验收极限和安全裕度
互换性课件——第六章 光滑工件的检验与光滑极限量规
“ TT ”
“ TS ” “ ZT ”
通过
不过 通过
四、光滑极限量规设计
＊ 1、量规结构型式的选择
＊ 2、量规工作尺寸的计算（P150页） ＊ 3、量规的其它技术要求
1、量规结构型式的选择
1、量规结构型式的选择
1、量规结构型式的选择
2、量规工作尺寸的计算 （步骤参考P150页）
[例6.1]试计算检验 30F7 孔用工作量规
一、光滑极限量规作用和分类 二、光滑极限量规的设计原理 三、光滑极限量规的公差带 四、光滑极限量规设计
重点：掌握量规公差带位置的布置原则和 量规工作尺寸的计算。
go
一、光滑极限量规的作用和分类
1、光滑极限量规（简称量规）：是一种 没有刻度的专用定值量具。 2、作用：单一要素的孔、轴遵循包容原 则时，加工后应该使用光滑极限量规来检验。
3.4
(+20+3.4-1.2 = +22.2µ m)
3、量规的其它技术要求
①量规测量面的材料：淬硬钢，也可在测量面 上镀以厚度大于磨损量的镀铬层，氮化层等耐 磨材料。对钢制量规，淬火的测量面硬度为： HRC58～65 ，并应经过稳定性处理 。 ②量规的形位误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％。当量规制 造公差小于或等于0．002mm时，其形状和位置 公差为0．001mm。校对量规的形状误差应在校 对量规的制造公差范围内。 ③量规测量面的粗糙度应按表6－9规定选取； 且表面不应有锈迹、毛刺、黑斑、划痕等。
因为选用Ⅰ挡时的测量总不确定度： u A 所以： u1 0.9u 0.9 A
例题 6-1
试确定轴类工件 ø 60f 7（ ） 的验收极限， 并选择计量器具。 [解] 1、确定验收极限 由于被检工件要求遵循包容要求且公差等级较 高，因此应采用内缩的验收极限。 查表6-4得安全裕度为：A = 0.003 mm 该工件验收极限为： ks = MML dmax － A = (60 － 0.030) － 0.003 =59.967mm dmin + A = (60 － 0.060) + 0.003 ki = LML = 59.943 mm
安全裕度和计量器具不确定度的允许值
500
0.013
0.025
500
700
700
1000
0.030
0.150
注：1.但采用比较测量时，千分尺的不确定度可小于表中规定的数值（但不低于表中数值的60%）
2.当所采用的计量器具不确定度达到GB/T 3177-1997 规定的u1值时，在一定范围内，允许按所采用的计量 器具的不确定数值u1'重新计算出相应的安全裕度A'（A'=u1'/0.9)再由最大实体尺寸和最小实体尺寸分别向公差 带内移A'值，定出验收极限
表 1-1 安全裕度和计量器具不确定度的允许值 单位 (mm)
工件公差T
大于
至
安全裕度A
计量器具不确定度的允许值u1
0.009
0.018
0.001
0.0009
0.018
0.032
0.002
0.0018
0.032
0.058
0.003
0.0027
0.058
0.100
0.006
0.0054
0.100
0.180
确定零件的 验收极限：
孔的上验收极限=最小实体尺寸（最大实体尺寸）-A=最大实体尺寸-公差+A
孔的下验收极限=最大实体尺寸（最小实体尺寸）+A
轴的上验收极限=最大实体尺寸（最大实体尺寸）-A
轴的上验收极限=最小实体尺寸（最小实体尺寸）+A=最大实体尺寸-公差+A
千分尺
千分尺
卡尺
卡尺
大于
至
不确定度/mm
0
50
0.004
50
100
100
150
[高效管理]第七章（孔、轴检测与量规设计基础）
![[高效管理]第七章（孔、轴检测与量规设计基础）](https://img.taocdn.com/s3/m/208ebcc13086bceb19e8b8f67c1cfad6195fe933.png)
第七章孔、轴检测与量规设计基础孔、轴(被测要素)的尺寸公差与形位公差的关系采用独立原则时，它们的实际尺寸和形位误差分别使用普通计量器具来测量。
