游標讀數(shù)量具方法及原理

1、應(yīng)用游標讀數(shù)原理制成的量具有；游標卡尺，高度游標卡尺、深度游標卡尺、游標量角尺(如萬能量角尺)和齒厚游標卡尺等，用以測量零件的外徑、內(nèi)徑、長度、寬度，厚度、高度、深度、角度以及齒輪的齒厚等，應(yīng)用范圍非常廣泛。 一 游標卡尺的結(jié)構(gòu)型式游標卡尺是一種常用的量具，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、精度中等和測量的尺寸范圍大等特點，可以用它來測量零件的外徑、內(nèi)徑、長度、寬度、厚度、深度和孔距等，應(yīng)用范圍很廣。1 游標卡尺有三種結(jié)構(gòu)型式 (1)測量范圍為0125mm的游標卡尺，制成帶有刀口形的上下量爪和帶有深度尺的型式，如圖21。 圖2-1 游標卡尺的結(jié)構(gòu)型式之一1-尺身；2-上量爪；3-尺框；4-緊固螺釘；5-

2、深度尺；6-游標；7-下量爪。(2)測量范圍為0200mm和0300mm的游標卡尺，可制成帶有內(nèi)外測量面的下量爪和帶有刀口形的上量爪的型式，如圖22。圖 2-2 游標卡尺的結(jié)構(gòu)型式之二1一尺身；2一上量爪、3一尺框；4一緊固螺釘；5一微動裝置；6一主尺；7一微動螺母；8一游標；9下量爪 (3)測量范圍為0200mm和0300mm的游標卡尺，也可制成只帶有內(nèi)外測量面的下量爪的型式，如圖2-3。而測量范圍大于300mm的游標卡尺，只制成這種僅帶有下量爪的型式。 圖2-3 游標卡尺的結(jié)構(gòu)型式之三2 游標卡尺主要由下列幾部分組成(1)具有固定量爪的尺身，如圖2-2中的1。尺身上有類似鋼尺一樣的主尺刻度

3、，如圖22中的6。主尺上的刻線間距為1mm。主尺的長度決定于游標卡尺的測量范圍。 (2)具有活動量爪的尺框，如圖2-2中的3。尺框上有游標，如圖22中的8，游標卡尺的游標讀數(shù)值可制成為0.1；0.05和0.02mm的三種。游標讀數(shù)值，就是指使用這種游標卡尺測量零件尺寸時，卡尺上能夠讀出的最小數(shù)值。 (3)在0125mm的游標卡尺上，還帶有測量深度的深度尺，如圖21中的5。深度尺固定在尺框的背面，能隨著尺框在尺身的導(dǎo)向凹槽中移動。測量深度時，應(yīng)把尺身尾部的端面靠緊在零件的測量基準平面上。 (4)測量范圍等于和大于200mm的游標卡尺，帶有隨尺框作微動調(diào)整的微動裝置，如圖22中的5。使用時，先用固

4、定螺釘4把微動裝置5固定在尺身上，再轉(zhuǎn)動微動螺母7，活動量爪就能隨同尺框3作微量的前進或后退。微動裝置的作用，是使游標卡尺在測量時用力均勻，便于調(diào)整測量壓力，減少測量誤差。 目前我國生產(chǎn)的游標卡尺的測量范圍及其游標讀數(shù)值見表2-1。表21 游標卡尺的測量范圍和游標卡尺讀數(shù)值 mm測量范圍游標讀數(shù)值測量范圍游標讀數(shù)值0250.02；0.05；0.103008000.05；0.1002000.02；0.05；0.1040010000.05；0.1003000.02；0.05；0.1060015000.05；0.1005000.05；0.1080020000.10 二 游標卡尺的讀數(shù)原理和讀數(shù)方法

5、游標卡尺的讀數(shù)機構(gòu)，是由主尺和游標(如圖22中的6和8)兩部分組成。當(dāng)活動量爪與固定量爪貼合時，游標上的“0”刻線(簡稱游標零線)對準主尺上的“0”刻線，此時量爪間的距離為“0”，見圖22。當(dāng)尺框向右移動到某一位置時，固定量爪與活動量爪之間的距離，就是零件的測量尺寸，見圖21。此時零件尺寸的整數(shù)部分，可在游標零線左邊的主尺刻線上讀出來，而比1mm小的小數(shù)部分，可借助游標讀數(shù)機構(gòu)來讀出，現(xiàn)把三種游標卡尺的讀數(shù)原理和讀數(shù)方法介紹如下。 1 游標讀數(shù)值為0.1mm的游標卡尺如圖24(a)所示，主尺刻線間距（每格）為1mm，當(dāng)游標零線與主尺零線對準（兩爪合并）時，游標上的第10刻線正好指向等于主尺上的

