检具设计

1、检具定义检具是一种用来测量和评价零件尺寸质量的专用检验设备。“专用”可以理解为对某个零件专门为其量身设计一套检具，以检验该产品是否合乎设计的要求，是否在容许的误差范围之内目前，我司主要应用的专用检具包括普通光滑塞规、通端带深度光滑塞规、普通螺纹塞规、通端带深度的螺纹塞规，还有各种综合检具，比如跳动检具、位置度检具、内孔深度检具等。2、检具分类（1）功能型检具——计数型（2）测量型检具——计量型通过装备通止判定合格或不合格，如通止规、卡规、螺纹规、位置度检具等。带有表头（百分表、千分表等）可以测量出数值检具。如：外径检具、高度检具等。3、检具设计六大原则（1）保证测量精度:a:测量部分结构的被测尺寸线和仪表反映变化的直线在一条直线上(同向）b:测量部分结构的构件数应尽量减少，即尺寸链最短，减少中间环节；c:正确选取底座的结构，材料，热处理；d:检具图纸标准合理的技术要求，重要尺寸和形状公差应规定磨损极限；（2）保证强度和刚性；（3）应具有良好的工艺性，便于加工，装配，测量，维修；（4）合理选择材料和热处理，具有耐磨性和稳定性；（5）经济性:保证检测要求前提条件少，尽可能降低成本；（6）操作方便，检验效率高。4、检具设计要求（1）外观:检具的表面应无明显影响检具使用的外部缺陷,如:划伤、严重锈蚀、易造成伤害之尖角等。（2）检具互相配合部分之划动应平稳、灵活、无卡滞现象；（3）检具零件表面粗糙度之要求.a.检具与被测工件接触的定位面、定位销、定位块等其表面粗糙度应不低Ra0.8。b.测量面、滑块等表面粗糙度应不低于Ra0.8。c.滑轨、导轨表面粗糙度应不低于Ra0.4。5、检具的设计一般步骤（1）前期消化，明确产品要求；包括定位基准位置及大小、检验特征、测量位置及公差大小等。（2）根据产品要求，确定检具结构类型；（3）确定测量方式，形成检具设计概念图或方案图；（4）出装配图、零件图。装配图必须反映出定位基准、检验特征的检验方式、配合尺寸、总尺寸、零件材料及热处理要求等。以下以极限光滑量规、普通螺纹规、功能量规三个方面为例，对设计原理、步骤进行详细的介绍。1.1基本概念：光滑极限量规是具有孔或轴的最大极限尺寸和最小极限尺寸为公称尺寸的标准测量面，能反映控制被测孔和轴边界条件的无刻线长度测量器具。用光滑极限量规检验零件时，只能判断零件是否在规定的验收极限范围内，而不能测出零件实际尺寸和形位误差的数值。光滑极限量规量规结构设计简单，使用方便、可靠，检验零件的效率高。1.2.1光滑极限规的分类孔用光滑极限量规（塞规）通端——按孔的最大实体尺寸(孔的最小极限尺寸)制造止端——按孔的最小实体尺寸(孔的最大极限尺寸)制造通规按Dmin设计防止DmDmin止规按Dmax设计防止DaDmax轴用光滑极限量规（环规或卡规）通端——按轴的最大实体尺寸(轴的最大极限尺寸)制造止端——按轴的最小实体尺寸(轴的最小极限尺寸)制造通规按dmax设计防止dmdmax止规按dmin设计防止dadmin1.2.2光滑极限规的分类工作量规：生产人员在制造过程中对工件进行检验使用的量规验收量规：是工厂检验部门与客户验收产品时使用的量规校对量规；在制造量规时或检验使用中的量规是否已经超过磨损极限时所用的量规量规用途工作量规：应使用新的或磨损较少的通规；验收量规：应使用接近磨损极限尺寸通规，接近其最大实体尺寸的止规。校对量规：只有轴用工作量规才会设计使用。1.3泰勒原则（1）孔或轴的作用尺寸不允许超过最大实体尺寸；（2）在任何位置上的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸。当量规型式不符合泰勒原则时，有可能将不合格品判定为合格品(a)全形通规（b）两点状通规（c）工件（d）两点状止规（e）全形止规1—实际孔2—孔公差带1.4工作量规的设计通规测量面理论上应具有与孔或轴相对应的完整表面（即全形量规）其尺寸等于孔或轴的最大实体尺寸，且量规的长度等于配合长度。