光滑工件尺寸的检验与光滑极限量规
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第6章光滑工件尺寸的检验与光滑极限量规设计
87
10 18 180 18 16 27 270 27 24 41 430 43 39 65 700 70 63
110
18 30 210 21 19 32 330 33 30 50 520 52 47 78 840 84 76
130
30 50 250 25 23 38 390 39 35 59 620 62 56 93 1000 100 90
3 6 8 0.8 0.72 1.2 1.8 12 1.2 1.1 1.8 2.7 18 1.8 1.6 2.7 4.1
6 10 9 0.9 0.81 1.4 2.0 15 1.5 1.4 2.3 3.4 22 2.2 2.0 3.3 5.0
10 18 11 1.1 1.0 1.7 2.5 18 1.8 1.7 2.7 4.1 27 2.7 2.4 4.1 6.1
6.1.2 计量器具(简称量具)的选择
标准规定量具的选择，应按测量不确定度的允许值U 来进行。
测量不确定度的允许值: U
u
2 1
u
2 2
U1——计量器具不确定度允许值；
U2——温度、测量力及工件形状误差等引起的不确定度允许值 。
据统计分析， u1= 0.9U, u2= 0.45U 。
标准规定：按u1选择计量器具。(u1 可由表6-1确定)
第6章 光滑工件尺寸的检测 与光滑极限量规设计
国家标准《极限与配合》中针对测量与检验部分规 定了两种检测方法的国家标准： 《光滑工件尺寸的检验》(GB/T3177－2009) 《光滑极限量规技术条件》(GB/T1957－2006)
§6.1 光滑工件尺寸的检验
6.1.1 工件验收原则、安全裕度与验收极限 1. 计量器具的选择原则
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
光滑极限量规设计
四、量规设计
放图5-9
量规型式的选择
测孔时可用下列型式的量规 全形塞规 （2）不全形塞规 片状塞规 （4）球端杆规
01
测轴时，可用下列型式的量规 环规 （2）卡规
02
按照GB推荐
1、量规型式的选择
从《公差与配合》中查得被检工件的极限偏差。
画出量规公差带图
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。
误废： 当Da<Dmax 0~3μm，测量误差可能为+3μm 将合格品误判为废品而误废！
0
φ25
+
-
H8
+33
最小生产公差
-3
+3
+30
+36
误废
误收
误收
5.2用普通计量器具检验
普通计量器具——指带有刻度的变值测量器具，如游标卡尺、千分尺及车间使用的比较仪等。这类量仪通用性强，使用范围广，一般采用两点法测量工件的实际尺寸。
合格性的条件：通规“通”，止规“止”，二者缺一不可。
塞规
卡规
2、种类
（1）工作量规：操作工人检验工件时使用的量规； （2）验收量规：检验部门和用户代表验收产品时使用的； （3）校对量规：用来检验在制造和使用过程中轴用工作量规的量规。它又分为三种：
“校通-通”量规（TT）—检验轴用量规通规； “校止-通”量规（ZT）—检验轴用量规止规； “校通-损”量规（TS）—检验轴用量规通规磨损极限。
第五章 光滑工件尺寸的检验
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概述 用普通计量器具检验 光滑极限量规
5.1概述
误收 误废
09-光滑极限量规
第二节 光滑极限量规
一、基本概念 二、极限尺寸判断原则及量规形式 三、量规公差带（不作要求） 四、量规设计（不作要求）
光滑极限量规
量规基本概念
量规分为光滑极限轴用量规和光滑极限孔用 量规。其特点是： (1)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。 检验孔的量规为塞规. 检验轴的量规为环规与卡规。
第一节 光滑工件尺寸检验
【解】 1、确定安全裕度A和不确定度允许值u1 公差值0.074mm, 查表6－1： A＝0.0074mm, u1 = 0.0067mm （I） 2、计算验收极限 上验收极限：dmax－A= Φ59.9926 下验收极限：dmin + A= Φ59.9334
第一节 光滑工件尺寸检验
3、确定测量器具和测量方法 u1 = 0.0067mm（I ） 查表6－2： 分度值0.01的外径千分尺满足要求。
第二节 光滑极限量规
检验光滑工件尺寸时，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，能够了解产品质量情况，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，并且能保证工件在生产 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。
光滑极限量规
