钳工工艺学 常用量具教学PPT.ppt

了解技术测量的一般概念；掌握钳工常用量具的结构种类、读数方法及其应用，并掌握其维护和保养的方法。,第二章 常用量具,教学要求：1.了解测量的概念，熟悉量具的分类；2.熟悉常用量具的刻线原理及读数方法；3.掌握使用量具进行测量的操作技能；4.做到安全和文明操作。,引言：在生产中，为保证零件的加工质量，要对加工出来的零件按照要求进行表面粗糙度、尺寸精度、形状精度、位置精度进行测量，所使用的工具为量具。钳工在制作零件、检修设备、安装调试等工作中，均需要用量具检测加工质量是否合乎要求。所以熟悉量具的结构、性能及其使用方法，是技术人员确保产品质量的一项重要技能。,第一节 技术测量的基本概念,一、测量标准和长度单位,1、米制长度单位基准,表21 长度计量单位,第一节 技术测量的基本概念,2.英制长度单位,1英尺（ft）=12英寸（in）1英寸（in）=8英分,3.米制与英制长度单位换算 米制与英制长度单位换算的关系：1英寸=25.4毫米 即 1in=25.4mm,二、技术测量的概念,1.量具的分类：,用来测量、检验零件和产品尺寸、形状的工具称为量具,（1）标准量具,（2）专用量具,（3）万能量具,一）量具的概念及应用：,量具的概念：是指可以对物体的某些性质进行测量的计量工具。包括对外观和内在等多种项目，例如：尺寸、形状、位置、质量（或重量）、硬度、温度、密度、运动速度、时间、气体液体的流量、流速、压力、粘度、电工的电流、电阻、电压、电感等等项目。（提问：货币是不是一种量具？）随着技术的发展测量的应用范围越来越广泛，量具的种类越来越多，精度越来越高，所以对我们技术工人的知识水平要求也越来越高。量具广泛应用于生产生活的各个领域以及行业，是人类文明发展的必然产物。,二）量具的分类：,量具的种类很多，测量的项目各有特色，分类的方式也有多种。在钳工工艺学中，按其特点和用途分为：万能量具（也称通用量具）、标准量具、和专用量具三大类。（对其他分类方式，如按读数方法分刻度式、指针式、数显式，按工作原理分机械式、仪表式、光电感应式，等等不一一介绍）,三）各类量具的特点和用途：,1）万能量具（也称为通用量具）：是指可以在测量范围内测出工件（或物体）某一项目（比如尺寸、角度、重量等项目）的具体数值的计量工具。例如，直尺、卷尺、量角器、秤、等常见量具。2）标准量具：是指用来校验和调整所使用量具具有统一标准的量具。以便保证测量结果的标准化和测量的准确性精确性。（国家标准计量法规定部分内容）3）专用量具：指不测量工件（或物体）某一项目的具体数值，而只判定这一项目是否合格的量具，（即为判定某一项目是否合格专门制作的量具）。例如判断警戒水位的标杆、某一长度的咫子、卡规、塞尺等等。,四）万能量具测量结果的组成要素,1）数值：具体数据来表示计量结果的量值多少或大小。2）计量单位：是统一规定了名称的衡量某一项目的标准。不同项目对应的单位不同。例如，长度单位、角度单位、重量单位、时间单位等各不相同。同一项目的计量单位有大小之分又有不同的标准系列之分。以上两个要素是测量值必不可少的组成部分。,2.测量误差,按测量误差的性质可分为以下三种：,（1）系统误差 在相同的条件下，重复测量同一量时，误差的大小 和方向（正或负）保持不变，或当条件改变时，误 差按一定的规律变化，这种测量误差称为系统误差。,（2）随机误差 在相同条件下，重复测量同一量时，误差的大小和方 向都是变化的，且没有确定的规律，这种测量误差称 为随机误差。,（3）粗大误差 明显歪曲测量结果，测出的数值有明显的差错的误差 称为粗大误差。,第二节 游标卡尺,游标卡尺是钳工最为常用的一种量具，是一种中等精度的量具。它能直接测量出工件的长度、宽度、高度、外径、内径和孔的中心距等的尺寸。应用游标读数原理制成的量具有:游标卡尺，高度游标卡尺、深度游标卡尺、游标量角尺(如万能量角尺)和齿厚游标卡尺等，用以测量零件的外径、内径、长度、宽度，厚度、高度、深度、角度以及齿轮的齿厚等，应用范围非常广泛。,游标卡尺的结构，常见的有两种形式：,1-上量爪 2、4-紧固螺钉 3-游标 5-微调装置 6-尺身 7-微调螺母 8-螺杆 9-下量爪,一、游标卡尺的结构,第二节 游标卡尺,1-下量爪 2-上量爪 3-尺身 4-紧固螺钉 5-游标 6-深度尺a）可微动调节的游标卡尺 b）带测深杆的游标卡尺,游标卡尺有三种结构型式,(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21。,(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22。,(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。,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，如图2-2中的1。尺身上有类似钢尺一样的主尺刻度，如图22中的6。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，如图2-2中的3。尺框上有游标，如图22中的8，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0150mm的游标卡尺上，还带有测量深度的深度尺，如图21中的5。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，如图22中的5。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。