检具设计国内外异同分析
检具设计国内外异同分析n0yan及检具设计国内外异同分析(燕山大学职业技术学院,河北秦皇岛066004;建设学院燕山大学工程与力学, 河北秦皇岛 066004) 摘要：检具是实现产品检测的重要手段，检具的公差对产品的判断和检具的成本有着至关重要的影响本文介绍了国际上两种不同的公差标记系统，并结合实例说明了两种系统下检具的原理、设计和公差分配原则，以及对工件判断的影响。关键词：检具公差标注系统检具设计公差分配分析国内与国外量具设计的异同 崔娟,李凌峰,田继峰((~)燕山大学职业技术学院,秦皇岛066004,CHN;(~)燕山大学土木工程与力学学院,秦皇岛
量规的公差分布是影响产品测定和检验成本的关键因素。本文介绍了目前国际上的两种不同公差标记的系统，并举例说明了检查的原理和设计、两种系统下的公差分配和确定影响的原理。关键词：量具；ToleranceMarkingSystem；GageDesign；ToleranceDistribution 检验工具是实现产品检验的重要手段，是为方便产品质量检验而设计制造的专用工具。检具没有刻度，不能检测被测工件的具体尺寸、相互位置和形状，但可以判断被测元素是否在制造公差范围内。检具主要用于大批量生产，这比使用通用测量工具节省时间和精力。检具的设计对产品质量的判断有着至关重要的影响。
检具结构的正确设计和检具公差的合理分布有助于降低测量风险，如不合格的误收和合格产品的拒收。,很多国外大型制造企业在我国建立了零部件生产基地或贴牌加工，在加工过程中也大量使用国外图纸和技术资料。由于国外公司和中国公司使用的公差标记系统很可能不同，因此检测工具的设计原理自然不同。如果一味地按照我国国家标准（国标）或国外标准设计检具，势必导致误判或误收零件。检具的设计比较严苛，对产品的要求也比较严格。（2)北美图纸使用大量的GD&T形位公差标注，尤其是位置和轮廓。图1展示了一些常用的标注方法，所以l;z5o。8IAIBlcl北美图纸中使用的GD&T形位公差标注示例这是最新的公差标注系统也是一种与中国国家标准不同的标注方式。
In the process of designing the inspection tool, through communication with the customer, on the premise of meeting the requirements of the workpiece, the optimistic tolerance method, the inclusive tolerance method, the pessimistic tolerance method, etc. can be appropriately selected, which will减少工艺和检验技术，降低检具设计@ > 制造要求检具设计，提高合格产品比例。国家标准GB8069-87和ASMEY14。43M-2003标准中检具设计的异同一般认为检具是用来检验和检验工件或半成品、成品尺寸和位置特性的工具。一般分为以下几类：用于测量轴和孔直径的光面限位规（GB1957-81《光面限位规》）；用于测量工件长度、宽度、高度和深度的线性尺寸测量仪；用于检查工件内腔和外轮廓的模型量规；检查工件图纸上被测元素的尺寸公差和形位公差是否符合相关原则（包容性原则、最大实体原则等）平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、位置等。功能规（GB8069-87《位置规》）。为了便于比较和解释，本文将依据美国机械工程师协会标准ASMEY14.5M-1994DimensioningandTolerancing（尺寸和公差计算）和ASMEY14。43M-2003DimensioningandTolerancing PrinciplesforGagesandFixtures（量具和夹具的尺寸和公差选择原则），广泛应用于北美机械工业。)为例，并参照国家标准中相应的GB8069-87《位置量规》，说明检具的设计规则以及与中国国家标准（国标）的异同。
无论是国标中的位置量规还是ASME标准中的检具，本质上都是一种功能性检具，用于验证最大物理条件下尺寸和公差的轮廓和有效边界。其目的是接受合格的产品并拒绝它们。不合格的产品。国标和ASME标准都认为功能检测工具是一种综合量规，用来模拟理想边界。以最大实体尺寸为界值，最大实体原则以实际尺寸为界值），允许被测元素的实际形位公差超过图纸上给出的形位公差值。测量特征尺寸的实际偏差值进行补偿。因此，功能性检具量规是一种全形通端检具。如果它能够自由通过成品元素的实体，则说明该实体没有超出其理想边界，即该工件是合格的。但它不能测量被测元素的实际尺寸和形位误差的大小。因此，通常先对工件的被测元素和基准元素的实际尺寸进行测量和检验，然后才能用功能检测工具进行检测。为此，国标和ASME标准在检具的结构和设计原理上并没有太大的区别。我们不 在我们的日常设计中不必考虑两者在结构上的差异。但是国标和ASME标准对检具设计过程中的公差分配（公差带的大小和分布位置）有不同的理解。
在国标检具设计国标示例中，检具的公差分配问题理解起来比较复杂，计算起来也比较麻烦。检具的公差分配主要以工件制造的效益为依据。为了给工件生产留下较大的制造公差，检具制造公差与工件公差的比例应尽可能小。检具公差采用不超过工件极限的分布原则，即检具的公差带完全位于被检工件的公差带内。为保证工件尺寸能满足图纸要求，国标GB1957-81对检具公差带的大小和位置做了具体规定。在国标中，检具的计算往往需要查表和计算相结合。例如，图2是常见的工件图，图3是检具的结构示意图。系统。2IAl13lU0。1lA}B检具的结构示意图在国标GB8069-87中有详细的计算实例。为了节省篇幅，计算过程中引用的图表不再列出。根据国标GB8069-87，检具设计如下（检具图略）：（1)检具公差基于Tt=0.2+0.2=0.4 ,