二、极限尺寸判断原则与量规形式 若不然： 因为孔有形状误差，若通规采用 片状塞规，止规采用圆柱塞规，不能揭示 孔的形状误差，因为量规不符合泰勒原则。
• • • • •
作业： P141: 6-5 6-6 6-12(1)、2）
量规基本概念 按不同的用途，量规可分为： (1)工作量规 工件制造过程中，操作者用于检验 工件的量规；通规、止规用“T”、“Z”表示。 (2)验收量规 检验部门或用户代表在验收产品时 所使用的量规；检验人员应用与生产人员相同类 型、磨损较大但没超出磨损极限的量规。 (3)校对量规 在制造和使用过程中，用于检验量 规的量规。通常，校对量规只用于检验轴的量规， 对于检验孔的量规可方便地用仪器测量。
光滑工件的检测及其标准new
A
dmax(M)
轴
公
上验收极限
差
带
下验收极限
Dmax(L)
A
孔 公
上验收极限
差
下验收极限
带
DM
Dmin(M)
dmin(L)
Cp>1采用包容要求时的验收极限
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§1 光滑工件尺寸的通用计量器具检测
dmax A
轴
上验收极限
公
差
带
下验收极限
Dma
x
上验收极限
孔
公
差
下验收极限
带
A
Dmin
dmin
偏态分布时的验收极限
20
§1 光滑工件尺寸的通用计量器具检测
4．测量器具的选择
1.测量精度：所选的测量器具的精度指标必需满足被测对 象
的精度要求，才能保证测量的准确度。被测对象的精度要求 主要由
其公差的大小来表达。一般状况下，所选测量器具的测量不 确定度
只能占被测零件尺寸公差的1/10～1/3，精度低时取1/10，精 度
量规构造简洁、制造简洁、使用便利。 检验孔、轴时，不能测出孔、轴尺寸的具体数字，但能推断孔、轴尺
寸是否合格。
螺纹环规、塞规 27
§2 光滑极限量规
孔公差
孔最大极限尺寸
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
止 通
轴最小极限尺寸 轴公差
通
止
孔最小极限尺寸 轴最大极限尺寸
孔用塞规
轴用卡规或环规
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§2 光滑极限量规
量规是用来推断孔、轴尺寸是否在规定的两极限尺寸范 围内，因此量规都成对使用。
9
§1 光滑工件尺寸的通用计量器具检测
USL、LSL分别为上标准限和下标准限，它们之间的区域1为标准 区，C线表示设计或给定规划阶段，D线表示检验阶段。 由于检验中引入了测量不确定度，合格区和不合格区因不确定区的 存在而减小。测量不确定度越大，合格区和不合格区也会变得越小 。工件和测量设备的标准是在假设能遵守的条件下给出的，因此全 部工件和测量设备均不能超越这些标准。在依据给定的标准进展合 格或不合格判定的检验阶段，应考虑评定得到的测量不确定度。
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
光滑工件尺寸的检验与光滑极限量规设计
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6. 3 量规设计
但在实际应用中，极限量规常偏离上述原则。例如:为了用已标准化的 量规，允许通规的长度小于结合面的全长;对于尺寸大于100 mm的 孔，用全形塞规通规很笨重，不便使用，允许用不全形塞规;环规 通规不能检验正在顶尖上加工的工件及曲轴，允许用卡规代替;检 验小孔的塞规止规，常用便于制造的全形塞规;刚性差的工件，由 于考虑受力变形，也常用全形塞规或环规。
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6. 3 量规设计
1.量规设计原则及其结构 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，且在任何位置上的实际尺 寸不允许超过最小实体尺寸。根据这一原则，通规应设计成全形 的，即其测量面应具有与被测孔或轴相应的完整表面，其尺寸应 等于被测孔或轴的最大实体尺寸，其长度应与被测孔或轴的配合 长度一致，止规应设计成两点式的，其尺寸应等于被测孔或轴的 最小实体尺寸
一、量规的定义和介类
检验光滑圆柱体工件的测量工具一般有两种:一种是通用计量 器具，如游标卡尺，内径指示表和比较仪等，他们是有刻线的专 用测量工具，能测得工件的实际尺寸的大小。另一种是量规，他 们是没有刻线的专用测量工具，不能测得工件的实际尺寸的大小， 而只能确定被测工件的尺寸是不是在规定的极限尺寸范围内，从 而判断工件是不是合格，这种量规也称为光滑极限量规。因量规 结构简单，制造容易，使用方便，因此广泛应用于成批大量生产 中。
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课题二 光滑极限量规的设计
四、*光滑极限量规的设计
1.量规的设计原则及结构 设计光滑极限量规时应遵守泰勒原则(极限尺寸判断原则)，
