摘 要：針對IT6-IT10級精度等級的槽寬無法用常規(guī)量具準確測量槽寬尺寸，該文根據(jù)JJG 343—2012《光滑極限量規(guī)檢定規(guī)程》和公差配合基礎(chǔ)知識，并結(jié)合實際運用經(jīng)驗來介紹IT6-IT16精度等級槽寬對應(yīng)的槽寬塞規(guī)的設(shè)計、現(xiàn)場檢驗作業(yè)、使用過程中存在的問題和改進方法。試驗表明，槽寬塞規(guī)與相同精度等級的內(nèi)徑千分表相比，槽寬塞規(guī)使用操作簡單、檢測效率高、方便攜帶。同時根據(jù)通規(guī)進入槽內(nèi)深度與槽寬尺寸的大小呈正向關(guān)系這一特點，根據(jù)槽寬公差等級來制定槽寬尺寸控制方法，讓槽寬尺寸控制更精準，減少超差風險。

關(guān)鍵詞：光滑極限量規(guī)；槽寬塞規(guī)設(shè)計；槽寬塞規(guī)使用；尺寸設(shè)計；處理方法

中圖分類號：TG815 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）27-0151-04

Abstract： In view of the fact that the groove width of IT6-IT10 accuracy grade can not be accurately measured by conventional measuring tools， this paper introduces the design， on-site inspection operation， existing problems and improvement methods of groove width plug gauge corresponding to IT6-IT16 precision grade slot width according to JJG 343—2012 "Verification Regulation of Plain Limit Gauges" and basic knowledge of tolerance fit， and combined with practical application experience. The experimental results show that compared with the inner diameter micrometer with the same accuracy， the slot width plug gauge has the advantages of simple operation， high detection efficiency and easy to carry. At the same time， according to the positive relationship between the depth of the general gauge entering the groove and the size of the groove width， the groove width size control method is formulated according to the groove width tolerance grade， so that the groove width size control is more accurate and the risk of out-of-tolerance is reduced.

Keywords： Plain Limit Gauges; slot width plug gauge design; slot width plug gauge use; dimension design; treatment method

IT6-IT10精度等級的槽寬無法用常規(guī)量具準確地測量槽寬尺寸。這里的“準確”是指量具本身自帶的誤差和人員測量誤差之和超過了或接近槽寬尺寸的公差帶寬，其測出的尺寸準確度不可信。內(nèi)徑千分表若配標準環(huán)規(guī)使用最大誤差能控制在0.007～0.01 mm，但是檢測槽寬時要在槽寬垂向和縱向2個方向交叉移動，讀出交叉臨界點最小值過程中就會存在操作誤差。為減小操作誤差，在用內(nèi)徑千分表測槽寬尺寸前先用環(huán)規(guī)校對并對內(nèi)徑千分表的表盤調(diào)零，在測槽寬尺寸過程中原位垂向和縱向交叉移動重復(fù)測量4～5次，讀取最小值作為槽寬的尺寸，因此，內(nèi)徑千分表檢測效率低、只能作為小批量零件槽寬尺寸檢測使用。

對批量槽寬尺寸檢測要用到槽寬塞規(guī)，槽寬塞規(guī)又叫鍵槽塞規(guī)、鍵槽量規(guī)、鍵槽規(guī)等。槽寬塞規(guī)是非國標產(chǎn)品，槽寬公差帶采用基孔制標注法，槽寬塞規(guī)的止規(guī)和通規(guī)公差帶的設(shè)計目前是參照JJG 343—2012《光滑極限量規(guī)檢定規(guī)程》[1]進行設(shè)計，提交量具廠進行制作。需要說明的是該檢定規(guī)程是國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局結(jié)合現(xiàn)有工藝制造、檢驗水平，針對孔、軸檢測所需專用量規(guī)而制定的。而槽寬檢驗作業(yè)方法要根據(jù)槽寬塞規(guī)的實際計量尺寸、槽寬測量數(shù)據(jù)的大小而制定槽寬尺寸的控制措施，后面再進行詳細介紹。

