检具设计.pptx
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1、检具设计技术部0 0检具设计基本知识检具设计基本知识 1.检具的定义 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,我们公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、螺纹孔位置度检具、内孔深度检具等。2.检具分类(1)计数型(功能型检具)通过装备通止判断合格或不合格,如光滑塞规、12L曲轴M121.5螺纹孔位置度检具。0 0检具设计基本知识检具设计基本知识(2 2)计量型)计量型(测量型检具
2、测量型检具)通过百分表或者千分表显示值判断合格或不合格,如座圈锥面跳动检具、喷油器衬套内孔深度检具。3.3.检具设计的原则检具设计的原则 (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;
3、0 0检具设计基本知识检具设计基本知识0 0检具设计基本知识检具设计基本知识4.形位公差的选择(GB/T1184-1996)(1)公差值选用原则 1)根据零件的功能要求,并考虑加工的经济性和零件的结构、刚醒等情况,按 表中数系确定要素的公差值,并考虑下列情况:在同一要素上给出的形状公差值应小于位置公差值。圆柱形零件的形状公差值(轴线的直线度除外)一般情况下小于尺寸公差值。平行度公差值应小于其相应的距离公差值。2)对于下列情况,考虑到加工的难易程度共和除主参数外其他参数的影响,在满足零件功能的情况下,适当降低1-2级使用。GB/T1184-1996孔相对于轴。细长比较大的轴或孔。距离较大的轴或孔
4、。宽度较大的零件表面(一般大于1/2长度)的零件表面。线对线和线对面相对于面对面的平行度。线对线和线对面相对于面对面的平行度。0 0检具设计基本知识检具设计基本知识(2)公差值和应用示例(以直线度和平面度为例)0 0检具设计基本知识检具设计基本知识公差等级应用示例公差等级应用示例1、2用于精密量具、测量仪器和精度要求极高的精密机械零件,如高精度量规、样板平尺、工具显微镜等精密测量仪器的导轨面、喷油嘴针阀体端面等高精度零件6用于普通机床导轨面,如卧式车床、自动车床等的床身导轨、立柱导轨,滚齿机、卧式镗床的工作台及机床主轴箱导轨,柴油机体结合面等3用于0级及1级宽平尺的工作面、1级样板平尺的工作面
5、、测量仪器圆弧导轨、测量仪器测杆等7用于2级平板,读数值为0.02mm的游标卡尺尺身、机床主轴箱体等4用于量具、测量仪器和高精度机床的导轨,如0级平板、测量仪器的V形导轨、轴承磨床床身导轨等8用于机床传动箱体、交换齿轮箱体,柴油机汽缸体,连杆分离面,缸盖结合面,汽车发动机缸盖等5用于1级平板、2级宽口尺,平面磨床的纵导轨、垂直导轨及工作台,柴油机进排气门刀杆等9、10用于3级平板,气缸盖结合面,阀体表面等11、12用于易变形的薄片、薄壳零件表面,支架等要求不高的结合面0 0检具设计基本知识检具设计基本知识直线度和平面度的应用示例5.检具设计的其它要求(1)外观:检具的表面应无明显影响检具使用的
6、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。前期,我们公司检具基本上都是委外设计,工艺技术人员很少自己设计检具。根据公司要求进行检具设计培训,要求掌握基本的检具能力。在这里就搜集到的资料与大家分享一下。0 0检具设计基本知识检具设计基本知识6.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
7、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。0 0检具设计基本知识检具设计基本知识一、光滑极限量规及通端带深度光滑极限量规一、光滑极限量规及通端带深度光滑极限量规1.11.1基本概念基本概念1.21.2光滑极限量规的分类光滑极限量规的分类1.31.3泰勒原则泰勒原则1.4工作量规的设计工作量规的设计1.51.5光滑极限量规设计示例光滑极限量规设计示例1.61.6通端带深度光滑塞规通端带深度光滑塞规1.71.7光滑极限量规设计注意事项
