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1、常用测量工具的使用 MD品保课：闻敬良 2010-11-08,课程概要：,主要介绍以下几种测量工具：一、卡 尺二、内径百分尺三、万能角度尺四、韦氏硬度计,一、卡尺的分类,（一）游标卡尺：利用游标原理细分读数的尺形手携式通用长度测量工具，主要用于测量内径,外径,阶梯和深度等；测量时，量值的整数部分从主尺上读出，小数部分利用主尺上的刻线间距(简称线距)和游标尺上的线距之差来读出，有0.02mm、0.05mm和0.1mm三种最小读数值（二）带表卡尺：以精密齿条、齿轮的齿距作为已知长度，以带有相应分度的指示表作为放大、细分和指示部分的大形手携式长度测量工具；带表卡尺能解决游标卡尺的读数误差问题；常见的
2、最小读数值有0.01mm和0.02mm两种。（三）数显卡尺：采用容栅、磁栅等测量系统，以数字显示测量示值的长度测量工具，常见最小读数值为0.01mm。,（一）游标卡尺,1.游标卡尺有三种结构形式（1）测量范围为0150mm的游标卡尺，制成带有刀口形的上下量爪和带有深度尺的型式，如图1。,图1 游标卡尺的结构型式之一1-尺身；2-上量爪；3-尺框；4-紧固螺钉；5-深度尺；6-游标；7-下量爪,（2）测量范围为0200mm和0300mm的游标卡尺，可制成带有内外测量面的下量爪和带有刀口形的上量爪的型式，如图2。,图2 游标卡尺的结构型式之二1一尺身；2一上量爪、3一尺框；4一紧固螺钉；5一微动装
3、置；6一主尺；7一微动螺母；8一游标；9下量爪,(3)测量范围为0200mm和0300mm的游标卡尺，也可制成只带有内外测量面的下量爪的型式，如图3。而测量范围大于300mm的游标卡尺，只制成这种仅带有下量爪的型式,图3 游标卡尺的结构型式之三,2、游标卡尺的测量范围及精度,目前我国生产的游标卡尺的测量范围及其游标读数值见表1。,表1,3、游标卡尺的读数原理和读数方法,游标卡尺的读数机构，是由主尺和游标(如图2中的6和8)两部分组成。当活动量爪与固定量爪贴合时，游标上的“0”刻线(简称游标零线)对准主尺上的“0”刻线，此时量爪间的距离为“0”，见图2。当尺框向右移动到某一位置时，固定量爪与活动
4、量爪之间的距离，就是零件的测量尺寸，见图1。此时零件尺寸的整数部分，可在游标零线左边的主尺刻线上读出来，而比1mm小的小数部分，可借助游标读数机构来读出。下面主要介绍0.1mm、0.05mm 0.02mm三种精度游标卡尺读数方法：,如图4(a)所示，主尺刻线间距（每格）为1mm，当游标零线与主尺零线对准（两爪合并）时，游标上的第10刻线正好指向等于主尺上的9mm，而游标上的其他刻线都不会与主尺上任何一条刻线对准；游标每格间距=9mm10=0.9mm；主尺每格间距与游标每格间距相差=1mm-0.9mm=0.1mm；0.1mm即为此游标卡尺上游标所读出的最小数值，再也不能读出比0.1mm小的数值。
5、当游标向右移动0.1mm时，则游标零线后的第1根刻线与主尺刻线对准。当游标向右移动0.2mm时，则游标零线后的第2根刻线与主尺刻线对准，依次类推。若游标向右移动0.5mm，如图4(b)，则游标上的第5根刻线与主尺刻线对准。由此可知，游标向右移动不足1mm的距离，虽不能直接从主尺读出，但可以由游标的某一根刻线与主尺刻线对准时，该游标刻线的次序数乘其读数值而读出其小数值。例如，图4(b)的尺寸即为：50.1=0.5(mm)。,（1）精度0.1mm的游标卡尺,图4 游标读数原理,（2）精度0.05mm的游标卡尺,图5(c)所示，主尺每小格1mm，当两爪合并时，游标上的20格刚好等于主尺的39mm，则
6、游标每格间距为:39mm20=1.95mm;主尺2格间距与游标1格间距相差=2-1.95=0.05(mm)；0.05mm即为此种游标卡尺的最小读数值。同理，也有用游标上的20格刚好等于主尺上的19mm，其读数原理不变。图5(d)所示，游标零线在32mm与33mm之间，游标上的第11格刻线与主尺刻线对准。所以，被测尺寸的整数部分为32mm，小数部分为110.05=0.55(mm)，被测尺寸为32+0.55=32.55(mm)。,（3）精度0.02mm的游标卡尺,图5(e)所示，主尺每小格1mm，当两爪合并时，游标上的50格刚好等于主尺上的49mm，则游标每格间距为：49mm50=0.98mm；主
