机械毕业设计940检验50H7f6孔和轴的量规设计.docx
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机械毕业设计940检验50H7f6孔和轴的量规设计
目录
前言1
1.工作量规2
2.设计原则2
2.1泰勒原则2
2.1.1量规尺寸要求2
2.1.2量规形状的要求2
2.2量规的公差带2
2.2.1工作量规公差带3
2.2.2校对量规的公差带3
3、工作量规设计步骤5
4、计算说明5
5、量规的技术要求6
5.1量规材料6
5.2形位公差6
5.3表面粗糙度7
6、量规材料选用说明：
7
6.1合金工具钢7
6.2冷作模具钢8
6.3设计量规的所选材料8
6.4制造工艺8
7.使用说明8
7.1量规的使用型号8
7.2使用参数要求8
8、量规的使用和维护注意事项9
8.1使用量规注意事项9
8.2维护量具注意事项9
结束语10
参考文献11
致谢..............................................................12
前言
光滑极限量规是一种没有刻度的专用检验工具。
用光滑极限量规检验零件时，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。
量规结构简单，使用方便、可靠、验收效率高。
因此，在大批量生产中得到广泛应用。
零件图样上被测要素的尺寸公差和形位公差按独立原则标注，一般使用通过计量器具分别测量。
当单一要素的孔和轴采用包容要求标注时，则应使用光滑极限量规（简称量规）来检验，把尺寸误差和形状误差都控制在尺寸公差范围内。
检验孔的量规称为塞规，检验轴的量规称为卡规或环规。
量规有通规和止规，通规和止规应成对使用。
通规用来模拟最大实体边界，止规用来检验孔或轴的实际尺寸是否超过最小实体尺寸。
用量规检验零件时，只要通规通过，止规不通过，则说明被测件是合格的。
量规的设计是作为负责机加工艺的管理者，必须掌握和熟悉工作量规的设计。
1.工作量规
机件图样上被测要素的尺寸公差和形位公差按独立原则表注时，一般使用通用计量器具分别测量。
当单一要素的孔和轴采用包容要求标注时，则应使用光滑极限量规（简称量规）来检验，把尺寸误差和形状误差都控制在尺寸公差范围内。
检验孔的量规称为塞规，检验轴的量规成为卡规或环规。
量规有通规和止规，应成对使用。
通规用来模拟最大实体边界，检验孔或轴是否超越理想边界。
止规用来检验孔或轴的实际尺寸是否超越最小实体尺寸。
用量规检验零件时，只要通规通过，止规不通过，则说明被测件是合格的。
工作量规是在工件制造过程中操作者检验工件时所使用的量规。
通规用代号T表示，止规用代号Z表示。
2.设计原则
2.1泰勒原则
设计光滑极限量规时应遵守泰勒原则的规定。
泰勒原则是指遵守包容要求的单一要素孔或轴的实际尺寸和形状误差综合形成的体外作用尺寸不允许超越最大实体尺寸，在孔或轴的任何位置上的实际尺寸不允许超越最小实体尺寸。
符合泰勒原则的量规如下：
2.1.1量规尺寸要求
通规的基本尺寸应等于工件的最大实体尺寸（MMS）；止规的基本尺寸应等于工件的最小实体尺寸（LMS）。
2.1.2量规形状的要求
通规用来控制工件的作用尺寸，它的测量面应是与孔或轴形状相对应的完整表面，且测量长度等于配合长度。
因此通规常合称为全形量规。
止规用来控制工件的实际尺寸，它的测量面应是电状的，且测量长度可以短些，止规表面与被测件是点接触。
用符合泰勒原则的量规检验工件，若通规能通过，而止规不能通过，就表示被测量的工件合格，否则不合格。
2.2量规的公差带
量规是专用量具，它的制造精度要求比被检验的工件的精度更高。
但不可能将量规工作尺寸正好加工到某一规定值。
故对量规工作尺寸也要规定制造公差。
通规在使用过程中会逐渐磨损，为使通规具有一定的寿命，需要留出适当的磨损储量，规定磨损极限。
至于止规，由于它不通过工件，则不需要留磨损储量。
校对量规也不留磨损储量。
2.2.1工作量规公差带