,2 游标卡尺主要由下列几部分组成,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2-1,表21 游标卡尺的测量范围和游标卡尺读数值 mm,二 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22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22。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，见图21。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24(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。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24(b)的尺寸即为：50.1=0.5(mm)。,1 游标读数值为0.1mm的游标卡尺,图2-4 游标读数原理,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=19mm10=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，但使游标线条清晰，更容易看准读数。在游标卡尺上读数时，首先要看游标零线的左边，读出主尺上尺寸的整数是多少毫米，其次是找出游标上第几根刻线与主尺刻线对准，该游标刻线的次序数乘其游标读数值，读出尺寸的小数，整数和小数相加的总值，就是被测零件尺寸的数值。在图2-5(b)中，游标零线在2与3mm之间，其左边的主尺刻线是2mm，所以被测尺寸的整数部分是2mm，再观察游标刻线，这时游标上的第3根刻线与主尺刻线对准。所以，被测尺寸的小数部分为30.1=0.3(mm)，被测尺寸即为2+0.3=2.3(mm)。,2 游标读数值为0.05mm的游标卡尺,图2-5(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 游标每格间距=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。在图25(d)中，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)。,2 游标读数值为0.05mm的游标卡尺,图2-5 游标零位和读数举例,3 游标读数值为0.02mm的游标卡尺,图25(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=49mm50=0.98mm主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。在图25(f)中，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。,二、游标卡尺的刻线原理及读数方法,1.刻线原理,1/50（0.02）mm游标卡尺，尺身每小格为1mm，游标上把49mm分成50格，当两量爪合并时，游标上50格刚好与尺身的49mm对正（图22）。因此，游标上每小格为49mm/50=0.98mm,尺身与游标每格之差为1mm-0.98mm=0.02mm，这就是1/50mm游标卡尺的读数值。,图22 1/50mm游标卡尺刻线原理,第二节 游标卡尺,2.游标卡尺的读数方法,（1）读出游标卡尺0刻线左面尺身的毫米整数。,（2）读出游标卡尺上第几格的刻线与尺身刻线对齐。,（3）把尺身上读出的毫米整数和游标尺上读出的毫米小数相加。,三、其他游标卡尺,1.深度游标卡尺,2.高度游标卡尺,3.齿厚游标卡尺,4.电子数显游标卡尺,尺身尺框螺钉图23 深度游标卡尺,三 游标卡尺的测量精度,测量或检验零件尺寸时，要按照零件尺寸的精度要求，选用相适应的量具。游标卡尺是一种中等精度的量具，它只适用于中等精度尺寸的测量和检验。用游标卡尺去测量锻铸件毛坯或精度要求很高的尺寸，都是不合理的。前者容易损坏量具，后者测量精度达不到要求，因为量具都有一定的示值误差，游标卡尺的示值误差见表2-2。,表2-2 游标卡尺的示值误差 mm,游标卡尺的示值误差，就是游标卡尺本身的制造精度，不论你使用得怎样正确，卡尺本身就可能产生这些误差。例如，用游标读数值为0.02mm的0125mm的游标卡尺(示值误差为0.02mm)，测量 50mm的轴时，若游标卡尺上的读数为50.00mm，实际直径可能是 50.02mm，也可能是 49.98mm。这不是游标尺的使用方法上有什么问题，而是它本身制造精度所允许产生的误差。因此若该轴的直径尺寸是IT5级精度的基准轴()，则轴的制造公差为0.025mm，而游标卡尺本身就有着0.02mm的示值误差，选用这样的量具去测量，显然是无法保证轴径的精度要求的。,如果受条件限制(如受测量位置限制)，其他精密量具用不上，必须用游标卡尺测量较精密的零件尺寸时，又该怎么办呢?此时，可以用游标卡尺先测量与被测尺寸相当的块规，消除游标卡尺的示值误差(称为用块规校对游标卡尺)。例如，要测量上述 50mm的轴时，先测量50mm的块规，看游标卡尺上的读数是不是正好50mm。如果不是正好50mm，则比50mm大的或小的数值，就是游标卡尺的实际示值误差，测量零件时，应把此误差作为修正值考虑进去。例如，测量50mm块规时，游标卡尺上的读数为49.98mm，即游标卡尺的读数比实际尺寸小0.02mm，则测量轴时，应在游标卡尺的读数上加上0.02mm，才是轴的实际直径尺寸，若测量50mm块规时的读数是50.01mm，则在测量轴时，应在读数上减去0.01mm，才是轴的实际直径尺寸。另外，游标卡尺测量时的松紧程度(即测量压力的大小)和读数误差(即看准是那一根刻线对准)，对测量精度影响亦很大。所以，当必须用游标卡尺测量精度要求较高的尺寸时，最好采用和测量相等尺寸的块规相比较的办法。