第六章 光滑工件尺寸的检验
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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
互换性与技术测量-第6章 光滑工件尺寸的检验与光滑极限量规
一、塞规和卡规（环规）
光滑极限量规
塞规 卡规
通规 ：Dmin 止规 ：Dmax 通规 ：dmax 止规 ：dmin
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。
二、量规的分类
➢工作量规：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“T”，止规“Z”
公差带的制造公差“T”和通规公差带位置要素“Z” 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。
三、工作量规公差带
工作量规的公差带位于孔、轴的公差带内。
图6-3 量规的形式及其应用
例 计算425H8/f7孔、轴用工作量规的极限偏差。
图6-4 孔、工作量规公差带图
2)按被测工件的公差来选择计量器具。
6.2 光滑极限量规
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。
是一种没有刻度的定值检验量具。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。
采用包容要求时的验收极限
偏态分布时的验收极限
二、计量器具的选择
1)按被测工件的部位、外形及尺寸来选择计量器具，使所选择的计量器具的 测量范围满足工件的要求。
对尺寸大的工件，一般选用上置式计量器具，(以小测大)； 对硬度低、材质软、刚性差的工件，一般选用非接触测量，即选 用光学投影放大、气动、光电等原理的量仪进行测量；对大批量 生产的工件，一般用量规或自动检验机进行检查，以提高测量效 率。
➢验收量规：检验人员或用户代表在验收产品时所用的量规
第6章：光滑工件尺寸检验及量规设计
由表6-2查得：分度值为0.01 mm的外径千分尺，在 尺寸范围0～50mm范围内的不确定度为0.004mm，小于 计量器具的测量不确定度允许值 1，故可满足使用要 求。
8
6.2 光滑极限量规设计
一、基本概念
光滑极限量规是一种没有刻线的专 用测量器具。光滑塞规和卡规叫做光滑 极限量规。 1.塞规：检验孔径的光滑极限量规。 一个塞规按被测孔的最大实体尺寸（孔 的最小极限尺寸）制造；另一个塞规按 被测孔的最小实体尺寸（孔的最大极限 尺寸）制造。前者称为塞规的“通规” （或“通端”），后者称为塞规的“止 规”（或“止端”）。 9
24
四、量规设计 1.量规形式的选择
检验孔时，可用下列几种形式的量规，如 图6-6（a）所示，全形塞规、不全形塞规、片 状塞规、球端塞规。 检验轴时，可用下列型式的塞规，如图66（b）所示，有环规和卡规。
25
图6-6 量规形式及应用尺寸范围
26
2.量规工作尺寸计算 光滑极限量规工作尺寸计算的一般步骤： ① 查出被测孔和轴的极限偏差。 ② 查出工作量规的制造公差T和位置要 素Z值。 ③ 确定工作量规的形状公差和校对量规 的制造公差。 ④ 计算各种量规的极限偏差或工作尺寸。
15
（3）校对量规：用来检验轴用量规 （卡规或环规）在制造中是否符合制造公 差，在使用中是否已达到磨损极限时所用 的量规。 它分为三种：检验轴用量规通规的校对量 规称为“校通—通”量规，用代号“TT” 表示；检验轴用量规止规的校对量规称为 “校止—通”量规，用代号“ZT”表示； 检验轴用量规通规磨损极限的校对量规称 为“校通—损”量规，用代号“TS”表 示。
29
பைடு நூலகம்
光滑工件尺寸的检测
0.021 0
0.028 0.015
）: ）:
Z=0.0034 T=0.0024 Z=0.0024 T=0.002
