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各种测量工具使用方法大全(三)

工程客2018-12-05 16:25:51



第一章  螺旋测微量具
应用螺旋测微原理制成的量具,称为螺旋测微量具。它们的测量精度比游标卡尺高,并且测量比较灵活,因此,当加工精度要求较高时多被应用。常用的螺旋读数量具有百分尺和千分尺。百分尺的读数值为0.01mm,千分尺的读数值为0.001mm。工厂习惯上把百分尺和千分尺统称为百分尺或分厘卡。目前车间里大量用的是读数值为0.01mm的百分尺,现介绍这种百分尺为主,并适当介绍千分尺的使用知识
百分尺的种类很多,机械加工车间常用的有:外径百分尺、内径百分尺、深度百分尺以及螺纹百分尺和公法线百分尺等,并分别测量或检验零件的外径、内径、深度、厚度以及螺纹的中径和齿轮的公法线长度等。
外径百分尺的结构
各种百分尺的结构大同小异,常用外径百分尺是用以测量或检验零件的外径、凸肩厚度以及板厚或壁厚等 (测量孔壁厚度的百分尺,其量面呈球弧形 )。百分尺由尺架、测微头、测力装置和制动器等组成。图1是测量范围为 0~25mm的外径百分尺。 尺架1的一端装着固定测砧2,另一端装着测微头。固定测砧和测微螺杆的测量面上都镶有硬质合金,以提高测量面的使用寿命。尺架的两侧面覆盖着绝热板12, 使用百分尺时,手拿在绝热板上,防止人体的热量影响百分尺的测量精度。 
1-尺架;2-固定测砧;3-测微螺杆;4-螺纹轴套;5-固定刻度套筒;6-微分筒;
7-调节螺母;8-接头;9-垫片;10-测力装置;11-锁紧螺钉;12-绝热板。
1、百分尺的测微头  
图1中的3~9是百分尺的测微头部分。带有刻度的固定刻度套筒5用螺钉固定在螺纹轴套4上,而螺纹轴套又与尺架紧配结合成一体。在固定套筒5的外面有一带刻度的活动微分筒6,它用锥孔通过接头8的外圆锥面再与测微螺杆3相连。测微螺杆3的一端是测量杆,并与螺纹轴套上的内孔定心间隙配合;中间是精度很高的外螺纹,与螺纹轴套4上的内螺纹精密配合,可使测微螺杆自如旋转而其间隙极小;测微螺杆另一端的外圆锥与内圆锥接头8的内圆锥相配,并通过顶端的内螺纹与测力装置10连接。当测力装置的外螺纹旋紧在测微螺杆的内螺纹上时,测力装置就通过垫片9紧压接头8,而接头8上开有轴向槽,有一定的胀缩弹性,能沿着测微螺杆3上的外圆锥胀大,从而使微分筒6与测微螺杆和测力装置结合成一体。当我们用手旋转测力装置10时,就带动测微螺杆3和微分筒6一起旋转,并沿着精密螺纹的螺旋线方向运动,使百分尺两个测量面之间的距离发生变化。

2、百分尺的测力装置  

百分尺测力装置的结构见图2,主要依靠一对棘轮3和4的作用。棘轮4与转帽5连结成一体,而棘轮3可压缩弹簧2在轮轴1的轴线方向移动,但不能转动。弹簧2的弹力是控制测量压力的,螺钉6使弹簧压缩到百分尺所规定的测量压力。当我们手握转帽5顺时针旋转测力装置时,若测量压力小于弹簧2的弹力,转帽的运动就通过棘轮传给轮轴1(带动测微螺杆旋转),使百分尺两测量面之间的距离继续缩短,即继续卡紧零件;当测量压力达到或略微超过弹簧的弹力时,棘轮3与4在其啮合斜面的作用下,压缩弹簧2,使棘轮4沿着棘轮3的啮合斜面滑动,转帽的转动就不能带动测微螺杆旋转,同时发出嘎嘎的棘轮跳动声,表示巳达到了额定测量压力,从而达到控制测量压力的目的。 当转帽逆时针旋转时,棘轮4是用垂直面带动棘轮3,不会产生压缩弹簧的压力,始终能带动测微螺杆退出被测零件。