7、尺每格间距与游标每格间距相差=1-0.98=0.02(mm)；0.02mm即为此种游标卡尺的最小读数值图5(f)所示，游标零线在123mm与124mm之间，游标上的11格刻线与主尺刻线对准。所以，被测尺寸的整数部分为123mm，小数部分为110.02=0.22(mm)，被测尺寸为123十0.22=123.22(mm)我们希望直接从游标尺上读出尺寸的小数部分，而不要通过上述的换算，为此，把游标的刻线次序数乘其读数值所得的数值，标记在游标上，见图2-5，这样使读数就方便了,图5 游标零位和读数举例,4、游标卡尺的使用方法,（1）当测量零件的外尺寸时：卡尺两测量面的联线应垂直于被测量表面，不能歪斜。
8、测量时，可以轻轻摇动卡尺，放正垂直位置，图6所示；否则，量爪若在如图6所示的错误位置上，将使测量结果a比实际尺寸b要大；先把卡尺的活动量爪张开，使量爪能自由地卡进工件，把零件贴靠在固定量爪上，然后移动尺框，用轻微的压力使活动量爪接触零件。如卡尺带有微动装置，此时可拧紧微动装置上的固定螺钉，再转动调节螺母，使量爪接触零件并读取尺寸。决不可把卡尺的两个量爪调节到接近甚至小于所测尺寸，把卡尺强制的卡到零件上去。这样做会使量爪变形，或使测量面过早磨损，使卡尺失去应有的精度。,图6 测量外尺寸时正确与错误的位置,正确,错误,正确,错误,（2）当测量零件的内尺寸时：图7所示，要使量爪分开的距离小于所测内尺
9、寸，进入零件内孔后，再慢慢张开并轻轻接触零件内表面，用固定螺钉固定尺框后，轻轻取出卡尺来读数。取出量爪时，用力要均匀，并使卡尺沿着孔的中心线方向滑出，不可歪斜，免使量爪扭伤；变形和受到不必要的磨损，同时会使尺框走动，影响测量精度。卡尺两测量刃应在孔的直径上，不能偏歪。图8为带有刀口形量爪和带有圆柱面形量爪的游标卡尺，在测量内孔时正确的和错误的位置。当量爪在错误位置时，其测量结果，将比实际孔径D要小。,图7 内孔的测量方法,图8 测量内孔时正确与错误的位置,正确,错误,（3）测量沟槽时：a:在测量圆弧形沟槽尺寸时，则应当用刃口形量爪进行测量，不应当用平面形测量刃进行测量，如图9所示。,图9,正确
10、,错误,b:测量沟槽宽度时,应当用量爪的平面测量刃进行测量，尽量避免用端部测量刃和刀口形量爪去测量外尺寸，如图10所示,图10,正确,错误,（5）测量孔中心线与侧平面之间的距离：用游标卡尺测量孔中心线与侧平面之间的距离L时，先要用游标卡尺测量出孔的直径D，再用刃口形量爪测量孔的壁面与零件侧面之间的最短距离，如图2-12所示。,此时，卡尺应垂直于侧平面，且要找到它的最小尺寸，读出卡尺的读数A，则孔中心线与侧平面之间的距离为：,图11 测量孔与测面距离,5、游标卡尺使用注意事项,（1）测量前应把卡尺擦干净，检查卡尺的两个测量面和测量刃口是否平直无损，把两个量爪紧密贴合时，应无明显的间隙，同时游标和
11、主尺的零位刻线要相互对准。这个过程称为校对游标卡尺的零位。（2）移动尺框时，活动要自如，不应有过松或过紧，更不能有晃动现象。用固定螺钉固定尺框时，卡尺的读数不应有所改变。在移动尺框时，不要忘记松开固定螺钉，亦不宜过松以免掉了。（3）为了获得正确的测量结果，可以多测量几次。即在零件的同一截面上的不同方向进行测量。对于较长零件，则应当在全长的各个部位进行测量，务使获得一个比较正确的测量结果。,（4）用游标卡尺测量零件时，不允许过分地施加压力，所用压力应使两个量爪刚好接触零件表面。如果测量压力过大，不但会使量爪弯曲或磨损，且量爪在压力作用下产生弹性变形，使测量得的尺寸不准确(外尺寸小于实际尺寸，内尺