6、9mm，而游標上的其他刻線都不會與主尺上任何一條刻線對準。游標每格間距=9mm÷10=0.9mm主尺每格間距與游標每格間距相差=1mm-0.9mm=0.1mm0.1mm即為此游標卡尺上游標所讀出的最小數(shù)值，再也不能讀出比0.1mm小的數(shù)值。當(dāng)游標向右移動0.1mm時，則游標零線后的第1根刻線與主尺刻線對準。當(dāng)游標向右移動0.2mm時，則游標零線后的第2根刻線與主尺刻線對準，依次類推。若游標向右移動0.5mm，如圖2-4(b)，則游標上的第5根刻線與主尺刻線對準。由此可知，游標向右移動不足1mm的距離，雖不能直接從主尺讀出，但可以由游標的某一根刻線與主尺刻線對準時，該游標刻線的次序數(shù)乘

7、其讀數(shù)值而讀出其小數(shù)值。例如，圖24(b)的尺寸即為：5×0.1=0.5(mm)。圖2-4 游標讀數(shù)原理另有1種讀數(shù)值為0.1mm的游標卡尺，圖2-5(a) 所示，是將游標上的10格對準主尺的19mm，則游標每格=19mm÷10=1.9mm，使主尺2格與游標1格相差=2-1,9=0.1mm。這種增大游標間距的方法，其讀數(shù)原理并未改變，但使游標線條清晰，更容易看準讀數(shù)。 在游標卡尺上讀數(shù)時，首先要看游標零線的左邊，讀出主尺上尺寸的整數(shù)是多少毫米，其次是找出游標上第幾根刻線與主尺刻線對準，該游標刻線的次序數(shù)乘其游標讀數(shù)值，讀出尺寸的小數(shù)，整數(shù)和小數(shù)相加的總值，就是被測零件尺寸的

8、數(shù)值。在圖2-5(b)中，游標零線在2與3mm之間，其左邊的主尺刻線是2mm，所以被測尺寸的整數(shù)部分是2mm，再觀察游標刻線，這時游標上的第3根刻線與主尺刻線對準。所以，被測尺寸的小數(shù)部分為3×0.1=0.3(mm)，被測尺寸即為2+0.3=2.3(mm)。2 游標讀數(shù)值為0.05mm的游標卡尺圖2-5 (c)所示，主尺每小格1mm，當(dāng)兩爪合并時，游標上的20格剛好等于主尺的39mm，則游標每格間距=39mm÷20=1.95mm主尺2格間距與游標1格間距相差=2-1.95=0.05(mm)0.05mm即為此種游標卡尺的最小讀數(shù)值。同理，也有用游標上的20格剛好等于主尺上的1

9、9mm，其讀數(shù)原理不變。 在圖25(d)中，游標零線在32mm與33mm之間，游標上的第11格刻線與主尺刻線對準。所以，被測尺寸的整數(shù)部分為32mm，小數(shù)部分為11×0.05=0.55(mm)，被測尺寸為32+0.55=32.55(mm)。圖2-5 游標零位和讀數(shù)舉例3 游標讀數(shù)值為0.02mm的游標卡尺圖25(e) 所示，主尺每小格1mm，當(dāng)兩爪合并時，游標上的50格剛好等于主尺上的49mm，則游標每格間距=49mm÷50=0.98mm主尺每格間距與游標每格間距相差=1-0.98=0.02(mm)0.02mm即為此種游標卡尺的最小讀數(shù)值。在圖25(f)中，游標零線在123

10、mm與124mm之間，游標上的11格刻線與主尺刻線對準。所以，被測尺寸的整數(shù)部分為123mm，小數(shù)部分為11×0.02=0.22(mm)，被測尺寸為123十0.22=123.22(mm)。我們希望直接從游標尺上讀出尺寸的小數(shù)部分，而不要通過上述的換算，為此，把游標的刻線次序數(shù)乘其讀數(shù)值所得的數(shù)值，標記在游標上，見圖2-5，這樣使讀數(shù)就方便了。三 游標卡尺的測量精度測量或檢驗零件尺寸時，要按照零件尺寸的精度要求，選用相適應(yīng)的量具。游標卡尺是一種中等精度的量具，它只適用于中等精度尺寸的測量和檢驗。用游標卡尺去測量鍛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，后者測量精度

