7. 3
7、. 1 量规设计原则 光滑极限量规的设计应符合极限尺寸判断原则（泰勒原则）, 即孔或轴的作用尺寸不允许超过最大实体尺寸。对于孔，其作用尺寸应不小于最小极限尺寸; 对于轴，其作用尺寸应不大于最大极限尺寸。同时，在任何位置上的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸：对于孔，其局部实际尺寸应不大于最大极限尺寸；对于轴，其局部实际尺寸应不小于最小极限尺寸。,如图 7-3所示，1为零件的实际轮廓，2为该工件的尺寸公差带。可以看出：x 方向已小于最小极限尺寸， y 方向已大于最大极限尺寸，该工件为不合格品。但若用(b)和(e)在图示位置测量，则通规通过，止规不通过，认为该工件为合格品。若再用(a)和(d)组合测量
8、， 通规和止规都通不过去，判定该工件为不合格品。 ,图 7-3 泰勒原则的实际应用 （a) 全形通规；（b) 两点状通规；（c) 工件； （d) 两点状止规； （e) 全形止规,泰勒原则认为：光滑极限量规的通规测量面应该是全形（轴向剖面为整圆）且长度与零件长度相同, 如图7-3(a)所示，用于控制工件的作用尺寸；止规测量面应该是点状的，如图7-3(d)所示，测量面的长度则应短些，用于控制工件的实际尺寸（止规表面与被测件为点接触）。 ,7. 3. 2 量规的形式与结构 量规的结构形式很多，图7-4、图7-5分别给出了几种常用的轴用、孔用量规的结构形式及使用范围，供设计时选用。其具体尺寸参见GB
9、632286光滑极限量规形式及尺寸。,图 7-4 几种常用轴用量规的结构形式 环规（1100）; (b) 双头卡规（310）; (c) 单头双极限卡规（180）,图 7-5 几种常用孔用量规的结构形式 锥柄双头圆柱塞规（150）; (b) 单头非全形塞规（80180）； (c) 片形双头塞规（18315）; (d) 球端杆双头塞规（315500）,泰勒原则是设计极限量规的依据，用这种极限量规检验零件，基本可以保证零件公差与配合要求。但是， 在极限量规的实际应用中，由于量规制造和使用方面的原因，要求量规形状完全符合泰勒原则是有困难的。因此，国标规定：允许在被测零件的形状误差不影响配合性质的条件下
10、，可以使用偏离泰勒原则的量规。 国标规定的量规形式及应用尺寸范围如图7-6所示。 ,图 7-6 量规形式和应用尺寸范围 (a) 孔用量规; (b) 轴用量规,7. 3. 3 设计举例 例7-1 计算25H8/f7孔用、轴用工作量规的极限偏差。 解 首先求出被测孔、轴的极限偏差。可参考极限与配合标准， 25H8的上偏差 ES = + 0.033，下偏差EI=0, 25f7的上偏差为 es =0.020, 下偏差ei=0.041。 (1) 确定工作量规的制造公差和位置要素值， 由附表7-1查得：IT8, 尺寸为25的量规公差 T =0.0034，位置要素 Z = 0.005；IT7, 尺寸为25的
11、量规公差 T = 0.0024，位置要素 Z = 0.0034。 ,(2) 计算工作量规的极限偏差。 25H8孔用塞规： 通规：上偏差=EI+Z+=(0+0.005+0.0017)=+0.0067 下偏差= EI+Z=(0+0.0050.0017)=+0.0033 磨损极限=EI=0 止规: 上偏差=ES=+0.033 下偏差=EST = (+0.0330.0034) = +0.0296, 25f7轴用卡规： 通规：上偏差=esZ+=(0.0200.0034+0.0012)=0.0222 下偏差=esZ=(0.0200.00340.0012)=0.0246 磨损极限偏差 =es=0.020 止
12、规: 上偏差=ei+T=(0.041+0.0024)=0.0386 下偏差=ei=0.041 (3) 绘制工作量规的公差带图（见图 7-7）和量规的标注方法（见图7-8）。,图 7-7 孔、轴工作量规的公差带图（偏差单位为m）,图 7-8 量规的标注方法 （a) 卡规工作简图； （b） 塞规工作简图,7. 3. 4 量规的技术要求 量规的技术要求包括量规材料、硬度、形位公差和表面粗糙度等。 1. 量规材料 量规测量面的材料，可用合金工具钢、渗碳钢、 碳素工具钢及其它耐磨材料，或在测量表面镀以厚度大于磨损量的镀铬层、氮化层等耐磨材料。 2. 硬度 量规测量表面的硬度对量规使用寿命影响很大， 其测量面的硬度应为HRC 5865 。 ,3. 形位公差 量规的形状公差和位置公差应控制在尺寸公差带内，其形位公差值不大于尺寸公差的50% ，考虑到制造和测量的困难，当量规的尺寸公差小于或等于0.002时，其形位公差仍取0.001。 4. 表面粗糙度 量规测量面的粗糙度按表7-1 选取。校对量规测量面的表面粗糙度比工作量规更小。 ,思考题与习题 7-1 光滑极限量规有何特点？如何判断工件是否合格？ 7-2 量规的通规除有制造公差外，为什么还要有磨损公差？ 7-3 光滑极限量规的设计原则是什么？说明其含义。 7-4 试计算50H7/e6配合的孔、轴工作量规的极限偏差，并画出公差带图。 ,