12、寸大于实际尺寸)。（5）在游标卡尺上读数时，应把卡尺水平的拿着，朝着亮光的方向，使人的视线尽可能和卡尺的刻线表面垂直，以免由于视线的歪斜造成读数误差,为了更好的掌握游标卡尺的使用方法，把上述提到的几个主要问题，整理成顺口溜：量爪贴合无间隙，主尺游标两对零。尺框活动能自如，不松不紧不摇晃。测力松紧细调整，不当卡规用力卡。量 轴 防 歪 斜，量 孔 防 偏 歪。测 量 内 尺 寸，爪 厚 勿 忘 加。面 对 光 亮 处，读 数 垂 直 看。,（二）表盘卡尺和数显卡尺,以上所介绍的各种游标卡尺都存在一个共同的问题，就是读数不很清晰，容易读错，有时不得不借放大镜将读数部分放大。现有游标卡尺采用无视差结
13、构，使游标刻线与主尺刻线处在同一平面上，消除了在读数时因视线倾斜而产生的视差；有的卡尺装有测微表成为带表卡尺（图12），便于读数准确，提高了测量精度；更有一种带有数字显示装置的游标卡尺（图13），这种游标卡尺在零件表面上量得尺寸时，就直接用数字显示出来，其使用极为方便。,图12 带表卡尺,图13 数字显示游标卡尺,零位,电源开关,mm/in,1、测量范围与精度,（1）带表卡尺：0150mm，分辨率：0.01mm；0200mm，分辨率：0.02mm；0300mm，分辨率：0.05mm。（2）数显卡尺：0150mm；0200mm；0300mm；0500mm；分辨率全部为：0.01mm。,（三）深度
14、卡尺,1.结构：深度游标卡尺如图14所示，用于测量零件的深度尺寸或台阶高低和槽的深度。它的结构特点是尺框3的两个量爪连成一起成为一个带游标测量基座1，基座的端面和尺身4的端面就是它的两个测量面。如测量内孔深度时应把基座的端面紧靠在被测孔的端面上，使尺身与被测孔的中心线平行，伸入尺身，则尺身端面至基座端面之间的 距离，就是被测零件的深度尺寸。它的读数方法和游标卡尺完全一样。,图14 深度游标卡尺,结构：1-测量基座；2-紧固螺钉；3-尺框；4-尺身；5-游标,2.深度卡尺的使用方法：测量时，先把测量基座轻轻压在工件的基准面上，两个端面必须接触工件的基准面，图15(a)所示。测量轴类等台阶时，测量
15、基座的端面一定要压紧在基准面，图15(b)(c)所示，再移动尺身，直到尺身的端面接触到工件的量面（台阶面）上，然后用紧固螺钉固定尺框，提起卡尺，读出深度尺寸。多台阶小直径的内孔深度测量，要注意尺身的端面是否在要测量的台阶上,图15(d)。当基准面是曲线时，图15(e)，测量基座的端面必须放在曲线的最高点上，测量出的深度尺寸才是工件的实际尺寸，否则会出现测量误差。,图15 深度游标卡尺用方法,(a),(b),(c),(d),(e),二、内径百分表,1.定义：内径百分表是内量杠杆式测量架和百分表的组合，如图5-19所示。用以测量或检验零件的内孔、深孔直径及其形状精度。,2.结构,内径百分表测量架的
16、内部结构，由图5-19可见。在三通管3的一端装着活动测量头1,另一端装着可换测量头2，垂直管口一端，通过连杆4装有百分表5。活动测头1的移动，使传动杠杆7回转，通过活动杆6，推动百分表的测量杆，使百分表指针产生回转。由于杠杆7的两侧触点是等距离的，当活动测头移动1mm时，活动杆也移动1mm，推动百分表指针回转一圈。所以，活动测头的移动量，可以在百分表上读出来；两触点量具在测量内径时，不容易找正孔的直径方向，定心护桥8和弹簧9就起了一个帮助找正直径位置的作用，使内径百分表的两个测量头正好在内孔直径的两端。活动测头的测量压力由活动杆6上的弹簧控制，保证测量压力一致。,图5-19 内径百分表,3.内
17、径百分表规格,内径百分表活动测头的移动量，小尺寸的只有01mm，大尺寸的可有03mm，它的测量范围是由更换或调整可换测头的长度来达到的。因此，每个内径百分表都附有成套的可换测头；国产内径百分表的读数值为0.01mm，测量范围有：1018；1835；3550；50160mm等。,3.使用注意事项,用内径百分表测量内径是一种比较量法，测量前应根据被测孔径的大小，在专用的环规或百分尺上调整好尺寸后才能使用。调整内径百分尺的尺寸时，选用可换测头的长度及其伸出的距离(大尺寸内径百分表的可换测头，是用螺纹旋上去的，故可调整伸出的距离，小尺寸的不能调整)，应使被测尺寸在活动测头总移动量的中间位置。内径百分表
