量规及量规设计.pdf
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1、量规及量规设计在现代工业中,量测与检验已是十分普遍的工作项目。现场操作人员使用工作量规,品管检查人员合用检验 量规检查成品,量规校正人员则参考量规来校正以上两种量规的准确性。量规若依其构造与功能来区分,可以分成(1)固定量规、(2)指示量规、(3)组合量规等三大类。固定 量规是最常使用的一种,此类量规多为标准品,由制造厂商大量生产,但有些时候工具设计人员为了某项特 别的产品,也需要自行高等简单的量规使用。指示量规十分复杂,可以批示出工件偏离基准尺寸的范围程度,而且可据此判定工件合格与否。组合量 规则可以同时度量并检查工件数各部位的尺寸是否合与规定范围,外形复杂,价钱亦高。山可知,量规并不具有量
2、测工件尺寸的能力,它只能用来检验工件是否合与标准,与一般可量测尺寸的 量具是不相同的。量规简介量的种类很多,按照功能区分,可分成固定量规、指示量规与组合量规三大类,简介如后固定量规固定量规可以再区分成固定标准量规与固定极限量规二种。固定标准量规主要是作为校准确使用,是一些测量仪器的参考标准。而固定极限量规是用来检查工件是否在 规定的极限尺寸之内,也是最常使用的检验量规。以下主要讨论着重在固定极限量规,固定标准量规则只有 简单介绍。环规此种量规主要是量度圆柱直径,其外形为环状,如图4-1(a)图所示,一个是“能过”端另外一个为“不 有过“端。工件直径必须比通过端小,且必须比不通过端大,尺寸方属合
3、格。环规周围通常都有压花,以便 于握持,而为了能明显区别通过与不通过,一般通过端较长,而且不通过端的外环有一凹槽,以供辨别。塞规塞规用来验孔的内径尺寸,有数种型式,可适合不同孔径的工件。如图4-2所示。整体式塞规有双头式与阶级式两种,通过端较长,不通过端较短,并且刻有凹槽,以供识别,如图4-2(a)、(b)o(d)棒型塞规 d25P.2O4)大直径内孔测量使用的塞规,为了减轻重量,可制板型、棒型,如图(c)、(b)所示。工件内径必须比通过端大,且必须比不通过端小,才属合格,如图4-2(e)所示卡规卡规用于检查工件的外径、长度、宽度等,通过端为最大极限尺寸,不通过端为最小极限尺寸。卡规偏偏有其构
4、造分成固定与可调式两种。可调式卡规的通过端在前面,不通过端则在后面,砧座皆可以调整尺寸,如图4-3(b)所示。固定式止规则有单侧型及双侧型,如图4-3(a)所示。长度量规如图4-4(a)所示,一般用来检测大量工件同一部位的长度,可依工件外形来设计,检验时不但迅速,而且 不易发生错误。锥度量规锥度量规包括锥工塞规与锥度环规,分别用与检验内锥度与外锥度,如图4-4(b)。检查外锥度时,可用红丹或娄毛涂在工件上,然后套入锥度环规,并转动一圈,观察涂料是否均匀刮擦,即 可判断工件留任度是否正确。检查内锥度时一,则使用锥度塞规,如图(c)所示,若第一个记号进入孔中,而 第二个记号不进入孔中,则表示锥孔之
5、锥度正确。深度量规深度量规用于检验工件深度尺寸是否合于规定,如图4-5所示。也有的深度量规可以检测螺纹深度、钻孔深 度,如图(C)、(d)o螺纹量规螺纹量规包括螺纹塞规与螺纹环规,主要是检查配合等级与节圆直径。使用环规检查时,工件应可全部旋入量规的通过端,而不通过端应无法旋入,最多也只能旋入工作内也,通过端的特征是牙数较多,容易辨识。实际上螺纹的检查项目甚多,经常使用各种精密仪器;度量,例如轮廓投影机、工具显微镜等,螺纹环规与塞规只能用在普通检查项目上。图4-6为常风的机种螺纹量规。(b)蜷燧规(口7置4-19)8轮廓量规主要设计用来检验工件外型与轮廓是否正确,如图4-7(a)为刀具形状量规,
