第12章 常用测量器具及使用,12.1量 块 12.2游标类量具 12.3千分尺类量具 12.4 机械量仪 12.5 角度量具 12.6 其他常用量测仪器简介 12.7新技术在量测中的应用,12.1量 块,12.1.1概 述 1 长度量块 量块是一种没有刻度的平行平面端面量具，又称块规.它是保证长度量值统一的重要常用实物量具.量块具有经过精密加工很平整很光滑的两个平行平面，叫做量测面.量块就是以其两量测面之间的距离作为长度的实物基准，是一种单值量具.其两量测面之间的距离为工作尺寸，又称为标称尺寸，该尺寸具有很高的精度.为了消除量块量测面的平面度误差和两量测面间的平行度误差对量块长度的影响，将量块的工作尺寸定义为量块的中心长度，即两个量测面中心点的长度,下一页,返回,12.1量 块,绝大多数量块制成直角平行六面体，如图12-1所示，也有制成φ20mm的圆柱体.每块量块的两个量测面非常光洁，平面度精度很高，用少许压力推合两块量块，使它们的量测面紧密接触，两块量块就能黏合在一起，量块的这种特性称为研合性.利用量块的研合性，就可用不同尺寸的量块组合成所需的各种尺寸.量块的应用较为广泛，除了作为量值传递的媒介以外，还用于检定和校准其他量具，量仪，相对量测时调整量具和量仪的零位，以及用于精密机床的调整，精密划线和直接量测精密零件等,上一页,下一页,返回,图12-1量块,返回,12.1量 块,2角度量块 角度量块有三角形(一个工作角)和四边形(四个工作角)两种.三角形角度量块只有一个工作角(10°~79°)可以用作角度量测的标准量，而四边形角度量块则有四个工作角(80°~100°)也可以用作角度量测的标准量 12.1.2量块的等和级 在实际生产中，量块是成套使用的，每套量块由一定数量的不同标称尺寸的量块组成，以便组合成各种尺寸，满足一定尺寸范围内的量测需求GB/T6093-1985共规定了17套量块.常用成套量块(91块，83块，46块38块等)的级别，尺寸系列，间隔和块数如表12-1所示,上一页,下一页,返回,表12-1 成套量块尺寸表(摘自GB603-85)(1),下一页,返回,表12-1 成套量块尺寸表(摘自GB603-85)(2),上一页,返回,12.1量 块,12.1.3量块的使用 长度量块的分等，其量值按长度量值传递系统进行，即低一等的量块检定，必须用高一等的量块作基准进行量测.单个量块使用很不方便，故一般都按序列将许多不同标称尺寸的量块成套配置，使用时根据需要选择多个适当的量块研合起来使用.为了减少量块组合的累计误差，使用量块时，应该尽量减少使用的块数，通常组成所需尺寸的量块总数不应超过4块.,上一页,下一页,返回,12.1量 块,按”等”使用量块，在量测上需要加入修正值，虽麻烦一些，但消除了量块尺寸制造误差的影响，便可制造精度较低的量块进行较精密的量测量块的基本特性除了稳定性，耐磨性和准确性之外，还有一个重要特性---研合性.研合性是指两个量块的量测面相互接触，并在不大的压力下作一些切向相对滑动就能贴附在一起的性质.利用这一性质，把量块研合在一起，便可以组成所需要的各种尺寸量块是一种精密量具，在使用时一定要十分注意，不能划伤和碰伤表面，特别是其量测面.量块在使用过程中应注意以下几点: (1)量块必须在使用有效期内，否则应及时送专业部门检定 (2)量块应存放在干燥处，如存放在干燥缸内，房间湿度应不大于25％。