3 、百分尺的制动器  

百分尺的制动器,就是测微螺杆的锁紧装置,其结构如图3所示。制动轴4的圆周上,有一个开着深浅不均的偏心缺口,对着测微螺杆2。当制动轴以缺口的较深部分对着测量杆时,测量杆2就能在轴套3内自由活动,当制动轴转过一个角度,以缺口的较浅部分对着测量杆时,测量杆就被制动轴压紧在轴套内不能运动,达到制动的目的。
                      
4 、百分尺的测量范围                     
百分尺测微螺杆的移动量为25mm,所以百分尺的测量范围一般为25mm。为了使百分尺能测量更大范围的长度尺寸,以满足工业生产的需要,百分尺的尺架做成各种尺寸,形成不同测量范围的百分尺。目前,国产百分尺测量范围的尺寸分段为:
0~25;25~50;50~75;75~100;100~125;125~150;150~175;175~200;200~225;225~250;250~275;275~300;300~325;325~350;350~375;375~400;400~425;425~450;450~475;475~500;500~600;600~700;700~800;800~900;900~1000。
测量上限大于300mm的百分尺,也可把固定测砧做成可调式的或可换测砧,从而使此百分尺的测量范围为100mm。测量上限大于1000mm的百分尺,也可将测量范围制成为500毫米,目前国产最大的百分尺为2500~3000mm的百分尺。

百分尺的工作原理和读数方法
1、百分尺的工作原理 
如外径百分尺的工作原理就是应用螺旋读数机构,它包括一对精密的螺纹——测微螺杆与螺纹轴套,如图1中的3和4,和一对读数套筒——固定套筒与微分筒,如图1中的5和6。
用百分尺测量零件的尺寸,就是把被测零件置于百分尺的两个测量面之间。所以两测砧面之间的距离,就是零件的测量尺寸。当测微螺杆在螺纹轴套中旋转时,由于螺旋线的作用,测量螺杆就有轴向移动,使两测砧面之间的距离发生变化。如测微螺杆按顺时针的方向旋转一周,两测砧面之间的距离就缩小一个螺距。同理,若按逆时针方向旋转一周,则两砧面的距离就增大一个螺距。常用百分尺测微螺杆的螺距为0.5mm。因此,当测微螺杆顺时针旋转一周时,两测砧面之间的距离就缩小0.5mm。当测微螺杆顺时针旋转不到一周时,缩小的距离就小于一个螺距,它的具体数值,可从与测微螺杆结成一体的微分筒的圆周刻度上读出。微分筒的圆周上刻有50个等分线,当微分筒转一周时,测微螺杆就推进或后退0.5mm,微分筒转过它本身圆周刻度的一小格时,两测砧面之间转动的距离为:    
                      0.5÷50=0.01(mm)。
由此可知:百分尺上的螺旋读数机构,可以正确的读出0.01mm,也就是百分尺的读数值为0.01mm。

2、百分尺的读数方法
在百分尺的固定套筒上刻有轴向中线,作为微分筒读数的基准线。另外,为了计算测微螺杆旋转的整数转,在固定套筒中线的两侧,刻有两排刻线,刻线间距均为1mm,上下两排相互错开0.5mm。
 百分尺的具体读数方法可分为三步:
(1)读出固定套筒上露出的刻线尺寸,一定要注意不能遗漏应读出的0.5mm的刻线值。
(2)读出微分筒上的尺寸,要看清微分筒圆周上哪一格与固定套筒的中线基准对齐,将格数乘0.01mm即得微分筒上的尺寸。
(3)将上面两个数相加,即为百分尺上测得尺寸。

如图4(a),在固定套筒上读出的尺寸为8mm,微分筒上读出的尺寸为27(格)×0.01mm =0.27mm,上两数相加即得被测零件的尺寸为8.27mm;图3-4(b),在固定套筒上读出的尺寸为8.5mm,在微分筒上读出的尺寸为27(格)×0.01mm =0.27mm,上两数相加即得被测零件的尺寸为8.77mm。
百分尺的精度及其调整
百分尺是一种应用很广的精密量具,按它的制造精度,可分0级和1级的两种,0级精度较高,1级次之。百分尺的制造精度,主要由它的示值误差和测砧面的平面平行度公差的大小来决定,小尺寸百分尺的精度要求,见表1。从百分尺的精度要求可知,用百分尺测量IT6~IT10级精度的零件尺寸较为合适。

