第5章 光滑极限量规.ppt

第第5章章 光滑极限量规光滑极限量规5.1 5.1 概概 述述 5.2 5.2 泰勒原则泰勒原则5.3 5.3 量规公差带量规公差带5.4 5.4 量规设计量规设计15.1 5.1 概概 述述 光滑极限量规是指被检验工件为光滑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，简孔或光滑轴所用的极限量规的总称，简称量规。在大批量生产时，为了提高产称量规。在大批量生产时，为了提高产品质量和检验效率常常采用量规进行检品质量和检验效率常常采用量规进行检验，量规结构简单、使用方便，省时可验，量规结构简单、使用方便，省时可靠，并能保证互换性。因此，量规在机靠，并能保证互换性。因此，量规在机械制造中得到了广泛的应用。械制造中得到了广泛的应用。25.1.1 5.1.1 量规的作用量规的作用 量规是一种无刻度定值专用量具，量规是一种无刻度定值专用量具，用它来检验工件时，只能判断工件是用它来检验工件时，只能判断工件是否在允许的极限尺寸范围内，而不能否在允许的极限尺寸范围内，而不能测量出工件的实际尺寸。测量出工件的实际尺寸。检验孔用的量规称为塞规，检验检验孔用的量规称为塞规，检验轴用的量规称为卡规，如下图所示。轴用的量规称为卡规，如下图所示。3常用量规形式常用量规形式4常用量规形式常用量规形式5用塞规检测孔径用塞规检测孔径6用卡规检测轴径用卡规检测轴径7量规检测过程量规检测过程 量规有通规和止规之分，通常成对使用。通量规有通规和止规之分，通常成对使用。通规按最大实体尺寸设计规按最大实体尺寸设计,控制工件的作用尺寸控制工件的作用尺寸,止止规按最小实体尺寸设计，控制工件的实际尺寸。规按最小实体尺寸设计，控制工件的实际尺寸。当通规通过被检验零件而止规不能通过时，当通规通过被检验零件而止规不能通过时，说明被检验零件的尺寸误差和形状误差都控制在说明被检验零件的尺寸误差和形状误差都控制在极限尺寸范围内，零件是合格的。极限尺寸范围内，零件是合格的。8 工件制造过程中，生产工人用于进行检验工工件制造过程中，生产工人用于进行检验工件的量规。根据被检验的形体不同，工作量规又件的量规。根据被检验的形体不同，工作量规又可分为检验孔用的孔用工作量规（即塞规）和检可分为检验孔用的孔用工作量规（即塞规）和检验轴用的轴用工作量规（即卡规或环规）两种。验轴用的轴用工作量规（即卡规或环规）两种。按照工作量规作用不同有按照工作量规作用不同有“通规通规”（T）和）和“止规止规”（Z）之分。）之分。检验部门或用户代表在验收产品时使用的量检验部门或用户代表在验收产品时使用的量规。它的检验对象也是工件，因此和工作量规一规。它的检验对象也是工件，因此和工作量规一样，有检验孔和检验轴的验收量规之分，并有通样，有检验孔和检验轴的验收量规之分，并有通规和止规之分。它们的形状、作用和验收的合格规和止规之分。它们的形状、作用和验收的合格标志和工作量规相同。标志和工作量规相同。用来检验轴用工作量规在制造中是否符合制用来检验轴用工作量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使用造公差，在使用中是否已达到磨损极限时所使用的量规。而对于检验孔的量规，可方便地用仪器的量规。而对于检验孔的量规，可方便地用仪器测量。测量。