6、可以检测刀具的各个刀角。图4-7(b)为栓槽轴形状量规,用来检查栓槽轴的外形与尺寸,并可检测出磨损部位。模板量规此种量规与上述轮廓量规相似,是用来检查相对位置与两相邻接面的尺寸,如图4-8(a)为检查轴凸肩位置 的量规,(b)为检查机器床轨的量规。图4-9(a)所示,专门用来检查螺纹的节距。半径规如图4-9(b)所示,主要是检测工件的内圆角、外圆角、圆柱半径等,也有的半径规只能作单一项目的检查。厚薄规厚薄规又儿为测隙规,也由各种不同尺寸的厚度规片组成,尺寸有公制与制两种。公制每隔0.05 mm或0.1mm 有一个尺寸,检测时以手来感觉,主要用途是检查配合件之间的间隙大小,如图4-9(d)所示即
7、为厚薄规。线径规与孔径规要测量小圆柱体的直径或或金属板厚度,可以使用线径规,如图4-10(a)所示。图(b)的孔径规则是用来 量测工件上的小孔径尺寸。信)糠捏规(均18/7)小舞加 IBI 8鸠尾形量规鸠尾形量规是用来度量V型滑轨的工具如图4T1所示,有二种形关。图(b)为实测情形,因工件尺寸无法 直接检测,所以使用鸠尾量规辅助规量,鸠尾量规侧面有二个标准圆杆,直径为D,令工件鸠尾母座内角为 2A,高度为H,则可得C=D/2cotA E=Hcot2A B=D/2tanA由图(b)可知X=Y+2(C+B+E)即 X=Y+(D cotA+2Hcot2A+D tanA)上式中D、H、A均为定什,而Y
8、尺寸的求法,可参考(c)图,山图中可知Y=M-D(l+cotA)因此,在制作量规时,只要能够确定量规尺寸,控制Y尺寸的大小,即可用于测定工件的尺寸。同理,工件如果换成鸠尾公座,亦可依循同样的方式测量。块规块规属于标准的固定式量规,由高级耐磨耗材料制成,工具设计者虽说不负责制造块规,但却不能不知道如 何使用块规。块规的材质有高碳铭合金钢、不锈钢、碳化物与陶瓷材料等数种,为了要达到尺寸准确、耐磨耗材料制成,工具设计者虽不负责制造块规,但却不能不知道如何使用块规块规块属于标准的固定式量规,由高级耐磨耗材料制成,工具设计者虽不负责制造块规,但却不能不知道如何使 用块规。块规的材质有高碳铝合金钢、不锈钢
9、、碳化物与陶瓷材料等数种,为了要达到尺寸准确、耐磨耗、稳定性与 表面光滑等要求,因此制造过程十分严格与复杂。块规的断面有圆形、方形与长方形等三种,其中以长方形断面之块规用途最广,断面尺寸为9mm*35 mm或 9mm*30mm,如图 4-12(a)所示。(1)块规的等级:随着制造精密度及使用场合的要求不同,块规共分成四个等级,如表4-1所示。一般现声工件人员使用的是2级块规,而高级实验室在200c标准温度和相对温度50%且无尖埃的场合,方可使用的为00级块规。表4-1块规精度等级用途ISO,JIS,D IN,C NSB.S.F.S.实验室用00001A A A校验用002A A检验用1I3A+
10、工作用2IIBB块规的等级与公差关系:表4-2公制规等级公差(301P.294)IS0/JIS/D IN等级尺寸(mm)00012UptolO10.0610.1210.20t0.451025+0.07+0.14+0.30+0.6025 5 0+0.10+0.20+0.40+0.065 075+0.12+0.25+0.5 0+1.0075 100:0.1410.3010.602010015 010.4010.806015 020010.5 000:2.0020025 010.6011.2012.4025 0300+0.70+1.40+2.8030040010.9011.80:3.604005 0