测量上限

示值误差

两测量面平行度

0

1

0

1

1525

±0.002

±0.004

0.001

0.002

50

±0.002

±0.004

0.0012

0.0025

75100

±0.002

±0.004

0.0015

0.003


百分尺在使用过程中,由于磨损,特别是使用不妥当时,会使百分尺的示值误差超差,所以应定期进行检查,进行必要的拆洗或调整,以便保持百分尺的测量精度。


1、校正百分尺的零位
百分尺如果使用不妥,零位就要走动,使测量结果不正确,容易造成产品质量事故。所以,在使用百分尺的过程中,应当校对百分尺的零位。所谓“校对百分尺的零位”,就是把百分尺的两个测砧面揩干净,转动测微螺杆使它们贴合在一起(这是指0~25mm的百分尺而言,若测量范围大于0~25mm时,应该在两测砧面间放上校对样棒),检查微分筒圆周上的“0”刻线,是否对准固定套筒的中线,微分筒的端面是否正好使固定套筒上的“0”刻线露出来。如果两者位置都是正确的,就认为百分尺的零位是对的,否则就要进行校正,使之对准零位。

如果零位是由于微分筒的轴向位置不对,如微分筒的端部盖住固定套筒上的“0”刻线,或“0”刻线露出太多,0.5的刻线搞错,必须进行校正。此时,可用制动器把测微螺杆锁住,再用百分尺的专用扳手,插入测力装置轮轴的小孔内,把测力装置松开(逆时针旋转),微分筒就能进行调整,即轴向移动一点。使固定套筒上的“0”线正好露出来,同时使微分筒的零线对准固定套筒的中线,然后把测力装置旋紧。    
如果零位是由于微分筒的零线没有对准固定套筒的中线,也必须进行校正。此时,可用百分尺的专用扳手,插入固定套筒的小孔内,把固定套筒转过一点,使之对准零线。

但当微分筒的零线相差较大时,不应当采用此法调整,而应该采用松开测力装置转动微分筒的方法来校正。

2  调整百分尺的间隙
百分尺在使用过程中,由于磨损等原因,会使精密螺纹的配合间隙增大,从而使示值误差超差,必须及时进行调整,以便保持百分尺的精度。

要调整精密螺纹的配合间隙,应先用制动器把测微螺杆锁住,再用专用扳手把测力装置松开,拉出微分筒后再进行调整。由图1可以看出,在螺纹轴套上,接近精密螺纹一段的壁厚比较薄,且连同螺纹部分一起开有轴向直槽,使螺纹部分具有一定的胀缩弹性。同时,螺纹轴套的圆锥外螺纹上,旋着调节螺母7。当调节螺母往里旋入时,因螺母直径保持不变,就迫使外圆锥螺纹的直径缩小,于是精密螺纹的配合间隙就减小了。然后,松开制动器进行试转,看螺纹间隙是否合适。间隙过小会使测微螺杆活动不灵活,可把调节螺母松出一点,间隙过大则使测微螺杆有松动,可把调节螺母再旋进一点。直至间隙凋整好后,再把微分简装上,对准零位后把测力装置旋紧。
经过上述调整的百分尺,除必须校对零位外,还应当用表1所列的第7套检定量块,检验百分尺的五个尺寸的测量精度,确定百分尺的精度等级后,才能移交使用。例如,用5.12;10.24;15.36;21.5;25等五个块规尺寸检定0~25mm的百分尺,它的示值误差应符合表3-1的要求,否则应继续修理。
百分尺的使用方法    
百分尺使用得是否正确,对保持精密量具的精度和保证产品质量的影响很大,指导人员和实习的学生必须重视量具的正确使用,使测量技术精益求精,务使获得正确的测量结果,确保产品质量。
使用百分尺测量零件尺寸时,必须注意下列几点:

