李廣法 蒲超亮 單純利 王 玉

（沈陽黎明航空發(fā)動機（集團）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110862）

光滑工件尺寸一般采用普通的計量器具或光滑極限量規(guī)檢測。測量孔、軸實際尺寸時，由于存在測量誤差，測得值可能比真實尺寸大，也可能比真實尺寸小，通常不是被測件的真實尺寸，根據(jù)測得的實際尺寸來判斷工件是否合格，可能出現(xiàn)兩種錯誤結(jié)果：誤收和誤廢。測量誤差分布曲線范圍越大，即測量誤差越大，誤收和誤廢的概率也越高。誤收會降低產(chǎn)品的質(zhì)量，而誤廢將使成本增加。因此正確確定被測件的驗收尺寸，科學(xué)選擇計量、檢驗器具，有著至關(guān)重要的意義。

1 技術(shù)分析

1.1 驗收方式的選擇及驗收尺寸的確定

驗收極限是判斷所檢驗工件尺寸合格與否的尺寸界限。根據(jù)被驗收件尺寸的功能要求及其重要程度、尺寸公差等級、測量不確定度和工藝能力等因素綜合考慮，驗收方式分為完全內(nèi)縮驗收、不完全內(nèi)縮驗收和非內(nèi)縮驗收3種方式。

1.1.1 完全內(nèi)縮驗收

對遵循包容要求的尺寸、公差等級高的尺寸采用完全內(nèi)縮的驗收方式，采用這種方式確定驗收尺寸，可使各種誤差的影響得到適當(dāng)?shù)难a償，誤收率減少，誤廢率增加，應(yīng)綜合考慮誤收率和誤廢率。驗收尺寸是從工件的最大實體尺寸和最小實體尺寸分別向公差帶內(nèi)移動一個安全裕度A。

孔尺寸的驗收極限：

上驗收極限=最小實體尺寸（LMS）－安全域度（A）；

下驗收極限=最大實體尺寸（MMS）＋安全域度（A）。

軸尺寸的驗收極限：

上驗收極限=最大實體尺寸（MMS）－安全域度（A）；

下驗收極限=最小實體尺寸（LMS）＋安全域度（A）。

1.1.2 不完全內(nèi)縮驗收

作為一種半內(nèi)縮方式，驗收尺寸之一由最大實體尺寸（或最小實體尺寸）一側(cè)向其公差帶內(nèi)移動一個安全裕度A，而最小實體尺寸（或最大實體尺寸）作為另一個驗收極限尺寸。以下兩種情況下宜采用不完全內(nèi)縮驗收方式。

1.1.2.1 功能要求高的尺寸

如果被測件的尺寸遵守包容要求，同時其工藝能力指數(shù)Cp≥1，此時由于加工工藝性好，工件的實際尺寸幾乎全部在公差帶內(nèi)，似乎驗收尺寸不要內(nèi)縮。但工件的形狀和位置精度要求嚴格，配合精度也高，所以采用不完全內(nèi)縮的驗收方式，即對最大實體尺寸內(nèi)縮一個安全裕度A。

1.1.2.2 非正態(tài)分布的尺寸

工件實際尺寸的分布狀態(tài)若是偏態(tài)分布的話，實際尺寸偏向多數(shù)尺寸偏向的一側(cè)，所以采用單邊（實際尺寸偏向的一邊）內(nèi)縮的方式進行驗收。

1.1.3 非內(nèi)縮方式

工藝能力指數(shù)Cp≥1，此時工件的實際尺寸幾乎全部在公差帶內(nèi)，就沒有必要采用內(nèi)縮的方式驗收，采用非內(nèi)縮方式的驗收方式，或是公差等級低的尺寸同樣采用非內(nèi)縮方式的驗收方式。

1.2 計量器具的選擇

計量器具的選擇是工件檢驗中十分重要的一步，直接影響到驗收尺寸的確定。在選擇計量器具時，要綜合考慮其技術(shù)指標和經(jīng)濟指標，做到既滿足保證檢測質(zhì)量，又具有較好的經(jīng)濟性。依據(jù)是計量器具的不確定度允許值U1和尺寸所在的范圍來確定。當(dāng)采用千分尺和游標卡尺進行比較測量時，若使用的標準器形狀與被測件形狀相同，計量器具的不確定度降為原來的40%（U'1= U1×40%）；若使用的標準器形狀與被測件形狀不相同，計量器具的不確定度則降為原來的60%（U'1=U1×60%）。所選計量器具的不確定度U'1應(yīng)該小于或等于其允許值U1（U'1≤U1）。