11、011.1012.20:4.405 00600+1.30+2.60+5.00600700一+1.5 0+3.00+6.00700800-1.703.406.5 080090011.9013.8017.5 09001000:2.0014.20:8.00块规尺寸公差是以R m为单位,且与块规的尺寸等级有关,详如表4-2所示。(2)块规的规格:块规一般是整组的型式,但也有单独出售的,整组的则从8片到112片,视使用者的需要,可以组合成各种 不同的尺寸。表4-3与表4-4为公制尺寸块规组的规格,块规组合时有以1mm与2mm为基数者,拥有越多片块规的块规组,在检测及应用上交较为灵活。(4)块规的组合:块
12、规可以组合成需要的尺寸,做为校量之用,组合时应力求使用最少片数,以节省时间,并减少操作误差。一般是使用消位法,自尺寸最右方位数开始予以消除,以组合成所需的尺寸。表4-31mm基数的块规规格(25 P.143)每组片数个数块规尺寸尺寸间隔112Ipcs1.0005 mm0.001mm9pcs1.001mm-l.009mm0.01mm49pcs1.49mm0.5 mm49pcs 4pcs0.5 nlm_24.5 mm 25 mliT 100mm25 mm103Iqcs1.005 mm0.001mm49pcs1.Olmml.49mm0.5 mm49pcs 4pcs0.5 mnT24.5 mm 25
13、mliT 100mm25 mm879pcs1.001mm-l.009mm0.001mm49pcs1.49mm0.01mm19pcs0.5 mnT9.5 mm0.5 mmlOpcs10mm100mm10mm76Iqcs1.0005 mm0.001mm49pcs1.OOlmml.009mm0.5 mm19pcs0.5 mnT9.5 mm10mm4pcs3pcs0.5 mnT24.5 mm 5 0mllT 100mm25 mm56Ipcs0.5 mm0.001mm9pcs1.001mm-l.009mm0.01mm9pcs1.09mm0.01mm9pcs1.ImnTl.9mm1mm24pcs 4pcs
14、lmm24nlm 25 nlm100mm25 mm47IPC S1.005 mm0.01mmJIS9PC S1.Olmml.09mm0.1mm9PC S1.ImnTl.9mm1mm24PC S 4PC Slmm24nlm 25 mliT 100mm25 mm47IPC S1.005 mm0.01mmD IN18PC S1.0ImnTl.09mm0.1mm9PC S1.ImnTl.9mm1mm9PC S10PC Slmm-24mm 25 nlm100mm10mm表4-4 2mm基数的块规规格(25 P.145)每组片数个数块规尺寸尺寸间隔112IPC S2.00050.0019PC S2.001
15、2.0090.0149PC S2.012.490.549PC S0.0524.5254PC S2510088IPC S1.00050.001(B.S.)9PC S2.00P2.0090.0149PC S2.012.490.519PC S0.59.51010PC S2510088IPC S2.00050.001(F.S.)9PC S49PC S19PC S10PC S2.00P2.0092.012.090.59.5101000.01 0.510471PC S2.00050.001(F.S)9PC S2.0012.0090.019PC S2.012.490.19PC S2.12.919PC S广9
16、109PC S1010010PC S469PC S2.00T2.0090.0019PC S2.0P2.090.019PC S2.12.90.19PC S广91010PC S10100331PC S2.0050.019PC S2.012.090.19PC S2.12.919PC S195 PC S10,20,30,60,100例题1试以103片块规组,组合135.785 mm之尺寸。解:为了消除最右方的数字,因此组合程序组合校对135.785-1.0051.005134.78-1.281.28133.5-8.58.5125.0-2525100-1001000135.785(1)先由千分一之公厘选