2=11.8；测件极限尺寸：d=(d+)0=(11.8+ 0.028) 一o08=11.828 一o08；测件磨损极限：dw=(dBM+) 一(TM+)= (11.8+0.02< @8)One(0.008+0.008):11.812. 上式中：为综合公差；T为测量部位尺寸公差；WM为测量部位最小磨损量；t.为定位部分测量部分的基本偏差；d、d、dw为测量部分的基本尺寸、极限尺寸和磨损极限尺寸。4ASME标准检具设计示例ASME标准中对公差的解释检具的分布（公差带的大小和分布位置）比较宽容，一般建议检具综合公差为工件公差的10%，检具的制造公差为工件公差的5%。检具的磨损公差为工件公差的5%。这就是人们常说的1/10原则。在检具设计和制造过程中，检具的公差可以遵循一个原则：绝对公差原则（悲观原则）、乐观公差原则和公差公差原则。人们可以根据自己的实际情况或与客户协商选择。4.1 绝对公差原则（Absolute Tolerance Method） 所谓绝对公差原则是指检具的公差不超过工件的有效边界，量规从有效边界带电。这与中国的标准相似。
在使用检具的过程中，大部分合格品都会被接受检具设计，不合格品都会被拒收，还有一小部分合格品也会被拒收，相当于对工件的要求收紧了，所以也称为悲观原则。由于采用1/10原理，检具的计算过程比较简单。根据图2，工件综合公差为0.2+0.2=0.4，故检具总公差（制造公差和磨损公差）为0.04，检具垂直度、平面度等形位公差是工件的1/10。它是应用绝对公差原理为图2中的工件设计的检测工具。需要注意的是，如果不考虑磨损公差，则在设计检具时应采用绝对公差原则，设计检具实体II等。工艺和检验图纸如图4所示。如果磨损考虑公差，只需将图4所示刀具的公差减半即可。为便于说明，后续计算中不考虑磨损公差的存在。4.2 乐观公差法（Optimistic Tolerance Method） 所谓乐观公差原理就是检具的公差超过工件的有效边界，从有效边界中减去材料。在检具使用过程中，所有合格的产品都将被接受，大部分不合格的产品会被拒收，一小部分不合格的产品也会被接受。这也相当于放宽了对工件的要求。采用乐观公差原理为图 2 所示工件设计的量规如图 5 所示。
4.3 容差法所谓容差原则是指检具的公差与工件的有效边界部分重合，在有效边界处有材料的增减。从检具设计图（图片6)可以看出，检具会接受大部分合格品，剔除大部分不合格品，也会剔除一小部分合格品。但实际情况并非如此，现场是收紧还是放宽实际上取决于检具制造后的实际尺寸，如果检具的实际有效边界小于有效边界被测元素，检具会收到一小部分超差产品；如果实际有效边界大于被测元素的有效边界，检具将剔除少量合格产品。检具工艺和检测应采用公差公差原则设计。基于纸样检具法位置误差的Tol0gyandTest数据处理（燕山大学职业技术学院，河北秦皇岛066004)摘要：主要阐述纸样检具法的原理、操作方法及特点结合实例，分别说明位置公差标注系统和正负公差标注系统下的纸样检验。
Italsoelabo——结合实例分别对位置公差标记系统和正负标记系统下的纸量规应用进行评分。关键词：PaperGaging；Position；DataProcessing；HoleGroup；MMC 在实际生产中，位置公差常用于控制具有阵列或圆形分布特征的孔组（或销组）的公差带分布区域。在众多的位置误差检测方法中，一般采用测量坐标值的原理。这些方法的共同特点是通过坐标值（如笛卡尔坐标、极坐标、柱坐标等）来测量和记录工件的被测元素。设计的检具如图6所示。检具设计 @> 不同公差分配原则下的尺寸通过以上计算，我们可以看出不同公差分配原则下检具设计尺寸的异同。见表1。检具设计不同公差分配原则下的尺寸ASME标准国标绝对公差乐观公差包容公差原则原则检验工具尺寸11.82800811.8o. 411。
8o411.8-+0.1 从表1的对比可以看出，国标和ASME标准在检具公差的分配上存在差异。无论检具制造公差带的大小，还是检具公差带的分布位置，国标的要求都是相当严格的。这不仅增加了检具的制造难度和加工成本，而且还会导致部分合格产品被拒收。ASME 标准相对宽松。在使用ASME标准的过程中，可以通过与客户协商，酌情选择悲观容忍原则、乐观容忍原则或包容性容忍原则。这不仅降低了检具的制造成本，还要适当提高合格产品的比例。这也是国外机械制造企业不认可我们自己设计的检具的原因之一。结语 以上只是国家标准（GB8069-87《位置量规》）中功能量规的一个例子，以说明与ASME标准的异同。同理，在国家标准（GB1957-81《平滑极限量规》）中，线性尺寸量规和样品量规也有这样的区别。事实上，不同的公差标记系统和不同的检测工具公差分配原则决定了边界零件的接受或拒绝。只有熟悉两种公差标注系统，遵循标签体系下检具的设计原则，科学合理地分配检具的公差，可以正确接收零件，降低测量风险。这也是检具设计人和产品设计师想要的。参考文献 [1] 国家标准GB8069-87《定位仪》[S]。
北京：中国标准出版社，1988 [2] 国家标准GB1957-81《光滑极限规》[s]。北京：中国标准出版社，l981。[3] 叶伟昌主编。工具尺寸模具设计简明手册[M]．北京：机械工业出版社，1999。（李静主编）（收稿日期：2010-O1—19) 文章编号：1Ol024 如果您想对本文发表意见，请填写文章编号读者申诉问卷中的对应位置。zu1 不同年份；陆
