1、第六章 光滑工件的检验,主要内容：1. 按规范检验工件的判定规则2.通用计量器具及选择原则3. 光滑极限量规4 .功能量规 难点：泰勒原则的理解 重点：泰勒原则、量规公差带,6.1 按规范检验工件的判定规则,1.按规范检验的几个基本概念1）合格与不合格 2）规范区 3）合格区与不合格区 4）不确定区2.按规范检验合格或不合格的判定准则,1.按规范检验的几个基本概念,合格是指满足要求；不合格即不满足要求。 规范区是指工件或测量设备的特性在规范限之间（含规范限）内的一切变动值。 合格区是指被扩展不确定度（U）缩小的规范区。,6.1 按规范检验工件的判定规则,不合格区是指被扩展不确定度（U）延伸的规
2、范区外的区域。,不确定区是指规范限两侧计入测量不确定度的区域。,A-单侧规范 B-双侧规范 1-规范区 4-不合格区,1-规范区 5-不确定区,1.按规范检验的几个基本概念,2.按规范检验合格或不合格的判定准则,1)按规范检验合格的判定准则 2)按规范检验不合格的判定准则 3)不确定区,6.1 按规范检验工件的判定规则,1)按规范检验合格的判定准则,当测量结构的完整表述(y)在工件特性的公差区域或测量设备特性的最大允许误差之内，即： LSLy-U 且 y+UUSL工件或测量设备按规范检验合格，应被接收。换言之，当测量结果（y）在被扩展不确定度减小的公差区域或测量设备特性的最大允许误差之内（合格
3、区）时，有 LSL+UyUSL-U工件或测量设备同样检验合格。,1规范区,6.1 按规范检验工件的判定规则,2)按规范检验不合格的判定规则,如果测量结果的完整表述(y)在工件特性的公差区之外或在测量设备特性的最大允许误差之外，即 y LSL- U 或 USL+ U y此时，按规范检验不合格，工件或测量设备应被拒收。,1规范区,6.1 按规范检验工件的判定规则,3)不确定区,如果测量结果的完整表述(y)包容工件的公差限或测量设备的最大允许误差的规范限LSL或USL，即： y-ULSL y+U 或 y-U USLy+U此时，按规范检验既不能判定合格也不能判定不合格，工件或测量设备不能被直接接收或拒
4、收。考虑到此种情况可能会出现，供需双方在签订合同时，应确定对此种情况的处理方式。,1规范区,6.1 按规范检验工件的判定规则,例 设某零件的尺寸要求为 50 +0.0390mm，用坐标测量机测量该零件局部直径，设用该测量机测量该尺寸时的扩展不确定度为0.0025mm。设测量6个工件的局部直径的测量结果分别为49.997 mm、49.998 mm、50.005 mm、50.035 mm、50.038 mm、50.042mm，试按照标准判定这6个工件是否合格。 解：按照前述的判定工件合格或不合格的准则，需要考虑不确定度对测量结果判断的影响，故按照判定合格的准则，测量结果为50.005、50.035
5、mm的工件合格。按照判定不合格的准则，测量结果为49.997、50.042mm的工件不合格。测量结果为49.998、50.038mm的工件既不能判定合格，也不能判定不合格。尽管按照规范要求，50.038在下规范限和上规范限之内，但不能判定其合格与否。同样，49.998虽然超出了规范限，但也不能判断其为不合格。供需双方签订合同时，应事先确定好解决此种情况的办法。,6.1 按规范检验工件的判定规则,6.2 用通用计量器具检验,通用计量器具是相对于光滑极限量规、功能量规等专用量规而言的，指带有刻度或数字/模拟显示装置的变值测量器具，如游标卡尺、千分尺、指示表、比较仪、投影仪、万能工具显微镜、三坐标测
