公差第七章孔與軸的檢測

1、第七章 孔與軸的檢測 孔、軸實(shí)際尺寸通常使用普通計(jì)量器具按兩點(diǎn)法進(jìn)行測量，測量結(jié)果獲得的是孔、軸實(shí)際尺寸的具體數(shù)值。 孔、軸實(shí)際尺寸和形狀誤差的綜合結(jié)果可以使用光滑極限量規(guī)進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)的結(jié)果可以判斷實(shí)際孔、軸合格與否，但不能獲得的是孔、軸實(shí)際尺寸和形狀誤差的具體數(shù)值。 光滑極限量規(guī)是一種無刻度的專用檢驗(yàn)工具。,§1 光滑極限量規(guī)一、光滑極限量規(guī)的功用和分類 孔和軸采用包容要求時(shí)，

2、應(yīng)該使用光滑極限量規(guī)來檢驗(yàn)。光滑極限量規(guī)有通規(guī)（代號T）和止規(guī)（代號Z），如圖7—1所示。通規(guī)檢驗(yàn)孔或軸的體外作用尺寸是否超出最大實(shí)體尺寸。止規(guī)檢驗(yàn)孔或軸的實(shí)際尺寸是否超出最小實(shí)體尺寸。檢驗(yàn)孔徑的光滑極限量規(guī)叫塞規(guī)，分塞規(guī)的通規(guī)和止規(guī)。,檢驗(yàn)軸徑的光滑極限量規(guī)叫環(huán)規(guī)或卡規(guī)，也分卡規(guī)的通規(guī)和止規(guī)。 不論是塞規(guī)還是卡規(guī)，如果“通規(guī)”通不過被測工件，或者“止規(guī)”通過了被測工件，即可確定該被測工件是不合格的。量規(guī)按用途可分

3、為：工作量規(guī)、驗(yàn)收量規(guī)和校對量規(guī)。其中，校對量規(guī)只是用來校對軸用量規(guī)（環(huán)規(guī)或卡規(guī)）的量規(guī)，分為“校通—通”（代號TT）、“校止—通”,（代號ZT）和“校通—損”（代號TS）。二、光滑極限量規(guī)的設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)光滑極限量規(guī)時(shí)，應(yīng)遵守泰勒原則（極限尺寸原則）的規(guī)定。見圖7—2。對于孔： Dfe≥Dmin 且 Da≤Dmax對于軸： dfe≤dmax 且 da≥dmin包容要求是從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)的，泰勒原

4、則是從驗(yàn)收的角度出發(fā)的。從保證孔與軸的配合性質(zhì)的要求來看，兩者是一致的。,“通規(guī)”用于控制工件的體外作用尺寸，它的測量面理論上應(yīng)具有與孔或軸相應(yīng)的完整表面（即全形量規(guī)），其尺寸等于孔或軸的最大實(shí)體尺寸，且量規(guī)長度等于配合長度?！爸挂?guī)”用于控制工件的實(shí)際尺寸，它的測量面理論上應(yīng)為點(diǎn)狀的（即不全形量規(guī)），其尺寸等于孔或軸的最小實(shí)體尺寸。,全形通規(guī),全形通規(guī),,,兩點(diǎn)式止規(guī),,兩點(diǎn)式線接觸止規(guī),,使用偏離泰勒原則的量規(guī)檢驗(yàn)

5、孔或軸的過程中，必須做到操作正確，盡量避免由于檢驗(yàn)操作不當(dāng)而造成的誤判。,在被測孔或軸的形狀誤差不致影響孔、軸配合性質(zhì)的情況下，為了克服制造或使用符合泰勒原則的量規(guī)時(shí)的不方便或困難，允許使用偏離泰勒原則的量規(guī)。,y向能通過，易引起誤判斷,,三、光滑極限量規(guī)的定形尺寸公差帶和各項(xiàng)公差 光滑極限量規(guī)的精度比被測孔、軸的精度高得多。 但光滑極限量規(guī)的定形尺寸不可能加工成某一確定的數(shù)值。故GB1957—81《光滑極限量