国家标准GB1957—81规定量规的公差不得超越工件的公差带。
工作量规的制造公差T与被检验零件的公差等级和基本尺寸有关，如表
（1）所示，其公差带分布如图
（一）所示。
通规尺寸公差带的中心到工件最大实体尺寸之间的距离Z（位置要素）体现了平均使用寿命。
通规的磨损极限尺寸就是零件的最大实体尺寸。
量规公差带采用图
（一）所示布置方式，其特点是：
量规的公差带全部位于被检验工件公差带内，能有效地保证产品的质量与互换性。
但有时会把一些合格的工件检验成不合格品，实质上缩小了工件公差范围，提高了工件的制造精度。
2.2.2校对量规的公差带
只有轴用量规才有核对量规。
校对量规的公差带，如图
（一）所示。
“校通—通”量规（TT）是检验轴用工作量规的校对量规，校对时应通过，否则通规不合格。
其作用上防止通规尺寸过小，其公差带从通规的下偏差起，向轴用通规公差带内分布。
“校止—通”量规（ZT）是检验轴用工作量规止规的校对量规，校对应通过，否则止规不合格。
其作用是防止止规尺寸过小，其公差带从止规的下偏差起，向轴用止规公差带内分布。
“校通—损”量规（TS）是检验轴用工作量规通规是否达到磨损极限的校对量规。
校对时不通过轴用工作量规（通规），否则该通规已到或超过磨损极限，不应再使用。
其作用是防止在使用中超过磨损极限，其公差带是从通规的磨损极限起，内轴用通规公差带内布。
校对量规的尺寸公差Tp为工作量规尺寸公差T的一半，校对量规的形状误差应控制在其尺寸公差带内。
表
（1）光滑极限量规的尺寸公差T和通规尺寸公差带的中心到
工件最大实体尺寸之间的距离Z值（摘自GB1957—81）
工作基本尺寸/mm
IT6
IT7
IT8
IT9
IT10
IT11
IT12
IT6
T
Z
IT7
T
Z
IT8
T
Z
IT9
T
Z
IT10
T
Z
IT11
T
Z
IT12
T
Z
≤3
6
1
1
10
1.2
1.3
14
1.6
2
25
2
3
40
2.4
4
60
3
6
100
4
9
>
3~6
8
1.2
1.4
12
1
2
18
2
2.6
30
2.4
4
48
3
5
75
4
8
120
5
11
>
6~
10
9
1.4
1.6
15
1.8
2.4
22
2.4
3.2
36
2.8
5
58
3.6
6
90
5
9
150
6
13
>
10~
18
11
1.6
2
18
2
2.8
27
2.8
4
43
3.4
6
70
4
8
110
6
11
180
7
15
>
18~
30
13
2
2.4
21
2.4
3.4
33
3.4
5
52
4
7
84
5
9
130
7
13
210
8
8
>
30~
50
16
2.4
2.8
25
3
4
39
4
6
62
5
8
100
6
11
160
8
16
250
10
22
>
50~
80
19
2.8
3.4
30
3.6
3.6
46
4.6
7
74
6
9
120
7
13
190
9
19
300
12
26
>
80~
12-
22
3.2
3.8
35
4.2
5.4
54
5.4
8
87
7
10
140
8
15
220
10
22
350
14
30
3、工作量规设计步骤
工作量规的设计步骤如下：
（1）根据被检测工件的尺寸的大小和结构特点等因素选择量规的结构形式；
（2）根据被检测工件的基本尺寸和公差的公差等级查出量规的位置要素Z和制造公差T，画量规的结构尺寸，画量规的工作图，标注尺寸及技术要求。
4.计算说明
设计检验Φ50H7（+0.0250）和Φ50f6（-0.030-0.046）
（1）选择量规的结构形式分别为锥柄圆柱塞规和单头双极限圆形状卡规。
（2）由表
（1）查出孔和轴工作量规的制造公差T和位置要素。
塞规：
T=3umZ=4um
卡规：
T=2.4umZ=2.8um
工作量规的公差带图，如图
（1）所示。
（3）计算量规极限偏差
1）塞规通端
上偏差=EI+Z+T/2=（0+0.004+0.003/2）=0.0055mm
下偏差=EI+Z-T/2=（0+0.004-0.003/2）=0.0025mm
