量具的使用与保养.doc

常用量具及量仪等使用与维护保养 新学员上岗培训教材 编写：许恒源 扬 州 五 亭 桥 缸 套 有 限 公 司 常用量具及量仪等使用与维护保养 量具的定义是：在使用时以固定形式复现给一定量的一个或多个已知值的一种测量器具。量具按其特点和构造可分为：标准量具、通用量具和极限量规。 标准量具是按基准复制出来的代表一个固定尺寸的量具。它可作为实物标准，用以校对和调整其它测量器具，也可作精密测量用。例如量块、角度块等。通用靓局是指有刻度，可以用来测量在一定范围内任一值的量具。例如钢直尺、游标卡尺和外径千分尺等。极限量规是指无刻度的专用量具，它不能测量工件的具体数值，只能用来检验工件是否合格。塞规、卡板等均属于极限量规。游标卡尺、外径千分尺、百分表及内径百分表、气动量仪等工作原理和使用方法。 一、游 标 卡 尺 游标卡尺的结构形式和规格 游标卡尺是机械加工中广泛应用的常用量具之一。它可以直接测量出各种工件的内径、外径、中心距、长度、宽度和深度等。 游标卡尺的结构形式有：、型四种。常用的有型和型。型游标卡尺结构如图 所示： 型游标卡尺由外测量爪1、刀口内量爪2、尺身3、紧固螺钉4、游标5和深度尺6 组成。外测量爪1用于测量工件的外径和长度等，刀口内测量爪用于内径和槽宽等，深度尺6可用于测量工件深度和台高等。 型游标卡尺 型游标卡尺结构如图所示： 型游标卡尺 刀口外测量爪 紧固螺钉 尺身 螺钉 微动装置 螺母 螺杆 游标 内外测量爪 型游标卡尺和型游标卡尺区别是在游标8上增加了微动装置5。旋紧螺钉4，松开紧固螺钉2，转动螺母6，通过螺杆7即可微调游标8，得到较为准确的尺寸。 刀口外测量爪1用于测量沟槽直径和孔距等，内外测量爪9用于测量工件的外径和内部尺寸等，但在测量工件的内部尺寸时，应把卡尺的读数值加上内测量爪的厚度，才是被测量工件的实际尺寸。 游标卡尺的规格 游标卡尺的规格是按量限的起止范围来定的。常用的规格有0125、0150、0200、0300等。 游标卡尺按游标读数值（分度值）的不同可分为0.1、0.05、0.02mm三种这三种游标卡尺的尺身刻度相同，即每一小格为1mm,每一大格为10mm,区别在于游标与尺身刻线宽度相对应的关系不同。下面就以读数值为0.05的游标卡尺为例，说明其读数原理及方法。 0.05的游标卡尺读数原理是：尺身每格刻线宽度为1mm,使尺身19格刻线的宽度与游标20格刻线的宽度相等，则游标的每格刻线的实际宽度为19÷200.95(mm)，尺身和游标的刻线间距之差为1.00-0.95=0.05mm，这个差值就是0.05游标卡尺的分度值。 用游标卡尺测量零件时，读数可分为以下三个步骤： a. 读整数读出游标零线左边靠近零线最近的尺身刻度的整数部分。 b. 读小数判断游标第几根刻线与主尺刻线对准，用游标刻线的序号乘以游标读数值，即得到小数部分读数。 c. 整个读数把上面两次读数值相加，即可得到整个读数。 如图 所示的分度值为0.05mm游标卡尺，其整数部分读数值为132mm;小数部分值为0.05×90.45mm；整个读数值为132+0.45=132.45mm。分度值为0.1、0.02的游标卡尺读数方法与分度值伪0.05的游标卡尺类似。其它类型的游标卡尺，例如，深度游标卡尺、齿厚游标卡尺等，其读数原理和方法与普通游标卡尺完全相同。 游标卡尺的正确使用和维护保养 为了保证读数准确，使用游标卡尺测量时，必须做到： 按所测工件的部位和尺寸精度，正确合理地选择游标卡尺的种类和规格。 使用前，先检看量具的检定合格证是否在有效期内，然后将游标卡尺擦净，检查工作表面是否有锈蚀、碰伤及影响使用质量的缺陷。 尺框移动应平稳灵活，深度尺不应有窜动现象。 测量前，轻轻推动尺框，使两个量爪合龙，待严密贴而无明显漏光间隙时，检查游标零线与尺身零线、游标尾线与尺身相对应刻线是否对齐。如果不对齐，应送计量部门检修。 测量内孔直径时，应使量爪的测量线通过孔心，取其最大值。 使用深度尺测量孔深或高度时，尺身要垂直，不可前后左右倾斜。 测量力要适当，测量力过大或过小，均会增大测量误差。 