量具基础知识培训

量具基础知识培训刘庆宏2014-05-28——游标卡尺类一、量具的基础知识什么是量具?是具有固定形态,可直接复现或提供给定量的一个或多个已知量值的计量器具。量具可分为:(1)单值量具(2)多值量具(3)成套量具。如:直尺、线纹尺、砝码、量块等。什么是测量：测量是以确定被测对象量值为目的的全部操作过程。一个完整的测量过程应包括被测对象、计量单位、测量方法（指测量时采用的方法、计量器具和测量条件的综合）和测量精度等四个方面。测量技术包括“测量”和“检验”。什么是检验：检验是指为确定被测几何量是否在规定的极限范围之内，从而判断是否合格，而不能得出具体的量值。对测量技术的基本要求：合理的选用计量器具与测量方法，保证一定的测量精度，具有高的测量效率，底的测量成本，通过测量分析零件的加工工艺，积极采取预防措施，避免废品发生。计量器具：凡能用以直接或间接测出被测对象的量具、计量仪器和计量装置统称为计量器具。计量器具包括：计量基准、计量标准。测量方法的分类：在长度测量中，测量方法是根据被测对象的特点来选择和确定的。测量方法主要有以下几种：（1）按获得被测值的方法不同，可分为直接测量和间接测量A：直接测量——凡是被测的量，直接由量具或计量仪器的读数装置上读得。如用外径千分尺测量圆柱体直径。B：间接测量——测量与被测的量不是直接测的，而是通过测得有关间接的量与被测量的已知关系计算出被测量的大小。如测量两孔的中心距L。（2）按测量时是否与标准器比较可分为绝对测量和相对测量。A：绝对测量——被测量的全值可以直接由计量器具的读数装置上获得。它的特点是任意被测量可以全部地和量具的标准单位进行比较。例如：用卡尺内量爪测量孔径。B：相对测量——先用标准器调整计量器具零位，然后再把被测件放进去测量，由计量器具的读数装置读出被测的量相对于标准器的偏差。它在实际测量工作中也称比较法或微差法。例如用杠杆卡规、测微计等的测量。（3）按被测量表面与计量器具是否有机械接触，可分接触测量和非接触测量。A.接触测量——计量器具的测量头与工件被测表面以机械测量力接触。在接触测量中，按接触形式可分为以下三种情况：(a)点接触。如用内径量表测量孔径。(b)线接触。如外径千分尺测圆柱体。(c)面接触。如平晶测量千分尺工作面平面性。B.非接触测量——计量器具的测量头与工件被测表面不接触，即表面间无测力存在。如用投影法测量等。（4）按同时测量参数的数目不同可分为单项测量和综合测量。A.单项测量——对被测工件每一个参数分别进行测量。它能测得该参数的绝对值。如用工具显微镜分别测量螺纹的大径、中径、小径、螺距和牙型半角等。B.综合测量——对被测工件几个有关互换性参数一次同时测量或测量其综合指标。这种方发能全面的评定各个参数单项误差总和，因为单项误差会产生相互补偿。如用螺纹通规检验螺纹的作用中径。（5）按测量过程所处的状态可分静态测量和动态测量。A.静态测量——在测量的过程中，工件的被测表面与计量器具的测量头处于相对静止状态。对被测工件逐个地进行单项测量，这是日常测量中大量地进行的。使用通用量具所进行的测量也是静态测量的一种。B.动态测量——在测量过程中，工件的被测量表面与计量器具的测量头处于相对运动状态。对被测工件进行连续的自动测量。这是目前还比较新的测量方法，例如用激光比长仪检定精密线纹尺，用激光丝杆检查仪检定精密丝杆的螺距，都属于动态测量。（6）按测量技术在机械制造工艺过程中所起作用可分主动测量和被动测量。A.主动测量——是被测工件在加工过程中所进行的测量，测量结果可直接用于控制加工过程，决定是否继续加工还是调整机床。是一种最先进的测量方法，使加工过程和测量同时，可以预防生产废品。B.被动测量——是被测工件在加工完以后进行的测量，其测量结果主要用来发现并剔除废品。只能鉴别工件合格与否，不能及时防止废品。长度计量器具的分类（1）游标式计量器具（游标卡尺、游标高度尺及游标角度规等）；（2）测微式计量器具（外径千分尺、内径千分尺等）；（3）指示表式计量器具（百分表、千分表、杠杆齿轮式比较仪、扭簧比较仪等）；（4）气动式量仪（压力式、流量计式）；（5）光学机械式量仪（光学计、测长仪、投影仪、干涉仪等）；（6）电动式量仪（电接触式、电感式、电容式、光电式、机光电综合式等）。测量误差的定义测量时，由于受测量条件和测量方法的限制，我们所得到的测量值与被测真值之间存在着一个差值，这就是测量误差。在测量领域，某给定特定量的误差，根据其表示方法不同，可表达为绝对误差、相对误差、和引用误差等。（1）绝对误差：测量结果与真值的差值。（2）相对误差：绝对误差与被测量的（约定）真值之比的百分数。相对误差表示的是测量结果所含有的误差率；绝对误差表示的是测量结果减去真值所得的量值。相对误差只有大小和正负号，而无单位；而绝对误差不仅有大小、正负号，还有单位。（3）引用误差：绝对误差与特定值之比的百分数。特定值一般称为引用值，它可以是计量器具的量程、标称范围的最高值或中间值，也可以是其它某个明确规定的值。误差的来源：测量误差主要来源以下几个方面：(1)测量装置误差;(2)测量方法误差;(3)被测件的安装定位误差；(4)环境条件引起的误差；(5)测量操作人员的主观误差；计量器具的选用原则（1）在选择计量器具时，既要考虑测量的准确性，又要符合经济原则。具体地说应A：所选取用的量具的测量范围必须满足工件尺寸的要求。B：按被测工件的尺寸公差来选用量具，（2）选用量具的测量极限误差，应按被测工件所允许的公差的1/10～1/3。（3）按被测零件的加工方法、批量和数量选择。（4）按被测零件的结构、特性选择。（5）按被测零件所处的状态、条件选择。二、几种常用量具的使用方法（一）、塞尺、塞规、环规（1）塞尺塞尺又称厚薄规或间隙片。