止规用于控制零件的实际尺寸，它的测量面理论上应为点状的（即不全形量规），其尺寸等于孔或轴的最小实体尺寸。由于量规在制造和使用方面某些原因的影响，要求量规型式完全符合泰勒原则会有困难，有时甚至不能实现，国标规定：允许在被测零件的形状误差不影响配合性质的条件下，可以使用偏离泰勒原则的量规。—18大于18—100大于100—315大于315—5001不全形塞规球端杆规2—不全形塞规或片形塞规片形塞规—1全形塞规球端杆规2——1212环规卡规—推荐顺序用途量规的工作尺寸/mm全形塞规全形或片形塞规不全形塞规环规卡规卡规—工件孔用通端量规型式工件孔用止端量规型式工件轴用通端量规型式工件轴用止端量规型式1.4.1工作量规结构型式基本尺寸D/mm针式塞规1≤D≤6锥柄圆柱塞规1≤D≤50三牙锁紧式圆柱塞规40≤D≤120三牙锁紧式非圆柱塞规80≤D≤180非全型塞规180≤D≤260球端杆规120≤D≤500圆柱环规1≤D≤100双头组合卡规1≤D≤3单头双极限组合卡规1≤D≤3双头卡规3＜D≤10单头双极限卡规1≤D≤260孔用极限量规光滑极限量规的型式名称轴用极限量规量规的结构型式很多，在GB/T10920-2008中，对结构、尺寸、适用范围有详细的介绍。1.4.2工作量规公差带我国量规标准规定：工作量规公差带的位置配置，采用不超越工件极限的原则。孔用量规尺寸公差带轴用量规尺寸公差带T——量规尺寸公差Z——通规尺寸公差带的中心到工件最大实体尺寸之间的距离形状公差取值为t=T/2，但当T≤0.002mm时，取t=0.001mm。1.4.3工作量规通止端计算公式量规种类代号计算公式dt=(Dmin+Z+T/2)0-Tds=DminZdz=Dmax0-Tdt=(Dmax-Z-T/2)+T0ds=DmaxZdz=DminT0T孔用量规轴用量规T1.4.4工作量规技术要求材料：合金工具钢、碳素工具钢、渗碳钢和硬质合金等耐磨材料。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。硬度量规测量面硬度：58~65HRC，稳定性处理；粗糙度量规测量面的表面粗糙度Ra查表1-2（GB/T1957-2003）。量规表面粗糙度，取决于被检验零件的基本尺寸、公差等级和粗糙度以及量规的制造工艺水平。量规表面粗糙度值的大小，随上述因素和量规结构型式的变化而异，一般不低于光滑极限量规国标推荐的表面粗糙度数值。0＜D≤120120＜D≤315315＜D≤500IT6级孔用量规0.0250.050.1IT6至IT9级孔用量规IT7至IT9级孔用量规IT10至IT12级孔用量规0.10.20.4IT13至IT16级孔用量规0.20.40.40.050.10.2工件基本尺寸表面粗糙度Ra（不低于）工作量规粗糙度选定标准1.4.5-1工作量规设计示例1）、测量孔Ø12.1+0.10+0.08用光滑塞规工作尺寸的计算；①计算△T=0.10-0.08=0.02②根据△T查表确定精度（IT7），得出：T=0.002，Z=0.0028③塞规通端=（孔的最小尺寸+Z+T/2)0-T=12.1840-0.002④塞规止端=（孔的最大尺寸）0-T12.20-0.002⑤通端磨损极限=孔的最小尺寸=12.18（通端磨损极限：12.18）1.4.5-2工作量规设计示例2）、测量轴Ø19.6+0.050+0.035用卡规工作尺寸的计算；①计算△T=0.05-0.035=0.015②根据△T查表确定精度（IT6），得出：T=0.002，Z=0.0024③塞规通端=（轴的最大尺寸-Z-T/2)+T0=19.647+0.0020④塞规止端=（轴的最小尺寸)+T0=19.635+0.0020⑤通端磨损极限=轴的最大尺寸=19.65（通端磨损极限：19.65）1.5光滑量规DDS实例2.1基本概念1.普通螺纹量规：具有标准普通螺纹牙型，能反映被检内螺纹、外螺纹边界条件的测量器具。