读数时，应使视线垂直于卡尺刻度线，否则会增大测量误差 。 为了保证游标卡尺的精度；延长使用寿命，还应正确维护和保养游标卡尺，必须做到： a. 不准把游标卡尺的量爪尖当作划针、圆规等使用，也不可作为卡钳或卡板使用。 b. 游标卡尺损伤或测量面和尺身等有毛刺、弯曲等情况时，应及时送计量部门修理，切不可自行拆修。 c. 游标卡尺不要放在强磁场的附近，也不要和车刀、锉刀等其它工具放在一起。 d. 测量结束后，要把卡尺平放，否则会弯曲变形。 e. 游标卡尺使用完毕后，要擦净上油，放入盒内，防止生锈。f. 为了保持游标卡尺的精度。必须进行周期检定。 二、 外 径 千 分 尺 千分尺的结构形式和规格 千分尺是机械行业中应用最为广泛的精密量具之一。按其用途可分为外径千分尺、内径千分尺、壁厚千分尺等（也有称为外径百分尺的）。其中外径千分尺使用最为普遍。 图 2-1所示的是测量范围为025mm的外径千分尺，它由尺架1、测砧2、测微微螺杆3、锁紧装置4、固定套管5、微分筒6、测力装置7和隔热装置8等组成。 常用的外径千分尺的测量范围有025mm、2550mm、5075mm以至几米以上，但测微螺杆的测量位移一般均为25mm。 千分尺的读数原理及读数方法 千分尺是利用螺旋副的传动原理，将角位移转变为直线位移来进行测量的。固定套筒上的刻度间距是0.5mm,微分筒的圆锥面上也刻有50等分的圆周刻线。将微分筒旋转一圈时，测微螺杆轴向位移0.5mm,当微分筒旋转一格时，测微螺杆轴向位移为0.5mm =0.01mm。这样，就可以由微分筒上的刻度精度精确地读出测微螺杆位移的小数部分。所以，千分尺的分度值为0.01mm。 外径千分尺的读数机构是由固定套管和微分筒组成。固定套管上的纵刻线是微分筒读数读数值的基准线，而微分筒锥面的端面则是固定套管读数值的指示线。 固定套管刻纵线的两侧各有一排均匀的刻线，刻线的间距都是1mm，且相互错开0.5mm。标出数字的一侧表示0.5mm数。 用外径千分尺进行测量时，其读数可分为以下三步： 读整数读出微分筒锥面的端面左面固定套管上露出来的刻线数值。且为被测件的mm整数或0.5mm数。 读小数找出与基准线对准的微分筒上的刻线数值，如果此时整数部分为mm整数，那么该刻数就是被测件的小数值；如果此时整数部分的读数值为0.5mm数，则该刻线数值还要加上0.5mm,才是被测件的小数部分。 整个读数把上面两次数值相加，就是被测件的整个读数值。 其它千分尺如公法线千分尺、壁厚千分尺等，它们的读数原理与读数方法和外径千分尺完全相同。 为保证册了的准确性，使用千分尺时必须注意以下几点： 根据不同的精度工件，合理选用千分尺。一般情况下，0级千分尺适用于测量IT8级精度以下的工件，1级千分尺适用于测量IT9级精度以下的工件。 使用前，先检查量具检定合格证是否在有效期内，然后检查各活动部分是否灵活可靠，并用校棒检查零位是否准确。 测量前必须先把工件测量面擦干净，以免脏物影响测量精度。 测量时，要使测微螺杆轴线与工件被测尺寸方向一致。不要倾斜，转动微分筒，当测量面将与工件表面接触时，应改为转动棘轮，直到发出“咔咔”的响声后，方可读数。如必须取下千分尺进行读数时，应用锁紧装置将测微螺杆锁住，在轻轻滑出千分尺。 测量中，左手应拿住尺架隔热装置，防止手温影响测量的准确性。 不允许用千分尺测量粗糙表面和带毛刺的边缘表面，更不允许测量运动着的工件。 为了保持千分尺的测量精度，延长使用寿命，还要维护保养好千分尺，注意做到以下几点： 不能手握千分尺的微分筒任意摇动，防止过快磨损和损伤。 千分尺应避免撞击，如果有脏物进入测微螺杆内造成旋转不灵时，应送计量部门检修，不能自行拆卸。 不准把千分浸在机油或冷却液中，不准在千分尺的微分筒和固定套筒之间加酒精或其它普通机油。 千分尺要保持清洁，同时还要将两测量面涂一层防锈油，并让两测量面相互离开一些，放在量具盒内。 为了保持千分尺的精度，还必须进行周期检定。 三、 百分表和内径百分表 百分表 钟面式百分表简称百分表。它具有传动比大、结构简单、使用方便等特点。