6、量机、干涉测长仪等量具量仪。,1.计量器具的选择原则,1）按被测对象的大小、形状、材料、自重、生产批量及被测量的种类来选择计量器具 2）按被测工件的被测量的公差来选择计量器具,6.2 用通用计量器具检验,2.光滑工件的检验,1）验收极限方式的确定2）验收极限方式的选择,6.2 用通用计量器具检验,1）验收极限方式的确定,验收极限是判断所检验工件尺寸合格与否的尺寸界限。验收极限可以按照下列两种内缩验收极限 不内缩验收极限,6.2 用通用计量器具检验,内缩验收极限 即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，如图所示。,验收极限
7、示意图,6.2 用通用计量器具检验,内缩验收极限,孔尺寸的验收极限：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）轴尺寸的验收极限：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）,内缩验收极限的优点：在车间实际情况下，减少误收率。,6.2 用通用计量器具检验,不内缩验收极限,不内缩验收极限 即验收极限等于规定的最大实体尺寸（MMS）和最小实体尺寸（LMS），即A值等于零。,6.2 用通用计量器具检验,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
8、等级、测量不确定度和过程能力等因素综合考虑。,6.2 用通用计量器具检验,3）通用计量器具的选择,选择计量器具时，既要考虑检验的精度，以保证被测 工件的质量，同时也要兼顾检验的经济性。应按照计量器具所导致的测量不确定度（简称计量器具的测量不确定度）的允许值（u1）选择计量器具。选择时，应使所选用的计量器具的测量不确定度数值等于或小于选定的u1值。,6.2 用通用计量器具检验,3.误判概率与验收质量,按验收原则，所用验收方法应只接收位于规定尺寸极限之内的工件。但是，由于计量器具和测量系统都存在误差，任何测量方法都可能发生一定的误判概率。误判概率的大小影响着验收的质量。,6.2 用通用计量器具检验
9、,例，某工件外径为50h8E，已知工艺能力指数Cp=0.67，尺寸遵循正态分布，试选择计量器具，确定验收极限，并分析误判概率。 解：（1）确定验收极限该工件遵守包容要求，故按内缩方式确定验收极限。由表6-1查得：IT8=0.039mm，A=0.0039mm。上验收极限=最大实体尺寸(MMS)-A=50-0.0039=49.996 1mm下验收极限=最小实体尺寸(LMS)+A=50-0.039+0.0039=49.9649mm （2）选择计量器具计量器具的测量不确定度允许值按档取，查表6-1得u1=0.0035mm。由表6-3查得分度值为0.005（放大倍率为250倍）的比较仪的不确定度u1为0
10、.0030mm，小于0.0035mm，它满足使用要求。（3）误判概率由表6-5知：误收率m =0，误废率n=6.98%。,6.2 用通用计量器具检验,6.3 用光滑极限量规检验,1.了解光滑极限量规的概念 2.理解泰勒原则的内涵 3.掌握光滑极限量规公差带的特点 4.了解光滑极限量规设计的基本方法,1 概 述,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，只能确定工件是否在允许的极限尺寸范围内，不能测量工件的实际尺寸。检验孔的量规为塞规，可认为是按一定尺寸精确制成的轴。 通规:按被测孔的最大实体尺寸制造使用时通过被检验孔，表示被测孔径大于最小极限尺寸 止规:按被测孔的最小实体尺
11、寸制造使用时塞不进被检验孔，表示被测孔径小于最大极限尺寸,6.3 用光滑极限量规检验,塞规,6.3 用光滑极限量规检验,检验轴的量规为环规与卡规，可认为是按一定尺寸精确制成的孔。 通规:按被测轴的最大实体尺寸制造使用时能顺利滑过被检验轴，表示被测轴径小于最大极限尺寸 止规:按被测轴的最小实体尺寸制造使用时滑不过去，表示被测轴径大于最小极限尺寸,环规与卡规,6.3 用光滑极限量规检验,极限量规一般都是成对使用，并分为通规和止规。联合使用就能判断被测孔径和轴径是否在规定的极限尺寸范围内。按不同的用途，量规可分为：(1) 工作量规：在生产过程中检验工件用的量规，其通规和止端分别用“T”和“ Z”表示