2 程序設(shè)計

圖1 程序框架流程圖

根據(jù)上述理論基礎(chǔ)，進行程序設(shè)計。本程序采用C#語言編制，圖1是該程序的流程圖。程序說明：程序開始前，先掌握檢測對象的公差精度、公差原則、工藝能力指數(shù)及實際尺寸分布情況。程序開始，依據(jù)檢測現(xiàn)場計量器具實際，選擇應(yīng)用千分尺和游標卡尺、比較儀或指示表中的某一類。若確定采用比較儀或指示表，則直接選擇驗收方式；如果應(yīng)用千分尺和游標卡尺，則可以選擇采用絕對測量方法還是比較測量方法，并根據(jù)不同的情況確定新的安全裕度A或計量器具的不確定度，然后選擇相應(yīng)的驗收方式，確定驗收尺寸，顯示結(jié)果。

3 實例

應(yīng)用自行設(shè)計的軟件，對工程實踐中各種要求的工作進行了驗證，并與傳統(tǒng)的手工計算選擇進行了對比，結(jié)果證實該軟件方便、使用、準確。下面介紹其中的一個實例：確定檢測工件?（120±0.011）mm時的驗收極限，并選擇計量器具，步驟如下：

軟件計算報告1—選擇絕對測量的計算報告

此尺寸的公差等級為：6 級

測量方法類型為：絕對測量

測量量具類型為：千分尺、游標卡尺類

所選為一般尺寸或Cp＞1，不用內(nèi)縮

安全裕度為：2.2 μm，驗收上限：11 μm，下限：-11 μm

測量不確定度為：

第一檔：1.98 μm

第二檔：3.3 μm

第三檔：4.95 μm

適合使用的測量量具：(首選第一檔、其次二、三檔)

第二檔：不確定度為 3μm，量程為100至125，分度為0.00 1的數(shù)顯外徑千分尺. 建議選擇比較測量重新計算

軟件計算報告2—選擇比較測量的計算報告（標準器和工件形狀相同）

此尺寸的公差等級為：6 級測量方法類型為：比較測量

標準器和工件形狀相同

測量量具類型為：千分尺、游標卡尺類

所選為一般尺寸或Cp＞1，不用內(nèi)縮

安全裕度為：2.2 μm，驗收上限：11 μm，下限：-11 μm

測量不確定度為：

第一檔：1.98 μm

第二檔：3.3 μm

第三檔：4.95 μm

適合使用的測量量具：(首選第一檔、其次二、三檔)

第二檔：不確定度為 6 μm，量程為100至125，分度為0.01的外徑千分尺. 建議選擇比較測量重新計算

第一檔：不確定度為 3 μm，量程為100至125，分度為0.00 1的數(shù)顯外徑千分尺

傳統(tǒng)的手工計算步驟如下：

3.1 計算公差等級系數(shù)如下：

由于a1=10，查找公差系數(shù)表得知，公差等級為IT6。

3.2 測量不確定度為：單位（μm）

3.3 安全域度為：A=22/10＝2.2（μm）。不用內(nèi)縮，所以驗收尺寸不變。

3.4 計量、檢驗器具的選擇：

軟件計算報告1中：

測量方法類型為：采用絕對測量；使用量具為：千分尺、游標卡尺類。

不確定度為 3μm，量程為100至125，分度為0.001的數(shù)顯外徑千分尺，滿足測量不確定度的第二檔。建議選擇比較測量重新計算。

軟件計算報告2中：

測量方法類型為：比較測量——標準器和工件形狀相同；量具類型為：千分尺、游標卡尺類。

不確定度為 6μm（比較測量：量具的不確定度內(nèi)縮為：6×0.4＝2.4＜3.3），量程為100至125，分度為0.01的外徑千分尺滿足測量不確定度的第二檔。

不確定度為3μm（比較測量：量具的不確定度內(nèi)縮為：3×0.4＝1.2＜1.98），量程為100至125，分度為0.001的數(shù)顯外徑千分尺滿足測量不確定度的第一檔。按照GB/T 3177-2009優(yōu)先選擇第一檔的要求，此量具適合。

4 總結(jié)

采用最新的國家標準來確定工件的驗收尺寸，考慮了工件的不同精度要求、加工工藝能力和尺寸的分布特征，所確定的驗收尺寸準確、經(jīng)濟，滿足生產(chǎn)實際情況；

對于計量器具的選擇，該程序能夠?qū)崿F(xiàn)兩種途徑：儀器的優(yōu)化選擇和主觀選擇；

利用該程序可以方便地解決生產(chǎn)實踐中光滑工件的測量和檢驗問題。并針對不同的現(xiàn)場測量條件，有針對性地選擇各種計量器具。經(jīng)過對各種要求的工件進行了實例驗證，證明該程序方便、快捷、準確。

[1]GB/T 3177-2009 光滑工件尺寸的檢驗[S].

[2]沈陽黎明航空發(fā)動機（集體）有限責(zé)任公司 企業(yè)標準 光滑工件尺寸的檢驗[S].