6、規(guī)》規(guī)定了量規(guī)工作部分的定形尺寸公差帶和各項(xiàng)公差。 通規(guī)應(yīng)留出適當(dāng)?shù)哪p儲量，止規(guī)不留磨損儲量。校對量規(guī)也不留磨損儲量。,1．工作量規(guī)的定形尺寸公差帶和各項(xiàng)公差為了確保產(chǎn)品質(zhì)量，GB/T1957—81規(guī)定量規(guī)的定形尺寸公差帶不得超出被測孔、軸公差帶。孔用和軸用工作量規(guī)定形尺寸公差帶分別如圖7－10和7－11所示.,測量極限誤差一般取為被測孔、軸尺寸公差的1/10～1/6。這個(gè)比值對于標(biāo)準(zhǔn)公差等級相同而基本尺寸不同的孔、軸基本上

7、相同，隨著標(biāo)準(zhǔn)公差等級的降低而減小。,通規(guī)和止規(guī)定形尺寸公差和磨損儲量的總和占被測孔、軸尺寸公差的百分比見表7—1。,通規(guī)工作部分的形狀誤差應(yīng)控制在定形尺寸公差帶的范圍內(nèi)，即采用包容要求。其形位公差為定形尺寸公差的50%。 GB/T1957－1981對基本尺寸至500mm、標(biāo)準(zhǔn)公差等級IT6～I(xiàn)T16的孔和軸規(guī)定了通規(guī)和止規(guī)工作部分定形尺寸的公差及通規(guī)定形尺寸帶中心到工件最大實(shí)體尺寸之間的距離。它們的數(shù)值見附表7－5。此外還

8、規(guī)定了通規(guī)和止規(guī)的代號T和Z。,考慮到制造和測量的困難，當(dāng)量規(guī)定形尺寸公差≤0.002mm時(shí)，其形位公差取為0.001mm。 根據(jù)被測孔、軸標(biāo)準(zhǔn)公差等級的高低和基本尺寸的大小，量規(guī)工作面的表面粗糙度參數(shù)Ra的上限值為0.025—0.4μm，見附表7—6。2．校對量規(guī)的定形尺寸公差帶和各項(xiàng)公差校對量規(guī)有下列三種：1）制造軸用通規(guī)時(shí)所使用的校對量規(guī)（代號TT） TT—校通通，即校對通規(guī)的通規(guī),2）制造軸用

9、止規(guī)時(shí)所使用的校對量規(guī)（代號ZT） ZT—校止通，即校對止規(guī)的通規(guī)3）檢驗(yàn)使用中的通規(guī)是否磨損到極限時(shí)所用的校對量規(guī) （代號TS） TS—校損通，即校對通規(guī)磨損的量(止)規(guī)，若通過，表示磨損已到極限應(yīng)報(bào)廢。校對量規(guī)工作部分的定形尺寸公差帶如圖7-6所示。 TP=T/2,1）按附表表3－2～3－7等查出被測工件的極限偏差，并確定各量規(guī)的基本尺寸；

10、2）從附表7－5查出工作量規(guī)制造公差T和位置參數(shù)Z值；按T值確定工作量規(guī)的形位公差和校對量規(guī)的制造公差Tp；3）計(jì)算各量規(guī)的極限偏差和量規(guī)工作部分的極限尺寸。例1 計(jì)算檢驗(yàn)圖1-1和圖10-37所示減速器齒輪的ф58H7圈E基準(zhǔn)孔的工作量規(guī)（塞規(guī)）工作部分的極限尺寸，并確定其形位公差和表面粗糙度參數(shù)值，畫出量規(guī)簡圖。,四、光滑極限量規(guī)工作部分極限尺寸的計(jì)算和各項(xiàng)公差的確定示例步驟：,解由附表3-6查得ф58H7=ф580+0.

