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1、1,第六章 光滑工件的检验,主要内容： 1. 按规范检验工件的判定规则 2.通用计量器具及选择原则 3. 光滑极限量规 4 .功能量规 难点：泰勒原则的理解 重点：泰勒原则、量规公差带,2,6.1 按规范检验工件的判定规则,1.按规范检验的几个基本概念 1）合格与不合格 2）规范区 3）合格区与不合格区 4）不确定区 2.按规范检验合格或不合格的判定准则,3,1.按规范检验的几个基本概念,合格是指满足要求；不合格即不满足要求。 规范区是指工件或测量设备的特性在规范限之间（含规范限）内的一切变动值。 合格区是指被扩展不确定度（U）缩小的规范区。,6.1 按规范检验工件的判定规则,4,不合格区是指
2、被扩展不确定度（U）延伸的规范区外的区域。,不确定区是指规范限两侧计入测量不确定度的区域。,A-单侧规范 B-双侧规范 1-规范区 4-不合格区,1-规范区 5-不确定区,1.按规范检验的几个基本概念,5,2.按规范检验合格或不合格的判定准则,1)按规范检验合格的判定准则 2)按规范检验不合格的判定准则 3)不确定区,6.1 按规范检验工件的判定规则,6,1)按规范检验合格的判定准则,当测量结构的完整表述()在工件特性的公差区域或测量设备特性的最大允许误差之内，即： LSLy-U 且 y+UUSL 工件或测量设备按规范检验合格，应被接收。 换言之，当测量结果（y）在被扩展不确定度减小的公差区域
3、或测量设备特性的最大允许误差之内（合格区）时，有 LSL+UyUSL-U 工件或测量设备同样检验合格。,1规范区,6.1 按规范检验工件的判定规则,7,2)按规范检验不合格的判定规则,如果测量结果的完整表述()在工件特性的公差区之外或在测量设备特性的最大允许误差之外，即 y LSL- U 或 USL+ U y 此时，按规范检验不合格，工件或测量设备应被拒收。,1规范区,6.1 按规范检验工件的判定规则,8,3)不确定区,如果测量结果的完整表述(y)包容工件的公差限或测量设备的最大允许误差的规范限LSL或USL，即： y-ULSL y+U 或 y-U USLy+U 此时，按规范检验既不能判定合格
4、也不能判定不合格，工件或测量设备不能被直接接收或拒收。考虑到此种情况可能会出现，供需双方在签订合同时，应确定对此种情况的处理方式。,1规范区,6.1 按规范检验工件的判定规则,9,例 设某零件的尺寸要求为mm，用坐标测量机测量该零件局部直径，设用该测量机测量该尺寸时的扩展不确定度为0.0025mm。设测量6个工件的局部直径的测量结果分别为49.997 mm、49.998 mm、50.005 mm、50.035 mm、50.038 mm、50.042mm，试按照标准判定这6个工件是否合格。 解：按照前述的判定工件合格或不合格的准则，需要考虑不确定度对测量结果判断的影响，故按照判定合格的准则，测量
5、结果为50.005、50.035mm的工件合格。按照判定不合格的准则，测量结果为49.997、50.042mm的工件不合格。 测量结果为49.998、50.038mm的工件既不能判定合格，也不能判定不合格。尽管按照规范要求，50.038在下规范限和上规范限之内，但不能判定其合格与否。同样，49.998虽然超出了规范限，但也不能判断其为不合格。 供需双方签订合同时，应事先确定好解决此种情况的办法。,6.1 按规范检验工件的判定规则,10,6.2 用通用计量器具检验,通用计量器具是相对于光滑极限量规、功能量规等专用量规而言的，指带有刻度或数字/模拟显示装置的变值测量器具，如游标卡尺、千分尺、指示表