11、達不到要求，因為量具都有一定的示值誤差，游標卡尺的示值誤差見表2-2。表2-2 游標卡尺的示值誤差 mm游標讀數(shù)值示值總誤差0.02±0.020.05±0.050.10±0.10游標卡尺的示值誤差，就是游標卡尺本身的制造精度，不論你使用得怎樣正確，卡尺本身就可能產(chǎn)生這些誤差。例如，用游標讀數(shù)值為0.02mm的0125mm的游標卡尺(示值誤差為±0.02mm)，測量 50mm的軸時，若游標卡尺上的讀數(shù)為50.00mm，實際直徑可能是 50.02mm，也可能是 49.98mm。這不是游標尺的使用方法上有什么問題，而是它本身制造精度所允許產(chǎn)生的誤差。因此，若該

12、軸的直徑尺寸是IT5級精度的基準軸 ( )，則軸的制造公差為0.025mm，而游標卡尺本身就有著±0.02mm的示值誤差，選用這樣的量具去測量，顯然是無法保證軸徑的精度要求的。 如果受條件限制(如受測量位置限制)，其他精密量具用不上，必須用游標卡尺測量較精密的零件尺寸時，又該怎么辦呢?此時，可以用游標卡尺先測量與被測尺寸相當(dāng)?shù)膲K規(guī)，消除游標卡尺的示值誤差(稱為用塊規(guī)校對游標卡尺)。例如，要測量上述 50mm的軸時，先測量50mm的塊規(guī)，看游標卡尺上的讀數(shù)是不是正好50mm。如果不是正好50mm，則比50mm大的或小的數(shù)值，就是游標卡尺的實際示值誤差，測量零件時，應(yīng)把此誤差作為修正值考

13、慮進去。例如，測量50mm塊規(guī)時，游標卡尺上的讀數(shù)為49.98mm，即游標卡尺的讀數(shù)比實際尺寸小0.02mm，則測量軸時，應(yīng)在游標卡尺的讀數(shù)上加上0.02mm，才是軸的實際直徑尺寸，若測量50mm塊規(guī)時的讀數(shù)是50.01mm，則在測量軸時，應(yīng)在讀數(shù)上減去0.01mm，才是軸的實際直徑尺寸。另外，游標卡尺測量時的松緊程度(即測量壓力的大小)和讀數(shù)誤差(即看準是那一根刻線對準)，對測量精度影響亦很大。所以，當(dāng)必須用游標卡尺測量精度要求較高的尺寸時，最好采用和測量相等尺寸的塊規(guī)相比較的辦法。四 游標卡尺的使用方法 量具使用得是否合理，不但影響量具本身的精度，且直接影響零件尺寸的測量精度，甚至發(fā)生質(zhì)量

14、事故，對國家造成不必要的損失。所以，我們必須重視量具的正確使用，對測量技術(shù)精益求精，務(wù)使獲得正確的測量結(jié)果，確保產(chǎn)品質(zhì)量。 使用游標卡尺測量零件尺寸時，必須注意下列幾點：1 測量前應(yīng)把卡尺揩干凈，檢查卡尺的兩個測量面和測量刃口是否平直無損，把兩個量爪緊密貼合時，應(yīng)無明顯的間隙，同時游標和主尺的零位刻線要相互對準。這個過程稱為校對游標卡尺的零位。2 移動尺框時，活動要自如，不應(yīng)有過松或過緊，更不能有晃動現(xiàn)象。用固定螺釘固定尺框時，卡尺的讀數(shù)不應(yīng)有所改變。在移動尺框時，不要忘記松開固定螺釘，亦不宜過松以免掉了。 3 當(dāng)測量零件的外尺寸時：卡尺兩測量面的聯(lián)線應(yīng)垂直于被測量表面，不能歪斜。測量時，可以

15、輕輕搖動卡尺，放正垂直位置，圖2-6所示。否則，量爪若在如圖2-6所示的錯誤位置上，將使測量結(jié)果a比實際尺寸b要大；先把卡尺的活動量爪張開，使量爪能自由地卡進工件，把零件貼靠在固定量爪上，然后移動尺框，用輕微的壓力使活動量爪接觸零件。如卡尺帶有微動裝置，此時可擰緊微動裝置上的固定螺釘，再轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺母，使量爪接觸零件并讀取尺寸。決不可把卡尺的兩個量爪調(diào)節(jié)到接近甚至小于所測尺寸，把卡尺強制的卡到零件上去。這樣做會使量爪變形，或使測量面過早磨損，使卡尺失去應(yīng)有的精度。 正確 錯誤 圖2-6 測量外尺寸時正確與錯誤的位置測量溝槽時，應(yīng)當(dāng)用量爪的平面測量刃進行測量，盡量避免用端部測量刃和刀口形量爪去測量

