1 引言
光滑极限量规是一种定值专用量具，结构简单，使用方便，检验可靠，在大批大量生产时广泛使用。量规设计的主要工作是查表、计算确定其极限尺寸，选择量规的型式，确定技术条件，并画出工作图。用传统的设计方法，重复劳动量较大，设计效率低，容易出错，而引入计算机辅助设计技术，能够很好地解决这些问题，并降低了设计成本，提高了设计质量。本文是通过研究和归纳量规的手工设计方法，按照参数化绘图要求，将量规分类，然后利用autocad内嵌的autolisp语言，开发了光滑极限量规的计算机辅助设计程序。
2 光滑极限量规的设计要点
量规设计的主要内容是选择量规型式、计算量规的极限尺寸、确定技术要求、绘制工作图等。
2.1 量规型式的选择
检验圆柱形工件的光滑极限量规的种类很多，合理地选择和使用，对正确判断测量结果影响很大。
量规设计应符合泰勒原则:通规应设计成全形的，其基本尺寸等于最大实体尺寸，且长度等于被检验工件的配合长度。通规与工件的接触是面接触，控制作用尺寸。止规应设计成不全形的，其基本尺寸等于工件的最小实体尺寸，其测量应是点接触，止规控制工件实际尺寸。但实际生产中所用的量规并不完全遵守泰勒原则，其选择非常灵活。
通常根据基本尺寸来选择量规型式，各种型式的量规适用不同的尺寸范围，表1、表2 是孔用和轴用量规结构型式选择决策表。
| 表1 孔用量规结构型式选择决策表 |
| 基本尺寸1～6mm | y |
| | | | | | | | 基本尺寸>;6～40mm | y |
| | | | | | | | 基本尺寸>;40～50mm | y |
| | | | | | | | 基本尺寸>;50～80mm | y |
| | | | | | | | 基本尺寸>;80～120mm | y |
| | | | | | | | 基本尺寸>;120～180mm | y |
| | | | | | | | 基本尺寸>;180～260mm | y |
| | | | | | | | 基本尺寸>;260～500mm | y |
| | | | | | | | 针式塞规 | x |
| | | | | | | | 锥柄圆柱形塞规 | x | x | x |
| | | | | | | | 三牙防转式圆柱形塞规 | x | x | x |
| | | | | | | | 三牙防转式非全形塞规 | x | x |
| | | | | | | | 非全形塞规 | x | x |
| | | | | | | | 球端杆规 | x | x | x |
| | | | | | | | | 表2 轴用量规结构型式选择决策表 |
| | | | | | | | | 基本尺寸1～3mm | y |
| | | | | | 基本尺寸>;3～10mm | y |
| | | | | | 基本尺寸>;10～80mm | y |
| | | | | | 基本尺寸>;80～100mm | y |
| | | | | | 基本尺寸>;100～120mm | y |
| | | | | | 基本尺寸>;120～260mm | y |
| | | | | | 圆柱形环规 | x | x | x | x |
| | | | | | 组合卡规 | x |
| | | | | | 双头卡规 | x |
| | | | | | 单头双极限卡规(1) | x | x | x |
| | | | | | 单头双极限卡规(2) | x | x |
| | | | | | 单头双极限卡规(3) | x |
由表可知，由基本尺寸仍然不能唯一确定量规的型式，这使计算机自动选择比较困难，为此，利用决策表的算法，计算机给出所有适用的型式，由设计人员选择确定。
2.2 量规工作尺寸的计算
选定了量规的型式，即需对其工作尺寸进行计算。光滑极限量规工作尺寸计算的一般步骤如下:
由“公差与配合”国标查出孔与轴的上下偏差es、ei、es、ei：
由量规设计资料查出工作量规制造公差t和位置要素z 值：
计算各种量规的极限偏差或工作尺寸。
按基本尺寸表示的极限偏差计算式如下:
孔用工作量规
通规:上偏差=ei+z+t/2 下偏差=ei+z-t/2
止规:上偏差=es 下偏差=es-t
轴用工作量规
通规:上偏差=es-z+t/2 下偏差=es-z-t/2
止规:上偏差=ei+t 下偏差=ei
3 系统结构
系统结构。
3.1 设计条件输入模块
量规设计条件是被检验孔轴的基本尺寸及公差带代号，其输入采用对话框技术，对话框中有孔或轴多选按钮，其基本尺寸编辑框和公差带代号编辑框。当参数输入经确认无误后，点击ok按钮，即输入完毕。用对话框输入，具有准确、高效、简化用户的交互操作等特点。
对话框设计包括两部分，一是用对话框控制语言编写对话框驱动程序，完成对话框的装入、显示、激活、隐去和卸出等操作。设计时考虑了参数间相互协调和容错要求。当基本尺寸超出正常范围，孔或轴与基本偏差代号大小写不符时，系统会提示并要求重新输入。
3.2 量规型式选择模块
根据输入的基本尺寸确定适用的量规型式，利用对话框显示，同时在对话框中用多选一按钮给出孔或轴的所有型式，供设计人员选定其中的一种。
3.3 极限尺寸计算模块
根据基本尺寸和公差带代号，从数据文件查得被检验孔轴的基本偏差、公差、工作量规的位置要素z和制造公差t，计算出工作量规按基本尺寸的极限偏差。
3.4 参数化绘图模块
工作量规有多种型式，就某一结构型式而言，尽管结构尺寸会有不同，但结构形状是相似的，因此，一种型式可以用一个带参数的专用程序来生成。
设计绘图程序时，结合具体的量规结构型式，考虑图形中各几何要素的画法，并由程序输入变量推算出各几何要素的绘图参数，如圆的圆心坐标和半径：同时还要确定需要标注的尺寸、公差、形位公差、表面粗糙度等，以及它们的位置，以便一起画出。参数化绘图模块即根据已选定的量规型式，调用相应的画图程序，给输入变量赋值，画出量规工作图。该模块还包括画图初始化、技术条件标注等子模块。
4 设计实例
设计ø46f7轴用工作量规，在加载并运行设计程序后，即弹出对话框，输入基本尺寸和公差带代号，可以看到适用的量规型式为圆柱型环规及单头双极限卡规，在选定为单头双极限卡规后，即输出量规工作图。