,四 游标卡尺的使用方法,量具使用得是否合理，不但影响量具本身的精度，且直接影响零件尺寸的测量精度，甚至发生质量事故，对国家造成不必要的损失。所以，我们必须重视量具的正确使用，对测量技术精益求精，务使获得正确的测量结果，确保产品质量,使用游标卡尺测量零件尺寸时，必须注意下列几点：,1 测量前应把卡尺揩干净，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 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。测量时，可以轻轻摇动卡尺，放正垂直位置，图2-6所示。否则，量爪若在如图2-6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2-6 测量外尺寸时正确与错误的位置,测量沟槽时，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。而对于圆弧形沟槽尺寸，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2-7所示。,图2-7 测量沟槽时正确与错误的位置,测量沟槽宽度时，也要放正游标卡尺的位置，应使卡尺两测量刃的联线垂直于沟槽,不能歪斜.否则，量爪若在如图2-8所示的错误的位置上，也将使测量结果不准确（可能大也可能小）。,图2-8 测量沟糟宽度时正确与错误的位置,当测量零件的内尺寸时：图2-9所示。要使量爪分开的距离小于所测内尺寸，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2-10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210测量内孔时正确与错误的位置,2-9 内孔的测量方法,5 用下量爪的外测量面测量内尺寸时如用图2-2和图2-3所示的两种游标卡尺测量内尺寸，在读取测量结果时，一定要把量爪的厚度加上去。即游标卡尺上的读数，加上量爪的厚度，才是被测零件的内尺寸，见图2-11。测量范围在500mm以下的游标卡尺，量爪厚度一般为10mm。但当量爪磨损和修理后，量爪厚度就要小于10mm，读数时这个修正值也要考虑进去。6 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，内尺寸大于实际尺寸)。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。,7 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。为了使读者便于记忆，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，供读者参考。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。,五 游标卡尺应用举例,1 用游标卡尺测量T形槽的宽度用游标卡尺测量T形槽的宽度，如图2-11所示。测量时将量爪外缘端面的小平面，贴在零件凹槽的平面上，用固定螺钉把微动装置固定，转动调节螺母，使量爪的外测量面轻轻地与T形槽表面接触，并放正两量爪的位置(可以轻轻地摆动一个量爪，找到槽宽的垂直位置)，读出游标卡尺的读数图2-11中用A表示。但由于它是用量爪的外测量面测量内尺寸的，卡尺上所读出的读数A是量爪内测量面之间的距离，因此必须加上两个量爪的厚度b，才是T形槽的宽度。所以，T形槽的宽度L=A+b。,图2-11 测量T形槽的宽度,2 用游标卡尺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。,图2-12 测量孔与测面距离,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：,3 用游标卡尺测量两孔的中心距 用游标卡尺测量两孔的中心距有两种方法：一种是先用游标卡尺分别量出两孔的内径D1和D2，再量出两孔内表面之间的最大距离A，另一种测量方法，也是先分别量出两孔的内径D1和D2，然后用刀口形量爪量出两孔内表面之间的最小距离B，则两孔的中心距:,第二节 游标卡尺,四、使用游标卡尺的注意事项,1.按工件的尺寸大小和精度要求，选择合适的游标卡尺。,2.使用前对游标卡尺要擦净量爪。,3.测量外尺寸时，两量爪应张开到略大于被测尺寸，以固定量爪贴 住工件。,4.测量内尺寸时，两量爪应张开到略小于被测尺寸，使量爪可自由 放入孔内。,5.读数时，要将游标卡尺置于水平位置，使人的视线垂直于刻线表 面。,图24 测量内尺寸的方法,六 高度游标卡尺,(a)划偏心线(b)划拨叉轴(c)划箱体图2-15 高度游标卡尺的应用,深度游标卡尺如图2-16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。,深度游标卡尺,1-测量基座；2-紧固螺钉；3-尺框；4-尺身；5-游标,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2-17(a)所示。测量轴类等台阶时，测量基座的端面一定要压紧在基准面，图2-17(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2-17(d)。当基准面是曲线时，图2-17(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。,齿厚游标卡尺,齿厚游标卡尺(图2-18)是用来测量齿轮（或蜗杆）的弦齿厚和弦齿顶。这种游标卡尺由两互相垂直的主尺组成，因此它就有两个游标。A的尺寸由垂直主尺上的游标调整；B的尺寸由水平主尺上的游标调整。刻线原理和读法与一般游标卡尺相同。,测量蜗杆时，把齿厚游标卡尺读数调整到等于齿顶高（蜗杆齿顶高等于模数ms），法向卡入齿廓，测得的读数是蜗杆中径(d2)的法向齿厚。