第6章-量规设计基础.
6第六章 量规设计基础
第六章 量规设计基础
3、同时检验与分别检验 同时检验：用位置量规的测量部位检验被测关联要素的同时，定 位部位既用于模拟基准，又用于检验基准实际要素。 分别检验：实际基准要素的尺寸先由其它量规检验，其定位部位 仅用于模拟基准，位置量规只检验关联被测要素，这种检验称之 为分别检验。
4、综合公差Tt
定义：被测要素（或基准要素）本身的位 置公差或形状公差t与尺寸公差T之和
第六章 量规设计基础
第六章 量规设计基础
第一节 光滑极限量规的设计 第二节 位置量规简介
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第六章 量规设计基础
第一节光滑极限量规的设计
一、极限尺寸判断原则
1、孔或轴的体外作用尺寸不允许超过最大实体尺寸。即对于孔，其体 外作用尺寸应不小于最小极限尺寸；对于轴，则应不大于最大极限尺寸。 2、任何位置上的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸。即对于孔，其实 际尺寸不大于最大极限尺寸；对于轴，其实际尺寸不小于最小极限尺寸。
第六章 量规设计基础
二、位置量规测量部位的设计 1、形状和基本尺寸的确定
2、公差带的设置
三、位置量规定位部位的设计 1、形状和基本尺寸的确定 2、公差带的设置 （1）同时检验时定位部位公差带的设置
（2）分别检验时定位部位公差带的设置
第六章 量规设计基础
四、位置量规导向部位的设计 五、位置量规的主要技术要求 （1）量规工作部位的位置公差tP、t'P （2）量规的工作部位为中心要素时，其轮廓的形状公差 与尺寸公差遵守包容要求。 （3）工作部位的位置公差一般遵守独立原则 （4）定位部位形状为平面时，其平面度按4~7级 （5）未注形位公差按K级选取 （6）对表面粗糙度的要求： （7）位置量规在外观、材料上的要求与光滑极限量规基 本一致。
第6章-光滑工件尺寸的检验
mm
～25 ＞25～40 ＞40～65 ＞65～90 ＞90～115 ＞115～165 ＞165～215 ＞215～265 ＞265～315
互换性与测量技术基础
6.3 光滑极限量规
一. 光滑极限量规概述
1. 光滑极限量规的概念 Plain Limit Gauge
是具有以孔或轴的最大极限尺寸和最小极限尺寸 为公称尺寸的标准测量面，能反映控制被检孔或轴边 界条件的无刻线长度测量器具 1） 成对设计和使用；
上偏差 = ES 孔用止规： 下偏差 = ES－T1
上偏差 = es－Z1+ T1/2 轴用通规： 下偏差 = es－Z1－T1/2
上偏差 = ei + T1 轴用止规： 下偏差 = ei
T1、Z1 见表6－5
互换性与测量技术基础 三. 量规设计 1. 量规的设计原则
极限尺寸判断原则，也称“泰勒原则” ，即： * 孔或轴的体外作用尺寸不允许超过最大实体尺寸，
工件孔用 通端量规型式 工件孔用 止端量规型式 工件轴用 通端量规型式 工件轴用 止端量规型式
1
2 1 2 环规
环规
卡规 卡规 —
卡规
—
互换性与测量技术基础 3. 量规工作尺寸的计算
主 要 公 式
上偏差 = EI + Z1+ T1/2 孔用通规： 下偏差 = EI + Z1－T1/2
孔用止规：上偏差 = ES 下偏差 = ES－T1
2）其一体现零件的最大实体边界，以控制零件的 体外作用尺寸；
3）另一体现零件的最小实体尺寸，以控制零件的 实际尺寸。
互换性与测量技术基础 塞规（Plug Gauge）： 用于孔径检验的光滑极限量规称为塞规
量规设计思路总结
量规设计思路总结1. 引言量规是一种用于测量和校准零件尺寸的工具。
它在制造过程中起着至关重要的作用，对于确保产品质量和工艺稳定性至关重要。
因此，设计一个有效和准确的量规对于零件尺寸的测量非常重要。