对于采用包容要求○E的孔、轴，它们的实际尺寸和形状误差的综合结果应该使用光滑极限量规检验。
最大实体要求应用于被测要素和基准要素时，它们的实际尺寸和形位误差的综合结果应该使用功能量规检验。
孔、轴实际尺寸使用普通计量器具按两点法进行测量，测量结果能够获得实际尺寸的具体数值。
形位误差使用普通计量器具测量，测量结果也能获得形位误差的具体数值。
量规是一种没有刻度而用以检验孔、轴实际尺寸和形位误差综合结果的专用计量器具，用它检验的结果可以判断实际孔、轴合格与否，但不能获得孔、轴实际尺寸和形位误差的具体数值。
量规的使用极为方便，检验效率高，因而量规在机械产品生产中得到广泛应用。
我国发布了国家标准GB／T 3177—1997《光滑工件尺寸的检验》和GB／T 1957—1981《光滑极限量规》、GB／T 8069—1998《功能量规》，作为贯彻执行《极限与配合》、《形状和位置公差》以及《普通平键与键槽》、《矩形花键》等国家标准的技术保证。
§1 孔、轴实际尺寸的验收一、孔、轴实际尺寸的验收极限按图样要求，孔、轴的真实尺寸必须位于规定的最大与最小极限尺寸范围内才算合格。
考虑到车间实际情况，通常，工件的形状误差取决于加工设备及工艺装备的精度，工件合格与否只按一次测量来判断，对于温度、压陷效应以及计量器具和标准器(如量块)的系统误差均不进行修正。
因此，测量孔、轴实际尺寸时，由于诸多因素的影响而产生了测量误差，测得的实际尺寸通常不是真实尺寸，即测得的实际尺寸=真实尺寸±测量误差，如图7-1所示。
鉴于上述情况，测量孔、轴实际尺寸时，首先应确定判断其合格与否的尺寸界限，即验收极限。
如果根据测得的实际尺寸是否超出极限尺寸来判断其合格性，即以孔、轴的极限尺寸作为孔、轴实际尺寸的验收极限，则有可能把真实尺寸位于公差带上下两端外侧附近的不合格品误判为合格品而接收，这称为误收。
第六章 光滑极限量规设计
量规公差带
量规是一种精密的检验工具，其制造精度要求 量规是一种精密的检验工具， 比被检验工件更高， 比被检验工件更高，但制造时也不可避免地产生误 因此对量规也必须规定制造误差。 差，因此对量规也必须规定制造误差。 通规要有适当的磨损储量，止规不需要。 通规要有适当的磨损储量，止规不需要。校对 量规也不需要。 量规也不需要。 一、工作量规的公差带 国家标准GB1957 1981规定量规的公差带不得 GB1957国家标准GB1957-1981规定量规的公差带不得 超越工件的公差带，有利于防止误收， 超越工件的公差带，有利于防止误收，保证产品质 量与互换性。工作量规的公差带如图6 所示。 量与互换性。工作量规的公差带如图6-2所示。国 标规定的T值和Z值如表6-2所示。 标规定的T值和Z值如表6 所示。
Tolerance Techniques
第六章 光滑工件尺寸的检测
概述
检验工件尺寸时可以使用通用测量器具，也可以使用极 限量规。无论采用哪种方法进行检验，都有测量误差存 在。 可见测量误差的存在将在实际上改变工件规定的公差带， 使之缩小或扩大。
第一节 用通用测量器具测量
一、验收极限
是检验工件时判断合格与否的尺寸界限。
按国家标准《光滑工件的检测》原则：所用验收方法 应只接收位于规定的尺寸极限之内的工件。 验收方案的选择： 在用游标卡尺、千分尺和生产车间使用的分度值不 小于0.0005mm的比较仪等测量器具，检验图样上 注出的基本尺寸至500mm、公差值在6~18级的有 配合要求的光滑工件尺寸时，按方案1）即内缩方 案确定验收极限。对非配合和一般公差的尺寸，按 方案2）确定验收极限。 安全裕度的确定 一般为工件公差的1/10。
3、校通-损（TS） 校通TS） 应用：检验使用中的轴用通规是否磨损 应用：检验使用中的轴用通规是否磨损 作用： 作用：防止通规在使用中超过磨损极限尺寸 公差带： 公差带：是从通规的磨损极限起向轴用通规公差 带内分布。 带内分布。 由于校对量规精度高，制造困难， 由于校对量规精度高，制造困难，因此在实际 生产中逐步用量块或计量仪器代替校验量规。 生产中逐步用量块或计量仪器代替校验量规。
计量器具的选用原则.