12、。(2) 验收量规：检验部门或用户验收产品时使用的量规。(3) 校对量规：校对轴用工作量规的量规。校通通TT：检验轴用量规通规的校对量规（防止通规尺寸过小，如制造、损伤、实效等）校止通ZT：检验轴用量规止规的校对量规（防止止规尺寸过小）校通损TS：检验轴用量规通规磨损极限的校对量规,6.3 用光滑极限量规检验,2.光滑极限量规与泰勒原则,工件除线性尺寸误差外，还存在形状误差，在用量规检验工件时，量规设计应遵循泰勒原则 泰勒原则 ：孔或轴的体外作用尺寸不允许超过最大实体尺寸，实际尺寸不允许超过最小实体尺寸孔的体外作用尺寸应大于或等于孔的最小极限尺寸，并在任何位置上孔的局部实际尺寸应小于或等于孔的
13、最大极限尺寸DfeDmin DaDmax 轴的体外作用尺寸应小于或等于轴的最大极限尺寸，并在任何位置上轴的局部实际尺寸应大于或等于轴的最小极限尺寸dfe dmax da dmin,6.3 用光滑极限量规检验,按GPS新标准，泰勒原则应修改为 ：孔或轴的提取组成要素不允许超过最大实体尺寸，局部尺寸不允许超过最小实体尺寸。 此处保留教材的准则。,6.3 用光滑极限量规检验,体外作用尺寸,孔的体外作用尺寸Dfe：在配合的全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸； Dfe=Da-T形轴的体外作用尺寸dfe ：在配合的全长上，与实际轴外接的最小理想孔的尺寸：,内接的最大理想轴,外接的最小理想孔,实际孔,实
14、际轴,孔的作用尺寸,轴的作用尺寸,dfe =da+T形,6.3 用光滑极限量规检验,泰勒原则对极限量规的要求,通规用于控制工件的体外作用尺寸，其测量面理论上应具有与孔或轴相应的完整表面，其尺寸等于孔或轴的最大实体尺寸，且量规长度等于配合长度。 止规用于控制工件的实际尺寸，其测量面理论上应为点状，其尺寸等于孔或轴的最小实体尺寸。,6.3 用光滑极限量规检验,例：轴 ，直线度误差0.005mm，实际尺寸为49.974mm，问该零件合格与否。 解： MMS=49.975mm LMS=49.95 mm 实际尺寸da49.974LMS 体外作用尺寸 dfe49.974+0.005 =49.979mmMM
15、S 故零件不合格。,6.3 用光滑极限量规检验,3.光滑极限量规的公差带,量规 制造公差其大小决定了量规制造的难易程度形位公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 通规 制造公差带对称于Z值（公差带中心到工件最大实体尺寸间的距离）磨损公差使用寿命 磨损极限与工件的最大实体尺寸重合 止规 制造公差带从工件的最小实体尺寸起，向工件的公差带内分布磨损公差 未规定 校对量规的公差带分布规定如下： TT 校通通 防止通规尺寸过小 TS 校通损 防止通规超出磨损极限尺寸 ZT 校止通 防止止规尺寸过小制造公差为被校对的轴用量规制造公差的50，其形状公差应在校对量规制造公差范围内,6.3
16、用光滑极限量规检验,量规公差带图,所示为量规公差带的超越极限配置形式。量规的通规的磨损极限超越了被检工件的最大实体尺寸，止规的公差带以被检工件的最小实体尺寸为中心对称配置。量规的公差带这样配置，使被检工件有较大的制造误差，不可避免地会产生误收现象。图中Z表示通规定形尺寸公差带中心到被测孔、轴最大实体尺寸之间的距离。,6.3 用光滑极限量规检验,量规公差带图,所示为量规公差带的完全内缩式配置形式。量规的通规、止规公差带均内缩到被检工件的尺寸公差带之内，其工作量规的通规公差带中心位置由Z决定，而其磨损极限与被测工件的最大实体尺寸重合。工作量规的止规公差带从工件的最小实体尺寸起，向被检工件的尺寸公差