即遵守包容要求的单一要素孔或轴的实际尺寸和形状误差综合形 成的体外作用尺寸不允许超过最大实体尺寸，在孔或轴的任何位 置上的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸。根据这一原则，对于 工作通规不仅尺寸应该模拟工件的最大实体尺寸，而且其测量面 应该是与被检测孔或轴相对应的完整表面，其长度不小于给定长 度，通常称为全形量规。对于止规，不仅其尺寸应模拟工件的最 小实体尺寸，而且其测量面应该是点状的。
6. 3 量规设计
但在实际应用中，极限量规常偏离上述原则。例如:为了用已标准化的 量规，允许通规的长度小于结合面的全长;对于尺寸大于100 mm的 孔，用全形塞规通规很笨重，不便使用，允许用不全形塞规;环规 通规不能检验正在顶尖上加工的工件及曲轴，允许用卡规代替;检 验小孔的塞规止规，常用便于制造的全形塞规;刚性差的工件，由 于考虑受力变形，也常用全形塞规或环规。
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6. 3 量规设计
1.量规设计原则及其结构 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，且在任何位置上的实际尺 寸不允许超过最小实体尺寸。根据这一原则，通规应设计成全形 的，即其测量面应具有与被测孔或轴相应的完整表面，其尺寸应 等于被测孔或轴的最大实体尺寸，其长度应与被测孔或轴的配合 长度一致，止规应设计成两点式的，其尺寸应等于被测孔或轴的 最小实体尺寸
一、量规的定义和介类
检验光滑圆柱体工件的测量工具一般有两种:一种是通用计量 器具，如游标卡尺，内径指示表和比较仪等，他们是有刻线的专 用测量工具，能测得工件的实际尺寸的大小。另一种是量规，他 们是没有刻线的专用测量工具，不能测得工件的实际尺寸的大小， 而只能确定被测工件的尺寸是不是在规定的极限尺寸范围内，从 而判断工件是不是合格，这种量规也称为光滑极限量规。因量规 结构简单，制造容易，使用方便，因此广泛应用于成批大量生产 中。
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课题二 光滑极限量规的设计
四、*光滑极限量规的设计
1.量规的设计原则及结构 设计光滑极限量规时应遵守泰勒原则(极限尺寸判断原则)，
即遵守包容要求的单一要素孔或轴的实际尺寸和形状误差综合形 成的体外作用尺寸不允许超过最大实体尺寸，在孔或轴的任何位 置上的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸。根据这一原则，对于 工作通规不仅尺寸应该模拟工件的最大实体尺寸，而且其测量面 应该是与被检测孔或轴相对应的完整表面，其长度不小于给定长 度，通常称为全形量规。对于止规，不仅其尺寸应模拟工件的最 小实体尺寸，而且其测量面应该是点状的。
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。
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第5章 光滑工件尺寸的检测
尺 尺 尺 尺 尺 尺 LMS尺 A
尺 尺 尺 尺 尺 尺 MMS尺 A
尺 尺 尺 尺
尺尺尺尺尺
尺尺尺尺尺 A 尺 尺 尺 尺 尺 尺 MMS尺
尺 尺 尺 尺
尺尺尺尺尺
尺尺尺尺尺 A 尺 尺 尺 尺 尺 尺 LMS尺
孔的验收极限：
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)
而报废。误废会造成经济损失。
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第5章 光滑工件尺寸的检测
尺尺尺尺尺
尺 尺 尺 尺 尺
尺 尺 尺
尺 尺 尺 尺尺尺尺尺
尺尺尺尺尺
误收——把提取要素局部尺寸超过极限尺寸范围的工件误认为合格 误废——把提取要素局部尺寸在极限尺寸范围内的工件误认为不合格
尺尺尺尺尺
尺 尺 尺 尺尺尺尺尺
轴的验收极限：
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)
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第5章 光滑工件尺寸的检测
安全裕度(A)与计量器具的测量不确定度允许值(u1)
公差等级 公称尺寸/ mm 大于 至
─ 3 6 10 18 30 50 3 6 10 18 30 50 80
T
10 12 15 18 21 25 30
A
1.0 1.2 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0
u1 Ⅰ
0.9 1.1 1.4 1.7 1.9 2.3 2.7
Ⅱ
1.5 1.8 2.3 2.7 3.2 3.8 4.5
Ⅲ
2.3 2.7 3.4 4.1 4.7 5.6 6.8
T
14 18 22 27 33 39 46
9.0 10 12 13 14
54
63 72 81 89 97
5.4
6.3 7.2 8.1 8.9 9.7
4.9
5.7 6.5 7.3 8.0 8.7
8.1
