常用量具的基本知識(shí)

1、常用量具的基本知識(shí)1、概述、概述l 量具的種類很多，大致可以分為三個(gè)大類：l1.1游標(biāo)讀數(shù)量具游標(biāo)讀數(shù)量具l 主要有：游標(biāo)卡尺、高度游標(biāo)卡尺、深度游標(biāo)卡尺、齒厚游標(biāo)卡尺l1.2螺旋讀數(shù)量具（測(cè)微量具）螺旋讀數(shù)量具（測(cè)微量具）l 主要有：外徑千分尺、公法線千分尺、杠桿千分尺、內(nèi)測(cè)千分尺、內(nèi)徑千分尺、深度千分尺l1.3指示式量具指示式量具l 主要有：百分表、千分表、杠桿百分表、杠桿千分表、內(nèi)徑百分表、內(nèi)徑千分表l 以上三類量具主要講游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、百分表，這三樣在工廠稱為“三大件”。l 在講“三大件”之前介紹量具設(shè)計(jì)制造中的一個(gè)重要原則“阿貝原則”。長度測(cè)量中的誤差來源長度測(cè)量中的誤差來源l

2、 在1890年的一次自然科學(xué)工作會(huì)議上，愛斯脫阿貝為了消除基準(zhǔn)軸線與測(cè)量軸線傾斜而產(chǎn)生的誤差，提出了關(guān)于長度計(jì)量?jī)x器的設(shè)計(jì)原則，即“測(cè)量軸線只有在基準(zhǔn)軸線的延長線上，才能獲得精確的測(cè)量結(jié)果”。l 基準(zhǔn)軸線與測(cè)量軸線不在同一軸線，當(dāng)基準(zhǔn)軸線與測(cè)量軸線傾斜時(shí)即產(chǎn)生一次方誤差。l測(cè)量誤差：L=stgsl式中：ls測(cè)量軸線與基準(zhǔn)軸線的距離l測(cè)量軸線與基準(zhǔn)軸線的傾斜角度l設(shè)：s=100毫米,l =0.0001弧度lL1000.0001=0.01毫米測(cè)量軸線基準(zhǔn)軸線sL測(cè)量軸線基準(zhǔn)軸線基準(zhǔn)軸線測(cè)量軸線基準(zhǔn)軸線測(cè)量軸線基準(zhǔn)軸線測(cè)量軸線l 從上述分析可以清楚的看出阿貝原則在量?jī)x設(shè)計(jì)和精密測(cè)量中的重要性。雖然阿

3、貝原則在長度計(jì)量技術(shù)中是一個(gè)基本測(cè)量原則，但如在測(cè)量長工件時(shí)要遵守阿貝原則，則儀器的長度就必須大于2倍的工件長度。這給儀器的制造、安裝帶來很大的不利。又如在測(cè)量低精密零件時(shí)，也就不一定要遵守阿貝原則，也可以采取一定的措施，如盡可能的減小基準(zhǔn)軸線與測(cè)量軸線的距離等等。l常見的符合阿貝原則的量具有：l 外徑千分尺l 深度千分尺l 深度游標(biāo)卡尺l常用的不符合阿貝原則的量具有：l 游標(biāo)卡尺l 內(nèi)測(cè)千分尺l 三爪內(nèi)徑千分尺l 示值誤差：量具的標(biāo)稱值與其真值之差。它主要由量具的理論誤差、刻度誤差和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制造與調(diào)整誤差等所產(chǎn)生。l 分辨率：指示裝置對(duì)緊密相鄰量值有效辨別的能力。2、游標(biāo)卡尺、游標(biāo)卡尺l