6、、比较仪、投影仪、万能工具显微镜、三坐标测量机、干涉测长仪等量具量仪。,11,1.计量器具的选择原则,1）按被测对象的大小、形状、材料、自重、生产批量及被测量的种类来选择计量器具 2）按被测工件的被测量的公差来选择计量器具,6.2 用通用计量器具检验,12,2.光滑工件的检验,1）验收极限方式的确定 2）验收极限方式的选择,6.2 用通用计量器具检验,13,1）验收极限方式的确定,验收极限是判断所检验工件尺寸合格与否的尺寸界限。 验收极限可以按照下列两种 内缩验收极限 不内缩验收极限,6.2 用通用计量器具检验,14,内缩验收极限 即验收极限是从规定的最大实体尺寸（MMS）和最小实体尺寸（LM
7、S）分别向工件公差带内移动一个安全裕度（A）来确定，如图所示。,验收极限示意图,6.2 用通用计量器具检验,15,内缩验收极限,孔尺寸的验收极限： 上验收极限=最小实体尺寸（LMS） 安全裕度（A） 下验收极限=最大实体尺寸（MMS）+ 安全裕度（A） 轴尺寸的验收极限： 上验收极限=最大实体尺寸（MMS） 安全裕度（A） 下验收极限=最小实体尺寸（LMS）+ 安全裕度（A）,内缩验收极限的优点：在车间实际情况下，减少误收率。,6.2 用通用计量器具检验,16,不内缩验收极限,不内缩验收极限 即验收极限等于规定的最大实体尺寸（MMS）和最小实体尺寸（LMS），即A值等于零。,6.2 用通用计量
8、器具检验,17,2）验收极限方式的选择,验收极限方式的选择，要结合尺寸功能要求及其重要程度、尺寸公差等级、测量不确定度和过程能力等因素综合考虑。,6.2 用通用计量器具检验,18,3）通用计量器具的选择,选择计量器具时，既要考虑检验的精度，以保证被测 工件的质量，同时也要兼顾检验的经济性。 应按照计量器具所导致的测量不确定度（简称计量器具的测量不确定度）的允许值（u1）选择计量器具。选择时，应使所选用的计量器具的测量不确定度数值等于或小于选定的u1值。,6.2 用通用计量器具检验,19,3.误判概率与验收质量,按验收原则，所用验收方法应只接收位于规定尺寸极限之内的工件。但是，由于计量器具和测量
9、系统都存在误差，任何测量方法都可能发生一定的误判概率。误判概率的大小影响着验收的质量。,6.2 用通用计量器具检验,20,例，某工件外径为50h8 ，已知工艺能力指数，尺寸遵循正态分布，试选择计量器具，确定验收极限，并分析误判概率。 解：（1）确定验收极限 该工件遵守包容要求，故按内缩方式确定验收极限。 由表6-1查得：IT8=0.039mm，A=0.0039mm。 上验收极限=最大实体尺寸(MMS)-A=50-0.0039=49.996 1mm 下验收极限=最小实体尺寸(LMS)+A=50-0.039+0.0039=49.9649mm （2）选择计量器具 计量器具的测量不确定度允许值按档取，
10、查表6-1得u1=0.0035mm。 由表6-3查得分度值为0.005（放大倍率为250倍）的比较仪的不确定度u1为0.0030mm，小于0.0035mm，它满足使用要求。 （3）误判概率 由表6-5知：误收率m =0，误收率n=6.98%。,6.2 用通用计量器具检验,21,6.3 用光滑极限量规检验,1.了解光滑极限量规的概念 2.理解泰勒原则的内涵 3.掌握光滑极限量规公差带的特点 4.了解光滑极限量规设计的基本方法,22,1 概 述,量规是一种没有刻度的专用定值检验工具，其外形与被检验对象相反，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。 检验孔的量规为塞规，可认为
11、是按一定尺寸精确制成的轴。 通规:按被测孔的最大实体尺寸制造 使用时通过被检验孔，表示被测孔径大于最小极限尺寸 止规:按被测孔的最小实体尺寸制造 使用时塞不进被检验孔，表示被测孔径小于最大极限尺寸,6.3 用光滑极限量规检验,23,塞规,6.3 用光滑极限量规检验,24,检验轴的量规为环规与卡规，可认为是按一定尺寸精确制成的孔。 通规:按被测轴的最大实体尺寸制造 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制造 使用时滑不过去，表示被测轴径大于最小极限尺寸,环规与卡规,6.3 用光滑极限量规检验,25,极限量规一般都是成对使用，并分为通规和止规。联合使用