上一页,下一页,返回,12.1量 块,(3)当气温高于恒温室内温度时，量块从恒温室取出后，应及时清洗干净，并涂一层薄油后存放干燥处 (4)使用前应清洗，洗涤液应经过化验，酸碱度应符合规定要求，洗后应立即擦干净 (5)使用前对量块，仪器工作台，平晶等接触表面应进行检查，清除杂质，并将接触表面擦干净 (6)使用时必须戴上手套，不准直接用手拿量块，并避免面对量块讲话，避免碰撞和跌落 (7)使用时，应尽可能地减少摩擦 (8)使用后，应涂防锈油，防锈油或防锈油纸应经化验，酸碱度应符合规定要求 (9)研合时应保持动作平稳，以免量测面被量块棱角刮伤，应用推压的方法将量块研合,上一页,返回,12.2游标类量具,12.2.1游标类的种类及结构 游标类量具是利用游标读数原理制成的一种常用量具，主要用于机械加工中量测工件内外尺寸，宽度，厚度和孔距等.它具有结构简单，使用方便，量测范围大等特点 常用的游标量具有游标卡尺(图12-2(a)所示)，游标齿厚尺(图12-2(b)所示)，游标深度尺(图12-2(c)所示)，游标高度尺(图12-2(d)所示)，游标角度规等,下一页,返回,图12-2 各类游标卡尺,返回,12.2游标类量具,最常用的3种游标卡尺的结构和量测指标见表12-2从结构图中可以看出，游标量具在结构上的共同特征是都有主尺，游标尺以及量测基准面.主尺上有mm刻度m游标尺上的分度值有0.1，0.05，0.02mm共三种.游标卡尺的主尺是一个刻有刻度的尺身，其上有固定量爪.有刻度的部分称为尺身，沿着尺身可移动的部分称为尺框.尺框上有活动量爪，并装有游标和紧固螺钉,上一页,下一页,返回,表12-2 常用的游标卡尺,返回,12.2游标类量具,12.2.2游标卡尺的刻线原理和读数方法 游标卡尺的读数部分由尺身与游标组成 为了方便读数，有的游标卡尺装有测微表头，图12-3所示为带表游标卡尺，它是通过机械传动装置，将两量爪的相对移动转变为指示表的回转运动，并借助尺身刻度和指示表，对两量爪相对位移所分隔的距离进行读数 图12-4所示为电子数显卡尺，它具有非接触性电容式量测系统，由液晶显示器显示，其外形结构各部分名称如图所示，电子数显卡尺量测方便可靠,上一页,下一页,返回,图12-3 带表游标卡尺,返回,图12-4 电子数显卡尺,返回,12.2游标类量具,12.2.3 使用游标卡尺的注意事项 (1)使用前，应先把量爪和被测工件表面的灰尘和油污等擦干净 (2)使用前，还应检查游标卡尺零位，使游标卡尺两量爪紧密贴合，用眼睛观察时应无明显的光隙 (3)使用时，要掌握好量爪面同工件表面接触时的压力，做到既不太大，也不太小，刚好使量测面与工件接触，同时量爪还能沿着工件表面自由滑动 (4)在读数时，应把游标卡尺水平拿着朝光亮的方向，使视线尽可能地和尺上所读的刻线垂直，以免由于视线的歪斜而引起读数误差(即视差),上一页,下一页,返回,12.2游标类量具,(5)量测外尺寸读数后，切不可从被测工件上用猛力抽下游标卡尺，否则会使量爪的量测面加快磨损 (6)不准用游标卡尺量测运动中的工件，否则容易使游标卡尺受到严重磨损，也容易发生事故 (7)不准以游标卡尺代替卡钳在工件上来回拖拉，使用游标卡尺时不可用力同工件撞击，防止损坏游标卡尺 (8)游标卡尺不要放在强磁场附近(如磨床的工作台上)，以免使游标卡尺感应磁性，影响使用 (9)使用后，应当注意把游标卡尺平放，尤其是大尺寸的游标卡尺，否则会使主尺弯曲变形 (10)使用完毕之后，应安放在专用盒内，注意不要使它弄脏或生锈 (11)游标卡尺受损后，不能用锤子，锉刀等工具自行修理，应交专门修理部门修理，并经检定合格后才能使用,上一页,返回,12.3千分尺类量具,12.3.1千分尺类量具的读数原理 通过螺旋传动，将被测尺寸转换成丝杆的轴向位移和微分筒的圆周位移，并以微分筒上的刻度对圆周位移进行计量，从而实现对螺距的放大细分 当量测丝杆连同微分筒转过中角时，丝杆沿轴向位移量为上 读数方法：在千分尺的固定套管上刻有轴向中线，作为微分筒读数的基准线.