本文将总结量规设计的一些思路和原则，旨在帮助工程师们设计出更好的量规。
2. 量规设计的基本原则2.1 准确性量规的首要目标是测量出准确的尺寸。
设计师需要确保量规具备足够的精度和可靠性，能够准确地测量各种尺寸，并做到可重复性。
2.2 方便使用量规设计应注重用户体验，使其易于使用和操作。
设计师应考虑人机工程学原理，设计出符合人体工程学原则的量规。
同时，应设计合理的标记和刻度，让用户能够方便地读取测量结果。
2.3 耐久性量规通常是长期使用的工具，必须具备一定的耐久性。
设计师需要选择合适的材料和制造工艺，确保量规能在使用中保持稳定性和耐磨损性。
3. 量规设计的关键要素3.1 结构设计量规的结构设计要考虑到被测尺寸的特点和使用场景。
常见的结构设计包括游标卡尺、螺旋测微器、光电尺等。
设计师需要根据实际需求选择合适的结构，并对结构进行优化，以提高测量精度和稳定性。
3.2 材料选择量规设计中的材料选择直接关系到量规的性能和耐久性。
常见的材料有不锈钢、工程塑料等。
设计师需要根据具体需求选择合适的材料，并注意材料的机械性能和化学稳定性。
3.3 标记和刻度设计标记和刻度设计是量规设计中重要的一部分。
设计师应选择合适的标记和刻度方式，以便用户能够方便地读取测量结果。
同时，标记和刻度应具备清晰度、持久性和可读性。
3.4 定位和固定设计量规在使用时需要与被测零件进行定位和固定，以确保测量结果的准确性。
因此，在设计中应考虑到定位和固定的需求，并设计相应的结构或装置，使量规能够方便地与被测零件进行配合。
4. 量规设计的优化思路4.1 优化测量方法在量规设计中，可以考虑采用转换测量方法，以提高测量精度和稳定性。
例如，可以采用非接触式传感器代替传统的接触式传感器，减少由于接触带来的误差。
测量基础知识
第三章 测量方法分类
绝对测量和相对测量：测量器具的示值直接反映被测量 量值的测量为绝对测量。用游标卡尺、外径千分尺测量 轴径。将被测量与一个标准量值进行比较得到两者差值 的测量为相对测量。如用内径百分表测量孔径为相对测 量。 被动测量和主动测量：产品加工完成后的测量为被动测 量；正在加工过程中的测量为主动测量。被动测量只能 发现和挑出不合格品。而主动测量可通过其测得值的反 馈，控制设备的加工过程，预防和杜绝不合格品的产生。
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第四章 测量误差 ①测量器具：测量器具设计中存在的原理误差，如杠杆机 构、阿贝误差等。制造和装配过程中的误差也会引起其示 值误差的产生。例如刻线尺的制造误差、量块制造与检定 误差、表盘的刻制与装配偏心、光学系统的放大倍数误差、 齿轮分度误差等。其中最重要的是基准件的误差，如刻线 尺和量块的误差，它是测量器具误差的主要来源。
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第四章 测量误差
由于测量过程的不完善而产生的测量误差，将导致测得 值的分散入不确定。因此，在测量过程中，正确分析测 量误差的性质及其产生的原因，对测得值进行必要的数 据处理，获得满足一定要求的置信水平的测量结果，是 十分重要的。 测量误差定义：被测量的测得值x与其真值x0之差，即： △= x －x0 由于真值是不可能确切获得的，因而上述善于测量误差 的定义也是理想的概念。在实际工作中往往将比被测量 值的可信度（精度）更高的值，作为其当前测量值的 “真值”。 误差来源：测量误差主要由测量器具、测量方法、测量 环境和测量人员等方面因素产生。
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第三章 测量方法分类
接触测量和非接触测量：测量器具的测头与被测件表面接 触并有机械作用的测力存在的测量为接触测量。如用光切 法显微镜测量表面粗糙度即属于非接触测量。
第六章 孔、轴检测与量规设计基础
