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量具的使用方法 量具的使用方法 目 录 目 录 第一章 钢直尺、内外卡钳及塞尺....................................................................................3 一 钢直尺.......................................................................................................................3 二 内外卡钳...................................................................................................................3 三 塞尺...........................................................................................................................6 第二章 游标读数量具........................................................................................................8 一 游标卡尺的结构型式...............................................................................................8 二 游标卡尺的读数原理和读数方法...........................................................................9 三 游标卡尺的测量精度............................................................................................. 11 四 游标卡尺的使用方法.............................................................................................12 五 游标卡尺应用举例.................................................................................................14 六 高度游标卡尺.........................................................................................................16 七 深度游标卡尺.........................................................................................................16 八 齿厚游标卡尺.........................................................................................................17 第三章 螺旋测微量具......................................................................................................19 一 外径百分尺的结构.................................................................................................19 二 百分尺的工作原理和读数方法.............................................................................21 三 百分尺的精度及其调整.........................................................................................22 四 百分尺的使用方法.................................................................................................23 五 百分尺的应用举例.................................................................................................24 六 杠杆千分尺.............................................................................................................25 七 内径百分尺.............................................................................................................25 八 内测百分尺.............................................................................................................27 九 三爪内径千分尺.....................................................................................................27 十 公法线长度千分尺.................................................................................................27 十一 壁厚千分尺.........................................................................................................28 十二 板厚百分尺.........................................................................................................28 十三 尖头千分尺.........................................................................................................28 十四 螺纹千分尺.........................................................................................................29 十五 深度百分尺.........................................................................................................29 十六 数字外径百分尺.................................................................................................29 第四章 量 块.................................................................................................................30 1 一 量块的用途和精度.................................................................................................30 二 成套量块和量块尺寸的组合.................................................................................30 三 量块附件.................................................................................................................31 第五章 指示式量具..........................................................................................................33 一 百分表的结构.........................................................................................................33 二 百分表和千分表的使用方法.................................................................................33 三 杠杆百分表.............................................................................................................37 四 杠杆百分表和千分表的使用方法.........................................................................37 五 内径百分表.............................................................................................................40 六 内径百分表的使用方法.........................................................................................41 第六章 角度量具..............................................................................................................42 一 万能角度尺.............................................................................................................42 二 游标量角器.............................................................................................................43 三 万能角尺.................................................................................................................44 四 带表角度尺.............................................................................................................44 五 中心规.....................................................................................................................45 