4、游標(biāo)卡尺是一種常用的量具，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、精度中等和測(cè)量的尺寸范圍大等特點(diǎn)，在工廠應(yīng)用范圍很廣。2.1游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)l 它主要由以下幾部分組成：l尺身（也稱主尺）；具有活動(dòng)量爪的尺框；l尺框上有游標(biāo)； 0150mm的游標(biāo)卡尺上還帶有測(cè)量深度的測(cè)深尺。尺身尺框游標(biāo)2.2游標(biāo)卡尺的讀數(shù)原理游標(biāo)卡尺的讀數(shù)原理l 游標(biāo)量具讀數(shù)部分主要由尺身與游標(biāo)組成，原理是利用尺身刻線間距與游標(biāo)刻線間距差來進(jìn)行小數(shù)讀數(shù)。主尺的刻線間距是1mm，而游標(biāo)的刻線間距為0.98mm，主尺與游標(biāo)刻線間距差是0.02mm。根據(jù)這個(gè)道理，游標(biāo)沿著尺身移動(dòng)，即可使尺身和游標(biāo)上的某一刻線對(duì)準(zhǔn)，得出被測(cè)長度尺寸的毫

5、米整數(shù)和小數(shù)部分。2.3游標(biāo)卡尺的測(cè)量精度游標(biāo)卡尺的測(cè)量精度l 游標(biāo)卡尺是一種中等精度的量具，它的示值誤差是0.02mm?？ǔ叩氖局嫡`差就是卡尺本身的制造精度，不論你使用的怎樣正確，卡尺本身就可能產(chǎn)生這些誤差，這主要是卡尺的設(shè)計(jì)原理不符合阿貝原則。所以用卡尺去測(cè)量鑄件毛坯或精度要求很高的尺寸都是不合理的，前者容易損壞量具，后者測(cè)量精度達(dá)不到要求。2.4游標(biāo)卡尺的正確使用和注意事項(xiàng)游標(biāo)卡尺的正確使用和注意事項(xiàng)l 2.4.1測(cè)量前應(yīng)把卡尺測(cè)量面擦干凈，檢查卡尺的兩個(gè)測(cè)量面和測(cè)量刃口是否平直無損，把兩個(gè)量爪緊密貼合時(shí)應(yīng)無明顯的間隙，同時(shí)卡尺的游標(biāo)和主尺的零位刻線要相互對(duì)準(zhǔn)。這個(gè)過程叫核對(duì)卡尺的零位。

6、l 2.4.2移動(dòng)尺框時(shí)要活動(dòng)自如，不應(yīng)有過松或過緊現(xiàn)象，更不能有晃動(dòng)現(xiàn)象。在移動(dòng)尺框時(shí)不要忘記松開固定螺釘，也不宜過松以免掉了。l 2.4.3測(cè)量時(shí)要掌握好量爪面同工件表面接觸時(shí)的壓力，即不能太大也不能太小了，要?jiǎng)偤檬箿y(cè)量面與工件接觸，同時(shí)量爪還能沿著工件表面輕微滑動(dòng)。l 2.4.4在讀數(shù)時(shí)應(yīng)把卡尺水平拿著朝亮光的方向，使視線盡可能的和卡尺的刻線面垂直，以免由于視線的歪斜造成讀數(shù)誤差。最好在工件的同一位置多測(cè)幾次，取它的平均讀數(shù)。l 2.4.5測(cè)量外尺寸時(shí)，讀數(shù)后，切不可從被測(cè)工件上猛力抽下卡尺，否則會(huì)使量爪的測(cè)量面磨損。測(cè)內(nèi)尺寸，讀數(shù)后，要使量爪沿著孔的中心線方向滑出，防止歪斜，否則將使量

7、爪扭傷、變形或使尺框走動(dòng)，影響測(cè)量精度。l 2.4.6不能用卡尺測(cè)量運(yùn)動(dòng)著的工件，這樣容易使卡尺受到嚴(yán)重磨損，也容易發(fā)生事故。不準(zhǔn)以卡尺代替卡鉗在工件上來回拖拉。有的用卡尺來勾鐵屑，這也是不允許的。l 2.4.7游標(biāo)卡尺不要放在強(qiáng)磁場(chǎng)附近（如磨床的磁性工作臺(tái)上），以免使卡尺感受磁性，影響使用。l 2.4.8卡尺使用完后，應(yīng)當(dāng)注意把卡尺平放，不要隨意亂放，更不能放在工件上，不小心摔下來容易將卡尺摔壞。使用完畢后，最好把卡尺擦干凈，放在專用盒內(nèi)，注意不要使它生銹或弄臟。3、外徑千分尺、外徑千分尺l 外徑千分尺是機(jī)械制造中常用精密量具，它的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合阿貝原則并有測(cè)力裝置，所以可以獲得較高