12、就能判断被测孔径和轴径是否在规定的极限尺寸范围内。 按不同的用途，量规可分为： (1) 工作量规：在生产过程中检验工件用的量规，其通规和止端分别用“T”和“ Z”表示。 (2) 验收量规：检验部门或用户验收产品时使用的量规。 (3) 校对量规：校对轴用工作量规的量规。 校通通TT：检验轴用量规通规的校对量规（防止通规尺寸过小，如制造、损伤、实效等） 校止通ZT：检验轴用量规止规的校对量规（防止止规尺寸过小） 校通损TS：检验轴用量规通规磨损极限的校对量规,6.3 用光滑极限量规检验,26,2.光滑极限量规与泰勒原则,工件除线性尺寸误差外，还存在形状误差，在用量规检验工件时，量规设计应遵循泰勒原
13、则 泰勒原则 ：孔或轴的体外作用尺寸不允许超过最大实体尺寸，实际尺寸不允许超过最小实体尺寸 孔的体外作用尺寸应大于或等于孔的最小极限尺寸，并在任何位置上孔的局部实际尺寸应小于或等于孔的最大极限尺寸 DfeDmin DaDmax 轴的体外作用尺寸应小于或等于轴的最大极限尺寸，并在任何位置上轴的局部实际尺寸应大于或等于轴的最小极限尺寸 dfe dmax da dmin,6.3 用光滑极限量规检验,27,按GPS新标准，泰勒原则应修改为 ：孔或轴的提取组成要素不允许超过最大实体尺寸，局部尺寸不允许超过最小实体尺寸。 此处保留教材的准则。,6.3 用光滑极限量规检验,28,体外作用尺寸,孔的体外作用尺
14、寸Dfe：在配合的全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸； Dfe=Da-T形 轴的体外作用尺寸dfe ：在配合的全长上，与实际轴外接的最小理想孔的尺寸：,内接的最大理想轴,外接的最小理想孔,实际孔,实际轴,孔的作用尺寸,轴的作用尺寸,dfe =da+T形,6.3 用光滑极限量规检验,29,泰勒原则对极限量规的要求,通规用于控制工件的体外作用尺寸，其测量面理论上应具有与孔或轴相应的完整表面，其尺寸等于孔或轴的最大实体尺寸，且量规长度等于配合长度。 止规用于控制工件的实际尺寸，其测量面理论上应为点状，其尺寸等于孔或轴的最小实体尺寸。,6.3 用光滑极限量规检验,30,例：轴 ，直线度误差0.00
15、5mm，实际尺寸为49.974mm，问该零件合格与否。解： MMS=49.975mm LMS=49.95 mm 实际尺寸da49.974LMS体外作用尺寸 dfe49.974+0.005 =49.979mmMMS 故零件不合格。,6.3 用光滑极限量规检验,31,3.光滑极限量规的公差带,量规 制造公差其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 （公差带中心到工件最大实体尺寸间的距离） 磨损公差使用寿命 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起，向工件的公差带内分布 磨损公差 未规定
16、 校对量规的公差带分布规定如下： TT 校通通 防止通规尺寸过小 TS 校通损 防止通规超出磨损极限尺寸 ZT 校止通 防止止规尺寸过小 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,6.3 用光滑极限量规检验,32,量规公差带图,所示为量规公差带的超越极限配置形式。量规的通规的磨损极限超越了被检工件的最大实体尺寸，止规的公差带以被检工件的最小实体尺寸为中心对称配置。量规的公差带这样配置，使被检工件有较大的制造误差，不可避免地会产生误收现象。图中Z表示通规定形尺寸公差带中心到被测孔、轴最大实体尺寸之间的距离。,6.3 用光滑极限量规检验,33,量规公差带图,所