六 正弦规.....................................................................................................................45 七 车刀量角台.............................................................................................................47 第七章 水 平 仪..............................................................................................................49 一 条式水平仪.............................................................................................................49 二 框式水平仪.............................................................................................................50 三 光学合像水平仪.....................................................................................................53 第八章 量具的维护和保养..............................................................................................55 参考文献.............................................................................................................................56 2 第一章 钢直尺、内外卡钳及塞尺 第一章 钢直尺、内外卡钳及塞尺 一一 钢直尺钢直尺 钢直尺是最简单的长度量具，它的长度有 150，300，500 和 1000 mm 四种规格。图 1-1 是常用的 150 mm 钢直尺。 图 1-1 150 mm 钢直尺 钢直尺用于测量零件的长度尺寸图 1-2，它的测量结果不太准确。这是由于钢直 尺的刻线间距为 1mm， 而刻线本身的宽度就有 0.1～0.2mm， 所以测量时读数误差比较大， 只能读出毫米数，即它的最小读数值为 1mm，比 1mm 小的数值，只能估计而得。 a b c d e f 图 1-2 钢直尺的使用方法 a量长度 b量螺距 c量宽度 d量内孔 e量深度 f划线 如果用钢直尺直接去测量零件的直径尺寸轴径或孔径，则测量精度更差。其原因 是除了钢直尺本身的读数误差比较大以外，还由于钢直尺无法正好放在零件直径的正 确位置。所以，零件直径尺寸的测量，也可以利用钢直尺和内外卡钳配合起来进行。 二 内外卡钳 二 内外卡钳 图 1-3 是常见的两种内外卡钳。 内外卡钳是最简单的比较量具。外卡 钳是用来测量外径和平面的，内卡钳 是用来测量内径和凹槽的。它们本身 都不能直接读出测量结果，而是把测 量得的长度尺寸 直径也属于长度尺 寸，在钢直尺上进行读数，或在钢 直尺上先取下所需尺寸,再去检验零件 a内卡钳 b外卡钳 的直径是否符合。 图 1-3 内外卡钳 1 卡钳开度的调节 首先检查钳口的形 3 状，钳口形状对测量精确性影响很大，应注 意经常修整钳口的形状，图 1-4 所示为卡钳 钳口形状好与坏的对比。调节卡钳的开度时， 应轻轻敲击卡钳脚的两侧面。先用两手把卡 钳调整到和工件尺寸相近的开口，然后轻敲 卡钳的外侧来减小卡钳的开口，敲击卡钳内 侧来增大卡钳的开口。如图 1-5a 所示。但 不能直接敲击钳口，图 1-5b 所示。这会因 卡钳的钳口损伤量面而引起测量误差。更不 能在机床的导轨上敲击卡钳。如图 1-5c 所 图 1-4 卡钳钳口形状好与坏的对比 示。 正确 a 错误 错误 b c 图 1-5 卡钳开度的调节 2 外卡钳的使用 外卡钳在钢直尺上取下尺寸时，如图 1-6a，一个钳脚的测量 面靠在钢直尺的端面上，另一个钳脚的测量面对准所需尺寸刻线的中间，且两个测量面 的联线应与钢直尺平行，人的视线要垂直于钢直尺。 用巳在钢直尺上取好尺寸的外卡钳去测量外径时， 要使两个测量面的联线垂直零件 的轴线，靠外卡钳的自重滑过零件外圆时，我们手中的感觉应该是外卡钳与零件外圆正 好是点接触，此时外卡钳两个测量面之间的距离，就是被测零件的外径。所以，用外卡 钳测量外径，就是比较外卡钳与零件外圆接触的松紧程度，如图 1-6b以卡钳的自重 能刚好滑下为合适。如当卡钳滑过外圆时，我们手中没有接触感觉，就说明外卡钳比零 件外径尺寸大， 如靠外卡钳的自重不能滑过零件外圆， 就说明外卡钳比零件外径尺寸小。 切不可将卡钳歪斜地放上工件测量，这样有误差。图 1-6c 所示。由于卡钳有弹性， 4 把外卡钳用力压过外圆是错误的，更不能把卡钳横着卡上去，图 1-6d 所示。对于大 尺寸的外卡钳，靠它自重滑过零件外圆的测量压力已经太大了，此时应托住卡钳进行测 量，图 1-6e所示。 正确 错误 a b c 错误 d e 图 1-6 外卡钳在钢直尺上取尺寸和测量方法 3 内卡钳的使用 用内卡钳测量内径时，应使两个钳脚的测量面的联线正好垂直 相交于内孔的轴线，即钳脚的两个测量面应是内孔直径的两端点。因此，测量时应将下 面的钳脚的测量面停在孔壁上作为支点（图 1-7a） ，上面的钳脚由孔口略往里面一些逐 渐向外试探，并沿孔壁圆周方向摆动，当沿孔壁圆周方向能摆动的距离为最小时，则表 示内卡钳脚的两个测量面已处于内孔直径的两端点了。再将卡钳由外至里慢慢移动，可 检验孔的圆度公差，图 1-7b 所示。用巳在钢直尺上或在外卡钳上取好尺寸的内卡钳去 a b 图 1-7 内卡钳测量方法 测量内径，图 1-8a 所示。