16、外尺寸。而對于圓弧形溝槽尺寸，則應(yīng)當(dāng)用刃口形量爪進行測量，不應(yīng)當(dāng)用平面形測量刃進行測量，如2-7所示。正確 錯誤 圖2-7 測量溝槽時正確與錯誤的位置測量溝槽寬度時，也要放正游標卡尺的位置，應(yīng)使卡尺兩測量刃的聯(lián)線垂直于溝槽,不能歪斜.否則，量爪若在如圖2-8所示的錯誤的位置上，也將使測量結(jié)果不準確（可能大也可能?。Ｕ_ 錯誤圖2-8 測量溝糟寬度時正確與錯誤的位置4 當(dāng)測量零件的內(nèi)尺寸時：圖2-9所示。要使量爪分開的距離小于所測內(nèi)尺寸，進入零件內(nèi)孔后，再慢慢張開并輕輕接觸零件內(nèi)表面，用固定螺釘固定尺框后，輕輕取出卡尺來讀數(shù)。取出量爪時，用力要均勻，并使卡尺沿著孔的中心線方向滑出，不可歪斜，免

17、使量爪扭傷；變形和受到不必要的磨損，同時會使尺框走動，影響測量精度。 圖2-9 內(nèi)孔的測量方法卡尺兩測量刃應(yīng)在孔的直徑上，不能偏歪。圖2-10為帶有刀口形量爪和帶有圓柱面形量爪的游標卡尺，在測量內(nèi)孔時正確的和錯誤的位置。當(dāng)量爪在錯誤位置時，其測量結(jié)果，將比實際孔徑D要小。正確 錯誤圖210測量內(nèi)孔時正確與錯誤的位置5 用下量爪的外測量面測量內(nèi)尺寸時如用圖2-2和圖2-3所示的兩種游標卡尺測量內(nèi)尺寸，在讀取測量結(jié)果時，一定要把量爪的厚度加上去。即游標卡尺上的讀數(shù)，加上量爪的厚度，才是被測零件的內(nèi)尺寸，見圖2-11。測量范圍在500mm以下的游標卡尺，量爪厚度一般為10mm。但當(dāng)量爪磨損和修理后，

18、量爪厚度就要小于10mm，讀數(shù)時這個修正值也要考慮進去。6 用游標卡尺測量零件時，不允許過分地施加壓力，所用壓力應(yīng)使兩個量爪剛好接觸零件表面。如果測量壓力過大，不但會使量爪彎曲或磨損，且量爪在壓力作用下產(chǎn)生彈性變形，使測量得的尺寸不準確(外尺寸小于實際尺寸，內(nèi)尺寸大于實際尺寸)。 在游標卡尺上讀數(shù)時，應(yīng)把卡尺水平的拿著，朝著亮光的方向，使人的視線盡可能和卡尺的刻線表面垂直，以免由于視線的歪斜造成讀數(shù)誤差。 7 為了獲得正確的測量結(jié)果，可以多測量幾次。即在零件的同一截面上的不同方向進行測量。對于較長零件，則應(yīng)當(dāng)在全長的各個部位進行測量，務(wù)使獲得一個比較正確的測量結(jié)果。為了使讀者便于記憶，更好的掌

19、握游標卡尺的使用方法，把上述提到的幾個主要問題，整理成順口溜，供讀者參考。 量爪貼合無間隙，主尺游標兩對零。 尺框活動能自如，不松不緊不搖晃。 測力松緊細調(diào)整，不當(dāng)卡規(guī)用力卡。 量軸防歪斜，量孔防偏歪， 測量內(nèi)尺寸，爪厚勿忘加。 面對光亮處，讀數(shù)垂直看。五 游標卡尺應(yīng)用舉例1 用游標卡尺測量T形槽的寬度用游標卡尺測量T形槽的寬度，如圖2-11所示。測量時將量爪外緣端面的小平面，貼在零件凹槽的平面上，用固定螺釘把微動裝置固定，轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺母，使量爪的外測量面輕輕地與T形槽表面接觸，并放正兩量爪的位置 (可以輕輕地擺動一個量爪，找到槽寬的垂直位置)，讀出游標卡尺的讀數(shù)圖2-11中用A表示。但由于它是