所以：
塞规通端尺寸按工艺尺寸标注为Φ50.00550-0.003mm
图
（1）量规公差带图
2）塞规止规：
上偏差=ES=0.025mm
下偏差=ES-T=（0.025-0.03）=0.022mm
所以：
止规的尺寸工艺按照工艺尺寸表注为Φ50.0250-0.0036mm
3）卡规通规：
上偏差=es-z+T/2=（0.030-0.0028+0.0024/2）=0.0316mm
下偏差=s-z-T/2=（0.030-0.0028-0.0024/2）=0.034mm
所以：
止规的尺寸按工艺尺寸标注为Φ49.966+0.00240mm
其磨损极限尺寸为49.970mm
4）止规止端：
上偏差=ei+T=（-0.046+0.0024）=-0.0386mm
下偏差=ei=-0.046mm
所以：
卡规止端的尺寸按工艺尺寸标注为Φ49.954+0.00240mm
5.量规的技术要求
5.1量规材料
量规测量面材料，可用渗碳钢、合金钢和合金结构钢等耐磨材料，测量面硬度应为HRC58--65度。
5.2形位公差
量规的形状公差和位置公差应控制在尺寸公差带内，其形位公差值不大于尺寸公差的50%，考虑到制造和测量的困难，当量规的尺寸公差小于或等于0.002mm时，其形位公差仍取0.001mm。
5.3表面粗糙度
测量表面的表面粗糙度参数Ra值为0.025--0.04um,按表
（2）选取，校对
量规测量面的表面粗糙度比工作量规小。
表
（2）量规测量面的表面粗糙度参数Ra值
工作量规
工作基本尺寸/MM
≤120
>120-315
>315-500
Ra/μm
IT6级孔用量规
≤0.025
≤0.05
≤0.1
IT6至IT9级轴用量规
IT7至IT9级轴用量规
≤0.05
≤0.1
≤0.2
IT10至IT12级孔、轴用量规
≤0.1
≤0.2
≤0.4
IT13至IT16级孔、轴用量规
≤0.2
≤0.4
≤0.4
6.量规材料选用说明
6.1合金工具钢
GB/T1299—2000合金工具钢按使用加工方法分为压力加工钢和切削加工用钢。
钢材按用途分为量具刃具用钢、耐冲击工具用钢、热作模具用钢、冷作模具、无磁模具用钢和塑料模具用钢。
碳素工具钢是基本上不含合金元素的高碳钢，含碳量在0.65%-1.35%范围内，其生产成本低，原料来源易取得，切削加工性良好，热处理后可以得到高硬度和高耐磨性、所以是被广泛采用的钢种，用来制造各种刃具、模具但这类钢的红硬性差，即当工作温度大于250℃时，钢的硬度和耐磨性就会急剧下降而失去工作能力。
另外，碳素工具钢如制成较大的零件则不易淬硬，而且容易产生变形和裂纹 ,碳素工具钢的含碳量高达0.7%-1.35%，大多属于共析和过共析钢，它们淬火后有较高的硬度（＞60HRC）和良好的耐磨性。
碳素工具钢的牌号是一符号“T”起首，其后面的一位或两位数字表示钢中平均含碳量的千分数。
例如，平均含碳量为0.7%的碳素工具钢可表示为T7。
对于磷、硫含量更低的高级优质碳素工具钢，则在数字后面增加符号“A”表示，如T70A。
6.2冷作模具钢
Cr12是高碳高洛钢，具有高的强度、耐磨度和淬透性淬火变形小，较脆，导热性差，高温塑性差。
多用于制造耐磨性能高、不受冲击的模具及加工材料不硬的刃具，如车刀、铰刀、冷冲模、冲头及量规、样板、量具、凸轮销、偏心轮、冷轧辊、钻套和拉丝模。
性能：
高碳、高铬类型莱氏体钢，无特殊要求时暂不作为必加元素。
由于钼和钒的含量比Crl2MoV高，故钢的组织和晶粒度进一步细化，提高了钢的淬透性、强度和韧性，使钢的综合性能更好。
用途：
用于制造要求高耐磨性的大型复杂冷作模具，如冷切剪刀、切边模、拉丝模、搓丝板、螺纹滚模、滚边模和要求高耐磨的冷冲模和冲头等。
生产品种：
热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝。
6.3设计量规的所选材料
量规测量表面的材料,选用耐磨材料合金工具钢Cr12淬火温度960---1000摄氏度,测量面硬度HRC为58-65度.
