机械加工中计量器具的选择方法和步骤实例装配

2018-07-25 19:21:57来源：《金属加工（冷加工）》

2016年8月，我公司进行了QEOMS外审工作，其中有一项不符合项：XX.208.01某产品壳体工艺文件工序11规定，需对某零件口部尺寸φ70+0.046+0.010进行测量，但工艺文件规定对该尺寸测量所用的外径千分尺规格为50～75mm，而精度却为0.01mm（精度达不到要求）。上述事实不符合GJB 9001B―2009 7.6“监视和测量设备应与监视和测量的要求相适应”的要求，也不符合工厂质量手册7.6的相关规定。

外审人员认为，千分尺的精度为0.01mm，达不到所测零件的上偏差0.046mm所应具有的标尺分度值，故认为此千分尺不能满足测量精度。笔者认为这种说法有待商榷。

其实，机械制造中计量器具的选择是有国家标准明确规定的，在综合考虑计量器具的技术指标和经济指标的情况下，通常可根据GB/T 3177―2009产品几何技术规范（GPS）光滑工件尺寸的检验和GB/T 18779.2―2004产品几何量技术规范（GPS）工件与测量设备的测量检验第2部分：测量设备校准和产品检验中GPS测量的不确定度评定指南等相关标准来确定计量器具的精度。本文用具体实例来阐述机械加工中计量器具的选择方法和步骤。

一、根据国家标准选择计量器具的方法

为了保证工件的制造误差和检验时的测量误差的总和不超出工件的公差带，GB/T 3177―2009将工件的验收极限，分别从工件的最大实体尺寸和最小实体尺寸向公差带内缩一个安全裕度A。安全裕度A包括计量器具的不确定度u1和由温度、形状误差及压陷效应等因素所引起的不确定度u2。u1＝0.9A，u2＝0.45A。

选择计量器具时，首先按照GB/T 3177―2009中的规定，查找出零件公差相对应的计量器具的不确定度值u1，然后再根据拟选用的量具种类及规格，确定拟选用量具的不确定度（大多数量具的不确定度已经过验证计算，本文根据附表选择）。如果拟选用量具的不确定度值小于或等于根据零件公差确定的不确定度值u1，表明该量具可以使用。否则，应选用精度更高的量具。

二、计量器具的选择实例一

以工厂常用的7级精度的轴径φ150f7-0.043-0.083mm为例确定量具。零件的公差为T＝0.04mm，查GB/T 3177―2009表1，得零件的安全裕度A＝0.004mm。对应计量器具的不确定度u1分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级，三档值分别为工件公差的1/10、1/6、1/4。工厂一般对于低精度的工件采用1/10，对于高精度的工件采用1/4甚至1/2。工件的精度愈高，对计量器具的精度要求也愈高。高精度的计量器具因制造困难、成本高，对使用的人员和环境要求苛刻，所以使用误差占工件公差的比例增大是合理的。本工件选择Ⅱ档，u1＝0.006mm。

由附表可查分度值为0.01mm的外径千分尺（尺寸范围＞100～≤150）的不确定度为0.006mm，等于根据工件精度所选的u1值，故分度值为0.01mm的千分尺可以满足零件测量要求。

根据公式u1＝0.9A，可用选出的计量器具不确定度值修正安全裕度A。修正后的零件安全裕度A＝u1/0.9＝0.006/0.9＝0.006 7mm。

最后，确定零件的验收极限。由于零件是轴，则上验收极限＝最大实体尺寸－A＝150－0.043－0.006 7＝149.950 3mm；下验收极限＝最小实体尺寸＋A＝150－0.083＋0.006 7＝149.923 7mm。

三、计量器具的选择实例二

以外审时的尺寸φ70+0.046+0.010mm为例，按照GB/T 3177―2009来确定计量器具。

零件的公差为T＝0.036mm，查GB/T 3177―2009表1，得零件的安全裕度A＝0.003mm。由于此零件公差不是标准公差，介于7级和8级之间，本例靠7级公差，按T＝0.03mm选择u1。由于本工件的公差仅0.036mm，在生产车间应属较高精度，故选择Ⅲ档，u1＝0.005 8mm。

由附表可查分度值为0.01mm的外径千分尺（尺寸范围＞50～≤100）的不确定度为0.005mm，小于0.005 8mm，故分度值为0.01mm的千分尺可以满足零件测量要求。

根据公式u1＝0.9A，可用选出的计量器具不确定度值修正安全裕度A。修正后的零件安全裕度A＝u1/0.9＝0.005 8/0.9＝0.006 4mm。

最后，确定零件的验收极限。由于零件是轴，则上验收极限＝最大实体尺寸－A＝70.046－0.006 4＝70.039 6mm；下验收极限＝最小实体尺寸＋A＝70.010＋0.006 4=70.016 4mm。

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