1 槽寬塞規(guī)選材和外形設(shè)計

槽寬塞規(guī)是一種無刻度的專用定值量具[2-4]，這種量具通常將通規(guī)和止規(guī)做成“工”字型成對使用。槽寬塞規(guī)常常當做工作量規(guī)使用，用于槽寬加工過程中尺寸的控制。在槽寬檢驗作業(yè)時，通過通規(guī)塞入槽內(nèi)的深度、力度手感，能預(yù)知加工后槽寬的尺寸大概范圍，不需要像內(nèi)徑千分表一樣在槽寬檢測前用標準環(huán)規(guī)頻繁校對調(diào)零，因此，槽寬塞規(guī)操作簡單、便于攜帶，運用于地鐵和鐵路客車構(gòu)架槽寬尺寸的控制和檢測。

槽寬塞規(guī)通規(guī)端測量面經(jīng)常與槽寬內(nèi)側(cè)面接觸來回摩擦而損耗，槽寬塞規(guī)選材上應(yīng)挑選耐磨材料制造。比如軸承鋼Gcr15，或者通規(guī)端和止規(guī)端測量面焊接更耐磨的硬質(zhì)合金材料，并將兩側(cè)的測量面研磨到設(shè)計公差帶范圍內(nèi)。新造槽寬塞規(guī)通端側(cè)邊刻“T”，止端刻“Z”方便識別，槽寬通規(guī)和止規(guī)厚度推薦10～15 mm，槽寬通規(guī)的深度要高于待測槽寬的深度，止規(guī)的深度推薦20～25 mm。槽寬塞規(guī)測量面與底面棱邊為直角邊，檢測面的入口處不允許有鈍角或倒角，量規(guī)測量面的表面粗糙度（Ra）需符合表1的規(guī)定。

2 槽寬塞規(guī)尺寸設(shè)計

槽寬塞規(guī)的工作原理是用通規(guī)和止規(guī)分別控制槽寬的2個極限尺寸。由于量規(guī)有制造誤差，因此，需要對量規(guī)的通規(guī)和止規(guī)規(guī)定相同的制造公差控制量規(guī)的制造誤差，這里的制造公差值和位置要素值均與被檢測工件尺寸公差大小有關(guān)。通規(guī)在使用過程中會逐漸磨損，為了使通規(guī)具有一定的磨損壽命，槽寬塞規(guī)公差帶設(shè)計過程中需要留出適當?shù)哪p余量，設(shè)置通規(guī)磨損極限，一但計量發(fā)現(xiàn)通規(guī)尺寸小于磨損極限時要求強制報廢。槽寬通規(guī)和止規(guī)計算公式如下。

槽寬通規(guī)公差帶設(shè)計公式：

最大極限尺寸=A+EI（最小極限尺寸）+Z（位置要素）+0.5×T（形位公差），

最小極限尺寸=A+EI（最小極限尺寸）+Z（位置要素）-0.5×T（形位公差），

通端磨損極限尺寸=A+EI。

槽寬止規(guī)公差帶設(shè)計：

最大極限尺寸=A+ES（最大極限尺寸）+0，

最小極限尺寸=A+ES（最大極限尺寸）-T（尺寸公差）。

式中：槽寬塞規(guī)的形位誤差 （平行度）應(yīng)在其尺寸公差帶范圍內(nèi)。其公差為量規(guī)尺寸公差T的50%。當量規(guī)尺寸公差小于或等于0.002 mm時，其形位誤差為0.001 mm。T為工作量規(guī)制造尺寸公差，Z為通端工作量規(guī)尺寸公差帶的中心線至工件最大實體尺寸之間的距離， A為理論值尺寸，ES為上極限偏差，EI為下極限偏差。

下面通過舉例介紹槽寬塞規(guī)的計算方法。圖1所示是地鐵構(gòu)架定位轉(zhuǎn)臂56槽寬加工尺寸圖，槽寬尺寸為56（0+0.046） mm，槽深51 mm，槽底部R6圓角，要求設(shè)計用于槽寬檢測的通規(guī)和止規(guī)。設(shè)計步驟如下。