1、使用前,应把百分尺的两个测砧面揩干净,转动测力装置,使两测砧面接触(若测量上限大于25mm时,在两测砧面之间放入校对量杆或相应尺寸的量块),接触面上应没有间隙和漏光现象,同时微分筒和固定套简要对准零位。

2、转动测力装置时,微分筒应能自由灵活地沿着固定套筒活动,没有任何轧卡和不灵活的现象。如有活动不灵活的现象,应送计量站及时检修。

3、测量前,应把零件的被测量表面揩干净,以免有脏物存在时影响测量精度。绝对不允许用百分尺测量带有研磨剂的表面,以免损伤测量面的精度。用百分尺测量表面粗糙的零件亦是错误的,这样易使测砧面过早磨损。

4、用百分尺测量零件时,应当手握测力装置的转帽来转动测微螺杆,使测砧表面保持标准的测量压力,即听到嘎嘎的声音,表示压力合适,并可开始读数。要避免因测量压力不等而产生测量误差。
绝对不允许用力旋转微分筒来增加测量压力,使测微螺杆过分压紧零件表面,致使精密螺纹因受力过大而发生变形,损坏百分尺的精度。有时用力旋转微分筒后,虽因微分筒与测微螺杆间的连接不牢固,对精密螺纹的损坏不严重,但是微分筒打滑后,百分尺的零位走动了,就会造成质量事故。

5、使用百分尺测量零件时(图3-5),要使测微螺杆与零件被测量的尺寸方向一致。如测量外径时,测微螺杆要与零件的轴线垂直,不要歪斜。测量时,可在旋转测力装置的同时,轻轻地晃动尺架,使测砧面与零件表面接触良好。
6、用百分尺测量零件时,最好在零件上进行读数,放松后取出百分尺,这样可减少测砧面的磨损。如果必须取下读数时,应用制动器锁紧测微螺杆后,再轻轻滑出零件,把百分尺当卡规使用是错误的,因这样做不但易使测量面过早磨损,甚至会使测微螺杆或尺架发生变形而失去精度。

7、在读取百分尺上的测量数值时,要特别留心不要读错0.5mm。 
   
8、为了获得正确的测量结果,可在同一位置上再测量一次。尤其是测量圆柱形零件时,应在同一圆周的不同方向测量几次,检查零件外圆有没有圆度误差,再在全长的各个部位测量几次,检查零件外圆有没有圆柱度误差等。

9、对于超常温的工件,不要进行测量,以免产生读数误差。

10、用单手使用外径百分尺时,如图3-6(a)所示,
可用大拇指和食指或中指捏住活动套筒,小指勾住尺架并压向手掌上,大拇指和食指转动测力装置就可测量。
用双手测量时,可按图3-6(b)所示的方法进行。值得提出的是几种使用外径百分尺的错误方法,比如用百分尺测量旋转运动中的工件,很容易使百分尺磨损,而且测量也不准确;又如贪图快一点得出读数,握着微分筒来挥转(图3-7) 等,这同碰撞那样,也会破坏百分尺的内部结构。
百分尺的应用举例
如要检验图3-7所示夹具的三个孔(  14、 15、 16 )在  150 圆周上的等分精度。
检验前,先在孔  14、 15、  16 和  20内配入圆柱销(圆柱销应与孔定心间隙配合)。
等分精度的测量,可分三步做:
1、用0~25mm的外径百分尺,分别量出四个圆柱销的外径D;D1 ;D2 和D3。
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2 、用75~100mm的外径百分尺,分别量出D与D1 ;D与D2  ;D与D3  两圆柱销外表面的最大距A1、A2和A3。则三孔与中心孔的中心距分别为:
而中心距的基本尺寸为150÷2=75mm。如果L1、L2 和L3都等于75mm,就说明三个
孔的中心线是在  150mm的同一圆周上。