5.1.2 5.1.2 量规的种类量规的种类9工作量工作量规规和校和校对对量量规规量量规规种种类类检验对检验对象象量量规规形状形状量量规规用用途代号途代号量量规规作用作用检验检验合格合格的的标标志志孔用工孔用工作量作量规规孔孔塞塞 规规T T防止孔的体外作用尺寸防止孔的体外作用尺寸过过小小应应通通过过Z Z防止孔的防止孔的实际实际尺寸尺寸过过大大应应不通不通过过轴轴用工用工作量作量规规轴轴卡（卡（环环）规规T T防止防止轴轴的体外作用尺寸的体外作用尺寸过过大大应应通通过过Z Z防止防止轴轴的的实际实际尺寸尺寸过过小小应应不通不通过过校校对对量量规规轴轴用工作量用工作量规规的通的通规规塞塞 规规TTTT防止通防止通规规制造制造时时尺寸尺寸过过小小应应通通过过轴轴用工作量用工作量规规的止的止规规ZTZT防止止防止止规规制造制造时时尺寸尺寸过过小小应应通通过过轴轴用工作量用工作量规规的通的通规规TSTS防止通防止通规规使用中磨使用中磨损过损过大大应应不通不通过过5.1.2 5.1.2 量规的种类量规的种类105.2 5.2 泰勒原则泰勒原则 设计量规应遵守泰勒原则（极限尺设计量规应遵守泰勒原则（极限尺寸判断原则），泰勒原则是指遵守包容寸判断原则），泰勒原则是指遵守包容要求的单一要素（孔或轴）的实际尺寸要求的单一要素（孔或轴）的实际尺寸和形位误差综合形成的体外作用尺寸不和形位误差综合形成的体外作用尺寸不允许超越最大实体尺寸，在孔或轴的任允许超越最大实体尺寸，在孔或轴的任何位置上的实际尺寸不允许超越最小实何位置上的实际尺寸不允许超越最小实体尺寸。体尺寸。11孔、轴的合格性判断应是其体外作用尺寸孔、轴的合格性判断应是其体外作用尺寸和实际尺寸两者合格性的判断，体外作用和实际尺寸两者合格性的判断，体外作用尺寸由最大实体尺寸控制；实际尺寸由最尺寸由最大实体尺寸控制；实际尺寸由最小实体尺寸控制。孔、轴尺寸采用包容要小实体尺寸控制。孔、轴尺寸采用包容要求时，完工工件应该用光滑极限量规来检求时，完工工件应该用光滑极限量规来检验。验。5.2 5.2 泰勒原则泰勒原则125.2 5.2 泰勒原则泰勒原则 “通规通规”用于控制工件体外作用尺寸，其测量面理论用于控制工件体外作用尺寸，其测量面理论上应该是与孔或轴形状相对应的完整表面（通常称为全形上应该是与孔或轴形状相对应的完整表面（通常称为全形量规），其尺寸等于孔或轴的最大实际尺寸，且量规长度量规），其尺寸等于孔或轴的最大实际尺寸，且量规长度等于配合长度。等于配合长度。“止规止规”用于控制工件局部实际尺寸，其测量面理论用于控制工件局部实际尺寸，其测量面理论上应为点状的（通常称为不全形量规），其尺寸等于孔或上应为点状的（通常称为不全形量规），其尺寸等于孔或轴的最小实际尺寸。轴的最小实际尺寸。量规型式的设计原则量规型式的设计原则13量规形式对检验结果的影响量规形式对检验结果的影响1-1-孔公差带孔公差带 2-2-工件实际轮廓工件实际轮廓 3-3-全形塞规的止规全形塞规的止规 4-4-不全形塞规的止规不全形塞规的止规 5-5-不全形塞规的通规不全形塞规的通规 6-6-全形塞规的通规全形塞规的通规14通规对泰勒原则的允许偏离如下：通规对泰勒原则的允许偏离如下：（1）长度偏离）长度偏离 为了用已标准化的量为了用已标准化的量规，在制造方法能保证孔、轴素线的直线度误差小到不致影响配合规，在制造方法能保证孔、轴素线的直线度误差小到不致影响配合特性的情况下，允许通规的长度小于结合长度。特性的情况下，允许通规的长度小于结合长度。15（2）形状偏离）形状偏离 孔用量规形状偏离孔用量规形状偏离检验大尺寸的孔，用全形塞规通规检验大尺寸的孔，用全形塞规通规既笨重又不方便使用，在制造方法能保证孔的圆度或素线的直既笨重又不方便使用，在制造方法能保证孔的圆度或素线的直线度误差小到不致影响配合特性的情况下，允许使用不全形塞线度误差小到不致影响配合特性的情况下，允许使用不全形塞规或球端杆规。规或球端杆规。轴用量规形状偏离轴用量规形状偏离用全形环规检验轴径很不方便，甚用全形环规检验轴径很不方便，甚至不能实现，在制造方法能保证轴的圆度（特别是棱圆度）和至不能实现，在制造方法能保证轴的圆度（特别是棱圆度）和素线的直线度误差小到不致影响配合特性的情况下，通规允许素线的直线度误差小到不致影响配合特性的情况下，通规允许用不全形塞规或球端杆规。