第6章 光滑极限量规
6.1 概 述
检验光滑工件尺寸时，可用通用测量器具，也可使用极限量规。通用测量器具可以有具体的指示值，能直接测量出工件的尺寸，而光滑极限量规是一种没有刻线的专用量具，它不能确定工件的实际尺寸，只能判断工件合格与否。因量规结构简单，制造容易，使用方便，并且可以保证工件在生产中的互换性，因此广泛应用于成批大量生产中。光滑极限量规的标准是GB/T 1957-2006。
光滑极限量规有塞规和卡规之分，无论塞规和卡规都有通规和止规，且它们成对使用。塞规是孔用极限量规，它的通规是根据孔的最小极限尺寸确定的，作用是防止孔的作用尺寸小于孔的最小极限尺寸；止规是按孔的最大极限尺寸设计的，作用是防止孔的实际尺寸大于孔的最大极限尺寸，如图6.1所示。
图6.1 塞规检验孔
卡规是轴用量规，它的通规是按轴的最大极限尺寸设计的，其作用是防止轴的作用尺寸大于轴的最大极限尺寸；止规是按轴的最小极限尺寸设计的，其作用是防止轴的实际尺寸小于轴的最小极限尺寸，如图6.2所示。
图6.2 环规检验轴
量规按用途可分为以下三类：
1）工作量规 工作量规是工人在生产过程中检验工件用的量规，它的通规和止规分别用代号“T”和“Z”表示。
2）验收量规 验收量规量是检验部门或用户代表验收产品时使用的量规。
3）校对量规 校对量规是校对轴用工作量规的量规，以检验其是否符合制造公差和在使用中是否达到磨损极限。
6.2 量规设计
6.2.1 极限尺寸判断原则（泰勒原则）
单一要素的孔和轴遵守包容要求时，要求其被测要素的实体处处不得超越最大实体边界，而实际要素局部实际尺寸不得超越最小实体尺寸，从检验角度出发，在国家标准“极限与配合”中规定了极限尺寸判断原则，它是光滑极限量规设计的重要依据，阐述如下：
孔或轴的体外作用尺寸不允许超过最大实体尺寸。即对于孔，其体外作用尺寸应不小于最小极限尺寸；对于轴，其体外作用尺寸不大于最大极限尺寸。
任何位置上的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸。即对于孔，其实际尺寸不大于最大极限尺寸；对于轴，其实际尺寸不小于最小极限尺寸。
显而易见，作用尺寸由最大实体尺寸控制，而实际尺寸由最小实体尺寸控制，光滑极限量规的设计应遵循这一原则。 6.2.2 量规公差带设计
1. 工作量规
1)量规制造公差
量规的制造精度比工件高得多，但量规在制造过程中，不可避免会产生误差，因而对量规规定了制造公差。通规在检验零件时，要经常通过被检验零件，其工作表面会逐渐磨损以至报废。为了使通规有一个合理的使用寿命，还必须留有适当的磨损量。因此通规公差由制造公差（T）和磨损公差两部分组成。
止规由于不经常通过零件，磨损极少，所以只规定了制造公差。
量规设计时，以被检验零件的极限尺寸作为量规的基本尺寸。 图6.3 光滑极限量规公差带图
图6.3所示为光滑极限量规公差带图。标准规定量规的公差带不得超越工件的公差带。 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（称为公差带位置要素）体
现了通规的平均使用寿命。通规在使用过程中会逐渐磨损，所以在设计时应留出适当的磨损储量，其允许磨损量以工件的最大实体尺寸为极限；止规的制造公差带是从工件的最小实体尺寸算起，分布在尺寸公差带之内。
制造公差T和通规公差带位置要素Z是综合考虑了量规的制造工艺水平和一定的使用寿命，按工件的基本尺寸、公差等级给出的。由图6.3可知，量规公差T和位置要素Z的数值大，对工件的加工不利；T值越小则量规制造困难，Z值越小则量规使用寿命短。因此根据我国目前量规制造的工艺水平，合理规定了量规公差，具体数值见表6-1。
国家标准规定的工作量规的形状和位置误差，应在工作量规制造公差范围内，其形位公差为量规尺寸公差的50%，考虑到制造和测量的困难，当量规制造公差≤0.002mm时，其形状位置公差为0.001mm。
表6-1 IT6-IT16级工作量规制造公差和位置要素值(摘录) (μm) 工件基本尺寸D /mm 至3 大于3至6 大于6至10 大于10至18 大于18至30 大于30至50 大于50至80 大于80至120 大于120至180 大于180至250 大于250至315 大于315至400 大于400至500 IT6 6 8 9 11 13 16 19 22 25 29 32 36 40 IT6 T 1 Z 1 IT7 10 12 15 18 2 25 60 35 40 46 52 57 63 IT7 T Z IT8 14 18 22 27 33 39 46 54 63 72 81 89 97 IT8 T 1.6 2 Z 2 2.6 IT9 25 60 36 43 52 62 74 87 100 115 130 140 155 IT9 T 2 2.4 2.8 3.4 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Z 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 IT10 40 48 58 70 84 100 120 140 160 185 320 230 250 IT10 T 2.4 3 3.6 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 Z 4 5 6 8 9 11 13 15 18 20 22 25 28 1.2 1.6 1.4 2 1.2 1.4 1.4 1.6 1.6 2 2 2.4 1.8 2.4 2 2.8 2.4 3.2 2.8 3.4 4 4.6 5.4 6 7 8 9 10 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 2.4 3.4 3 4 2.4 2.8 2.8 3.4 3.2 3.8 3.8 4.4 4.4 5 3.6 4.6 4.2 5.4 4.8 5.4 6 7 8 6 7 8 9 10 4.8 5.6 5.4 6.2 6 7
2）量规极限偏差的计算 量规极限偏差的计算步骤如下： (1)确定工件的基本尺寸及极限偏差；
(2)根据工件的基本尺寸及极限偏差确定工作量规制造公差T和位置要素值Z； (3)计算工作量规的极限偏差，如表6-2
光滑极限量规