第六章 光滑工件 的尺寸检测
3)确定量规上下偏差 塞规： ES=+0.021
EI =0
通端：Ts=EI+Z+T/2=0+0.0034+0.0012=+0.0046 Ti=EI+Z-T/2=0+0.0034-0.0012=+0.0022 止端：Zs=ES= +0.021 Zi=ES-T=+0.0186 卡规： es= +0.028 ei =+0.015 通端：Tsd=es-Z+T/2=+0.028-0.0024+0.001=+0.0266 Tid=es-Z-T/2=+0.028-0.0024-0.001=+0.0246 止端：Zsd=ei+T=+0.017 Zid=ei=+0.015
一、测量误差对测量结果的影响
最 大 极 限 尺 寸
工件 公差
误收 误废 生产公差 误废 误收 最小极限尺寸
保证 公差
生产公差:合格工件可能的最小公差 保证公差:合格工件可能的最大公差
第六章 光滑工件 的尺寸检测
第一节 通用测量器具测量
一、验收极限:是检验工件尺寸时判断合格与否的尺寸界限 确定工件尺寸的验收极限,有两种方案 1）内缩方案：为保证产品质量，减少误收，验收极限是分别从最大极限 和最小极限向公差带内移动一个安全裕度A，来确定，简称内缩方案。
上验收极限 上验收极限
孔 公 差 带
A
生 产 公 差
0.028 0.015
）: ）:
Z=0.0034 T=0.0024 Z=0.0024 T=0.002
第六章 光滑工件 的尺寸检测
3)确定量规上下偏差 塞规： ES=+0.021
EI =0
通端：Ts=EI+Z+T/2=0+0.0034+0.0012=+0.0046 Ti=EI+Z-T/2=0+0.0034-0.0012=+0.0022 止端：Zs=ES= +0.021 Zi=ES-T=+0.0186 卡规： es= +0.028 ei =+0.015 通端：Tsd=es-Z+T/2=+0.028-0.0024+0.001=+0.0266 Tid=es-Z-T/2=+0.028-0.0024-0.001=+0.0246 止端：Zsd=ei+T=+0.017 Zid=ei=+0.015
一、测量误差对测量结果的影响
最 大 极 限 尺 寸
工件 公差
误收 误废 生产公差 误废 误收 最小极限尺寸
保证 公差
生产公差:合格工件可能的最小公差 保证公差:合格工件可能的最大公差
第六章 光滑工件 的尺寸检测
第一节 通用测量器具测量
一、验收极限:是检验工件尺寸时判断合格与否的尺寸界限 确定工件尺寸的验收极限,有两种方案 1）内缩方案：为保证产品质量，减少误收，验收极限是分别从最大极限 和最小极限向公差带内移动一个安全裕度A，来确定，简称内缩方案。
上验收极限 上验收极限
孔 公 差 带
A
生 产 公 差
互换性与测量技术基础：第6章 光滑工件尺寸的检验与光滑极限量规
二、光滑极限量规
1. 概念 ② 检验量规 ③ 校对量规
GB/T1957—2006《光滑极限量规》规定： 操作者：应使用新的或磨损较少的通规； 检验者：应使用与工作量规型式相同且已磨损较
多的通规； 用户代表：所用通规接近工件的最大实体尺寸，
止规应接近工件的最小实体尺寸。
互换性与技术测量
主讲人
第六章 光滑工件尺寸的检验与 光滑极限量规
1. 工件验收极限的确定方法 2. 通用计量器具的使用方法 3. 光滑极限量规的工作原理
一、验收极限
1. 概念 原则：GB/T3177-2009规定：所有验
收方法只接受位于规定尺寸极限之内的工 件。即允许误废而不允许误收。
定义：检验工件尺寸时判断其尺寸合 格与否的尺寸界限。
2. 分类
① 内 缩的验收极限 ② 不内缩的验收极限
① 内 缩的验收极限
从规定的最大实体极限和最小实体极限分别向工件 公差带内移动一个安全裕度（A），A值按工件尺 寸公差的1/10确定。
生产公差=上验收极限—下验收极限
②不内缩的验收极限
等于规定的最大实体极限和最小实体极限。 即A值为零。
第6章 光滑工件尺寸的检验
0.008
0.05