11、03mm，因此，孔用工作量規(guī)通規(guī)定形尺寸為58mm，止規(guī)定形尺寸為58.03mm。由附表7-5查出量規(guī)定形尺寸公差T=3.6μm，通規(guī)之Z=4.6μm。按圖7-5，通規(guī)定形尺寸之es=+（Z+T/2）=+6.4μm，ei=+（Z-T/2）=+2.8μm。止規(guī)定形尺寸之es=0，ei= -T=-3.6μm。因此，檢驗(yàn)ф58H7圈E孔的通規(guī)工作部分按,ф58+0.0028+0.0064圈E mm，即ф58.0064-0.00360圈E m

12、m制造，允許磨損到ф58 mm；止規(guī)工作部分按ф58.03-0.00360圈E mm制造。量規(guī)定形尺寸公差帶示意圖見圖7-12。量規(guī)圓柱形工作面的圓柱度公差值和相對素線的平行度公差值皆不得大于塞規(guī)定形尺寸公差值的一半，即它們皆等于0.0036/2=0.0018mm。由附表7-6查得塞規(guī)工作面之Ra的上限值不得大于0.05μm。,量規(guī)定形尺寸公差T,,,通規(guī)定形尺寸公差帶中心到被測孔最大實(shí)體尺寸之間的距離Z,,例2 計(jì)算檢驗(yàn)

13、圖1-1和圖4-56所示減速器齒輪軸的ф40k6圈E軸頸的工作量規(guī)（卡規(guī)）工作部分的極限尺寸，并確定其形位公差和表面粗糙度參數(shù)值，畫出量規(guī)簡圖。解 由附表3-7查得ф40 k6=ф40+0.002+0.018mm，因此，軸頸用工作量規(guī)通規(guī)定形尺寸為40.018mm，止規(guī)定形尺寸為40.002mm。 由附表7-5查出量規(guī)定形尺寸公差T=2.4μm，通規(guī)之Z=2.8μm。按圖7-11，通規(guī)定形尺寸之ES=-（Z-T/2）

14、=-1.6μm，EI=-(Z+T/2)=-4.0μm。止規(guī)定形尺寸之ES=+T=+2.4μm，EI=0。 因此，檢驗(yàn)ф40 k6圈E軸頸的通規(guī)工作部分按ф40.018-0.0040-0.0016圈E mm制造，允許磨損到ф40.018 mm；,止規(guī)工作部分按ф40.0020+0.0024圈E mm制造。量規(guī)定形尺寸公差帶示意圖見圖7-14。,通規(guī)定形尺寸公差帶中心到被測孔最大實(shí)體尺寸之間的距離Z,,量規(guī)定形尺寸公差T,

15、,,卡規(guī)兩平行平面的平面度公差值和平行度公差值皆不得大于卡規(guī)定形尺寸公差值的一半，即它們皆等于0.0024/2=0.0012mm。由附表7-2查得卡規(guī)工作面之Ra的上限值不得大于 0.05μm。檢驗(yàn)ф40k6圈E軸頸用的卡規(guī)工作部分各項(xiàng)公差的標(biāo)注見圖7-15。,例3 計(jì)算ф40k6圈E軸頸的工作卡規(guī)的三種校對量規(guī)（塞規(guī)）工作部分的極限尺寸。解ф40k6圈E軸頸用工作卡規(guī)的校對量規(guī)的定形尺寸公差Tp=T/2=1.2μm。按圖7

16、-6，TT和TS校對量規(guī)的定形尺寸皆為40.018μm，ZT校對量規(guī)的定形尺寸為40.002μm；TT校對量規(guī)的上偏差=-Z=-2.8μm，下偏差=-（Z+ Tp ）=-4.0μm；TS校對量規(guī)的上偏差=0，下偏差=- Tp,=-1.2μm；ZT校對量規(guī)的上偏差=+Tp=+1.2μm，下偏差=0。因此，TT校對量規(guī)按40.018-0.0040-0.0028圈E mm 即按40.0152-0.00120圈E mm制造。TS校對

