量规设计原则与结构选型的方法

进行量规设计时，应明确量规设计原则，合理选择量规的结构，然后根据被测工件的尺寸公差带计算出量规的极限偏差并绘制量规的公差带图及量规的零件图。

光滑极限量规的设计应符合极限尺寸判断原则（泰勒原则），根据这一原则，通规应设计成全形的，即其测量面应具有与被测孔或轴相应的完整表面，其尺寸应等于被测孔或轴的最大实体尺寸，其长度应与被测孔或轴的配合长度一致，止规应设计成两点式的，其尺寸应等于被测孔或轴的最小实体尺寸。

通规和止规的形状对检验的影响如图9-4和图9-5所示。图9-4所示为用通规检验轴的示例，轴的作用尺寸已经超过最大实体尺寸，为不合格件，通规应不通过，检验结果才是正确的，但是不全形的通规却能通过，造成误判。止规形状不同对检验结果的影响如图9-5所示，轴在竖直方向的实际尺寸已经超出最小实体尺寸（轴的下极限尺寸），正确的检验情况是：止规在该位置上通过，从而判断出该轴不合格。但用全形止规检验时，因其他部位的阻挡，却通不过该轴，造成误判。所以符合极限尺寸判断原则的通规，其结构形式为全形规，而止规的结构则应为点状，即非全形规。

图9-4　通规形状对检验的影响

图9-5　止规形状对检验的影响

但在实际应用中，极限量规常偏离上述原则。例如：为了用已标准化的量规，允许通规的长度小于结合面的全长；对于尺寸大于100 mm的孔，用全形塞规通规很笨重，不便使用，允许用不全形塞规；环规通规不能检验正在顶尖上加工的工件及曲轴，允许用卡规代替；对于止规，由于测量时点接触易于磨损，故止规不得不以小平面、圆柱面或者球面代替；检验小孔的塞规止规，为了便于制造和增加刚度常用全形塞规；检验薄壁工件时，为了防止两点状止规造成工件变形，也采用全形止规。

必须指出，只有在保证被检验工件的形状误差不致影响配合性质的前提下，才允许使用偏离极限尺寸判断原则的量规。为了尽量避免在使用中因偏离泰勒原则检验时造成的误差，操作时一定要注意。例如，使用非全形的通端塞规时，应在被检验孔的全长上沿圆周的几个位置上检验；使用卡规时，应在被检验轴的配合长度内的几个部位，并围绕被检验轴圆周的几个位置上检验。

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图9-6　量规形式及应用尺寸范围

图9-6　量规形式及应用尺寸范围（续）

（a）孔用量规形式和应用尺寸范围；（b）轴用量规形式和应用尺寸范围

检验光滑工件的光滑极限量规形式很多，具体选择时可参照国标推荐，如图9-6所示。图中推荐了不同尺寸范围的不同量规形式，左边纵向的“1”“2”表示推荐顺序，推荐优先用“1”行。零线上为通规，零线下为止规。图9-7给出了几种常用的轴用、孔用量规的结构形式，供设计时使用，图9-7（a）为轴用量规，图9-7（b）、图9-7（c）、图9-7（d）为非全形孔用量规。

图9-7　常用量规结构形式

（a）轴用量规；（b），（c），（d）非全形孔用量规

标准量规的结构，在国家标准《光滑极限量规形式和尺寸》中，对于孔、轴的光滑极限量规的结构、通用尺寸、适用范围、使用顺序都作了详细的规定和阐述，设计可参考有关手册，选用量规结构形式时，同时必须考虑工件结构、大小、产量和检验效率等。