3、用125~150毫米的百分尺,分别量出D1与D2 ;D2与D3 ;D1与D3两圆柱销          
外表面的最大距离A1-2、A 2-3 、和A1-3。则它们之间的中心距为;
比较三个中心距的差值,就得三个孔的等分精度。如果三个中心距是相等的,即L1-2= L2-3=L1-3 ;就说明三个孔的中心线在圆周上是等分的。
杠杆千分尺
杠杆千分尺  又称指示千分尺,它是由外径千分尺的微分筒部分和杠杆卡规中指示机构组合而成的一种精密量具,见图3-9。

杠杆千分尺的放大原理见图3-9a,其指示值为0.002mm,指示范围为±0.06mm,r1=2.54mm,r2=12.195mm,r3=3.195mm,指针长R=18.5mm,z1=312,z2=12,则其传动放大比k为:    
即活动测砧移动0.002mm时,指针转过一格。读数值b为:
            b≈0.002 k = 0.002×723mm = 1.446mm
杠杆千分尺既可以进行相对测量,也可以像千分尺那样用作绝对测量。其分度值有0.001mm和0.002mm两种。杠杆千分尺不仅读数精度较高,而且因弓形架的刚度较大,测量力由小弹簧产生,比普通千分尺的棘轮装置所产生的测量力稳定,因此,它的实际测量精度也较高。

3.使用注意事项
1) 用杠杆卡规或杠杆千分尺作相对测量前,应按被测工件的尺寸,用量块调整好零位。
2) 测量时,按动退让按钮,让测量杆面轻轻接触工件,不可硬卡,以免测量面磨损而影响精度。
3) 测量工件直径时,应摆动量具,以指针的转折点读数为正确测量值。
内径百分尺
内径百分尺如图3-10a所示,其读数方法与外径百分尺相同。内径百分尺主要用于测量大孔径,为适应不同孔径尺寸的测量,可以接上接长杆(如图3-10b)。连接时,只须将保护帽5旋去,将接长杆的右端(具有内螺纹)旋在百分尺的左端即可。接长杆可以一个接一个地连接起来,测量范围最大可达到5000mm。内径百分尺与接长杆是成套供应的。目前,国产内径百分尺的测量范围(mm)
50~250;50~600;100~1225;100~1500;100~5000;150~1250;150~1400;150~2000;150~3000;150~4000;150~5000;250~2000;250~4000;250~5000;1000~3000;1000~4000;1000~5000;2500~5000。读数值(mm):0.01。
内径百分尺上,没有测力装置,测量压力的大小完全靠手中的感觉。测量时,是把它调整到所测量的尺寸后(图3-11),轻轻放入孔内试测其接触的松紧程度是否合适。一端不动,另一端作左、右、前、后摆动。左右摆动,必须细心地放在被测孔的直径方向,以点接触,即测量孔径的最大尺寸处(最大读数处),要防止如图3-12所示的错误位置。前后摆动应在测量孔径的最小尺寸处(即最小读数处)。按照这两个要求与孔壁轻轻接触,才能读出直径的正确数值。测量时,用力把内径百分尺压过孔径是错误的。这样做不但使测量面过早磨损,且由于细长的测量杆弯曲变形后,既损伤量具精度,又使测量结果不准确。
内径百分尺的示值误差比较大,如测0~600mm的内径百分尺,示值误差就有±0.01~0.02mm。因此,在测量精度较高
内径时,应把内径百分尺调整到测量尺寸后,放在由量块组成的相等尺寸上进行校准,或把测量内尺寸时的松紧程度与测量
量块组尺寸时的松紧程度进行比较,克服示值误差较大的缺点。内径百分尺,除可用来测量内径外,也可用来测量槽宽和机体两个内端面之间的距离等内尺寸。但50mm以下的尺寸不能测量,需用内测百分尺。
内测百分尺
内测百分尺如图3-13所示,是测量小尺寸内径和内侧面槽的宽度。其特点是容易找正内孔直径,测量方便。国产内测百分尺的读数值为0.01mm,测量范围有5~30和25~50mm的两种,图3-13所示的是5~30mm的内测百分尺。内测百分尺的读数方法与外径百分尺相同,只是套筒上的刻线尺寸与外径百分尺相反,另外它的测量方向和读数方向也都与外径百分尺相反。
三爪内径千分尺
三爪内径千分尺,适用于测量中小直径的精密内孔,尤其适于测量深孔的直径。测量范围(mm):6~8,8~10,10~12,11~14,14~17,17~20,20~25,25~30,30~35,35~40,40~50,50~60,60~70,70~80,80~90,90~100。三爪内径千分尺的零位,必须在标准孔内进行校对。
三爪内径千分尺的工作原理,图3-14为测量范围11~14mm的三爪内径千分尺,当顺时针旋转测力装置6时,就带动测微螺杆3旋转,并使它沿着螺纹轴套4的螺旋线方向移动,于是测微螺杆端部的方形圆锥螺纹就推动三个测量爪1作径向移动。扭簧2的弹力使测量爪紧紧地贴合在方形圆锥螺纹上,并随着测微螺杆的进退而伸缩。
三爪内径千分尺的方形圆锥螺纹的径向螺距为0.25mm。即当测力装置顺时针旋转一周时测量爪1就向外移动(半径方向)0.25mm,三个测量爪组成的圆周直径就要增加0.5mm。即微分筒旋转一周时,测量直径增大0.5mm而微分筒的圆周上刻着100个等分格,所以它的读数值为0.5mm÷100=0.005mm。
公法线长度千分尺
公法线长度千分尺如图3-15所示。主要用于测量外啮合圆柱齿轮的两个不同齿面公法线长度,也可以在检验切齿机床精度时,按被切齿轮的公法线检查其原始外形尺寸。它的结构与外径百分尺相同,所不同的是在测量面上装有两个带精确平面的量钳(测量面)来代替原来的测砧面。
测量范围(mm):0~25,25~50,50~75,75~100,100~125,125~150。读数值(mm)0.01。测量模数m(mm)≥1。
十一
壁厚千分尺
壁厚千分尺如图3-16所示。主要用于测量精密管形零件的壁厚。壁厚千分尺的测量面镶有硬质合金,以提高使用寿命。
测量范围(mm):0~10,0~15,0~25,25~50,50~75,75~100。读数值(mm)0.01。
十二
板厚百分尺
板厚百分尺如图3-17所示。主要适用于测量板料的厚度尺寸。其规格见表3-2。

