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光滑工件尺寸检验优化方案

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了保证测量精度,国家标准《光滑工件尺寸的检验》对如何处理测量结果以及如何正确地选择测量器具都做了相应的规定。《光滑工件尺寸的检验》标准确定的验收原则是所用验收方法应只接收位于规定的极限尺寸之内的工件,位于规定的极限尺寸之外的工件应拒收。表12.2和表12.3列出了有关测量器具的不确定度。图12.2 工件公差带及验收极限

光滑工件尺寸检验优化方案

加工完后零件的实际尺寸位于最大和最小极限尺寸之间,包括实际尺寸正好等于最大或最小极限尺寸,都认为是合格的工件。但由于测量误差的存在,实际尺寸并非工件尺寸的真值,特别是实际尺寸在极限尺寸附近时,加上形状误差的影响极易造成错误判断。为了保证测量精度,国家标准《光滑工件尺寸的检验》对如何处理测量结果以及如何正确地选择测量器具都做了相应的规定。本节主要讨论验收极限、验收原则和安全裕度的确定问题。

12.1.1 验收极限

把不合格工件判为合格品为“误收”;而把合格工件判为废品为“误废”。因此,如果只根据测量结果是否超出图样给定的极限尺寸来判断其合格性,有可能会造成误收或误废。为防止受测量误差的影响而使工件的实际尺寸超出两个极限尺寸范围,必须规定验收极限。

验收极限是检验工件尺寸时判断其合格与否的尺寸界限。国家标准中规定了两种验收极限:

1.内缩方案

如图12.1所示,验收极限是从工件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。

按内缩方案验收工件,并合理地选择内缩的安全裕度(A),将会没有或很少有误收,并能将误废量控制在所要求的范围内。A值根据工件公差大小来确定,约为工件公差的1/10。国家标准GB/T 3177—2009对A值有明确的规定,见表12.1。

图12.1 验收极限示意图

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)

2.不内缩方案

验收极限等于规定的最大实体尺寸(MMS)和最小实体尺寸(LMS),即安全裕度A=0。此方案使误收和误废都有可能发生。

孔的验收极限:

上验收极限=最小实体尺寸(LMS)

下验收极限=最大实体尺寸(MMS)

轴尺寸的验收极限:

上验收极限=最大实体尺寸(MMS)

下验收极限=最小实体尺寸(LMS)

图样上注出的公称尺寸至500 mm、公差等级为IT6~IT18的有配合要求的光滑工件尺寸时,按内缩方案确定验收极限。对非配合和一般公差的尺寸,按不内缩方案确定验收极限。

《光滑工件尺寸的检验》标准确定的验收原则是所用验收方法应只接收位于规定的极限尺寸之内的工件,位于规定的极限尺寸之外的工件应拒收。为此需要根据被测工件的精度高低和相应的极限尺寸,确定其安全裕度(A)和验收极限。(www.xing528.com)

生产上,要按去掉安全裕度(A)的公差进行加工工件。一般称去掉安全裕度(A)的工件公差为生产公差,它小于工件公差。

安全裕度A值的确定,应综合考虑技术和经济两方面因素。A值较大时,虽可用较低精度的测量器具进行检验,但减少了生产公差,故加工经济性较差;A值较小时,加工经济性较好,需使用精度高的测量器具,故测量器具成本高,同时提高了生产成本

12.1.2 测量器具的选择

选择测量器具时要综合考虑其技术指标和经济指标,以综合效果最佳为原则。具体选用时,可按国家标准《光滑工件尺寸的检验》(GB/T 3177—2009)中规定的方法进行。对于国家标准没作规定的工件测量器具的选用,可按所选的测量器具的极限误差占被测工件尺寸公差的1/10~1/3进行,被测工件精度低时取1/10,工件精度高时取1/3甚至1/2。因为工件精度越高,对测量器具的精度要求也越高,如果高精度的测量器具制造困难,以增大测量器具极限误差占被测工件公差的比例来满足测量要求。

安全裕度A相当于测量中总的不确定度。不确定度用以表征测量过程中各项误差综合影响而使测量结果分散的误差范围,它反映了由于测量误差的存在而被测量不能肯定的程度,以U表示。U是由测量器具的不确定度μ1和温度、压陷效应及工件形状误差等因素引起的测量条件不确定度μ2二者组合成的。

其中,μ1是表征测量器具的内在误差引起测量结果分散的一个误差范围,包括调整时用的标准件的不确定度,如千分尺的校对棒和比较仪用的量块等。μ1的影响比较大,允许值约为0.9A;μ2的影响比较小,允许值约为0.45A。向公差带内缩的安全裕度就是按测量不确定度而定的,即

即A=U。

根据测量器具的不确定度μ1正确的选择测量器具非常重要。测量器具的不确定度μ1是产生“误收”与“误废”的主要原因。在验收极限一定的情况下,测量器具的不确定度μ1越大,则产生“误收”与“误废”的可能性也越大;反之,测量器具的不确定度μ1越小,则产生“误收”与“误废”的可能性也越小。选择测量器具时,应保证所选用的测量器具的不确定度等于或小于按工件公差确定的允许值μ1。表12.2和表12.3列出了有关测量器具的不确定度。

表12.2 千分尺和游标卡尺的不确定度 mm

续表

目前,卡尺、千分尺是一般工厂在生产车间使用非常普通的测量器具,然而,这两种量具精确度低,只适用于测IT9与IT10工件公差。为了提高卡尺、千分尺的测量精度,扩大其使用范围,可采用比较法测量。比较测量时,测量器具的不确定度可降为原来的40%(当使用形状与工件形状相同的标准器时)或60%(当使用形状与工件形状不相同的标准器时),此时验收极限不变。

表12.3 比较仪和指示表的不确定度 mm

【例12.1】试确定用普通计量器具检验 的验收极限,并选择计量器具。

解:(1)确定验收极限。

根据工件的公称尺寸>120~180,公差等级IT9,查表12.1,确定尺寸公差T=100 μm,安全裕度A=10 μm

计算验收极限:

上验收极限=最小实体尺寸LMS-A=140.1-0.01=140.09(mm)

下验收极限=最大实体尺寸MMS+A=140+0.01=140.01(mm)

(2)选择测量器具。

查表12.1,测量器具的不确定度允许值,按Ⅰ挡选取μ1=9 μm。查表12.2可知,分度值为0.01的内径千分尺的不确定度为0.008 mm=8 μm,小于允许值9 μm,因可以满足要求。

工件的尺寸公差带图及其验收极限如图12.2所示。

图12.2 工件公差带及验收极限

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