巧碰到千分尺的测量误差为−4m的影 （1）若轴径的实际尺寸落在1区，大于上极 响，使其读数值可能小于下极限尺寸， 限尺寸，显然为不合格品，但此时恰巧碰到 而判为不合格品，造成误废。 千分尺的测量误差为−4m的影响，使其读 （4）若轴径的实际尺寸落在4区，小于 数值可能小于上极限尺寸，而判为合格品， 下极限尺寸，显然为不合格品，但此时 造成误收。 恰巧碰到千分尺的测量误差为+4m的 （2）若轴径的实际尺寸落在2区，小于上极 影响，使其读数值可能大于下极限尺寸， 限尺寸，显然为合格品，但此时恰巧碰到千 而判为合格品，造成误收。 分尺的测量误差为+4m的影响，使其读数 值可能大于上极限尺验轴的光滑极限量规称为环规或卡规，一个环规按被测
轴的最大实体尺寸制造，称为通规；另一个环规按被测轴 的最小实体尺寸制造，称为止规，如图6-27（b）所示。测
量时，通规和止规必须联合使用。只有当通规能够通过被
测孔或轴，同时止规不能通过被测孔或轴，该孔或轴才是 合格品。
第6章 三大误差配合检测 2.光滑极限量规的分类 光滑极限量规按其用途可分为工作量规、验收量规和 校对量规。 工作量规是操作者在生产过程中检验零件用的量规， 其通规和止规分别用T或Z表示。 验收量规是检验部门或用户代表验收产品时使用的量 规。在标准中规定：检验员使用磨损较多的通规和接近最 小实体尺寸的止规作为验收量规。 校对量规只是用来校对轴用量规，以发现卡规或环规 是否已经磨损或变形。对于孔用量规使用通用量仪检验， 则不必使用校对量规。校对量规分为三类：校对轴用量规 通规的校对量规，称为校通—通量规，代号TT表示；校对 轴用量规通规是否达到磨损极限的校对量规，称为校通— 损量规，代号TS表示；校对轴用量止规的校对量规，称为 校止—通量规，代号ZT表示。
互换性与测量技术-5、6普通计量器具与光滑极限量规
用符合泰勒原则的量规检验孔或轴时，若通规能够自 由通过，且止规不能通过，则表示被测孔或轴合格;若通 规不能通过，或者止规能够通过，则表示被测孔或轴不合 格。
光滑极限量规
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
相关术语及其意义
在配合的全长上，与实际内表面相接触的最大理想面或与 实际外表面接触的最小理想面的直径或宽度。( B )
体外作用尺寸（Dfe dfe）
体内作用尺寸 （Dfi dfi）
指在被测要素的给定长度上，与实际内表面相接触的最小理
想面，或与实际外表面相接触的最大理想面的直径或宽度。(B’)
单一要素体外、体内作用尺寸
限。校对时不应通过。
（四）量规公差带
光滑极限量规是一种精密检测工具，它的制造精
度比被检验工件要求更高。பைடு நூலகம்
但它在制造过程中，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
制造公差的大小决定了量规制造的难易程度。
（1）工作量规公差带的大小
工作量规通规公差由制造公差T和磨损公差Z两部分 组成，而工作量规止规公差只由制造公差T组成。
在实际生产中，当现有测量器具的不确定度 u1’＞ u1 时，应扩大安全裕度。
例： 试确定包容要求的工件Ф 30h7的验收 极限，并选择相应的计量器具。
解：查表得Ф30h7的公差值T=0.021mm，根据T值， 查表得出安全裕度 A=0.002mm,
计量器具不确定度允许值u1=0.0019mm.