如环规通规不能检验曲轴的连杆轴用不全形塞规或球端杆规。如环规通规不能检验曲轴的连杆轴颈，只能用卡规检验。颈，只能用卡规检验。16止规对泰勒原则的允许偏离如下：止规对泰勒原则的允许偏离如下：（1）对点状测量面，考虑到检验中点接触易于磨损，往往）对点状测量面，考虑到检验中点接触易于磨损，往往改用小平面、圆柱面或球面来代替。改用小平面、圆柱面或球面来代替。（2）检验小尺寸的孔时，考虑到便于检测，常改用全形塞）检验小尺寸的孔时，考虑到便于检测，常改用全形塞规。规。（3）对刚性不好的薄壁零件，若用点状测量面检验，会使）对刚性不好的薄壁零件，若用点状测量面检验，会使工件发生变形，可改用全形塞规或环规。工件发生变形，可改用全形塞规或环规。175.3 5.3 量规公差带量规公差带量规公差标志着对量规的合理要求，以保证量量规公差标志着对量规的合理要求，以保证量规能以一定的准确度进行检验。量规公差带的规能以一定的准确度进行检验。量规公差带的大小和位置，取决于工件公差带大小与位置、大小和位置，取决于工件公差带大小与位置、量规用途以及量规公差制。量规用途以及量规公差制。185.3 5.3 量规公差带量规公差带 .工作量规的公差带工作量规的公差带.校对量规的公差带校对量规的公差带1920虽然量规是一种精密的检验工具，其制造精度要求虽然量规是一种精密的检验工具，其制造精度要求比被测工件更高，但在制造时比被测工件更高，但在制造时也不可避免地存在制造也不可避免地存在制造误差，因此对量规也必须规定制造公差误差，因此对量规也必须规定制造公差。由于通规在使用过程中经常通过工件由于通规在使用过程中经常通过工件，因而会逐渐因而会逐渐磨损。为了使通规具有一定的使用寿命，应留出适当磨损。为了使通规具有一定的使用寿命，应留出适当的磨损储量的磨损储量，因此因此规定将通规公差带从最大实体尺寸规定将通规公差带从最大实体尺寸向工件公差带内缩一个距离向工件公差带内缩一个距离；止规不通过工件，因此；止规不通过工件，因此规定将止规公差带放在工件公差带内，规定将止规公差带放在工件公差带内，紧靠最小实体紧靠最小实体尺寸处。尺寸处。校对量规公差带不需留磨损储量。校对量规公差带不需留磨损储量。第二节第二节 量规尺寸公差带量规尺寸公差带21校对量规的公差校对量规的公差TP为被校对轴用量规为被校对轴用量规制造公差制造公差的的50%，校对量规的形状公差应控制在其尺寸公差带内。由，校对量规的形状公差应控制在其尺寸公差带内。由于校对量规精度高，制造困难，而目前测量技术又在于校对量规精度高，制造困难，而目前测量技术又在不断发展，因此在实际生产中逐渐用量块或计量仪器不断发展，因此在实际生产中逐渐用量块或计量仪器代替校对量规。代替校对量规。1.校通校通通（通（TT）它用在轴用通规制造时，它用在轴用通规制造时，其作用是防止通规尺寸小于其作用是防止通规尺寸小于其最小极限尺寸，其最小极限尺寸，故公差带是从通规的下偏差起向轴故公差带是从通规的下偏差起向轴用通规公差带内分布。检验时该校对塞规应通过轴用用通规公差带内分布。检验时该校对塞规应通过轴用通规，否则该轴用通规不合格。通规，否则该轴用通规不合格。222.校止校止通（通（ZT）它用在轴用止规制造时，其作用是防止止规尺寸小于它用在轴用止规制造时，其作用是防止止规尺寸小于其最小极限尺寸，故其公差带是从止规的下偏差起向其最小极限尺寸，故其公差带是从止规的下偏差起向轴用止规公差带内分布。检验时，该校对塞规应通过轴用止规公差带内分布。检验时，该校对塞规应通过轴用止规，否则该轴用止规不合格。轴用止规，否则该轴用止规不合格。3.校通校通损（损（TS）它用于检验使用中的轴用通规，其作用是防止通规在它用于检验使用中的轴用通规，其作用是防止通规在使用过程中超过磨损极限尺寸，故其公差带是从通规使用过程中超过磨损极限尺寸，故其公差带是从通规的磨损极限起向轴用通规公差带内分布。