18、的指针摆动读数，刻度盘上每一格为0.01mm，盘上刻有100格，即指针每转一圈为1mm。,4.使用方法,内径百分表用来测量圆柱孔，它附有成套的可调测量头，使用前必须先进行组合和校对零位，如图5-19所示。组合时，将百分表装入连杆内，使小指针指在01 的位置上，长针和连杆轴线重合，刻度盘上的字应垂直向下，以便于测量时观察，装好后应予紧固。,图5-19 内径百分表,图5-20 用外径百分尺调整尺寸,测量前应根据被测孔径大小用外径百分尺调整好尺寸后才能使用，如图5-20所示。在调整尺寸时，正确选用可换测头的长度及其伸出距离，应使被测尺寸在活动测头总移动量的中间位置。测量时，连杆中心线应与工件中心线平
19、行，不得歪斜，同时应在圆周上多测几个点，找出孔径的实际尺寸，看是否在公差范围以内。图5-21所示。,图5-21 内径百分表的使用方法,三、万能角度尺,万能角度尺是用来测量精密零件内外角度或进行角度划线的角度量具万能角度尺尺座上的刻度线每格1。由于游标上刻有30格，所占的总角度为29，因此，两者每格刻线的度数差是：即万能角度尺的精度为2,1、结构：,图6-1 万能角度尺,1.主尺 2.直角尺 3.游标 4.基尺 5.制动头 6.扇形板 7.卡块 8.直尺,2.测量范围 在万能角度上，基尺4是固定在尺座上的，角尺2是用卡块7固定在扇形板上，可移动尺8是用卡块固定在角尺上。若把角尺2拆下，也可把直尺
20、8固定在扇形板上。由于角尺2和直尺8可以移动和拆换，使万能角度尺可以测量0320的任何角度，如图6-2所示,图6-2 万能量角尺的应用,由图6-2可见，角尺和直尺全装上时，可测量050的外角度，仅装上直尺时，可测量50140的角度，仅装上角尺时，可测量140230的角度，把角尺和直尺全拆下时，可测量230320的角度(即可测量40130的内角度)。万能量角尺的尺座上，基本角度的刻线只有090,如果测量的零件角度大于90，则在读数时，应加上一个基数（90；180；270；）。当零件角度为：90180，被测角度=90+量角尺读数，180270，被测角度=180+量角尺读数，270320被测角度=2
21、70+量角尺读数。用万能角度尺测量零件角度时，应使基尺与零件角度的母线方向一致，且零件应与量角尺的两个测量面的全长上接触良好，以免产生测量误差。,四、硬度计,1.韦氏硬度计种类：W-20、W-20a、W-20b三种型号；W-20型是通用性，用于测量厚度在0.86.0mm的材料；W-20a型是超厚材料专用型，用于测量厚度在6.013mm的材料；W-20b型是细管材专用型，用于测量内径为6.0（或5.0）mm以上的管材。,2.结构和操作原理：韦氏硬度计是一种压痕硬度计。在一定压力下，将压针压入试样表面，压入深度与材料的硬度成反比，韦氏硬度用符号HW表示。1、框架 7、调节螺母 2、支撑螺钉 8、压
22、针套筒 3、手柄 9、负荷弹簧 4、复位键 10、压针 5、调节螺钉 11、砧座 6、表头 12、复位弹簧,3.仪器校正：分为满刻度校正和标准块校正两部分。（1）满刻度校正：实际上是为仪器提供一个基准点，仪器的基准点设置在满刻度20的位置。校正方法是，当压针紧压在砧座上时，调整满刻度调节螺钉，使指针指在20的位置（允许偏差0.5HW）。,(2)标准块校正法：将标准硬度块置于砧座和压针之间,压紧手柄,施加足够的压力,读取表头读数,如果读数与标准硬度块上的硬度值相同,(允许偏差0.5HW),仪器就校正好了.,4.举例说明,将被测型材置于砧座和压针之间,压下手柄,直至感到已压到底,这时表头针将指示出
23、一个读数.,5.影响测量精度的因素,（1）试样：试样表面应做清洁处理，试样上的污物，特别是细砂粒可能会影响测量精度。（2）灵敏度：仪器在刻度4以下和17以上范围内灵敏度明显降低，测量精度夜也随之降低。（3）试样边缘：测试时，测量点到试样边缘的距离应大于5mm。靠近试样边缘测量会影响测量精度。,(4)相邻压痕：测试时应注意两相邻压痕之间的距离应不小于6mm，否则，前一个压痕对后一次测量的精度将产生影响。(5)氧化膜:坚硬的氧化膜尽管很薄，对型材硬度测量的精度也会产生影响，经验表明，厚度为10-15m的膜厚将会使硬度测量值偏高0.5HW。(6)涂层:各种涂层都会严重影响材料硬度的测量精度，因此，要求用砂纸或溶剂除掉涂层之后再进行硬度测量。,THANKS THE END!,