8、的測(cè)量精度。但由于測(cè)微螺桿精度受到制造上的限制，其移動(dòng)量通常為25mm。3.1外徑千分尺的結(jié)構(gòu)外徑千分尺的結(jié)構(gòu)l 它是由尺架、測(cè)微頭（通常稱絲桿）、測(cè)力裝置和鎖緊裝置等組成。鎖緊裝置測(cè)微頭測(cè)力裝置尺架3.2外徑千分尺的讀數(shù)原理外徑千分尺的讀數(shù)原理l 千分尺是應(yīng)用螺旋副傳動(dòng)原理，借助測(cè)微螺桿與螺紋軸套作為一對(duì)精密螺絲偶合件，將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)后，從固定套管和微分筒所組成的讀數(shù)機(jī)構(gòu)，讀得長度尺寸，其數(shù)學(xué)形式為：lL=l式中：L測(cè)微螺桿的移動(dòng)距離（毫米）l測(cè)微螺桿的旋轉(zhuǎn)角度（弧度）lS測(cè)微螺桿的螺距（毫米）2Sl 讀數(shù)機(jī)構(gòu)由固定套管和微分筒組成，在固定套管上刻有50個(gè)等分刻度，千分尺測(cè)微螺桿的螺

9、距為0.5毫米，因此，當(dāng)微分筒旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，測(cè)微螺桿移動(dòng)0.5毫米。微分筒旋轉(zhuǎn)一個(gè)分度時(shí)（即1/50轉(zhuǎn)），測(cè)微螺桿移動(dòng)0.01毫米。3.3外徑千分尺的測(cè)量精度外徑千分尺的測(cè)量精度l 千分尺的精度分零級(jí)和1級(jí)，一般工廠生產(chǎn)的千分尺都是1級(jí)，它的示值誤差為0.004mm，零級(jí)千分尺的示值誤差為0.002mm。我公司現(xiàn)已大量使用的微米千分尺，也就是零級(jí)千分尺。3.4外徑千分尺的正確使用和注意事項(xiàng)外徑千分尺的正確使用和注意事項(xiàng)l 3.4.1千分尺在測(cè)量前必須校對(duì)其零位，也即通常所稱的“對(duì)零位”。對(duì)零位前應(yīng)將兩測(cè)量面擦干凈。對(duì)于測(cè)量范圍大于25毫米的千分尺用校對(duì)量棒或用量塊對(duì)零位。l 3.4.2溫度對(duì)千分

10、尺精度的影響。使用千分尺時(shí)一般用手握住隔熱裝置。如果直接握住尺架，就會(huì)使千分尺和工件溫度不一致而增加測(cè)量誤差。受檢尺寸（毫米）手與千分尺接觸的時(shí)間（分）46810152030引起外徑千分尺尺寸變化量（微米）503.5 4.0 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 1003.3 4.7 5.6 6.0 6.2 6.2 6.2 2004.2 7.0 7.4 7.8 9.0 9.7 10.5 l 3.4.3千分尺兩測(cè)量面將與工件接觸時(shí)要使用測(cè)力裝置，不要轉(zhuǎn)動(dòng)微分筒，更不能撞擊（測(cè)力610N），雙手測(cè)量用棘輪，單手測(cè)量?jī)蓽y(cè)量面接觸工件時(shí)再進(jìn)12m。l 3.4.4千分尺測(cè)量軸的中心線要與工件被測(cè)長度方