的磨损极限起向轴用通规公差带内分布。235.4 5.4 量规设计量规设计工作量规的设计步骤一般如下：工作量规的设计步骤一般如下：1.1.根据被检工件的尺寸大小和结构特点等因根据被检工件的尺寸大小和结构特点等因 素选择量规结构形式；素选择量规结构形式；2.2.根据被检工件的基本尺寸和公差等级查出根据被检工件的基本尺寸和公差等级查出 量规的制造公差和位置要素值，画量量规的制造公差和位置要素值，画量 规公差带图，计算量规工作尺寸的上、下规公差带图，计算量规工作尺寸的上、下 偏差；偏差；3.3.确定量规结构尺寸、计算量规工作尺寸，确定量规结构尺寸、计算量规工作尺寸，绘制量规工作图，标注尺寸及技术要求。绘制量规工作图，标注尺寸及技术要求。245.4.15.4.1 量规的结构形式量规的结构形式轴用量规的结构形式及适用范围轴用量规的结构形式及适用范围255.4.15.4.1 量规的结构形式量规的结构形式孔用量规的结构形式及适用范围孔用量规的结构形式及适用范围26 按照国标推荐，测孔时，可用下列型式的量规：全形塞规、按照国标推荐，测孔时，可用下列型式的量规：全形塞规、不全形塞规、片状塞规和球端塞规。测轴时，可用环规和卡规。不全形塞规、片状塞规和球端塞规。测轴时，可用环规和卡规。5.4.15.4.1 量规的结构形式量规的结构形式275.4.15.4.1 量规的结构形式量规的结构形式285.4.25.4.2 量规的技术要求量规的技术要求.量规材量规材料料量规可用合金工具钢（如量规可用合金工具钢（如量规可用合金工具钢（如量规可用合金工具钢（如CrMnCrMnCrMnCrMn、CrMnWCrMnWCrMnWCrMnW、CrMoVCrMoVCrMoVCrMoV），），），），碳素工具钢碳素工具钢碳素工具钢碳素工具钢(如如如如T10AT10AT10AT10A、T12AT12AT12AT12A)，渗碳钢，渗碳钢，渗碳钢，渗碳钢(如如如如15151515钢、钢、钢、钢、20202020钢）及其他耐磨材料钢）及其他耐磨材料钢）及其他耐磨材料钢）及其他耐磨材料(如如如如硬质合金硬质合金硬质合金硬质合金)等材料制造等材料制造等材料制造等材料制造。2.2.测量面的硬度测量面的硬度量规测量面硬量规测量面硬量规测量面硬量规测量面硬度为度为度为度为58-65 58-65 58-65 58-65 HRCHRCHRCHRC 3.3.几何公差几何公差量规的几何公差一般为量规的几何公差一般为量规的几何公差一般为量规的几何公差一般为量规制造公差的量规制造公差的量规制造公差的量规制造公差的50%50%50%50%4.4.表面质量表面质量 量量量量规规规规测测测测量量量量面面面面不不不不应应应应有有有有锈锈锈锈迹迹迹迹、毛毛毛毛刺刺刺刺、黑黑黑黑斑斑斑斑、划划划划痕痕痕痕等等等等明明明明显显显显影影影影响响响响外外外外观观观观和和和和使使使使用用用用质质质质量量量量的的的的缺缺缺缺陷陷陷陷。量量量量规规规规测测测测量量量量表表表表面面面面的的的的表表表表面面面面粗粗粗粗糙糙糙糙度度度度参数参数参数参数a a a a值见表值见表值见表值见表5.35.35.35.3。295.4.35.4.3 量规工作尺寸的计算量规工作尺寸的计算 量规工作尺寸的计算步骤如下：量规工作尺寸的计算步骤如下：1.1.查出被检验工件的极限偏差；查出被检验工件的极限偏差；2.2.查出工作量规的制造公差和位置查出工作量规的制造公差和位置 要素值，并确定量规的几何公差；要素值，并确定量规的几何公差；3.3.画出工件和量规的公差带图；画出工件和量规的公差带图；4.4.计算量规的极限偏差；计算量规的极限偏差；5.5.计算量规的极限尺寸以及磨损极限计算量规的极限尺寸以及磨损极限 尺寸。尺寸。305.4.4 5.4.4 量规设计应用举例量规设计应用举例 例题例题5.15.1设计检验设计检验30H8/e830H8/e8孔、轴用工作量规。