20、用量爪的外測量面測量內(nèi)尺寸的，卡尺上所讀出的讀數(shù)A是量爪內(nèi)測量面之間的距離，因此必須加上兩個量爪的厚度b，才是T形槽的寬度。所以，T形槽的寬度L=A+b。 圖2-11 測量T形槽的寬度2 用游標卡尺測量孔中心線與側(cè)平面之間的距離用游標卡尺測量孔中心線與側(cè)平面之間的距離L時，先要用游標卡尺測量出孔的直徑D，再用刃口形量爪測量孔的壁面與零件側(cè)面之間的最短距離，如圖2-12所示。圖2-12 測量孔與測面距離此時，卡尺應(yīng)垂直于側(cè)平面，且要找到它的最小尺寸，讀出卡尺的讀數(shù)A，則孔中心線與側(cè)平面之間的距離為： 3 用游標卡尺測量兩孔的中心距 用游標卡尺測量兩孔的中心距有兩種方法：一種是先用游標卡尺分別量出

21、兩孔的內(nèi)徑D1和D2，再量出兩孔內(nèi)表面之間的最大距離A，如圖2-13所示，則兩孔的中心距 圖2-13 測量兩孔的中心距另一種測量方法，也是先分別量出兩孔的內(nèi)徑D1和D2，然后用刀口形量爪量出兩孔內(nèi)表面之間的最小距離B，則兩孔的中心距 六 高度游標卡尺高度游標卡尺如圖2-14所示，用于測量零件的高度和精密劃線。它的結(jié)構(gòu)特點是用質(zhì)量較大的基座4代替固定量爪5，而動的尺框3則通過橫臂裝有測量高度和劃線用的量爪，量爪的測量面上鑲有硬質(zhì)合金，提高量爪使用壽命。高度游標卡尺的測量工作，應(yīng)在平臺上進行。當(dāng)量爪的測量面與基座的底平面位于同一平面時，如在同一平臺平面上，主尺1與游標6的零線相互對準。所以在測量高

22、度時，量爪測量面的高度，就是被 測量零件的高度尺寸,它的具體數(shù)值，與游圖2-14高度游標卡尺1-主尺；2-緊固螺釘；3-尺框；4-基座；5-量爪；6-游標；7-微動裝置。標卡尺一樣可在主尺(整數(shù)部分)和游標 (小 數(shù)部分)上讀出。應(yīng)用高度游標卡尺劃線時，調(diào)好劃線高度，用緊固螺釘2把尺框鎖緊后，也應(yīng)在平臺上進行先調(diào)整再進行劃線。圖2-15為高度游標卡尺的應(yīng)用。 (a) (b) (c)(a)劃偏心線 (b) 劃撥叉軸 (c) 劃箱體圖2-15 高度游標卡尺的應(yīng)用七 深度游標卡尺深度游標卡尺如圖2-16所示，用于測量零件的深度尺寸或臺階高低和槽的深度。它的結(jié)構(gòu)特點是尺框3的兩個量爪連成一起成為一個帶

23、游標測量基座1，基座的端面和尺身4的端面就是它的兩個測量面。如測量內(nèi)孔深度時應(yīng)把基座的端面緊靠在被測孔的端面上，使尺身與被測孔的中心線平行，伸入 圖2-16 深度游標卡尺尺身，則尺身端面至基座端面之間的 1-測量基座；2-緊固螺釘；3-尺框；4-尺身；5-游標。距離，就是被測零件的深度尺寸。它的讀數(shù)方法和游標卡尺完全一樣。測量時，先把測量基座輕輕壓在工件的基準面上，兩個端面必須接觸工件的基準面，圖2-17(a) 所示。測量軸類等臺階時，測量基座的端面一定要壓緊在基準面，圖2-17(b)(c) 所示，再移動尺身，直到尺身的端面接觸到工件的量面（臺階面）上，然后用緊固螺釘固定尺框，提起卡尺，讀出深度尺寸。多臺階小直徑的內(nèi)孔深度測量，要注意尺身的端面是否在要測量的臺階上,圖2-17(d) 。當(dāng)基準面是曲線時，圖2-17(e) ，測量基座的端面必須放在曲線的最高點上，測量出的深度尺寸才是工件的實際尺寸，否則會出現(xiàn)測量誤差。(a) (b)(c) (