在机械制造行业中主要用于机械零件的长度尺寸、形状和位置偏差的绝对测量或相对测量，也能够在某些机车或测量量装置中作定位和指示用。 它的外形图和传动原理图如下： 从图中可以看出，当切有齿条的测量杆5上下移动时，带动与齿条啮合的小齿轮1转动。此时与小齿轮固定在同一轴上的大齿轮2也跟着转动，通过大齿轮2即可带动中间齿轮3及与中间齿轮固定在同一轴上的指针6。这样通过齿轮传动系统就可将测量杆的微小位移经放大转变为指针的偏转，并由指针在刻度盘上指示出相应的示值。 为了消除齿轮传动系统中由于齿轮间隙而引起的测量误差，在百分表内装游丝8，由游丝产生的扭转力矩作用在大齿轮7上，大齿轮7也与中间齿轮3啮合，这样可保证齿轮在正反转时都在同一齿侧面啮合。弹簧4是控制百分表测量力的。 百分表的分度值为0.01mm,表盘沿圆周刻有100条等分刻线。因此，百分表的齿轮传动系统应使量杆移动1mm,指针回转一圈。 百分表的示值范围有：03mm 、05mm和010mm三种，特殊的还有020mm、030mm等。 内径百分表内径百分表主要以相对测量法测量内孔尺寸及其几何形状误差，在生产中被广泛用于测量孔径。内径百分表的结构如下图所示，它由百分表和表架组成。百分表7的得了杆与传动杆5始终接触，弹簧6是控制测量力的，并经传动杆5、杠杆8向外顶着活动测头1。测量时，活动测量头1的移动使杠杆8回转，通过传动杆推动百分表7的测量杆，使百分表指针偏转。由于杠杆8是等臂的，当活动测量头移动1mm时，传动杆5也移动1mm，推动百分表指针回转一圈。所以，活动测量头的移动，可以在百分表上读出来。 定位装置9起找正直径位置的作用，因为可换测量头2和活动测量头1的轴线恰为定位装置的中垂线，此定位置保证了可换测量头和活动测量头的轴线位于被测孔的直径位置上。内径百分表活动测量头允许的移动量很小，它的测量范围是由调整或更换量头的长度而达到的。 百分表和内径百分表的使用及其保养 百分表和内径百分表在测量工件时，只有正确使用，才能保证测量的准确。因此，使用时必须做到： 使用前，首先查看量具检定合格证是否在有效期内，并检查百分表灵活程度，尤其应注意察看活动测量头和可换测量头的球面部分磨损情况。 把百分表擦试干净，装入弹簧夹头中，使百分表的指针旋转一圈后，再紧固弹簧夹头。应注意夹紧力不宜太大。 根据被测尺寸，选取相应尺寸的可换测头装到表架上，拧尽量使活动测头在或动范围的中间处使用，此时杠杆误差最小。 用标准环规调整尺寸，即校对零位。先将活动测量头放入标准环规内，再放入可换测头，使测杆与孔壁垂直。沿孔的轴线方向微微摆动，找出指针的“拐点”，即为最小指示值。转动百分表的外圈，使表盘的零线与指针的“拐点”相重合，再摆动几次，检查零位是否稳定。然后，将内径百分表从标准环规中轻轻取出。 测量工件内孔的操作方法与校对零位相同。读数时，如果指针正好指在零位，说明被测孔径与标准环规的尺寸相等；若指针顺时针方向偏离零位，表明被测孔径小于标准环规尺寸，其值为标准环规尺寸减去偏离值；若指针逆时针方向偏离零位，则表明被测孔径大于标准环规尺寸，其值为标准环规尺寸加上偏离值。 为了保证内径百分表的精度，并延长其使用寿命，还必须进行正确的维护和保养，应注意以下几点： 装卸百分表时，不允许硬性插入或拔出，必须先松开弹簧夹头的紧固螺钉。 测量时，不能用力过大或过快地按压活动测头，不要使活动测头受到剧烈震动，轻拿轻放，以防破坏以调好的尺寸。 在使用过程中，要经常校对零位。 测量完毕后，应将百分表、可换测头取下擦干净，并在测头上涂好防锈油，放入盒内，置于干燥处。 为了保持百分表和内径百分表的精度，必须进行周期检定。四、 浮标式气动量仪 气动量仪是机械制造业中使用最多的一种新型精密长度测量仪器。它能将工件尺寸的变化转换成压缩空气流量或压力的变化，然后由指示装置指示出来，从而测量出工件尺寸的误差。浮标式气动量仪（以下简称气动量仪），按量仪指示管数可分为单管、双管和三管等，按量仪的公称倍率又可分为1000北、2000倍、5000倍和10000倍等，我公司目前普遍采用的是2000倍气动量仪。 