0.013
0.100
300 350 400
450
350 400 450
500
1.010 2.011 0.012
0.013
0.020 0.025 0.030 0.150
6
500 600 600 700 2014-5-30 700 1000
表 6.3 比较仪的测量不确定度
所使用的计量器具 分度值为 0.0005 （相 当于放大 2000 倍）的 比较仪 至 分度值为 0.001 （相当 于放大 1000 倍）的比较仪 分度值为 0.002 （相当 于放大 400 倍）的比较仪 分度值为 0.005 （相 当于放大 250 倍）的 比较仪
2014-5-30 9
例 6.2 试确定检验工件尺寸为ψ 70 F9E 的验收极限并选择 适当的计量器具。
解：（ 1 ）确定工件尺寸上偏差 ES=0.104 毫米, 下偏差 EI=0.030 毫米工件尺寸公差 Td=0.074 毫米 （ 2 ）确定安全裕度A =0.006 毫米，计量器具不确定度允许 值 u1=0.0054 毫米 （ 3 ）确定验收极限 上验收极限 =70+0.104-0.006=70.098 毫米 下验收极限 =70+0.030+0.006=70.036 毫米 （ 4 ）计量器具的选择 查表得：工件尺寸为ψ 70 毫米时，分度值 0.001 毫米的千 分表不确定度为 0.005 毫米, 小于 u1=0.054 毫米，满足使用要 求。
2014-5-30
1
6 ． 1 用通用计量器具检验
6.1.1 误收和误废
由于存在测量误差，所以在检验工件时，若工件的真实尺 寸接近极限尺寸，则可能产生两种错误判断：一是将真实尺寸 处于公差带之内的合格品判为废品，称为误废；二是将真实尺 寸处于公差带之外的废品判为合格品，称为误收二者统称为误 检。 显然，误收会影响产品质量，误废会提高产品成本为保证产 品质量，国家标准亿位元组/ T 3177-1997 《光滑工件尺寸的检 验》中规定了验收极限来防止误收。
第六章 光滑工件尺寸的检测
第六章光滑工件尺寸的检测检测光滑工件尺寸时，可使用通用测量器具，也可使用极限量规。
通用测量器具能测出工件实际尺寸的具体数值，能够料产品质量情况，有利于对生产过程进行分析。
用量规检验的特点是无法测出工件的实际尺寸确切的数值，但能判断工件是否合格。
用这种方法检验，迅速方便，并且能保持工件在生产中的互换性，因而在生产中特别是大批量生产中，量规的应用非常广泛。
无论采用通用测量工具，还是使用极限量规对工件进行检测，都有测量误差存在，其影响如图6-1所示。
由于测量误差对测量结果有影响，当真实尺寸位于极限尺寸附近时，按测的尺寸验收工件就有可能把实际尺寸超过极限尺寸范围的工件误认为合格而被接受（误收）；也有可能把实际尺寸在极限尺寸范围内的工件误认为不合格而被废除（误废）。
可见，测量误差的存在将在实际上改变工件规定的公差带，是指缩小或被扩大。
考虑到测量误差的影响，合格工件可能的最小公差叫生产公差，而合格工件可能的最大公差叫保证公差。
生产公差应能满足加工的经济要求，而保证公差应能满足设计规定的使用要求。
显然，单从各自观点来说，生产公差越大越好，而保证公差越小越好，二者存有矛盾。
为了解决这一矛盾，必须规定验收极限和允许的测量的误差（包括量规的极限偏差）。
第一节用通用两期器具测量一、验收极限验收极限是检验工件尺寸时判断和各与否的尺寸界限。
确定工件尺寸的验收极限，有以下两种方案。
1）验收极限是从工件规定的最大实体极限（MML）和最小实体极限（LML）分别向工件公差带内移动一个安全裕度A来确定，简称内缩方案，如图6-2所示。
孔尺寸的验收极限：上验收极限=最小实体极限（LML）—安全裕度（A）下验收极限=最大实体极限（MML）+安全裕度（A）轴尺寸的验收极限：上验收极限=最大实体极限（MML）—安全裕度（A）下验收极限=最小实体极限（LML）+安全裕度（A）2）验收极限分别等于规定的最大实体极限（）和最小实体极限（），即（）值等于零。
第6章 光滑工件尺寸的检测