就是比较内卡钳在零件孔内的松紧程度。如内卡钳在孔内有 较大的自由摆动时，就表示卡钳尺寸比孔径内小了；如内卡钳放不进，或放进孔内后紧 得不能自由摆动，就表示内卡钳尺寸比孔径大了，如内卡钳放入孔内，按照上述的测量 方法能有 1～2mm 的自由摆动距离，这时孔径与内卡钳尺寸正好相等。测量时不要用手 抓住卡钳测量，图 1-8b 所示，这样手感就没有了，难以比较内卡钳在零件孔内的松紧 程度，并使卡钳变形而产生测量误差。 5 a 错误 b 图 1-8 卡钳取尺寸和测量方法 4 卡钳的适用范围 卡钳是一种简单的量具，由于它具有结构简单，制造方便、 价格低廉、维护和使用方便等特点，广泛应用于要求不高的零件尺寸的测量和检验，尤 其是对锻铸件毛坯尺寸的测量和检验，卡钳是最合适的测量工具。 卡钳虽然是简单量具，只要 我们掌握得好，也可获得较高的 测量精度。例如用外卡钳比较两 根轴的直径大小时，就是轴径相 差只有 0.01mm，有经验的老师傅 也能分辨得出。又如用内卡钳与 外径百分尺联合测量内孔尺寸时， 有经验的老师傅完全有把握用这 种方法测量高精度的内孔。这种 内径测量方法，称为“内卡搭百 分尺” ，是利用内卡钳在外径百 图 1-9 内卡搭外径百分尺测量内径 分尺上读取准确的尺寸，如图 1-9 所示，再去测量零件的内径；或内卡在孔内调整好与 孔接触的松紧程度，再在外径百分尺上读出具体尺寸。这种测量方法，不仅在缺少精密 的内径量具时，是测量内径的好办法，而且，对于某零件的内径，如图 1-9 所示的零件， 由于它的孔内有轴而使用精密的内径量具有困难， 则应用内卡钳搭外径百分尺测量内径 方法，就能解决问题。 三三 塞尺塞尺 塞尺又称厚薄规或间隙片。主要用来检验机床特别紧固面和紧固面、活塞与气缸、 活塞环槽和活塞环、十字头滑板和导板、进排气阀顶端和摇臂、齿轮啮合间隙等两个结 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（图 1-10）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 6 记，以供组合使用。 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。塞 尺的规格见表 1-1。 图 1-11 是主机与轴系法兰定位检测，将直尺贴附 图 1-10 塞尺 在以轴系推力轴或第一中间轴为基准的法兰外圆的素线上， 用塞尺测量直尺与之连接的 柴油机曲轴或减速器输出轴法兰外圆的间隙ZX 、ZS，并依次在法兰外圆的上、下、左、 右四个位置上进行测量。图 1-12 是检验机床尾座紧固面的间隙（15，其测量结果应进行修正。从图 5-12 可知，当 平面上升距离为α时，杠杆千分表摆动的距离为 b，也就是杠杆千分表的读数为 b，因 为 bα，所以指示读数增大。具体修正计算式如下 αbcosa 例例 用杠杆千分表测量工件时，测量杆轴线与工件表面夹角α为 30，测量读数为 0.048mm，求正确测量值。 解解 αbcosa0.048cos300.0480.8660.0416mm 图 5-12 杠杆千分表测杆轴线位置引起的测量误差 2 杠杆百分表体积较小，适合于零件上孔的轴心线与底平面的平行度的检查，如 图 5-13 所示。将工件底平面放在平台上，使测量头与 A 端孔表面接触，左右慢慢移动 表座，找出工件孔径最底点，调整指针至零位，将表座慢慢向 B 端推进。也可以工件转 换方向，再使测量头与 B 端孔表面接触，A、B 两端指针最底点和最高点在全程上读数 的最大差值，就是全部长度上的平行度误差。 图 5-13 孔的轴心线与底平面的平行度检验方法 3 用杠杆百分表检验键槽的直线度时，如图 5-14 所示。在键槽上插入检验块，将 工件放在 V 形铁上，百分表的测头触及检验块表面进行调整，使检验块表面与轴心线平 38 行。调整好平行度后，将测头接触 A 端平面，调整指针至零位，将表座慢慢向 B 端移动， 在全程上检验。百分表在全程上读数的最大代数差值，就是水平面内的直线度误差。 图 5-14 键槽直线度的检验方法 4 检验车床主轴轴向窜动量时，在主轴锥孔内插入一根短锥检验棒，在检验棒中 心孔放一颗钢珠，将千分表固定在车床 上，使千分表平测头顶在钢珠上图 5-15 位置 A，沿主轴轴线加一力 F，旋转主轴 进行检验，千分表读数的最大差值，就是 主轴轴向窜动的误差。 5 车床主轴轴肩支承面跳动的检验时， 将千分表固定在车床上使其测头顶在主轴轴 肩支承面靠近边缘处图 5-15 位置 B,沿主 轴轴线加一力 F，旋转主轴检验。千分表的 最大读数差值，就是主轴轴肩支承面的跳动 误差。 图 5-15 主轴轴向窜动和轴肩支承面跳动检验 检验主轴的轴向窜动和轴肩支承面跳动时外加一轴向力 F，是为了消除主轴轴承轴 向间隙对测量结果的影响。其大小一般等于 1／2～1 倍主轴重量。 6 内外圆同轴度的检验，在排除内外圆本身的形状误差时，可用圆跳动量的 来 计算。以内孔为基准时，可把工件装在两顶尖的心轴上，用百分表或扛杆表检验（图 5-16） 。百分表（杠杆表）在工件转一周的读数，就是工件的圆跳动。以外圆为基准时， 把工件放在 V 形铁上，如图 5-17 所示，用杠杆表检验。这种方法可测量不能安装在心 轴上的工件。 2 1 图 5-16 在心轴上检验圆跳动 图 5-17 在 V 形铁上检验圆跳动 39 7 齿向准确度检验，如图 5-18 所示。将锥齿轮套入测量心轴，心轴装夹于分度头 上，校正分度头主轴使其处于准确的水平位置，然后在游标高度尺上装一杠杆百分表， 用百分表找出测量心轴上母线的最高点，并调整零位，将游标高度尺连同百分表降下一 个心轴半径尺寸，此时百分表的测头零位正好处在锥齿轮的中心位置上。再用调好零位 的百分表去测量齿轮处于水平方向的某一个齿面， 使该齿大小端的齿面最高点都处在百 分表的零位上。此时，该齿面的延伸线与 齿轮轴线重合。以后，只须摇动分度盘依 次进行分齿，并测量大小端读数是否一致， 若读数一致，说明该齿侧方向齿向精度是 合格的，否则，该项精度有误差。一侧齿 测量完毕后，将百分表测头改成反方向， 用同样的方法测量轮齿另一侧的齿向精度。 图 5-18 检查齿向精度 五五 内径百分表内径百分表 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。 