8、光滑极限量规设计注意事项1.11.1基本概念基本概念光滑极限量规是具有以下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。1.11.1基本概念基本概念通通通通孔公差孔公差孔公差孔公差孔最小极限尺寸孔最小极限尺寸孔最小极限尺寸孔最小极限尺寸止止止止孔最大极限尺寸孔最大极限尺寸孔最大极限尺寸孔最大极限尺寸轴公差轴公差轴公差轴公差轴最大极限尺寸轴最大极限尺寸轴最大极限尺寸轴
9、最大极限尺寸通通通通轴最小极限尺寸轴最小极限尺寸轴最小极限尺寸轴最小极限尺寸止止止止轴用卡规或环规轴用卡规或环规轴用卡规或环规轴用卡规或环规 孔用塞规孔用塞规孔用塞规孔用塞规 1.21.2光滑极限规的分类光滑极限规的分类光滑极限规的分类光滑极限规的分类uu孔用光滑极限量规(塞规)孔用光滑极限量规(塞规)孔用光滑极限量规(塞规)孔用光滑极限量规(塞规)通端通端 按孔的按孔的最大实体尺寸最大实体尺寸(孔的孔的最小极限尺寸最小极限尺寸)制制造造 止端止端 按孔的按孔的最小实体尺寸最小实体尺寸(孔的孔的最大极限尺寸最大极限尺寸)制制造造 通规通规按按DminDmin设计设计防止防止DmDminDmDm
10、axDaDmaxuu轴用光滑极限量规(环规或卡规)轴用光滑极限量规(环规或卡规)通端通端 按轴的按轴的最大实体尺寸最大实体尺寸(轴的轴的最大极限尺寸最大极限尺寸)制制造造 止端止端 按轴的按轴的最小实体尺寸最小实体尺寸(轴的轴的最小极限尺寸最小极限尺寸)制制造造通规通规按按dmaxdmax设计设计防止防止dmdmaxdmdmax 止规止规按按dmindmin设计设计防止防止dadminda 0.3 0.3 ),),采用刻线方式,上下边缘分别为采用刻线方式,上下边缘分别为最大极限、最小极限最大极限、最小极限5.5.在用通端带深度光滑塞规在用通端带深度光滑塞规深度表示形式深度表示形式1.61.6通
11、端带深度光滑塞规通端带深度光滑塞规当深度较大时,通端测头可做成台阶形式,当深度较大时,通端测头可做成台阶形式,前端按前端按T T端尺寸制作,后端直径可稍小于通端端尺寸制作,后端直径可稍小于通端直径,在后端部分刻线、削扁,表示深度直径,在后端部分刻线、削扁,表示深度5.5.在用通端带深度光滑塞规在用通端带深度光滑塞规深度表示形式深度表示形式1.61.6通端带深度光滑塞规通端带深度光滑塞规 p 必须注意防止检验时干涉必须注意防止检验时干涉!由于被测孔所处位置等原因,塞规可能无法进行检验。由于被测孔所处位置等原因,塞规可能无法进行检验。MCMC用的检具用的检具JDGT8103-0212JDGT810
12、3-0212止端干涉。止端干涉。p 目前,我们公司光滑量规作为专用检具管理,采购时需提目前,我们公司光滑量规作为专用检具管理,采购时需提供图纸,如果图纸是由厂家提供,会签图纸时对通止供图纸,如果图纸是由厂家提供,会签图纸时对通止端直径尺寸要格外注意,以免出现错误。(前期端直径尺寸要格外注意,以免出现错误。(前期图纸出现过这种错误)图纸出现过这种错误)1.71.7光滑极限量规设计注意事项光滑极限量规设计注意事项1.71.7光滑极限量规设计注意事项光滑极限量规设计注意事项p 另外,特别提示注意:检验工件外螺纹大径、内螺纹小径用的光滑极限量规公差带并未完全位于直径公差带图以内。(具体可查阅GB/T3
13、934-2003附录A)1.71.7光滑极限量规设计注意事项光滑极限量规设计注意事项2.1基本概念2.2普通螺纹量规名称、代号、使用规则 2.3 普通螺纹量规的设计2.4普通螺纹量规设计示例二、普通螺纹量规二、普通螺纹量规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: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。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。2.12.1基本概念基本概念 2.22.2普通螺纹量规名称、代号、使用规则普通螺纹量规名称、代号、使用规则2.32.3普通螺纹量规的