按内缩方式确定验收极限 上验收极限：dmax-A=30-0.002=29.998 下验收极限：dmin+A=30-0.021+0.002=29.981 查表可知，在工件尺寸≤40mm、分度值为 0.002mm的比较仪不确定度0.0018mm，小于 u1=0.0019mm，可满足要求。
极限配合与测量技术 (第2版)第六章6.4测量器具的选择及使用
⑤ 游标卡尺不要放在磁场附近，以免卡尺感受磁性。
⑥ 带深度尺的游标卡尺，用完后应将量爪合拢，否则较细的深度 尺露在外边，容易变形，甚至折断。
⑦ 游标卡尺用完后应平放，避免造成变形，也不要将游标卡尺与 其他工具一起堆放。使用完毕后，擦净并涂油，放置在专用盒内，防止 弄脏或生锈。
（1）游标卡尺的结构形式和用途。
游标卡尺简称卡尺，最常见的3种卡尺如表6.6所示。
表6.6
种类
三用卡尺 （Ⅰ型）
常用的游标卡尺
结构图
用途
测量范围/mm
游标读数值
可测内、外
尺寸，深度，
0～125
0.02
孔距，环形
0～150
0.05
壁厚，沟槽
种类
双面卡尺 （Ⅱ）型
单面卡尺 （Ⅳ型）
结构图
用途
测量范围/mm
高度游标卡尺
用于测量工件的高度和进行划线的；更换 不同的卡脚，可适应其需要
使用时，必须注意：在测量顶面到底面的 距离时，应加上卡脚的厚度尺寸A
齿厚游标卡尺
续表
用于测量直齿、斜齿圆柱齿轮的固定 弦齿厚。它由两把互相垂直的游标卡 尺所组成
使用时，先把垂直尺调到hx处的高度 ，然后使端面靠在齿顶上，移动水平 卡尺游标，使卡脚轻轻与齿侧表面接 触，这时水平尺上的读数，就是固定 弦齿厚s
不确定度
0.001 0
0.001 7
0.001 1
0.001 8
0.001 2 0.001 3 0.001 4 0.001 6 0.001 7
0.001 9
0.002 0 0.002 1 0.002 2
分度值为0.005mm （相当于放大倍数 250倍）的比较仪
08-09互换性第六章
“T” 工作量规 制造公差带 工作量规 磨损公差带
Z
校对量规 制造公差带
Tp
孔 公 差 带
轴 公 差 带
T
T/2
T/2
Tp
“TT”
Tp
图6-6
20
图6-6中工作量规的“通规”除制造公差T外，还规 定有磨损公差带。这是因为在检验工件时，通规要经常 通过被检孔或轴而产生磨损，为了保证通规的合理使用 寿命，特将通规的制造公差带相对于被检工件的公差带 内移一定距离。 GB/T 1957—1981对工作量规的制造公差T和位置要素Z （通规制造公差带中心到被检工件最大实体尺寸之间的 距离）作了规定，见表6-5。要求新通规的实际尺寸必 须在制造公差带内，而使用磨损后的尺寸可以允许超出 制造公差带，直至磨损到磨损极限(即被检工件的最大 实体尺寸)时才停止使用。
0.011
0.020
＞400～450
0.012
＞450～500
0.013
0.025
＞500～600
＞600～700
0.030
不注 确： 定当 度千 可分 小尺 于采 表用 列微 数差 值比 ，较 约测 为量 时 ， 。 其
11
-
60%
＞700～ 1000
0.150
表6-3 千分尺和游标卡尺的不确定度
上验收极限
dmax(MMS)
A
Td
上验收极限 下验收极限
TD
下验收极限
A
Dmin(MMS)
(a) 孔公差带
dmin(LMS)
(b) 轴公差带
图 6-3 实际尺寸服从偏态分布的 验收极限
(3)当工件的实际尺寸服从偏态分布时(如①手控加工， ②刀具磨损时，为了避免出现不可修复的废品，轴尺寸多 偏大，孔尺寸多偏小)，可只对尺寸偏向的一侧选用内缩 方式，另一侧不内缩，如图6-3。 (4)对于非配合尺寸和采用一般公差的尺寸，可用不 内缩方式。 (5)单件生产一般按极限尺寸验收。
新第六章 光滑工件尺寸的检验(简版2003)
0.0011
0.0018