十三
尖头千分尺
尖头千分尺如图3-18所示,主要用来测量零件的厚度、长度、直径及小沟槽。如钻头和偶数槽丝锥的沟槽直径等。测量范围(mm) :0~25,25~50,50~75,75~100。读数值(mm)0.01。
十四
螺纹千分尺
螺纹千分尺如图3-19所示。主要用于测量普通螺纹的中径。

螺纹千分尺的结构与外径百分尺相似,所不同的是它有两个特殊的可调换的量头1和2,其角度与螺纹牙形角相同的。测量范围与测量螺距的范围见表3-3 


测量范围

测头数量

测头测量螺距的范围(mm)

(mm)

()

025

5

0.40.50.60.811.251.522.53.5

2550

5

0.60.811.251.522.53.546

5075

4

11.251.522.53.546

75100

100125

3

1.522.53.546

125150


十五
深度百分尺
深度百分尺如图3-20所示,用以测量孔深、槽深和台阶高度等。它的结构,除用基座代替尺架和测砧外,与外径百分尺没有什么区别。深度百分尺的读数范围(mm):0~25,25~100,100~150, 读数值(mm)为0.01。它的测量杆6制成可更换的形式, 更换后,用锁紧装置4锁紧。深度百分尺校对零位可在精密平面上进行。即当基座端面与测量杆端面位于同一平面时,微分筒的零线正好对准。当更换测量杆时,一般零位不会改变。深度百分尺测量孔深时,应把基座5的测量面紧贴在被测孔的端面上。零件的这一端面应与孔的中心线垂直,且应当光洁平整,使深度百分尺的测量杆与被测孔的中心线平行,保证测量精度。此时,测量杆端面到基座端面的距离,就是孔的深度。
十六
数字外径百分尺
近来,我国有数字外径百分尺(图3-21),用数字表示读数,使用更为方便。还有在固定套筒上刻有游标,利用游标可读出0.002或0.001mm的读数值。