9.5 11 12 13 15
12
14 16 18 20 22
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400
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第5章 光滑工件尺寸的检测
安全裕度(A)与计量器具的测量不确定度允许值(u1)(续)
Ⅲ
9.0 11 13 16 19 23 27 32
断尺寸要素是否超出最大实体边界。
本章将针对这两种情况下光滑工件尺寸要素的检测问 题及合格性判断加以介绍。
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第5章 光滑工件尺寸的检测
5.1 用普通计量器具测量
Measurement Using General Measuring Instruments
参照标准： GB/T 3177-2009 产品几何技术规范(GPS) 光滑工件尺寸的检验
尺尺尺尺尺
尺 尺 尺
误收ห้องสมุดไป่ตู้误废
误收或误废的原因是由于测量误差的存在。
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第5章 光滑工件尺寸的检测
5.1.3 验收极限
验收极限是判断所检验工件尺寸合格与否的尺寸界限。
国家标准规定，按验收极限验收工件。
■ 验收极限方式的确定 国家标准规定，验收极限可按下列两种方案之一确定。 ● 内缩方案 验收极限是从规定的最大实体尺寸(MMS)和最小实体尺寸 (LMS)分别向工件公差带内移动一个安全裕度(A)来确定。A 值根据工件公差(T)来确定，约为T的1/10(见附表)。
A
1.4 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.6
Ⅱ
2.1 2.7 3.3 4.1 5.0 5.9 6.9
Ⅲ
3.2 4.1 5.0 6.1 7.4 8.8 10
80
120 180 250 315
120
180 250 315 400 500
22
25 29 32 36 40
2.2
2.5 2.9 3.2 3.6 4.0
2.0
2.3 2.6 2.9 3.2 3.6
3.3
3.8 4.4 4.8 5.4 6.0
5.0
5.6 6.5 7.2 8.1 9.0
35
40 46 52 57 63
3.5
4.0 4.6 5.2 5.7 6.3
3.2
3.6 4.1 4.7 5.1 5.7
5.3
6.0 6.9 7.8 8.4 9.5
7.9
μm 8 u1 Ⅰ
1.3 1.6 2.0 2.4 3.0 3.5 4.1
6
7 u1 Ⅱ
0.9 1.2 1.4 1.7 2.0 2.4 2.9
T
6 8 9 11 13 16 19
A
0.6 0.8 0.9 1.1 1.3 1.6 1.9
Ⅰ
0.54 0.72 0.81 1.0 1.2 1.4 1.7
Ⅲ
1.4 1.8 2.0 2.5 2.9 3.6 4.3
A
2.5 3.0 3.6 4.3 5.2 6.2 7.4 8.7
Ⅰ
2.3 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 6.7 7.8
Ⅲ
5.6 6.8 8.1 9.7 12 14 17 20
T
40 48 58 70 84 100 120 140
A
4.0 4.8 5.8 7.0 8.4 10 12 14
Ⅰ
3.6 4.3 5.2 6.3 7.6 9.0 11 13
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第5章 光滑工件尺寸的检测
5.1.1 验收原则与标准温度
所用验收方法应只接收位于规定的尺寸极限之内的工件。 测量的标准温度为20℃。
允许误废
5.1.2 误收与误废
而接受。误收会影响产品质量。
不允许误收
误收——把真实尺寸位于公差带外的不合格品误判为合格品
误废——把真实尺寸位于公差带内的合格品误判为不合格品
公差等级 公称尺寸/ mm 大于 至
─ 3 6 10 18 30 50 80 3 6 10 18 30 50 80 120
μm u1
9 T
25 30 36 43 52 62 74 87
10 u1 Ⅱ
3.8 4.5 5.4 6.5 7.8 9.3 11 13
11 u1 Ⅱ
6.0 7.2 8.7 11 13 15 18 21
第5章 光滑工件尺寸的检测
本章学习内容
5.1 用普通计量器具测量
5.2 用光滑极限量规检验
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第5章 光滑工件尺寸的检测
机械零件上的尺寸要素加工出来以后，需要通过一定
的检测手段来判断其合格性。 ◆ 由于任何计(测量)量器具都存在内在的误差，因此无 法得到被测尺寸的真值。若以极限尺寸(或实体尺寸)作为合 格性的验收极限，势必会出现误判——误收或误废。 ◆ 此外，对遵守包容要求的尺寸要素，除需要用计量 器具检测其局部尺寸是否超出两实体尺寸界限外，还要判