§1 孔、轴实际尺寸的验收
§2 光滑极限量规 §3 功能量规
重点：
验收极限的确定； 光滑极限量规的设计原理； 光滑极限量规的设计计算
我国相关的国家标准：
难点： 光滑极限量规的设计计算
GB/T 3177-2009《产品几何技术规范（GPS） 光滑工件尺寸的检验》 GB/T 1957-2006《光滑极限量规 技术要求》 GB/T 8069-1998《功能量规》
规
规
孔
轴
适用场所不同
工 验校 作 收对 量 量量 规 规规
生
检
计
产
验
量
车
部
部
间
门
门
二、光滑极限量规的设计原理——泰勒原则
设计光滑极限量规时，应遵守泰勒原则（极限尺寸判断原则）的规定。
Dfe dfe
图7-7 孔、轴体外作用尺寸 Dfe、 dfe与实际尺寸 Da、 da
1—实际被测孔；2—最大的外接理想轴
（2）不内缩方式验收极限
不内缩方式的验收极限是以图样上规定的
上极限尺寸和下极限尺寸分别作为上、下 验收极限，即取安全裕度为零（A=0）， 因此
KS
L; max
Ki Lmin
图7-2 工件尺寸公差带及验收极限
y
2、验收极限方式的选择
① 对于遵循包容要求的尺寸和标准公差等 级高的尺寸，其验收极限按双向内缩方式 确定。
轴用量规——环规或卡规
孔用量规——塞规
光滑极限量规有通规和止规，应成对使用。
常见量规的结构形式
◆量规按用途分类：
（1）工作量规——指在零件制造过程中操作者所使用的量 规。 分为通规“T”和止规“Z”。
量规的设计
量规的设计(2013-03-14 16:13:01)转载▼标签：教育通常，在量规设计的过程中，需要根据研究目标和学生水平来设计评价指标，并根据研究目标的侧重点确定各评价指标的权重，用具体的、可操作的描述语言来说明量规中各个指标的评价要求。
一般地，评价量规的设计包括以下六个步骤。
1．确定主要评价要素对研究计划的内容进行分析，然后确定影响研究计划执行的主要研究环节或要素，从中选择某些要素作为评价要素，选择评价要素时要考虑其总体涵盖的范围及其在单元研究计划中的地位。
2．确定主要评价指标评价主要指标应该符合以下要求：（1）主要指标应该与研究目标紧密结合；（2）主要指标要尽可能用简短的词语进行描述；（3）主要指标一般是一维的，一个有效量规中的每个主要指标通常是一维的，它可以被分解成几个二级指标，但却与其他一级指标并列构成了评价的主要方面；（4）所确定的主要指标整体要能够涵盖影响评价要素的各个主要方面。
每个评价要素的主要指标数目不必相同，但每个指标都应该是构成评价要素的主要影响成分。
每个评价要素还可以拥有多级指标，但指标级数并不是越多越好，而应根据实践需求来确定。
3．设计评价指标权重对所选定评价要素的主要评价指标进行综合权衡，为每个主要评价指标分配权重，并对量规中各评价指标的权重（分数）进行合理设置。
首先，评价指标的权重设计与教学目标的侧重点有直接的关系，并与评价的目的相关，反映主要考察目的的评价指标，权重应该高些。
如对学生电子作品的评价，如果教师的主要目的是教会学生研究制作电子作品的有关技术，那么赋予技术、资源利用评价指标的权重则应该高些；如果教师的主要目的是为了让学生通过电子作品展示自己的调查报告，那么赋予选题、内容、组织等评价指标的权重则应该高些。
其次，在设计指标权重时要保证某个一级评价指标的所有二级评价指标权重之和应等于该一级指标的权重。
4．描述评价的具体要求在设想描述评价的具体要求时，应该利器具体的、可操作性的描述语言，避免利用归纳综合性的语言。
测量基础知识
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第四章 测量误差 ①测量器具：测量器具设计中存在的原理误差，如杠杆机构、阿贝误差等。 制造和装配过程中的误差也会引起其示值误差的产生。例如刻线尺的制造误 差、量块制造与检定误差、表盘的刻制与装配偏心、光学系统的放大倍数误 差、齿轮分度误差等。其中最重要的是基准件的误差，如刻线尺和量块的误 差，它是测量器具误差的主要来源。