主要用来检验两个结合面之间的间隙大小。塞尺是由许多层厚薄不一的薄钢片组成，按照塞尺的组别制成一把一把的塞尺，每把塞尺中的每片具有两个平行的测量平面，且都有厚度标记，以供组合使用。1.1塞尺规格单片塞尺厚度一般为：0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.10mm、0.15mm、0.20mm、0.25mm、0.30mm、0.35mm、0.40mm、0.45mm、0.50mm、0.75mm、1.00mm。1.2塞尺的使用与维护保养1、测量时，根据结合面间隙的大小，用一片或数片重迭在一起塞进间隙内。例如用0.03mm的一片能插入间隙，而0.04mm的一片不能插入间隙，这说明间隙在0.03～0.04mm之间，所以塞尺也是一种界限量规。2、根据结合面的间隙情况选用塞尺片数，片数越少则测量结果越准确，应避免多片重迭使用；3、测量前必须清洁两结合面和塞尺的两面；4、测量时需避免因用力过大造成的误判及塞尺的受力折弯；5、不能测量温度较高的工件；6、塞尺使用完应清洁保养，避免表面生锈。（2）塞规检验孔用的专用量规，可分为通规和止规。常用的有光面塞规和螺纹塞规。光面塞规做成圆柱形状，两端分别为通端和止端，用来检查孔的直径。螺纹塞规是测量内螺纹尺寸的正确性的工具。此塞规种类可分为普通粗牙、细牙和管子螺纹三种。（3）环规检验外径用的专用量规，可分为通规和止规。常用的有光面环规和螺纹环规。光面环规做成圆环形状，两端分别为通端和止端，用来检查轴的直径。螺纹环规是测量外螺纹尺寸的正确性的工具。此环规种类可分为普通粗牙、细牙和管子螺纹三种。1.3塞规及环规的使用与维护保养量具使用前：应注意被测要素公差等级及偏差代号与量具标识的公差等级、偏差代号相同。检验测量过程：首先要清理干净被测要素表面油污及杂质，然后通规可以通过且止规可以止住判定合格，否则以不合格判定。量具使用完毕后，应及时清理干净测量部位附着物，存放在规定的量具盒内。量具使用过程必须轻拿轻放，以防止磕碰而损坏测量表面。严禁将量具作为切削工具强制旋入，避免造成早期磨损。二、游标类卡尺（一）游标卡尺卡尺主要有游标卡尺、带表卡尺和电子数显卡尺三种。基本结构类似，其中游标卡尺是最常见也是使用最广泛的一种。游标卡尺的基本结构包含：内测量爪（上），外测量爪（下），紧固螺钉，微动装置（部分卡尺有），主尺、游标尺、深度尺组成。游标卡尺带表卡尺数显卡尺1.1游标卡尺的三种结构形式(1)测量范围为0～150mm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2—1。1-尺身；2-上量爪；3-尺框；4-紧固螺钉；5-深度尺；6-游标；7-下量爪图2-1(2)测量范围为0～200mm和0～300mm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―2。1一尺身；2一上量爪、3一尺框；4一紧固螺钉；5一微动装置；6一主尺；7一微动螺母；8一游标；9—下量爪图2-2(3)测量范围为0～200mm和0～300mm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2-3。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2-31.2游标卡尺主要由下列几部分组成(1)具有固定量爪的尺身。尺身上有类似钢尺一样的主尺刻度。主尺上的刻线间距为1mm。主尺的长度决定于游标卡尺的测量范围。(2)具有活动量爪的尺框。尺框上有游标，游标卡尺的游标读数值可制成为0.1；0.05和0.02mm的三种。游标读数值，就是指使用这种游标卡尺测量零件尺寸时，卡尺上能够读出的最小数值。(3)在0～150mm的游标卡尺上，还带有测量深度的深度尺。深度尺固定在尺框的背面，能随着尺框在尺身的导向凹槽中移动。测量深度时，应把尺身尾部的端面靠紧在零件的测量基准平面上。(4)测量范围等于和大于200mm的游标卡尺，带有随尺框作微动调整的微动装置。使用时，先用固定螺钉4把微动装置5固定在尺身上，再转动微动螺母7，活动量爪就能随同尺框3作微量的前进或后退。微动装置的作用，是使游标卡尺在测量时用力均匀，便于调整测量压力，减少测量误差。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”。当尺框向右移动到某一位置时，固定量爪与活动量爪之间的距离，就是零件的测量尺寸。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，现把三种游标卡尺的读数原理和读数方法介绍如下。（1）游标读数值为0.1mm的游标卡尺如图2―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=9mm÷10=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。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2-4(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2―4(b)的尺寸即为：5×0.1=0.5(mm)。（1.1）游标读数值为0.1mm的游标卡尺图2-4游标读数原理(1.2)游标读数值为0.1mm的游标卡尺另有1种读数值为0.1mm的游标卡尺，图2-5(a)所示，是将游标上的10格对准主尺的19mm，则游标每格=19mm÷10=1.9mm，使主尺2格与游标1格相差=2-1.9=0.1mm。这种增大游标间距的方法，其读数原理并未改变