2.1 外形設(shè)計

產(chǎn)品槽寬尺寸為56（0+0.046） mm，查國標該產(chǎn)品槽寬為基孔制標注方法，公差代號為H，公差等級IT8。設(shè)計時將槽寬通規(guī)和止規(guī)做成“工”型，通端側(cè)邊刻“T”，止端刻“Z”，公差等級刻56H8，槽寬通規(guī)和止規(guī)厚度為12±0.1 mm，槽寬通規(guī)深度為50 mm，槽寬止規(guī)深度為20 mm，總長為155 mm，測量面與底面棱邊為直角邊，通過查表1可知，槽寬H8等級對應(yīng)的量規(guī)測量面的表面粗糙度Ra0.1。為方便槽寬塞規(guī)手持，手持部分寬度30 mm，厚度10 mm，手持桿4個棱角、手持桿與通止規(guī)銜接處倒R3圓角（圖2）。

2.2 槽寬塞規(guī)選材

通規(guī)端和止規(guī)端材料選擇軸承鋼Gcr15，通規(guī)和止規(guī)測量面焊接硬質(zhì)合金材料研磨到公差范圍內(nèi)。

2.3 通規(guī)端和止規(guī)端尺寸設(shè)計

通過JJG 343—2012查表，56槽（0+0.046）查詢對應(yīng)IT8=0.046 mm，T=0.004 6 mm，Z=0.007 mm，測量刃左右平行度為0.003 5 mm，槽寬塞規(guī)設(shè)計如圖3所示。

通端最大極限偏差=Z+T/2=+0.007+0.002 3=

+0.009 3 mm，

通端最小極限偏差=Z-T/2=+0.007-0.002 3=

+0.004 7 mm，

通規(guī)通端公差56（+0.004 7+0.009 3） mm，

通端磨損極限尺寸=A+EI=56.000 mm；

止端最大極限偏差=0，

止端最小極限偏差=-T=-0.004 6 mm，

止規(guī)端公差56.046（-0.004 60） mm。

3 槽寬塞規(guī)使用常見的問題和處理方法

根據(jù)JJG 343—2012《光滑極限量規(guī)檢定規(guī)程》只能查出孔與軸基本尺寸不超過500 mm、公差等級IT6級至IT16級工作量規(guī)設(shè)計的尺寸公差T值以及工作量規(guī)尺寸公差帶的中心線至工件最大實體尺寸之間的距離Z值。該規(guī)程中量規(guī)尺寸公差 T 和通端工作量規(guī)尺寸公差帶的中心線至工件最大實體尺寸之間的距離Z的數(shù)值是由國內(nèi)目前量規(guī)制造工藝水平、材料和檢測手段來決定。工件的加工精度越高，尺寸越小，槽寬塞規(guī)的公差帶寬越小，其制造、校對、計量及其使用過程中控制槽寬尺寸的難度就越大。一般來說，量規(guī)通規(guī)和止規(guī)公差帶總和占工件槽寬公差的比值一般不超40%，否則制造過程和檢測過程非常困難。

用槽寬塞規(guī)測量槽寬時要求通規(guī)能插入到槽底，止規(guī)不能進入槽內(nèi)為合格其實不完全正確。用槽寬塞規(guī)檢測產(chǎn)品尺寸時，通止規(guī)檢測面的尺寸、工件的表面粗造度、人員檢測的力度大小、量規(guī)的插入深度都會對槽寬的最終尺寸造成影響。舉個例子，我們現(xiàn)場有38（0，+0.039）槽，H8級精度，表面粗糙度要求Ra1.6。計算通規(guī)公差為38（+0.004，+0.008） mm，止規(guī)尺寸為38.039（-0.004，0） mm。計算所得止規(guī)和通規(guī)公差帶寬總和占工件公差帶的30.7%。槽寬通規(guī)計量尺寸為38.007 mm，止規(guī)計量尺寸為38.037 mm。用38H8精度等級設(shè)計的槽寬塞規(guī)檢測槽寬與內(nèi)徑千分表復(fù)測的槽寬數(shù)據(jù)進行了對比，見表2。