17、示为量规公差带的完全内缩式配置形式。量规的通规、止规公差带均内缩到被检工件的尺寸公差带之内，其工作量规的通规公差带中心位置由Z决定，而其磨损极限与被测工件的最大实体尺寸重合。工作量规的止规公差带从工件的最小实体尺寸起，向被检工件的尺寸公差带之内分布，其工作量规的通规公差带中心位置由Z决定，而其磨损极限与被测工件的最大实体尺寸重合。工作量规的止规公差带从工件的最小实体尺寸起，向被检工件公差带内分布。可以大大减少误收、误废现象的发生。图中T表示工作量规的制造公差；Tp表示校对量规的制造公差。,6.3 用光滑极限量规检验,34,校对量规的公差带分布规定如下： TT 防止通规尺寸过小 应通过被校对的轴
18、用量规 公差带是从通规的下偏差起，向轴用量规通规公差带内分布 TS 防止通规超出磨损极限尺寸 校对量规, 若通过了应予废弃 公差带从通规的磨损极限起，向轴用量规通规公差带内分布 ZT 防止止规尺寸过小 应通过被校对的轴用量规 公差带是从止规的下偏差起，向轴用量规止规公差带内分布,6.3 用光滑极限量规检验,35,4.光滑极限量规的设计,设计步骤如下： (1)按零件图上的被测工件的公差代号查出工件的极限偏差，计算出最大、最小实体尺寸，即可得知通规、止规及校对量规的工作部分的定形尺寸； (2)从表6-9中查出量规定形尺寸的公差T和通规定形尺寸公差带中心到被测工件的最大实体尺寸之间的距离Z值，按T确
19、定量规的形状公差和校对量规的制造公差； (3)按照图6-15所示的形式绘制量规定形尺寸公差示意图，确定量规的上、下极限偏差，并计算量规工作部分的极限尺寸。,6.3 用光滑极限量规检验,36,6.4 用功能量规检验,1 功能量规的功能和种类 2 功能量规的设计原理 3 功能量规的代号 4 功能量规的公差带位置 5 功能量规的公差值,37,1.功能量规的功能和种类,功能量规是指当最大实体要求应用于注有公差的要素和（或）基准要素时，用来确定其提取组成要素是否超出最大实体实效边界的全形量规。 从检测的几何误差类型看，功能量规有直线度、平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、位置度量规。 从量规的结构看
20、，有整体型、组合型、插入型、活动型量规等。,6.4 用功能量规检验,38,6.4 用功能量规检验,39,功能量规的工作部位包括检验部位、定位部位和导向部位。,检验部位：用于模拟被测提取要素的边界的部位。 定位部位：用于模拟基准要素的边界或基准、基准体系的部位。 导向部位：便于检验部位和（或）定位部分进入被测提取要素和（或）基准要素部位。,按检验方式分，用功能量规检验可分为依次检验和共同检验。,按照功能要求，被测要素相对于基准要素的形式有多种，如无基准、单一基准、组合基准和三基面体系等，功能量规应按此要求设计。,6.4 用功能量规检验,40,2.功能量规的设计原理,1）检验部分的形状和尺寸 功能
21、量规的检验部位与被测要素相对应。 2）定位部分的形状和尺寸 功能量规的定位部位应与被测要素的基准要素相对应。 3）导向部位的形状和尺寸 导向部位的形状、方向和位置应与检验部位或定位部位的形状、方向和位置相同。,6.4 用功能量规检验,41,功能量规各工作部位的示例如图,工件,功能量规,6.4 用功能量规检验,42,3.功能量规的代号,GB/T6069-2002规定了量规各部位尺寸量的代号及尺寸公差、几何公差代号，各部位的尺寸公差以T加下标表示，几何公差以t加下标表示，允许磨损量以W加下标表示，尺寸、公称尺寸、磨损极限尺寸以D（d）加下标表示。,6.4 用功能量规检验,43,4.功能量规的公差带位置,检验部位,检验部位为内要素 检验部位为外要素,6.4 用功能量规检验,44,定位部位,定位部位为内要素 定位部位为外要素,6.4 用功能量规检验,45,导向部位（插入型功能量规无台阶）,导向部位为内要素 导向部位为外要素,6.4 用功能量规检验,46,5.功能量规的公差值,功能量规各工作部位的公差值如表6-12所示。功能量规检验部位的基本偏差数值如表6-13所示。,6.4 用功能量规检验,47,6.4 用功能量规检验,48,6.4 用功能量规检验,