14、设计普通螺纹量规的设计 GB/T10920-2008 GB/T10920-2008中中,对,对普通螺纹普通螺纹量规结构量规结构型式型式、结构结构尺寸、适用范围尺寸、适用范围也也有详细的介绍有详细的介绍。1.1.螺纹牙型螺纹牙型2.32.3普通螺纹量规的设计普通螺纹量规的设计完整螺纹牙型完整螺纹牙型-适用于检验工件内螺纹作用中径及大径的螺纹牙型适用于检验工件内螺纹作用中径及大径的螺纹牙型截短螺纹牙型截短螺纹牙型-适用于检验工件内螺纹单一中径止端螺纹塞规螺纹牙型适用于检验工件内螺纹单一中径止端螺纹塞规螺纹牙型2.32.3普通螺纹量规的设计普通螺纹量规的设计2.2.螺纹量规公差螺纹量规公差 中径公差
15、半角公差螺距公差螺纹塞规公差带图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2.32.3普通螺纹量规的设计普通螺纹量规的设计螺纹塞规、螺纹环规和校对螺纹塞规的螺纹中径公差和位置要素数值2.32.3普通螺纹量规的设计普通螺纹量规的设计2.42.4普通螺纹量规设计示例普通螺纹量规设计示例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
16、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1.1.螺纹塞规大径、中径、小径的尺寸与计算公式螺纹塞规大径、中径、小径的尺寸与计算公式2.2.尺寸计算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=0.0175mm WNG=0.0115mm;由GB/T196-2003可查得,D2=7.188mm,D1=6.647mm1)通端:大径:D+EI+ZPLTPL=8+0+0.0120.011=8.0120
17、.011mm中径:D2+EI+ZPLTPL/2=7.188+0+0.0120.0055=7.200 0.0055mm,磨损极限为7.200-0.0175=7.1825mm;2.42.4普通螺纹量规设计示例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+2F1TPL=7.188+0+0.160+0.0055+2*0.1250.011=7.60350.011mm中径:D2+EI+TD2+TPL/2TPL/2=7.188+0+0.160+0.00550.0055=7.35350.0055mm,磨损极限尺寸:7.3535-0.0115=7
18、.342mm小径:D1+EI=6.647+0=6.647mm2.42.4普通螺纹量规设计示例普通螺纹量规设计示例3.3.螺纹塞规图纸螺纹塞规图纸通端测头2.42.4普通螺纹量规设计示例普通螺纹量规设计示例止端测头2.42.4普通螺纹量规设计示例普通螺纹量规设计示例塞规总图2.42.4普通螺纹量规设计示例普通螺纹量规设计示例3.1功能量规的作用和性质3.2 功能量规的结构型式3.3功能量规设计原理3.4功能量规的检验方式3.5 功能量规的公差3.6功能量规设计示例三、功能量规设计三、功能量规设计11、功能量规的作用和性质、功能量规的作用和性质 被测要素的尺寸公差和形位公差之间的关系采用最大实体要
19、求时,图样要求规定了被测要素的实际轮廓必须遵守给定的边界。在单件生产中,可使用坐标测量仪测量被测和基准要素,并通过电子计算机进行数据的处理,判断被测实际轮廓是否超越其给定的边界。这种检验方法的效率较低,远远不能满足大量生产的需要。对此,生产中通常设计和制造一种专用量规即功能量规来模拟体现给定的边界,而边界在实际上表示了零件的最不利装配状态。功能量规是一种全形通端量规,如果它能自由通过零件上的被测要素和(或)基准要素,就表示被测要素的局部实际尺寸和形位误差的体外综合效应遵守给定的边界,的边界,3.1 3.1 功能量规的作用和性质功能量规的作用和性质 因此被测零件合格。但是,不能具体测出被测要素的