從表2測量數(shù)據(jù)可以看出，槽寬實際尺寸與通規(guī)塞入槽內(nèi)深度有很大關(guān)系。槽寬塞規(guī)對槽寬尺寸檢測時，手要對通規(guī)使力讓通規(guī)進入槽內(nèi)。只要通規(guī)能進入槽寬的30%以上其槽寬尺寸一般都是合格的，并且用內(nèi)徑千分表測量槽寬數(shù)據(jù)均值一定會大于通規(guī)的尺寸。通規(guī)進入槽內(nèi)深度與槽寬尺寸的大小呈正向關(guān)系，特別是通規(guī)很輕松進入槽底，槽寬的尺寸會到達設(shè)計尺寸上限，甚至會少量超差。由此可得出結(jié)論，槽寬尺寸大小與工件的表面粗糙度、通規(guī)尺寸、人員檢測的力度大小、通規(guī)插入的深度有關(guān)，最理想的狀態(tài)是通規(guī)進入工件槽寬深度50%的位置。因此，槽寬塞規(guī)可以稱為槽寬尺寸控制規(guī)，對于槽寬尺寸小、公差等級越高的槽寬檢測要按表3和表4要求加嚴控制或從嚴控制，保證實際測量數(shù)據(jù)向槽寬尺寸公差的均值收斂。

用槽寬塞規(guī)檢驗槽寬尺寸時一定要遵循以下原則。第一，新量規(guī)或送檢后的量規(guī)計量后要將計量值貼于量規(guī)的側(cè)面，首次測量槽寬尺寸時要用內(nèi)徑千分表復(fù)測12～15件槽寬樣本的實際尺寸，按表3和表4要求評估通規(guī)插入深度和實際尺寸范圍是否一致，槽寬實際數(shù)據(jù)是否向槽寬公差中值收斂。第二，槽寬塞規(guī)通規(guī)在使用過程中會存在磨損，使用過程中用外徑千分尺定期抽查通規(guī)和止規(guī)的尺寸，并對標簽通端和止端尺寸檢定結(jié)果進行核對。第三，用槽寬塞規(guī)對槽寬尺寸進行檢測時，最理想方法是通規(guī)從槽口兩側(cè)面向槽中心插入檢測，單邊插入槽寬深度超過槽寬50%以上，并旋轉(zhuǎn)通規(guī)檢測面能與槽面貼合，止規(guī)端無法進入槽內(nèi)為合格。第四，若止規(guī)檢測槽寬過程中全通過或局部通過，可以改用內(nèi)徑千分表進行復(fù)測槽寬尺寸，作為最后評判槽寬尺寸合格的最終依據(jù)。

4 結(jié)束語

1）槽寬塞規(guī)作為工作量規(guī)使用，它是通過通規(guī)插入槽寬內(nèi)的深度、力度大小控制槽寬尺寸，也稱槽寬尺寸控制規(guī)。槽寬塞規(guī)公差帶是參照JJG 343—2012《光滑極限量規(guī)檢定規(guī)程》要求進行設(shè)計。

2）設(shè)計槽寬塞規(guī)時，止規(guī)和通規(guī)公差帶寬總和占工件公差帶的30%～40%左右。若止規(guī)檢測槽寬過程中全通過或局部通過不能說明槽寬尺寸超差，可改用內(nèi)徑千分表進行復(fù)測槽寬尺寸，作為最后評判槽寬尺寸合格的最終依據(jù)。

3）槽寬塞規(guī)檢測產(chǎn)品尺寸時，通止規(guī)的尺寸、工件的表面粗糙度、人員檢測的力度大小、量規(guī)的插入深度都會對槽寬的最終尺寸造成影響。根據(jù)通規(guī)插入槽內(nèi)深度的不同，測量的數(shù)據(jù)會比通規(guī)尺寸大0.007～0.03 mm不等，對于槽寬尺寸小，公差等級要求高的槽寬要采用加嚴控制和從嚴控制，保證實際測量數(shù)據(jù)向槽寬尺寸公差的均值收斂。

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