0.0030
0.0012 0.0013 0.0014 0.0016 0.0017
0.0019 0.0020 0.0021 0.0022
0.0035
第三节
用光滑极限量规检验
一、光滑极限量规及其特点 二、光滑极限量规的种类和作用 三、工作量规的公差带 四、光滑极限量规的结构形式及其选择 五、光滑极限量规的其他技术要求 六、光滑极限量规的设计
二、验收极限方式及其选择
• （一）验收极限方式 • 1．内缩方式： • 孔、轴验收极限分别从工件的MML和 LML内缩一个A值。如图6－2所示。 • 2．不内缩方式： • 孔、轴验收极限等于规定的MML和 LML。 即：A=0 ； 如图6－3所示。
图6－3 孔、轴的不内缩验收极限方式Biblioteka • (二).验收极限方式的选择
• 无论塞规或卡规都有通端和止端之分。 • 通端量规称为通规，止端量规称为止规。 • 通规按工件的最大实体尺寸制造，控制工件的体 外作用尺寸； • 止规按工件的最小实体尺寸制造，控制工件的局 部实际尺寸。
• 在检验工件时，通规应通过工件，同
时止规应不通过工件，才能确定工件 是合格的；因此，通规和止规必须成 对使用，才能正确判断工件是否合格。 • 如图6－7，图6－8所示。
• 轴尺寸的验收极限为： • 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) • 安全裕度(A)：是用于补偿由各种因素所引起 的测量误差的影响，是一个综 合补偿值。 • A值按工件公差T的1/10确定，见表6－1。
图6－2 孔、轴的内缩验收极限方式
图 6－ 7
塞规
图 6－ 8
公差学习ppt第1章(4)
读数的整数部分由固定套筒上的刻度给出，其分度值 为1mm，读数的小数部分由微分套筒上的刻度给出。 读数方法：在千分尺的固定套筒上刻有轴向中线，作 为微分筒读数的基准线。在中线的两侧，刻有两排刻线， 每排刻线间距为1mm，上下两排相互错开0.5mm。测微螺 杆的螺距为0.5mm，微分筒的外圆周上刻有50等分的刻度。 当微分筒转一周时，螺杆轴向移动0.5mm。如微分筒只转 动一格时，则螺杆的轴向移动为0.5/50～0.01mm，因而 0.0lmm就是千分尺分度值。
为了方便读数，有的游标卡尺装有测微表头，图示为 带表游标卡尺，它是通过机械传动装臵，将两量爪的相对 移动转变为指示表的回转运动，并借助尺身刻度和指示表， 对两量爪相对位移所分隔的距离进行读数。
电子数显卡尺 1——内量测爪；2——紧固螺钉；3——液晶显示器；4——数据输出端口； 5——深度尺；6——尺身；7,11一防尘板；8——臵零按钮； 9——米制、英制转换按钮；10——外量爪；12——台阶量测面
最常用 的3种游标 卡尺的结 构和量测 指标，见 表。
从结构图中可以看出，游标量具在结构上的共同特征 是都有主尺、游标尺以及量测基准面。主尺上有mm刻度， 游标尺上的分度值有0.1、0.05、0.02mm等3种。 游标卡尺的主尺是一个刻有刻度的尺身，其上有固定 量爪。有刻度的部分称为尺身，沿着尺身可移动的部分称 为尺框。尺框上有活动量爪，并装有游标和紧固螺钉。有 的游标卡尺上为调节方便还装有微动装臵。在尺身上的滑 动尺框，可使两量爪的距离改变，以完成不同尺寸的量测 工作。游标卡尺通常用来量测内外径尺寸、孔距、壁厚、 沟槽及深度等。
1.4
尺寸的检测
为了实现互换性要求，除了需要合理的规定公差之外， 还应当用正确的检测方法检测完工后零件的实际尺寸，只 有经过检验合格的零件才具有互换性功能。
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一、验收极限和安全裕度
通过第二章学习我们知道，测量零件尺寸时以测得值作为实际尺寸。
