光滑极限量规.docx

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1、第 6 章 光滑极限量规6.1 概 述检验光滑工件尺寸时，可用通用测量器具，也可使用极限量规。通用测量器具可以有具体的指示值，能直接测量出工件的尺寸，而光滑极限量规是一种没有刻线的专用量具， 它不能确定工件的实际尺寸，只能推断工件合格与否。因量规构造简洁，制造简洁，使用便利，并且可以保证工件在生产中的互换性，因此广泛应用于成批大量生产中。光滑极限量规的标准是GB/T 1957-2023。光滑极限量规有塞规和卡规之分，无论塞规和卡规都有通规和止规，且它们成对使用。塞规是孔用极限量规，它的通规是依据孔的最小极限尺寸确定的，作用是防止孔的作用尺 寸小于孔的最小极限尺寸；止规是按孔的最大极限尺寸设计的

2、，作用是防止孔的实际尺寸 大于孔的最大极限尺寸，如图 6.1 所示。图 6.1 塞规检验孔卡规是轴用量规，它的通规是按轴的最大极限尺寸设计的，其作用是防止轴的作用尺寸大于轴的最大极限尺寸；止规是按轴的最小极限尺寸设计的，其作用是防止轴的实际尺寸小于轴的最小极限尺寸，如图 6.2 所示。图 6.2环规检验轴量规按用途可分为以下三类：1） 工作量规 工作量规是工人在生产过程中检验工件用的量规，它的通规和止规分 别用代号“T”和“Z”表示。2） 验收量规 验收量规量是检验部门或用户代表验收产品时使用的量规。3） 校对量规 校对量规是校对轴用工作量规的量规，以检验其是否符合制造公差和 在使用中是否到达

3、磨损极限。6.2 量规设计6.2.1 极限尺寸推断原则泰勒原则单一要素的孔和轴遵守包涵要求时，要求其被测要素的实体处处不得超越最大实体边界，而实际要素局部实际尺寸不得超越最小实体尺寸，从检验角度动身，在国家标准“极限与协作”中规定了极限尺寸推断原则，它是光滑极限量规设计的重要依据，阐述如下： 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，其体外作用尺寸不大于最大极限尺寸。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。显而易见，作用尺寸由最大实体尺寸掌握，而实际尺寸由最

4、小实体尺寸掌握，光滑极限量规的设计应遵循这一原则。6.2.2 量规公差带设计1. 工作量规1)量规制造公差量规的制造精度比工件高得多，但量规在制造过程中，不行避开会产生误差，因而对量规规定了制造公差。通规在检验零件 时，要常常通过被检验零件，其工作外表会渐渐磨损以至报废。为了使通规有一个合理的使用寿命，还必需留有适当的磨损量。因此通规公差由制造公差 T和磨损公差两局部组成。止规由于不常常通过零件，磨损极少， 所以只规定了制造公差。量规设计时，以被检验零件的极限尺寸作为量规的根本图尺6.寸3。光滑极限量规公差带图图 6.3 所示为光滑极限量规公差带图。标准规定量规的公差带不得超越工件的公差带。通

5、规尺寸公差带的中心到工件最大实体尺寸之间的距离 Z称为公差带位置要素体现了通规的平均使用寿命。通规在使用过程中会渐渐磨损，所以在设计时应留出适当的磨损储量，其允许磨损量以工件的最大实体尺寸为极限；止规的制造公差带是从工件的最小实体尺寸算起，分布在尺寸公差带之内。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肯定的使用寿命，按工件的根本尺寸、公差等级给出的。由图6.3 可知，量规公差 T 和位置要素 Z 的数值大，对工件的加工不利；T 值越小则量规制造困难，Z 值越小则量规使用寿命短。因此依据我国目前量规制造的工艺水平，合理规定了量规公差，具体数值见表6-1。国家标准规定的

6、工作量规的外形和位置误差，应在工作量规制造公差范围内，其形位公差为量规尺寸公差的 50%，考虑到制造和测量的困难，当量规制造公差0.002mm 时， 其外形位置公差为 0.001mm。工件根本尺寸 DIT6IT7IT8IT9IT10表 6-1IT6-IT16 级工作量规制造公差和位置要素值(摘录)(m)/mmIT6TZIT7TZIT8TZIT9TZIT10TZ至 3611101.21.6141.622523402.44大于 3 至 681.21.4121.421822.6602.444835大于 6 至 1091.41.6151.82.4222.43.2362.85583.66大于 10 至

7、18111.621822.8272.84433.467048大于 18 至 301322.422.43.4333.4552478459大于 30 至 50162.42.8253439466258100611大于 50 至 80192.83.4603.64.6464.677469120713大于 80 至 120223.23.8354.25.4545.4887710140815大于 120 至 180253.84.4404.866369100812160918大于 180 至 250294.45465.47727101159141851020大于 250 至 315324.85.65268818

8、1113010163201222大于 315 至 400365.46.257798991214011182301425大于 400 至 500406763810971014155122025016282量规极限偏差的计算 量规极限偏差的计算步骤如下：(1) 确定工件的根本尺寸及极限偏差；(2) 依据工件的根本尺寸及极限偏差确定工作量规制造公差T 和位置要素值Z； (3)计算工作量规的极限偏差，如表 6-2检验孔的量规检验轴的量规通端上偏差T = EI + Z +sT2T= es - Z +sdT2通端下偏差T = EI + Z -iT2TidT= es - Z - 2止端上偏差Z= ESsZ=