11、向一致，不要歪斜。工件要在靜態(tài)下測(cè)量，不要在工件轉(zhuǎn)動(dòng)或加工時(shí)測(cè)量，否則易使測(cè)量面磨損，測(cè)桿扭彎。要經(jīng)常保持千分尺干凈，特別是固定套筒上不要弄得很臟。3.5外徑千分尺的精度分析外徑千分尺的精度分析l 影響外徑千分尺精度的主要因素有以下各項(xiàng)：測(cè)微螺桿的螺距誤差，分度及刻線精度，測(cè)量面的平行度及平面度，測(cè)力變化和視差。3.5.1測(cè)微螺桿螺距誤差的影響測(cè)微螺桿螺距誤差的影響l 千分尺的測(cè)微螺桿和螺母的配合是有間隙的旋合，當(dāng)旋動(dòng)測(cè)桿使之朝測(cè)砧方向或朝測(cè)力裝置方向移動(dòng)時(shí)，由于螺距誤差的影響，使測(cè)桿的牙廊和螺母牙廊的接觸，在整個(gè)量程上各部位的間隙不同，這樣給示值帶來誤差。3.5.2兩測(cè)量面平行度和平面度對(duì)示

12、值的影響兩測(cè)量面平行度和平面度對(duì)示值的影響l 千分尺兩測(cè)量面的最大平行度按規(guī)定為2微米（包括測(cè)桿在導(dǎo)向孔內(nèi)的徑向擺動(dòng)因素在內(nèi)），千分尺測(cè)量面平面度按規(guī)定為1微米。3.5.3測(cè)力變化及微分筒分度誤差的影響測(cè)力變化及微分筒分度誤差的影響l 千分尺尺架剛性不足，在測(cè)力作用下將發(fā)生變形。測(cè)力往往也不能恒定。微分筒的分度誤差及微分筒刻線與固定套管縱刻線都會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。3.5.4視差的影響視差的影響l 一般結(jié)構(gòu)的千分尺，固定套管刻線面和微分筒刻線面不在同一個(gè)圓柱面上，因此讀數(shù)時(shí)產(chǎn)生視差。4、百分表、百分表l4.1百分表的結(jié)構(gòu)和工作原理百分表的結(jié)構(gòu)和工作原理l 百分表的工作原理是將測(cè)桿的直線位移，經(jīng)過齒

13、條、齒輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹羔樀慕俏灰?，是屬于最常見的二?jí)傳動(dòng)形式。4.2百分表的使用注意事項(xiàng)百分表的使用注意事項(xiàng)l 4.2.1使用前應(yīng)檢查測(cè)量桿的靈活性，即輕輕推動(dòng)測(cè)量桿時(shí)，測(cè)量桿應(yīng)移動(dòng)靈活，沒有任何軋卡現(xiàn)象，且每次放松后指針能回復(fù)到原來的刻度位置。l 4.2.2百分表應(yīng)固定在可靠的表架上，表架要安放平穩(wěn)，免使測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確或摔壞百分表。但夾持時(shí)夾緊力也不要過大，以免因套筒變形而使測(cè)量桿不靈活，夾緊后不可再轉(zhuǎn)動(dòng)百分表。l 4.2.3百分表校正或測(cè)量工件時(shí)，應(yīng)當(dāng)使測(cè)量桿有一定的初始測(cè)量力，就是測(cè)桿應(yīng)有0.31毫米的壓縮量。測(cè)工件時(shí)測(cè)桿與被測(cè)工件表面必須垂直，否則將產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。l 4.2.4在百分表使用過程中要嚴(yán)格防止水、油和灰塵滲入表內(nèi)。測(cè)量桿也不要加油，免得粘有灰塵的油污進(jìn)入表內(nèi)影響表的靈活性。百分表不使用時(shí)應(yīng)使測(cè)量桿處于自由狀態(tài)，免使表內(nèi)的彈簧實(shí)效。5、測(cè)量方法的選擇原則、測(cè)量方法的選擇原則l 評(píng)定測(cè)量方法