20、局部实际尺寸和形位误差值的大小。此外,功能量规的使用极为方便,检验效率高,对检验工人的操作技术水平要求不高,且结构简单,制造容易。因此,在成批和大量生产的机械行业中,功能量规便成为一种重要的专用检验工具,也是贯彻图样上采用最大实体要求的技术保证。3.1 3.1 功能量规的作用和性质功能量规的作用和性质3.23.2功能量规的结构型式功能量规的结构型式 功能量规有四种型式:整体型、组合型、插入型和活动型。图3.1整体型同轴度量规图3.2组合型同轴度量规图3.3插入型同轴度量规图3.4活动型平行度量规3.23.2功能量规的结构型式功能量规的结构型式1、功能量规的工作部位检验被测单一要素用的功能量规(
21、如轴线直线度量规等),其工作部位应与被测要素相对应,由检验部位组成,如右图3.5所示,直线度量规应具有检验部位。图3.53.33.3功能量规设计原理功能量规设计原理 检验关联被测要素用的功能量规(如同轴度量规、位置度量规等),其工作部位应与被测要素和基准要素相对应,有检验部位和定位部位组成,它们之间应保持和图样上相对应的几何关系,如图3.6所示的位置度量规,应具有检验部位(4个测量销)和定位部位(定位平面A和定位平面B),且四个测量销均布于有定位平面A和定位销B模拟体现的基准体系和相应理论正确尺寸所确定的理想位置上。1、功能量规的工作部位3.33.3功能量规设计原理功能量规设计原理图3.6位置
22、度量规1 1、功能量规的工作部位、功能量规的工作部位3.33.3功能量规设计原理功能量规设计原理 具有导向部位的功能量规称为插入型量规。对于插入型量规,其导向部位是成对配置的,其中一个是活动件,另外一个是固定的称固定件。如图3.7-3.9所示,导向部位的固定件只有一个用于导向的工作部位,一般为光滑导向孔(销);导向部位的活动件有两个部位,一个部位与固定件配对用于导向,另一个部位进入被测(或基准)要素用于检验(或定位),它可随量规结构不同具有不同的型式。尽管活动件型式各异,但可将它归纳为两大类。一类活动件的两个部位是具有同一形式和尺寸的连续表面,称为无台阶式,其导向销兼做检验部位或定位部位(图3
23、.7 b所示),1、功能量规的工作部位3.33.3功能量规设计原理功能量规设计原理 或其导向孔兼作检验部位或定位部位(图3.8 b所示);另一类活动件的两个部位是具有不同形状和(或)不同尺寸的两个非连续表面,统称为台阶式,其导向部位不能兼作检验部位或定位部位(图3.7 c、3.8 b、3.8 b所示)。对于单个被测要素,功能量规检验部位的形状应与被测要素的给定边界的形状尺寸一致,其定形尺寸(直径或宽度)应等于边界尺寸。其长度应不小于被测要素的给定长度。对于成组被测要素,量规各检验部位的形状、定形尺寸和长度的确定方法与检验单个被测要素的检验部位相同,而它们之间的定位尺寸应等于零件图样上对成组被测
24、要素间所给定的理论正确尺寸。1、功能量规的工作部位3.33.3功能量规设计原理功能量规设计原理图3.71、功能量规的工作部位3.33.3功能量规设计原理功能量规设计原理图3.83.33.3功能量规设计原理功能量规设计原理1、功能量规的工作部位图3.93.33.3功能量规设计原理功能量规设计原理1、功能量规的工作部位(1)定位部位的形状 量规定位部位用作模拟基准,按照基准定义,基准要素为平面要素时,功能量规定位部位的形状应与图样上给定的基准平面的理想形状一致。基准要素为与圆柱面轴线或两平行平面的中心平面时,定位部位应与基准要素相应的形状一致。采用基准目标时,对于基准目标点,用平面支撑体现;对于基
25、准目标线,用圆柱支撑素线体现;对于基准目标面,用平面支撑体现。(2)定位部位的尺寸 1)量规定位部位的定形尺寸(直径或宽度)其确定方法如下:当基准要素为平面时,应平面本身无厚度尺寸,只要求定位平面的长、宽(矩形)或直径尺寸(圆形)不小于相应基准要素的给定尺寸。对于基准目标面,平面支承3.33.3功能量规设计原理功能量规设计原理2、定位部位的形状和尺寸 的基本尺寸应等于图样上的尺寸;对于基准目标线,圆柱支承的直径需要有设计人员选定,圆柱支承的长度应不小于相应基准目标线的长度;对于基准目标点,球面支承的球面半径按需要由设计人员选定。当基准要素为圆柱面的轴线或两平行平面的中心平面(中心要素),且最大
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