气动量仪由量仪本体和测量头两部分组成。本体主要包括过滤器、稳压器、分配室、指示部分、调整部分等。当压缩空气通过锥度玻璃管时，流量的变化就使得浮在玻璃内浮标的位置作相应的变化。于是从刻度尺上浮标的变化量就可以直接读出被测量尺寸的变化。 气动量仪是精密测量仪器的一种，由于采用压缩空气的流量变化进行测量，所以在使用中对下列各项应给予足够重视： 压缩空气的压力应保持在0.3MPa之间。 气源要尽量清洁、干燥。 气动量仪的结构及工作原理如下图： 每天工作前，在同入压缩空气的条件下，将空气过滤气下部的放水阀打开，把积存的水份放除，每天停止工作时亦应进行同样的工作。 零位旋钮和放大倍数旋钮不宜过松或过紧。 浮标与刻度尺之间存在着一定距离，在读数时应特别注意。正确的读数方法是：人的眼睛与浮标的上平面在同一水平线上。 在长时间的连续测量过程中或中断测量以后重新工作时，应经常用校对规（柱）校队零位。 拆卸锥度玻璃管及浮标清洗时，要轻拿轻放，安装时要注意锥度玻璃管与上下密封垫不能漏气。在没有必要时不要将锥度玻璃管卸下，以免打碎玻璃管，或弄坏浮标。 长期使用气动量仪必须进行周期检定。 五、 专 用 量 具 专用量具的种类很多，本节着重讲解卡规（有称卡板）和塞规的工作原理及使用方法。 卡规和塞规都是成对使用的，一端为通规，代号为T；一端为止规，代号为Z。用它们检验孔轴时，虽然不能测出孔轴尺寸的具体数值，但能判断孔、轴的尺寸是否合格，再加上它们结构简单，制造容易和使用方便，故在成批和大量生产中得到广泛应用。 卡规 卡规是检验轴用的极限量规，它的大端是按轴的最大极限尺寸设计的，其作用是防止轴的作用尺寸大于极限尺寸；止端是按轴的最小极限尺寸设计的，其作用是防止轴的实际尺寸小于轴的最小极限尺寸。 检验时，若工件能通过通规，而不能通过止规，则表明工件的被测尺寸控制在允许的工差范围内。 下面介绍了几种常用的卡规型式： 片形双头卡规和片形单头卡规分别用来检验直径150mm和170mm的轴。 片形单头卡规常用来检查直径1300mm的轴。 使用卡规的通规检验时，尽可能从轴的上面来检验。用手拿住卡规，凭卡规本身的重量从轴的外圆上轻轻滑过。如从水平方向来检验，则一手拿工件，一手拿卡规，把卡规轻轻地从轴的外圆上滑过。通规顺利通过工作，就表明卡规的通规检验合格。应注意，切不可用力强行通过。 用卡规的止规来检验时，若工件不能通过就表示止规检验合格。 检验工作时，只有通规和止规联合使用，并且分别检验合格时，才表示工件合格。否则则为不合格品。 塞规 塞规是检验孔用的极限量规。它的通端是根据孔的最小极限尺寸；其作用是防止孔的作用尺寸小于孔的最小极限尺寸；止规是按孔的最大的极限尺寸设计的，其作用是防止孔的实际尺寸大于孔的最大极限尺寸。 几种常用的塞规结构型式有： 锥柄测头塞规是用于检验直径350mm的孔，测头尾都有1:50的锥度，用于与手柄内孔装配。通规和止规分别装在手柄的两头。 套式塞规是用于检验直径30100mm的孔，测头用螺钉和销钉固定在手柄上。 单头不完整塞规用于检验直径70300mm的孔，由于其尺寸较大，故每个手柄仅装入一个测头。测头通常用两个螺钉固定在手柄上。 片形双头塞规用于检验直径18-100mm的孔。它是由金属板制成，其测量面为不完全圆柱面，结构简单，但容易磨损。 用全形塞规检验垂直位置的被测孔，应从上面检验。用手拿住塞规的柄部，凭塞规的自重，让塞规滑入孔内。对于水平位置的被测孔要顺着孔的轴线，把通规轻轻送入孔中，通规顺利进入被测孔，则表示通规检验合格。但应注意，切不可用力强行推进或旋入。 用不全形塞规检验孔时，应在两个轴向平面通过工作；用片状塞规检验工作时，至少要在孔的两个垂直直径方向上检验。只有达到上述要求，并能顺利进入孔径时，才能认为通规检验合格。 用塞规的止规检验工作时，只有将止规的倒角部分放入孔口的边缘上，而工作表面塞不进去，才表示止规检验合格。对于通孔，必须从孔的两端进行检验。 用塞规检验工作时，必须通规和止规联合使用。只有通规和止规分别检验合格时，才可以认为工件检验合格。