17、量規(guī)按40.018-0.00120圈E mm制造。ZT校對量規(guī)按40.0020+0.0012圈E mm 即按40.0032-0.00120圈E mm制造。校對量規(guī)定形尺寸公差帶示意圖見圖7-14。,§2 孔、軸實(shí)際尺寸的驗(yàn)收一、孔、軸實(shí)際尺寸的驗(yàn)收極限孔、軸實(shí)際尺寸的數(shù)值，通常使用普通計(jì)量器具，通過兩點(diǎn)法測量來獲得。測量孔、軸實(shí)際尺寸時(shí)，由于存在諸多因素產(chǎn)生的測量誤差，測得的實(shí)際尺寸通常不是真實(shí)尺寸，即測得的

18、實(shí)際尺寸=真實(shí)尺寸±測量誤差，如圖7—11所示。當(dāng)真實(shí)尺寸處于極限尺寸附近，按測得尺寸來驗(yàn)收工件，,就可能發(fā)生誤收或誤廢。為了保證工件不超越最大實(shí)體和最小實(shí)體邊界，就應(yīng)當(dāng)確定驗(yàn)收極限，按驗(yàn)收極限來驗(yàn)收工件。1．驗(yàn)收極限方式的確定驗(yàn)收極限是根據(jù)從最大實(shí)體尺寸和最小實(shí)體尺寸分別向公差帶內(nèi)縮一個(gè)安全裕度A確定的。同一真實(shí)尺寸的測得尺寸必有一分散范圍，表示測得尺寸分散程度的測量范圍稱為測量不確定度。它的允許值稱為,安

19、全裕度A。GB/T3177—1997規(guī)定，A值按工件尺寸公差T的1/10確定，其數(shù)值列于附表7—3所示。KS=Lmax – A （7-1）Ki=Lmin + A （7-1）公差帶內(nèi)縮A的方案，用于基本尺寸至1000mm有配合要求的工件和雖無配合要求但公差等級≤IT8的工件。無配合要求公差等級≥IT9和未注公差尺寸的工件，不采用內(nèi)縮方案，即驗(yàn)收極限與工件極限尺寸重合

20、。,2．驗(yàn)收極限方式的選擇原則如下：1）對于遵守包容要求的尺寸和標(biāo)準(zhǔn)公差等級高的尺寸，其驗(yàn)收極限按內(nèi)縮方式確定。2）當(dāng)工藝能力指數(shù)Cp≥1時(shí)，驗(yàn)收極限可以按不內(nèi)縮方式確定；但對于采用包容要求的的孔、軸，其最大實(shí)體一邊的驗(yàn)收極限應(yīng)該按單向內(nèi)縮方式確定。3）對于偏態(tài)分布的尺寸（參看圖3—23），其驗(yàn)收極限,可以只對尺寸偏向的一邊按單向內(nèi)縮方式確定。4）對于非配合尺寸和一般公差的尺寸，其驗(yàn)收極限按不內(nèi)縮方式確定。二、計(jì)量器

21、具的選擇根據(jù)測量誤差的來源，測量不確定度u是由計(jì)量器具的測量不確定度u1（其允許值約等于0.9A）和測量條件引起的測量不確定度u2（其允許值約等于0.45A）組成的。按隨機(jī)誤差合成規(guī)則，其測量總的不確定度為：,u=√ u12+ u22 ≈1.00A。三、驗(yàn)收極限方式和相應(yīng)計(jì)量器具的選擇示例試確定測量ф85f7（-0.071-0.036）圈E 軸時(shí)的驗(yàn)收極限，并選擇相應(yīng)的計(jì)量器具。該軸可否使用標(biāo)尺分度值為0.01mm的外

22、徑千分尺進(jìn)行比較測量，并加以分析。解1）確定驗(yàn)收極限ф85f7（-0.071-0.036）圈E驗(yàn)收極限應(yīng)按內(nèi)縮方式確定。,∵IT7=0.0035mm，從附表7-3查得安全裕度A=0.0035mm。按式（7-1）確定上、下驗(yàn)收極限Ks和Ki，得：Ks=Lmax-A=84.964-0.0035=84.9605mmKi=Lmin+A=84.929+0.0035=84.9325mmф85f7（-0.071-0.036）圈E的尺寸公