06:28 3
2. 工件验收原则: 只允许误废而不允许误收
（1）若标准与图样上规定的公差按“泰勒原则” ①用量规检验：通规为全形量规(具有与被检验孔或轴相对应的完整表面，
且长度等于配合长度)，大小为工件最大实体尺寸，用于控
制作用尺寸。 止规为非全形量规（测量面为点状，在直径相对两端点上 与工件接触），尺寸等于工件的最小实体尺寸，用于控制 局部实际尺寸。 ②用两点法测量：要判断工件是否未超出最大实体边界(在最大实体状态 下，具有理想形状的边界)，理论上应求作用尺寸；而要判 断工件是否未超出最小实体尺寸的数值，则理论上应沿工
通
止
止
孔下极限尺寸 轴上极限尺寸
孔用塞规
轴用卡规或环规
工作量规
通规 止规 用户代表用 检验人员用 校通— 通量规
按用途
验收量规
校对量规(卡规） 校止— 通 量规 校通— 损 量规
校通—通规(TT)：校对轴用量规通规的量规
校止—通规(ZT)：校对轴用量规止规的量规 校通—损规(TS)：校对轴用量规通规磨损极限的量规
级的高低、加工后尺寸的分布特性和工艺能力等因素。具体原则如下：
（1）对于遵守包容要求和标准公差等级高的尺寸，其验收极限按内缩方 式确定。
（2）当工艺能力指数Cp≥1时，验收极限可以按不内缩方式确定；但对于采用
包容要求的孔、轴，其最大实体尺寸一边的验收极限应该按单向内缩方式 确定。
（3）对于偏态分布的尺寸，其验收极限可以只对尺寸偏向的一边按单向内缩方
在大批量生产过程中，为提高产品质量和检验效率而采用的量规，结构简 单、使用方便，省时可靠，并能保证互换性。量规在机械制造中得到了广泛的 应用。 Dmax Dmin
通 止 端 端
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5、量规形状公差
GB规定： 工作量规的形位误差，应在工作量规的公差范围内，其形位公差值=1/2 制造公差（T）。考虑到制造和测量的困难，当T≤0.002mm时，其形状 和位置公差为0.001mm。
量规公差
四、量规设计
1、量规型式的选择
放图5-9
1、量规型式的选择
按照GB推荐
测孔时可用下列型式的量规
T：工作量规的制造公差；
Z—工作量规通规制造公差的中心线到工件最大实体尺寸之间的距离（位置要素）；
Tp—校对量规制造公差
三、量规公差带
MMS
TS
4、轴用工作量规需用校对规检验
f7 LMS
TP TT ZT
ZT：控制止规不要做小了， 能通为准。 TT：控制通规不要做小了， 能通为准。 TS：防止通规超过磨损极限。
上验收极限=最大实体极限（MML）－安全裕度（A） 下验收极限=最小实体极限（LML）+安全裕度（A）
孔轴 上验收极限 公 差 带 下验收极限
A值确定要适当：A太大，误收 误废 精度 经济性
A太小，误收 误废 精度 经济性 A值由 计量器具本身的不确定度；u1
形状误差、温度误差和压陷效应等引起的不确定度。u2
当1.33≤CP<1.67时，工艺能力很充裕。
当1≤CP<1.33时，工艺能力良好。
-3σ
6σ 尺寸公差IT
δ +3σ
CP=1
当0.67≤CP<1时，工艺能力不足。 当CP<0.67时，工艺能力严重不足。
①、工作量规——工人在生产中使用，分通、止端。主要 用来代替内径量表和外径千分尺。
②、验收量规——检验部门（检验科）或用户验收产品(零件) 时使用。
检查环规的 制造误差和 使用时的磨
损
③、校对量规——用于校对工作环规。
三、量规公差带
量规的通规和止规的基本尺寸分别为被检工件的
MMS和LMS。
LMS
+33
1、量规公差带均采用内缩配置
T
方式
H8
2、确定公差量带规大公小：差T带有两个参数：+0- MMS
公差带位置：Z
Z
MMS -20
T TS
3、通规需要考虑磨损问题：
磨损极限尺寸为MMS。
f7
TP TT
止规的公差带从LMS起内缩。 -41
ZT
工作量规制 造公差带
工作量规通规 磨损公差带
LMS
校对量规制 造公差带