孔、轴用工作量规。解解1)1)查表得查表得30H830H8孔孔 ：ES=+0.033mmES=+0.033mm,EI=0EI=0 30e830e8轴：轴：eses=-0.04mm,=-0.04mm,eiei=-0.073mm=-0.073mm 2)2)查出工作量规制造公差查出工作量规制造公差T T和位置和位置 要素要素Z Z值值,并确定几何公差。并确定几何公差。0.0034mm0.0034mm，Z Z0.005mm0.005mm，T/2T/20.0017mm0.0017mm。3)3)画出工件和量规的公差带图画出工件和量规的公差带图315.4.4 5.4.4 量规设计应用举例量规设计应用举例4)4)计算量规的极限偏差：计算量规的极限偏差：孔孔 通规（）：通规（）：上偏差上偏差EI+Z+T/2EI+Z+T/2 0+0.005+0.0170+0.005+0.017+0.0067 mm+0.0067 mm 下偏差下偏差EI+Z T/2EI+Z T/2 0+0.0050.0170+0.0050.017+0.0033 mm+0.0033 mm磨损极限尺寸磨损极限尺寸MMSMMS30mm30mm 止规（）：上偏差止规（）：上偏差ESES+0.033 mm+0.033 mm 下偏差下偏差ESES +0.0330.0034+0.0330.0034+0.0296 mm+0.0296 mm325.4.4 5.4.4 量规设计应用举例量规设计应用举例轴轴 通规（）：通规（）：上偏差上偏差 TsTseses-Z+T/2-Z+T/2 =-0.04-0.005+0.0017=-0.0433mm =-0.04-0.005+0.0017=-0.0433mm下偏差下偏差 TiTiTs T Ts T =-0.0433-0.0034=-0.00467mm =-0.0433-0.0034=-0.00467mm磨损极限尺寸磨损极限尺寸MMS=29.96mmMMS=29.96mm 止规（）：止规（）：上偏差上偏差 Zs=Zs=ei+Tei+T=-0.073+0.034=0.0696mm=-0.073+0.034=0.0696mm下偏差下偏差 ZiZi=eiei=-0.073=-0.073335.3.4 5.3.4 量规设计应用举例量规设计应用举例 5)5)计算量规的极限尺寸和工作尺寸计算量规的极限尺寸和工作尺寸 孔孔 通规：上极限尺寸通规：上极限尺寸30+0.0067=30.0067 mm30+0.0067=30.0067 mm 下极限尺寸下极限尺寸30+0.0033=30.0033 mm30+0.0033=30.0033 mm 磨损极限尺寸磨损极限尺寸30 mm30 mm 通端工作尺寸标注为通端工作尺寸标注为 mm 止规：上极限尺寸止规：上极限尺寸30+0.033 30+0.033 30.033 mm30.033 mm 下极限尺寸下极限尺寸30+0.029630+0.0296 30.0296 mm30.0296 mm 止端工作尺寸标注为止端工作尺寸标注为 mmmm345.3.4 5.3.4 量规设计应用举例量规设计应用举例轴轴 通规：上极限尺寸通规：上极限尺寸30-0.0433=29.9567mm 30-0.0433=29.9567mm 下极限尺寸下极限尺寸30-0.0467=29.9533mm30-0.0467=29.9533mm通端工作尺寸标注为通端工作尺寸标注为 止规：上极限尺寸止规：上极限尺寸30-0.0696=29.9304mm 30-0.0696=29.9304mm 下极限尺寸下极限尺寸30-0.0730=29.9270mm30-0.0730=29.9270mm止端工作尺寸标注为止端工作尺寸标注为35孔用量规孔用量规 6)6)按量规的常用形式绘制并标注量规图样按量规的常用形式绘制并标注量规图样36轴用量规轴用量规37