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第一章 测量的定义 任何测量过程都包含：测量对象、计量单位、测量方法和测量误差等四个要 素。 测试：是指具有试验性质的测量。也可理解为试验和测量的全过程。 检验：是判断被测物理量是否合格（在规定范围内）的过程,一般来说就是 确定产品是否满足设计要求的过程,即判断产品合格性的过程,通常不一定要 求测出具体值。因此检验也可理解为不要求知道具体值的测量。 计量：为实现测量单位的统一和量值准确可靠的测量。
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目录
第一章、测量的定义。 第二章、测量基准。 第三章、测量方法分类。 第四章、测量误差。 第五章、基本测量原则。 第六章、测量器具的主要技术性能指标。 第七章、测量器具的选择。
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第一章 测量的定义
测量：是以确定被测对象的量值为目的的全部操作。在这一操作过程中,将 被测对象与复现测量单位的标准量进行比较,并以被测量与单位量的比值及 其准确度表达测量结果。 例如：用游标卡尺对一轴径的测量,就是将被对象（轴的直径）用特定测量 方法（用游标卡尺测量）与长度单位（毫米）相比较。若其比值为30.52, 准确度为±0.03mm,则测量结果可表达为（30.52±0.03）mm。
量规设计基础
量规设计基础一、极限尺寸判断原则单一要素的孔和轴遵守包容要求时，要求其被测要素的实体处处不超过最大实体边界，而实际要素局部实际尺寸不得超过最小实体尺寸。
二、光滑极限量规的检验原则依照极限尺寸判断原则设计的量规，称为光滑极限量规（简称量规）。
检验孔用的量规称为塞规，检验轴用的量规叫环规或卡规。
量规由通规（通端）和止规（止端）所组成。
通规和止规是成对使用的。
检验时，通规通过被检轴、孔则表示工件的作用尺寸没有超出最大实体边界。
而止规不通过，则说明该工件实际尺寸也正好没有超越最小实体尺寸。
故零件合格。
三、滑极限量规的分类按用途分：工作量规、验收量规、校对量规1工作量规——工人在加工中用它来测工件的。
通端：T止端:Z2验收量规——检验部门或用户来验收零件的。
3校对量规——用来校对轴用量规，以发现卡规是否已磨损或变形。
TT→校通—通量规（通过被测卡规的通端）防止尺寸过小TS→校通—损量规（不通过被测卡规的通端）防止尺寸过大ZT→校止—通量规（通过被测卡规的通端）防止尺寸过小对于孔量规的校对一般用通用量仪来校对。
四、工作量规的设计1工作量规的公差带1）作量规基本尺寸的确定：各种量规是以被测工件的极限尺寸作为基本尺寸。
T=MMS ：dmaxDZ=LMS ：dminD2）作量规的公差带① 制造公差——控制量规制造时产生的误差。
② 磨损公差——规定有一个合理的寿命。
通端：制造、磨损止端:制造国标规定两种方案：量规公差带以不超出工件极限尺寸为原则分布在尺寸公差带之内。
通规的制造公差带对称于Z值。
Z——制造公差带中心至被测工件MMS之间的距离，其允许磨损量以工件的MMS 为极限。
止规的制造公差带是以工件的LMS算起。
量规公差带中：大小要素——T ；位置要素——Z。
其值见P93 表4-15 2验收量规的公差带没有列出单独的公差带规定：检验部门应该使用磨损较多的通规；用户使用通规接近MMS，以及接近LMS的止规。
3校对量规的公差带TT——从通规的下偏差计算起，向通规公差带内分布。
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6.2 量规设计原理
图6-4 几种常用的孔用量规的结构形式 a)锥柄圆柱塞规(1～50) b)单头非全形塞规(80～180)