在中线的两侧，刻有两排刻线，每排刻线间距为1mm上下两排相互错开0.5mm,下一页,返回,12.3千分尺类量具,读数时，从微分筒的边缘向左看固定套管上距微分筒边缘最近的刻线，从固定套管中线上侧的刻度读出整数，从中线下侧的刻度读出0.5mm小数，再从微分筒上找到与固定套管中刻度对齐的刻线，将此刻线数乘以0.01mm就是小于0.5mm的小数部分的读数，最后把以上几部分相加即为量测值 例12-1 如图12-5所示，请读出图中千分尺所示读数,上一页,下一页,返回,图12-5 千分尺读数示例,返回,12.3千分尺类量具,解：在图12-5(a)中，距微分筒最近的刻线为中线下侧的刻线，表示0.5mm的小数，中线上侧距微分筒最近的为7mm的刻线，表示整数，微分筒上的35刻线对准中线，所以外径千分尺的读数为7+0.5+0.01*35=7.85mm 在图12-5(b)中，距微分筒最近的刻线为5mm的刻线，而微分筒上数值为27的刻线对准中线，所以外径千分尺的读数为 5+0.01*27=5.27mm,上一页,下一页,返回,12.3千分尺类量具,12.3.2外径千分尺 1.外径千分尺的结构及其特点 外径千分尺由尺架，微分筒，固定套筒，测力装置，量测面，锁紧机构等组成，如图12-6所示.其结构特征包括以下几个方面: (1)结构设计符合阿贝原则 (2)以丝杆螺距作为量测的基准量，丝杆和丝母的配合应该精密，配合间隙应能调整 (3)固定套筒和微分筒作为示数装置，用刻度线进行读数 (4)有保证一定测力的棘轮棘爪机构,上一页,下一页,返回,图12-6 外径千分尺,返回,12.3千分尺类量具,2.外径千分尺的使用方法 (1)使用前，必须校对外径千分尺的零位.对量测范围为0~25mm的外径千分尺，校对零位时应使两量测面接触$对量测范围大于25mm的外径千分尺，应在两量测面间安放尺寸为其量测下限的校对用的量杆后，进行对零.如零位不准，按下述步骤调整 1).使用测力装置转动测微螺杆，使两量测面接触 2).锁紧测微螺杆 3).用外径千分尺的专用扳手，插入固定套管的小孔内，扳转固定套管，使固定套管纵刻线与微分筒上的零刻线对准,上一页,下一页,返回,12.3千分尺类量具,4).若偏离零刻线较大时，需用螺钉旋具将固定套管上的紧固螺钉松脱，并使测微螺杆与微分筒松动，转动微分筒，进行粗调，然后锁紧紧固螺钉，再按上述步骤3)进行微调并对准 5).调整零位，必须使微分筒的棱边与固定套管上的”0”刻线重合，同时要使微分筒上的”0”线对准固定套管上的纵刻线 (2)使用时，应手握隔热装量.如果手直接握住尺架，会使外径千分尺和工件温度不一致，而增加量测误差 (3)量测时，要使用测力装置，不要直接转动微分筒使量测面与工件接触,上一页,下一页,返回,12.3千分尺类量具,(4)量测时，外径千分尺量测轴线应与工件被测长度方向一致，不要斜着量测 (5)外径千分尺量测面与被测工件相接触时，要考虑工件表面几何形状，以减少量测误差 (6)在加工过程中量测工件时，应在静态下进行量测.不要在工件转动或加工时量测，否则容易使量测面磨损，测杆弯曲，甚至折断 (7)按被测尺寸调整外径千分尺时，要慢慢地转动微分筒或测力装置，不要握住微分筒挥动或摇转尺架，以免使精密螺杆变形,上一页,下一页,返回,12.3千分尺类量具,12.3.3内径千分尺 如图12-7(a)所示为内径千分尺的结构样式.内径千分尺可以用来量测50mm以上的实体内部尺寸，其读数范围为50~63mm也可用来量测槽宽和两个内端面之间的距离.内径千分尺附有成套接长杆如图12-7(b)所示，必要时可以通过连接接长杆，以扩大其量程.连接时去掉保护螺帽，把接长杆右端与内径千分尺左端旋合，可以通过连接多个接长杆，直到满足需要,上一页,下一页,返回,图12-7 内径千分尺,返回,12.3千分尺类量具,使用时的注意事项包括以下几个方面 (1)使用前，应用调整量具(校对卡规)校对微分头零位，若不正确!则应进行调整 (2)选取接长杆时，应尽可能选取数量最少的接长杆来组成所需的尺寸，以减少累积误差 (3)连接接长杆时，应按尺寸大小排列.尺寸最大的接长杆应与微分头连接，依次减小，这样可以减少弯曲，减少量测误差 (4)接长后的大尺寸内径千分尺，量测时应支撑在距两端距离为全长的0.211，使其变形量为最小 (5)当使用量测下限为70(或150)的内径千分尺时，被量测面的曲率半径不得小于25(或60)mm否则可能产生内径千分尺的测头球面边缘接触被。