但图纸上一般注明的是轴向齿厚，必须进行换算。法向齿厚Sn的换算公式如下：,游标读数量具,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2-19），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2-20），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2-19 带表卡尺,图2-20 数字显示游标卡尺,带表卡尺的规格见表2-3。数字显示游标卡尺的规格见表2-4。表2-3 带表卡尺规格 mm,表2-4 数字显示游标卡尺,第三节 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。,千分尺（又称为螺旋测微计）,其测量精度比游标卡尺高，且较灵敏，广泛用于加工精度要求较高工件的测量。,一、千分尺的结构与读数原理,1.千分尺的结构,图25 外径千分尺的外形和结构,一 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31是测量范围为 025mm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。,图 3-1 025mm外径百分尺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31中的39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3-2，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。图3-2 百分尺的测力装置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3-3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。,图3-3 百分尺的制动器,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：025；2550；5075；75100；100125；125150；150175；175200；200225；225250；250275；275300；300325；325350；350375；375400；400425；425450；450475；475500；500600；600700；700800；800900；9001000。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25003000mm的百分尺。,二 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3-1中的3和4，和一对读数套筒固定套筒与微分筒，如图3-1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：0.550=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3-4（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。,2.千分尺的读数原理及方法,外径千分尺与其它千分尺一样，测微螺杆螺纹的螺距为0.5mm，与衬套上内螺纹相配合，当活动套管每转一周时，与测微螺杆一起沿轴线移动0.5mm。活动套管左端的外锥面分为50格，所以当活动套管每转过1小格时，测微螺杆便沿轴线移动0.5mm/50=0.01mm，即为千分尺的读数值。,用外径千分尺测量工件时，其读数方法可分三个步骤：,（1）读出活动套管边缘左面，固定套管上显露出的刻线数值,（2）读出活动套管与固定套管上基准线对齐的那条刻线的数值,（3）把以上两个读数相加,3、千分尺的测量范围和精度,图3-4 百分尺的读数,三 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3-1。从百分尺的精度要求可知，用百分尺测量IT6IT10级精度的零件尺寸较为合适。,表3-1 百分尺的精度要求 mm,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025mm的百分尺而言，若测量范围大于025mm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3-1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4-1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025mm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。,四 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。,图3-5 在车床上使用外径百分尺的方法,(a)单手使用(b)双手使用 图3-6 正确使用 图3-7 错误使用,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。,五 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025mm的外径百分尺，分别量出四个圆柱销的外径D；D1；D2 和D3。2 用75100mm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：,图3-8 测量三孔的等分精度,孔