c)片形塞规(18～315) d)球端杆规(315～500)
6.2 量规设计原理
6.2.4 量规的技术要求 (1)量规材料 量规要求耐磨，测量面的材料可用渗碳钢、碳素工具 钢、合金结构钢或合金工具钢等材料。 (2)形位公差 量规的形位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%。 (3)表面粗糙度 量规的表面粗糙度参数值为0.025～0.4μm，按表6-3 选取。
6.2 量规设计原理
6.2.1 泰勒原则 量规的设计应符合泰勒原则（极限尺寸判断原则）。 (1)量规的基本尺寸 通规的基本尺寸应等于工件的最大实体尺寸 (或)；止规的基本尺寸应等于工件的最小实体尺寸(或)。 (2)量规的形状要求 通规用来控制工件的作用尺寸，它的测量面应 是与孔或轴形状相对应的完整表面，且测量长度等于配合长度，因 此，通规通常制成全形量规。 6.2.2 工作量规公差带
(2)磨损极限 通规的磨损极限尺寸就是零件的最大实体尺寸。
表6-2 工作量规的极限偏差的计算
6.2.3 量规的结构形式 光滑极限量规结构形式很多，如图6⁃3、图6⁃4所示，分别给出了几 种常用的轴用、孔用量规的结构形式及适用范围，供设计时选用。
6.2 量规设计原理
图6-3 几种常用的轴用量规的结构形式 a)环规(1～100) b)双头卡规(3～10) c)单头双极限卡规(1～80)
互换性与测量技术基础
主编
第6章 量规设计基础
6.1 光滑极限量规 6.2 量规设计原理 6.3 工作量规设计 6.4 位置量规简介
6.1 光滑极限量规
6.1.1 概述 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，
一般使用通用计量器具分别测量；当单一要素的孔和轴采用包容要 求时，则应使用光滑极限量规（简称量规）来检验；当关联要素采 用最大（小）实体要求时，则应使用位置量规来检验。
6.3 工作量规设计
3)计算量规极限偏差。
图6-5 量规公差带图
① 塞规通端 ② 塞规止端 ③ 止规通端 ④ 卡规止端
6.3 工作量规设计
图6-6 规简图
6.3 工作量规设计
图6-7 卡规简图
6.4 位置量规简介
量规是专用检验工具，它的制造精度要求比被检验工件更高， 公差等级一般在7级以上。
6.2 量规设计原理
图6-2 量规公差带
(1)制造公差 国家标准规定量规的公差带不得超出工件的公差带
6.2 量规设计原理
。
表6-1 工作量规制造公差T与位置数值Z(摘自 1957—2006)(单位：μm)
6.2 量规设计原理
图6-1 光滑极限量规
6.1 光滑极限量规
6.1.2 分类 量规按照用途分为： (1)工作量规 是指在零件制造过程中，生产工人检验工件时所使用 的量规。 (2)验收量规 是指检验人员或者用户代表验收工件时所用的量规。 (3)校对量规 是指用于检验轴用工作量规的量规(由于孔用工作量规 使用通用计量器具检验，所以不需要校对量规)。 1)校通—通()是检验轴用工作量规中通规的校对量规。 2)校止—通()是检验轴用工作量规中止规的校对量规。 3)校通—损()是检验轴用工作量规的通规是否达到磨损极限的校对量 规。
表6-3
6.3 工作量规设计
1)根据被检工件的尺寸大小和结构特点等因素选择量规的结构形式。 2)根据被检工件的基本尺寸和公差等级查出量规的位置要素Z和制造 公差T，画出量规公差带图，计算量规工作尺寸的上、下偏差。 3)查出量规的结构尺寸，画量规工作图，标注尺寸及技术要求。 例6-1 试设计检验ϕ30H8(+0．033)○E和ϕ30f7(-0．020)○E的工作量 规。 解:1)确定量规形式。参考图6-3、图6-4，选择检验孔用锥柄圆柱双 头塞规；轴用单头双极限圆形片卡规。 2)查表6-1确定工作量规的制造公差T和位置要素Z。