内径百分表测量架的内部结构，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。 内径百分表活动测头的移动量，小尺寸的 只有 0～1mm，大尺寸的可有 0～3mm，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 10～18；18～35；35～50；50～100； 100～160mm；160～250；250～450。 图 5-19 内径百分表 40 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。 内径百分表的示值误差比较大， 如测量范围为 35～50mm 的， 示值误差为0.015mm。 为此，使用时应当经常的在专用环规或百分尺上校对尺寸习惯上称校对零位，必要时 可在如图 4-3 所示的由块规附件装夹好的块规组上校对零位，并增加测量次数，以便提 高测量精度。 内径百分表的指针摆动读数，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。 六六 内径百分表的使用方法内径百分表的使用方法 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 0～1 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。 粗加工时，最好先用游标卡 尺或内卡钳测量。因内径百分表 同其它精密量具一样属贵重仪器， 其好坏与精确直接影响到工件的 图 5-19 内径百分表 图 5-20 用外径百分尺调整尺寸 加工精度和其使用寿命。粗加工时工件加工表面粗糙不平而测量不准确，也使测头易磨 损。因此，须加以爱护和保养，精加工时再进行测量。 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 41 第六章 角度量具 第六章 角度量具 一一 万能角度尺万能角度尺 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， 它有以下几 种，如游标量角器、万能角度尺等。 万能角度尺的读数机构，如图 6-1 所示。是由刻 有基本角度刻线的尺座 1，和固定在扇形板 6 上的游 标 3 组成。扇形板可在尺座上回转移动（有制动器 5） ， 形成了和游标卡尺相似的游标读数机构。 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 2 30 1 30 29 1′ − 图 6-1 万能角度尺 即万能角度尺的精度为 2′。 万能角度尺的读数方法，和游标卡尺相同，先读出游标零线前的角度是几度，再从 游标上读出角度“分”的数值，两者相加就是被测零件的角度数值。 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 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 0～320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 0～50 的外角度 ，仅装上直尺时， 可测量 50～140的角度，仅装上角尺时，可测量 140～230’的角度，把角尺和直尺 全拆下时，可测量 230～320的角度即可测量 40～130的内角度。 万能量角尺的尺座上， 基本角度的刻线只有 0～90,如果测量的零件角度大于 90， 42 则在读数时，应加上一个基数（90；180；270； ） 。当零件角度为90～180，被 测角度90量角尺读数，180～270，被测角度180量角尺读数，270～320被 测角度270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。 二二 游标量角器游标量角器 游标量角器的结构见图 6-3a 。它由直尺 1、转盘 2、固定角尺 3 和定盘 4 组成。 直尺 1 可顺其长度方向在适当的位置上固定，转盘 2 上有游标刻线 5。它的精度为 5′。 产生这种精度的刻线原理如图 6-3b所示。定盘上每格角度线 1 度，转盘上自零度线 起，左右各刻有 12 等分角度线，其总角度是 23。所以游标上每格的度数是 551511 12 23 ′′ 定盘上 2 格与转盘上 1 格相差度数是 2-155′5′ 即这种量角器的精度为 5′。 a b 图 6-3 游标量角器 1-尺身 2-转盘 3-固定角尺 4-定盘 图 6-4 为游标量角器的各种使用方法示例。 图 6-4 游标量角器的使用方法 43 三三 万能角尺 万能角尺 万能角尺如图 6-5 所示。主要用于测量一般的角度、长度、深度、水平度以及在圆 形工件上定中心等。又称万能钢角尺、万能角度尺、组合角尺。它由钢尺 1、活动量角 器 2、中心角规 3、固定角规 4 组成。其钢尺的长度为 300mm。 1 钢尺 钢尺是万能角尺的主件， 使用时与其他附件配合。钢尺正面刻有 尺寸线，背面有一条长槽，用来安装其 他附件。 2 活动量角器活动量角器上有一 转盘，盘面刻有 0～180的刻度，当中 还有水准器。把这个量角器装上钢尺以 后，可量出 0～180范围内的任意角度。 图 6-5 万能角度尺 扳成需要角度后，用螺钉紧固。 1-钢尺 2-活动量角器 3-中心角规 4-固定角规 3．中心角规 中心角规的两条边成 90。装上钢尺后，尺边与钢尺成 45角，可用 来求出圆形工件的中心。 4．固定角规 固定角规有一长边，装上钢尺后成 90。另一条斜边与钢尺成 45。 在长边的一端插一根划针作划线用。旁边还有水准器。 图 6-6 为万能角尺应用的图例。 图 6-6 万能角尺的使用方法 四四 带表角度尺带表角度尺 带表角度尺如图 6-7 所示。用于测量任意角度，测量精度比一般角度尺高。测量范 围490、读数值为 2、5；0～360，分度值为 5。 图 6-7 带表角度尺 44 五五 中心规中心规 中心规如图 6-8a 所示。主要用于检验螺纹及螺纹车刀角度图 6-8b 和螺纹车刀 在安装时校正正确位置。车螺纹时，为了保证齿形正确，对安装