17、带之内分布，其工作量规的通规公差带中心位置由Z决定，而其磨损极限与被测工件的最大实体尺寸重合。工作量规的止规公差带从工件的最小实体尺寸起，向被检工件公差带内分布。可以大大减少误收、误废现象的发生。图中T表示工作量规的制造公差；Tp表示校对量规的制造公差。,6.3 用光滑极限量规检验,校对量规的公差带分布规定如下： TT 防止通规尺寸过小 应通过被校对的轴用量规公差带是从通规的下偏差起，向轴用量规通规公差带内分布 TS 防止通规超出磨损极限尺寸 校对量规, 若通过了应予废弃公差带从通规的磨损极限起，向轴用量规通规公差带内分布 ZT 防止止规尺寸过小 应通过被校对的轴用量规公差带是从止规的下偏差起
18、，向轴用量规止规公差带内分布,6.3 用光滑极限量规检验,4.光滑极限量规的设计,设计步骤如下：(1)按零件图上的被测工件的公差代号查出工件的极限偏差，计算出最大、最小实体尺寸，即可得知通规、止规及校对量规的工作部分的定形尺寸；(2)从表6-9中查出量规定形尺寸的公差T和通规定形尺寸公差带中心到被测工件的最大实体尺寸之间的距离Z值，按T确定量规的形状公差和校对量规的制造公差；(3)按照图6-15所示的形式绘制量规定形尺寸公差示意图，确定量规的上、下极限偏差，并计算量规工作部分的极限尺寸。,6.3 用光滑极限量规检验,6.4 用功能量规检验,1 功能量规的功能和种类 2 功能量规的设计原理 3
19、功能量规的代号 4 功能量规的公差带位置 5 功能量规的公差值,1.功能量规的功能和种类,功能量规是指当最大实体要求应用于注有公差的要素和（或）基准要素时，用来确定其提取组成要素是否超出最大实体实效边界的全形量规。 从检测的几何误差类型看，功能量规有直线度、平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、位置度量规。 从量规的结构看，有整体型、组合型、插入型、活动型量规等。,6.4 用功能量规检验,6.4 用功能量规检验,功能量规的工作部位包括检验部位、定位部位和导向部位。,检验部位：用于模拟被测提取要素的边界的部位。 定位部位：用于模拟基准要素的边界或基准、基准体系的部位。 导向部位：便于检验部位和
20、（或）定位部分进入被测提取要素和（或）基准要素部位。,按检验方式分，用功能量规检验可分为依次检验和共同检验。,按照功能要求，被测要素相对于基准要素的形式有多种，如无基准、单一基准、组合基准和三基面体系等，功能量规应按此要求设计。,6.4 用功能量规检验,2.功能量规的设计原理,1）检验部分的形状和尺寸功能量规的检验部位与被测要素相对应。 2）定位部分的形状和尺寸功能量规的定位部位应与被测要素的基准要素相对应。 3）导向部位的形状和尺寸导向部位的形状、方向和位置应与检验部位或定位部位的形状、方向和位置相同。,6.4 用功能量规检验,功能量规各工作部位的示例如图,工件,功能量规,6.4 用功能量规
21、检验,3.功能量规的代号,GB/T6069-2002规定了量规各部位尺寸量的代号及尺寸公差、几何公差代号，各部位的尺寸公差以T加下标表示，几何公差以t加下标表示，允许磨损量以W加下标表示，尺寸、公称尺寸、磨损极限尺寸以D（d）加下标表示。,6.4 用功能量规检验,4.功能量规的公差带位置,检验部位,检验部位为内要素 检验部位为外要素,6.4 用功能量规检验,定位部位,定位部位为内要素 定位部位为外要素,6.4 用功能量规检验,导向部位（插入型功能量规无台阶）,导向部位为内要素 导向部位为外要素,6.4 用功能量规检验,5.功能量规的公差值,功能量规各工作部位的公差值如表6-12所示。功能量规检验部位的基本偏差数值如表6-13所示。,6.4 用功能量规检验,6.4 用功能量规检验,6.4 用功能量规检验,