17、起,先用1.005 mm。(2)选百分之一公厘,使尾数成为。或5,选用1.28mm(3)再先十分之一公厘,须使最后一位数成为0,故选8.5 mm(4)剩下125 mm,此时再选用25 mm一片。(5)最后再选用100mm一片,即告完成块规的扭合方式:两片块规以扭合在一起后,可以承受较大的拉力而不分离.原因为块规表面有一层较微薄的没膜,此一薄膜可产生分子吸力,引起块规粘着,因此可以紧密接合。块规组合时,必须先将扭合面擦式干净,方法则有旋转法与推陈出新叠法两种,如图4T4,4-15所示,叠合 之后的块规可能性承受4.9kg/cm2的拉力。若有多片块规要组合时,可依照由大到小方式结合,使用完毕分离
18、时一,则按照相反的程序进行。(6)块规的附件兴用途:块规的附件包括夹置器、颗夹、划针、基座、三角直边规、中心针等,种类很多。用途则包括可作长度兴阶级测量,如图4T6(e),内径测量兴缸径规校正等,如图4T6(b)(d)。若配合夹置器兴割线工作,如图4-16(c)(h)o此外沿可兴正弦杆配合作角度测量,及鸠尾槽检查等,用途十分广泛,尤其是量具的校验工作,更是少不 了块规。(7)块规的维护;(a)使用前须用纸擦拭干净。(b)勿用手指触摸面,以免影响精度。(c)使用完毕,不可久置,应立即以分离,并回复原状。(d)分离之后须以酒精拭净,再涂上防锈油,小心置于储存盒内。光学平板光学平板是一种特殊玻璃,可
19、用来检查块规、研磨平面与卡规等的平面度与加工状况。图4-17是光学 平板,使用时将光学平板置于工件上方,在单色光照射之下,因工件面上之凹凸或平面度不同,使光线产(b)横连城境中0 P.83)(0检杏特砧Q30】P,83)平坦HD暹已磨网UE HG3遵已朝a中央仃孔部分平41嬖更至突出或嬖成孔J1K部份平坦逐篇至 制度威突出闷倜失峰雨他谷或 一他I父蟀仪-低谷生的干涉现象亦不相同,藉由光带的弯曲现象或图形便可以检验出工件的偏差量大小 指示量规指示量规可将某特定距离中的变动量测出,并显示于表面、显示器、或萤幕上,所显示出的变动量均 为放大值,因此可以测出极微细的误差量。指示量规依其原理与我,可分成
20、机械式、气动式、电子式与光学式等四类,说明如下:1、机械式指示规机械式的放大机构包含杠杆、凸轮、齿轮系、弹簧等零件,图4-18是一个指示深度规,使用时量规的心轴接触工作,若若工件在A处尺寸有变动,将会使柱塞升降,进面带动杠杆指针,我 们便可从刻度尺上得知变动,将会使柱塞升降,进而带动杠杆指针,我们便函可从刻度尺上得知变动 量。针盘指示器可能是最常见于到的机械式指示量规。此种俗称为量表的指示器,是利用齿轮与杠杆原理 进行放大,图4-19(a)为量表,(b)图为其放大原理,(c)图为其内部构造。表面刻度有英制与公 制两种,最小刻度为0.001”与0.10mm,可做许多方面的测量工作。另外杠杆式针盘
21、指示器,则如图4-20(a)所示,图(b)是其放大原理。当测头接触工件后,经 由支点摆动扇形齿轮,将变动量放大,再经由小齿轮、冠装齿轮、指针齿轮系二次放大,因此放大倍 率很高,可做极微小变动的检查。图(c)是杠杆式量表的一些功能,包括测量同心度、安装对准、平行度、孔面直度、移转高度及难测量的位置测量等。(1)流量式量规4|!图4-22为一流量式量规,根据流量多寡与间隙大少成一定关系的特性,可以测量工件的误差量 或是尺寸,精密度可达0.015 mm。首先,压缩空气经过过滤器、调节器,再流经指示器,最后到达喷 嘴(测头),此时待测工件与间隙关系为线性的区间,有一定的限制,如图4-22(b)所示。(
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