2.按使用性能分为：1）工作螺纹量规：操作者在制造工件螺纹量规中所使用的螺纹量规。2）验收螺纹量规：检验部门或用户在验收工件的螺纹时所用的螺纹量规。3）校对螺纹量规：再制造工作螺纹环规或检验使用中的工作螺纹环规是否已磨损所用的螺纹量规。2.2螺纹量规的种类名称代号使用规则通端螺纹塞规T应与工件内螺纹旋合通过止端螺纹塞规Z允许与工件内螺纹两端的螺纹部分旋合，旋合量应不超过二个螺距（退出量规时测定）。若工件内螺纹的螺距少于或等于三个，不应完全通过通端螺纹环规T应与工件外螺纹旋合通过止端螺纹环规Z允许与工件外螺纹两端的螺纹部分旋合，旋合量应不超过二个螺距（退出量规时测定）。若工件外螺纹的螺距少于或等于三个，不应完全通过“校通—通”螺纹塞规TTY应与通规螺纹环规旋合通过“校通—止”螺纹塞规TZ“校通—损”螺纹塞规TS“校止—通”螺纹塞规ZT应与止端螺纹环规旋合通过“校止—止”螺纹塞规ZZ“校止—损”螺纹塞规ZS允许与通端螺纹环规两端的螺纹部分旋合，旋合量应不超过一个螺距（退出量规时测定）允许与止端螺纹环规两端的螺纹部分旋合，旋合量应不超过一个螺距（退出量规时测定）2.3螺纹量规结构型式、适用范围公称直径d/mm锥度锁紧式螺纹塞规1≤d≤100双头三牙锁紧式螺纹塞规40≤d≤62单头三牙锁紧式螺纹塞规62＜d≤120套式螺纹塞规40≤d≤120双柄式螺纹塞规100＜d≤180整体式螺纹环规1≤d≤120双柄式螺纹环规120＜d≤180塞规环规普通螺纹量规的型式名称GB/T10920-20082.4螺纹量规的公差TD2–内螺纹中径公差;TPL-通端螺纹塞规、止端螺纹塞规的中径公差ZPL-通端螺纹塞规中径公差带的中心线到工件内螺纹红警下偏差的距离WGO-止端螺纹塞规中径公差带的中心线到工件螺纹塞规磨损极限的距离WNG-止端螺纹塞规中径公差带的中心线到止端螺纹塞规磨损极限的距离2.4螺纹量规的公差工件内螺纹中径上偏差止端螺纹塞规中径磨损极限Z工件内螺纹中径下偏差TPL/2ZPL通端螺纹塞规中径磨损极限WGOTD2TPL/2TWNG2.5螺纹量规大、中、小径计算公式尺寸偏差尺寸偏差磨损偏差TD+EI+ZPLD2+EI+ZPLWGOZD2+EI+TPL+TPL/2+2F1D2+EI+TD2+TPL/2WNG塞规代号±TPL小径≤D1+EI中径大径±TPL/2D2-内螺纹螺纹中径；D-内螺纹底径、大径（公称直径）；D1-内螺纹顶径、小径；EI-工件内螺纹中径下偏差F1-在截短螺纹牙型的轴向剖面内，由中径线至牙侧直线部分顶端（向牙顶一侧）之间的径向距离2.6普通螺纹量规设计示例尺寸计算查阅国家标准GB/T197-2003，可查得,EI=0mm，TD2=0.160mm，由国家标准GB/T2934-2003中表6可查得TPL=0.011mm，ZPL=0.012mm,WGO=0.0175mmWNG=0.0115mm；由GB/T196-2003可查得,D2=7.188mm，D1=6.647mm1)通端：大径：D+EI+ZPL±TPL=8+0+0.012±0.011=8.012±0.011mm中径：D2+EI+ZPL±TPL/2=7.188+0+0.012±0.0055=7.200±0.0055mm，磨损极限为7.200-0.0175=7.1825mm；2.6普通螺纹量规设计示例小径：≤D1+EI=6.647+0=6.647mm止端：大径：D2+EI+TD2+TPL/2+2F1±TPL=7.188+0+0.160+0.0055+2*0.125±0.011=7.6035±0.011mm中径：D2+EI+TD2+TPL/2±TPL/2=7.188+0+0.160+0.0055±0.0055=7.3535±0.0055mm，磨损极限尺寸：7.3535-0.0115=7.342mm小径：≤D1+EI=6.647+0=6.647mm2.6普通螺纹量规设计示例（螺纹塞规图纸）2.6普通螺纹量规设计示例（螺纹塞规图纸）