9、 ei + Tsd止端下偏差Zi= ES - TZ= eiid表 6-2 工作量规极限偏差的计算2. 验收量规在光滑极限量规国家标准中，没有单独规定验收量规公差带，但规定了检验部门应使用磨损较多的通规，用户代表应使用接近工件最大实体尺寸的通规，以及接近工件最小实体尺寸的止规。3. 校对量规公差校对量规的尺寸公差带完全位于被校对量规的制造公差和磨损极限内：校对量规的尺寸公差等于被校对量规尺寸公差的一半，外形误差应掌握在其尺寸公差带内。6.2.3 量规构造进展量规设计时，应明确量规设计原则，合理选择量规的构造，然后依据被测工件的尺寸公差带计算出量规的极限偏差并绘制量规的公差带图及量规的零件图。光滑

10、极限量规的设计应符合极限尺寸推断原则泰勒原则，依据这一原则，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外表，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协作长度全都，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。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 100mm 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，为了便于制造常用全形塞规。通规和止规的外形对检验的影响如图6.4 和图 6.5

11、所示。必需指出，只有在保证被检验工件的外形误差不致影响协作性质的前提下，才允许使用偏离极限尺寸推断原则的量规。检验光滑工件的光滑极限量规型式很多，具体选择时可参照国标推举，如图6.6 所示。图中推举了不同尺寸范围的不同量规型式，左边纵向的“1”、“2”表示推举挨次，推举优先用“1”行。零线上为通规，零线下为止规。图 6.4通规外形对检验的影响图 6.5 止规外形对检验的影响标准量规的构造，在 GB/T6322-86光滑极限量规型式和尺寸中，对于孔、轴的光滑极限量规的构造、通用尺寸、适用范围、使用挨次都作了具体的规定和阐述，设计可参考有关手册，选用量规构造型式时，同时必需考虑工件构造、大小、产量

12、和检验效率等。6.2.4 量规其它技术要求工作量规的外形误差应在量规的尺寸公差带内，外形公差为尺寸公差的50%，但外形公差小于 0.001mm 时，由于制造和测量都比较困难，外形公差都规定为0.001mm。量规测量面的材料可用淬火钢合金工具钢、碳素工具钢等和硬质合金，也可在测量面上镀以耐磨材料，测量面的硬度应为5865HRC。图 6.6 量规型式和应用尺寸范围量规测量面的粗糙度，主要是从量规使用寿命、工件外表粗糙度以及量规制造的工艺水平考虑。一般量规工作面的粗糙度应比被检工件的外表粗糙度要求严格些，量规测量面粗糙度要求可参照表 6.3 选用。表 6-3量规测量外表粗糙度工件根本尺寸/mm工作量

13、规至 120大于 120 至 315大于 315 至 500IT6 级孔用量规0.04Ra 最大允许值0.08/m0.16IT6IT9 级轴用量规0.080.160.32IT7IT9 级孔用量规IT10IT12 级孔、轴用量规0.160.320.63IT13TI16 级孔、轴用量规0.320.630.636.2.5 工作量规设计举例工作量规设计步骤大致如下：1） 选择量规的构造型式；2） 计算工作量规的极限偏差；3） 绘制工件量规的公差带图；例: 设计检验f 30 H 8 / f 7 孔轴用工作量规解: 1确定被测孔、轴的极限偏差查极限与协作标准f 30H 8 的上偏差 ES = +0.033

14、mm ，下偏差 EI = 0 ；f30 f 7 的上偏差es = -0.020mm ，下偏差ei = -0.041mm 。2） 选择量规的构造型式分别为锥柄双头圆柱塞规和单头双极限圆形片状卡规。3） 确定工作量规制造公差T 和位置要素 Z由表 6-1 查得： 塞规： T = 0.0034mm ， Z = 0.005mm卡规： T = 0.0024mm ， Z = 0.0034mm4） 计算工作量规的极限偏差f 30H 8 孔用塞规通规上偏差= EI + Z + T = (0 + 0.005 + 0.0034 )mm = +0.0067mm22下偏差= EI + Z - T = (0 + 0.0

15、05 - 0.0034 )mm = +0.0033mm22磨损极限= EI =0所以塞规通端尺寸为f 30 +0.0067 mm ，磨损极限尺寸为f 30mm 。+0.0033止规上偏差= ES = +0.033mm下偏差= ES - T = (+0.033 - 0.0034)mm = 0.0296mm所以塞规止端尺寸为f 30+0.033+0.0296mm 。f30 f 7 轴用卡规通规上偏差= es - Z + T= (-0.020 - 0.0034 + 0.0024 )mm = -0.0222mm22T0.0024下偏差= es - Z -= (-0.020 - 0.0034 -)mm

16、= -0.0246mm22磨损极限= es = -0.020mm所以卡规通端尺寸为30 -0.0222 mm ，磨损极限尺寸为29.980mm 。-0.0246止规上偏差= ei + T = (-0.041 + 0.0024)mm = -0.0386mm下偏差= ei = -0.041mm所以卡规止端尺寸为30 -0.0386 mm-0.0415） 绘制工作量规的公差带图。(a)(b)6.1 光滑极限量规有何特点？图 6.7 量规工作简图习题与思考6.2 试述光滑极限量规的分类及用途。6.3 光滑极限量规的设计原则是什么？6.4 孔、轴用工作量规公差带的布置有何特点？6.5 试设计 25H 7 / n6 协作的孔、轴工作量规的极限偏差，并画出尺寸公差带图。