该标准适用于图样上注出的公差等级为6至18级， 基本尺寸至500mm的光滑工件尺寸的检验，也适 用于一般公差尺寸的检验。
一、验收极限方式的确定与选择
验收极限是检验工件尺寸时判断其合格与否的尺寸界限。
1、验收极限方式的确定：不内内缩缩，，安A全=裕0 度A
（1）内缩方式
验收极限是从规定的
最大实体极限（MML） 孔
一、公差带图
量规公差带
ES
止T
1、塞规
TD
+
EI
0
-
止端上偏差 = ES
止端下偏差 = ES-T
T/2
通
Z
T/2
通端上偏差 = EI+Z+T/2 通端下偏差 = EI+Z-T/2
GB/T3177-1997《光滑工件尺寸的检验》
GB/T3177-1997《光滑工件尺寸的检验》规定了 用普通计量器具检验光滑工件尺寸的验收原则、 验收极限、计量器具的测量不确定度允许值和计 量器具选用原则等。
（1）全形塞规 （2）不全形塞规
（3）片状塞规 （4）球端杆规
测轴时，可用下列型式的量规
（1）环规
（2）卡规
2、量规工作尺寸的设计
（1）、从《公差与配合》中查得被检工件的极限偏 差。
（2）、由表5-8查出工作量规的T和Z。 按工作量规T确定工作量规的形状公差和校 对量规的制造公差。
（3）、画出量规公差带图 （4）、计算各种量规的工作尺寸或极限偏差。
和最小实体极限（LML）
公 差
分别向工件公差带内移 带
动一个安全裕度（A）
上验收极限 下验收极限
来确定。
轴 上验收极限 公 差 带 下验收极限
1、验收极限方式的确定——内缩
孔尺寸的验收极限：
上验收极限=最小实体极限（LML）－安全裕度（A）
下验收极限=最大实体极限（MML）+安全裕度（A）
轴尺寸的验收极限：
塞规、环规
通端：控制零件最大实体尺寸和形位公差 止端：控制零件最小实体尺寸和形位公差
1、塞规—— 通端是根据孔的最小极限尺寸确定。
止端是根据孔的最大极限尺寸确定。
max尺寸确定。
2、环规（卡规）
止端是根据孔的最小极限尺寸确定。
max
通止
min
量规检验
分类（按用途）
第六章 光滑工件尺寸的检验
➢概述 ➢光滑极限量规 ➢通用计量器具
§6.1.1概述
检验
检验就是将被测对象与规定的尺寸极限进行比 较的过程。
误收 无论采用何种检测方法，都会有测量误差，造成误判 误废
§6.1.1概述
光滑工件尺寸的检测方法通常有两类: （1）用通用量具或仪器检测：GB/T 3177-1997 此方法能检测出工件的实际尺寸，便于对产品质量进行 过程控制。 适用于单件小批量生产，但检测效率较低。 （2）用光滑极限量规检测：GB/T 1957-1981 此方法只能判断被测工件尺寸是否在规定的极限尺寸 范围之内，而不能测出工件的实际尺寸 适用于成批大量生产，但用该法检验方便、效率高。
泰勒原则
孔或轴的体外作用尺寸不小于最小极限尺寸，任何位置的实际尺寸不大于最大极限尺寸。
(p100)
6.2 光滑极限量规
6.2.1 概述
光滑极限量规是一种没有刻线的专用量具，属于量 规的一种。
它只能判断零件的合格与否，不能确定零件的 具体尺寸。
量具
计量器具
量规 量仪
计量装置
光滑极限量规
塞规——用于检验孔的极限量规 环规——用于检验轴的极限量规
一般情况下，A值按工件公差T的1/10 确定。
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、测量不确定度和工艺能力等因素
综合考虑。
工艺（工序）能力指数：CP=尺寸公差/工序极限误差δlim =IT/6σ
y
工艺能力指数越大，说明生产过程能满足质
量要求的能力越大，反之越小。
误收与误废
要求工件尺寸为：25~25.033mm
误 +36
收
误收：
+33
当Da ＞ Dmax 0~3μm，测量误差可 能为-3μm，将废品误判为合格品
+30 误
而误收！
H8 废
误废：
+3 +
当Da<Dmax 0~3μm，测量 误差可能为+3μm
0
-
误
将合格品误判为废品而误废！
收 -3
§6.1.2 极限尺寸判断原则