6.4制造工艺
通规的制造工艺要求:
为了提高通规的制造工艺水平,在其连接轴外表面滚网纹.其要求为:
滚网纹0.8,网纹左右倾斜与轴中间夹角各位30°.注,滚花以后,工件直径大于滚花前的直径,其值△≈（0.25～0.5）t.
7.使用说明
7.1量规的使用型号
塞规和卡规的使用型号为GL25.
7.2使用参数要求
量规和卡规的使用要求参数要求如表（3）
参
数
名称
基本要求
通端
止端
工艺尺寸
上偏差
下偏差
上偏差
下偏差
塞规50H7
50
+0.0064
+0.0028
+0.030
+0.006
Φ50.0300-0.0036
卡规50f6
50
-0.0340
-0.0312
-0.0428
-0.040
Φ49.954+0.00280
8、量规的使用和维护注意事项
8.1使用量规注意事项
1）为了保证量规经常处于良好状态,要坚持定期检定制度,按量规的使用境况,编排好检定进度,及时检定;
2）使用量规之前要先校对;
3）测量前应擦净量规的测量面,使用力不能过猛,不能正在运动的零件;
4）为了减少测量误差，测量时间最好在同一位置多测量几次，取其平均值。
5）读数方法正确与否对测量精度影响很大。
8.2维护量具注意事项
1）手湿或有汗时不要接触量规的测量面，以免两面生锈，测量影响误差。
2）量规的存放点要求干燥、清洁、无震动、无腐蚀性气体，不要把量规放在磁场附近，以免磁化，造成误差。
3）工件应该放在不容易被打坏的地方或被碰到的地方。
4）检测的方法应正确不然这样会影响到里哪个间量具的使用寿命。
5）平时应该注意量具的保养和检测尺寸是否在磨损极限范围防止生产造成的不良产品的产生。
结束语
通过这几周的实习时间，我完成了学校布置的毕业设计，经过这次设计后，我对之前所学过的知识有了进一步了解。
对塞规、卡规设计及使用有了全面的认识。
实习期间遇到一些不懂的问题就打电话到学校询问刘兵老师，他很细心的给我讲解，使我能在较短的时间内有了大概的思路，回学校后经过刘兵老师的指导，把毕业设计进一步完成。
在此，我衷心的感谢学院领导和各位曾经帮助过和指导过我的老师，谢谢他们给了我一个这么好的实习机会，让我对本专业有了更浓厚的兴趣，并顺利完成了毕业设计。
参考文献
量规设计主要参考文献：
[1]、《互换性与测量技术》陈于萍主编2006年高教版
[2]、《几何量测量器具使用手册》王启义主编机械出版社
[3]、《冯辛安.机械制造装备设计》北京:
机械工业出版社1999.10
[4]、《机械设计手册》徐灏.机械工业出版设2001
[5]、《金属机械加工工艺人员手册增订组编.金属机械加工工艺人员手册》上海科学技术出版社，1981.
[6]、《纪名刚.机械设计》.西工大出版社2000.
[7]、《大连理工大学工程画教研室.机械制图（第四版）》北京：
高等教育出版社，1993.5
[8]、《谢家瀛.组合机床设计简明手册》北京：
机械工业出版1994.
[9]、《黄云清.公差配合与测量技术》.机械工业出版社2000.
[10]、《顾唯帮.金属切削机床》.机械工业出版社1984.
致谢
在我写作论文期间，论文指导老师给了我很大的帮助，让我能顺利地完成论文的写作。
在这里我非常感谢论文指导老师的帮助！
课题在选题及研究过程中得到刘兵老师的悉心指导。
刘兵老师多次询问论文设计进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。
刘兵老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人。
对刘兵老师的感激之情是无法用言语表达的。
如果没有论文指导老师的指导与帮助，我的论文无法顺利完成。
谨向老师表示诚挚的敬意和感谢。
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