由于各种测量误差的存在，测量得到的实际尺寸并非真值，尤其在车间生产现场，一般不可能采用多次测量取平均值的方法以减小随机误差的影响，也不对温度、湿度等环境因素引起的测量误差进行修正，通常只进行一次测量来判断工件的合格与否。
因此，当测得值在工件最大、最小极限尺寸附近时，就可能将本来处在公差带之内的合格品判为废品（误废），或将本来处在公差带之外的废品判为合格品（误收）。
国家标准规定的验收原则是：所用验收方法应只接收位于规定的极限尺寸之内的工件。
即允许误废而不允许误收。
为了保证这个验收原则的实现，保证零件达到互换性要求，将误收减至最小，规定了验收极限。
验收极限是指检验工件尺寸时判断合格与否的尺寸界限。
如图3-16所示，验收极限是从图样上标定的最大极限尺寸和最小极限尺寸分别向工件公差带内移动一个安全裕度A来确定。
所计算出的两个极限值为验收极限，即：上验收极限=最大极限尺寸-A
下验收极限=最小极限尺寸+A
由于验收极限向工件公差带内移动，为了保证验收时合格，在生产时工件不能按设计的极限尺寸加工，应按由验收极限所确定的范围生产，这个范围称为“生产公差”。
安全裕度A由工件公差T确定，对于配合尺寸一般A 的数值取工件公差的1/10。
对于非配合尺寸或工艺能力很高时，A值可取为零。
同时A值的大小是人为给定的，A值越大对计量器具要求越低；A值越小，生产公差越大，但对计量器具的要求越高。
因此应结合实际情况灵活处理。
二、计量器具的选择
计量器具的选择主要取决于计量器具的技术指标和经济指标。
在综合考虑这些指标时，具体有如下两点：
1、选择计量器具应与被测尺寸的外形、位置、尺寸的大小及被测参数特征相适应，使所选计量器具的测量范围能满足工件的要求。
2、选择计量器具应考虑工件的尺寸公差，使所选计量器具的不确定度既要保证测量精度要求，又要符合经济性要求。
为了保证测量的可靠性和量值的统一，国家标准规定：按照计量器具的测量不确定度允许值u1选择计量器具。
计量器具的不确定度u/应小于等于允许的不确定度u1。
u1值在各个版本的教材上都有，其大小分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ档。
对于IT6～IT11，u1 为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ档，对于IT12～IT18, u1 为Ⅰ、Ⅱ档.一般情况下，优先选用Ⅰ档，其次为Ⅱ档、Ⅲ档。
Ⅰ档u1值为0.9A。
例1 被测工件为φ35f8mm的轴，试确定验收极限并选择合适的计量器具。
解：（1）确定工件的极限偏差
es=-0.025 ei=-0.064。
(2)确定安全裕度A和计量器具不确定度允许值u1
工件公差是0.039mm，查表或计算得A=0.0039，u1=0.0035。
（3）选择计量器具
根据基本尺寸φ35mm，从表中可查得，分度值为0.005mm的比较仪的不确定度u1为0.0033mm，小于允许值0.0035的使用要求。
(4)确定验收极限
取A=0.004mm。
上验收极限=34.975-0.004=34.971
下验收极限=34.936+0.004=34.940
例2 被测工件为Φ30h8的轴，若用测量范围为0～50mm、分度值为0.01mm的外径千分尺为检验器具，试计算其验收极限和生产公差。
解：（1）查出千分尺的不确定度u=0.004mm。
（2）确定允许的不确定度取u1=u=0.004mm。
（3）确定安全裕度A A=u1/0.9≈0.0044mm。
取A=0.004mm。
（4）计算验收极限和生产公差
30h8的上偏差es=0 下偏差ei=-0.033mm。
dmax=30 dmin=30-0.033=29.967 上验收极限=30-0.004=29.996
下验收极限=29.967+0.004=29.971
生产公差=29.996-29.971=0.025(mm)。