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12.3金属直角尺
金属直角尺主要用于工件直角的检验和划线。
常用的金属直角尺的型式有:
圆柱直角尺、三角形直角尺、刀口形直角尺、矩形直角尺、平面形直角尺、宽座直角尺几种,这里我们主要介绍宽座直角尺。
一、宽座直角尺的规格
宽座直角尺的型式如图12-3所示。
精度等级为0级、1级和2级三种。
0级精度一般用于检验精密量具;
1级精度可用于精密工作的检验;
2级精度可用于一般工件的检验。
角尺的规格用长边(L)短边(B)表示,从63×
40到1600×
1000共15种规格。
图12-3直角尺
二、宽座直角尺的使用和注意事项
1.使用前应先检查各测量面和边缘是否有锈蚀、磁性、碰伤、毛刺等缺陷,然后将直角尺的测量面与被测量面擦拭干净。
2.宽座直角尺长边的前、后面和短边的上、下面都是工作面,长边的前面和短边的下面互相构成90°
角,也就是外角。
长边的后面和短边的上面互相构成90°
角,也就是内角。
3.使用时,将直角尺放在被测工件的工作面上,用光隙法来检查被测工件的角度是否正确,检验工件外角时,须使直角尺的内边与被测工件接触。
检验内角时,则使直角尺的外边与被测工件接触如图12-4所示。
图12-4用角尺检查内、外角
4.测量时,应注意直角尺的测量位置,不得倾斜,在使用和放置工件边较大的直角尺时,应注意防止弯曲变形,如图12-5所示。
正确
不正确
图12-5宽座角角尺的使用
12.4游标万能角度尺
在机械制造过程中,有许多带角度的工件需要测量,而测量角度的方法与量具有多种多样的选择,使用游标万能角度尺来测量工件角度是比较方便的,如图12-6所示。
一.工作原理与读数方法
1.工作原理:
游标万能角度尺有2′和5′两种,但以1-2′游标万能角度尺为例。
主尺的分度为每格1°
,游标的分度是把主尺29格的一段弧长分成30格则:
游标每格=
=
=58′
那么,主尺的一格和游标的一格之间的差为:
1°
—
=60′—58′=2′
即游标万能角度尺的分度值为2′
2.读数方法
①先读度数:
被游标尺零刻线所指的主尺上刻线是表示被测工件测量角的度数。
②再读分数:
与主尺上刻线重合的游标尺上刻线是被测工件测量角的分数。
③相加求得测量值:
将被测工件测量角的度数与分数相加起来,即为被测角度值。
二.结构与用途
游标万能角度尺的结构如图12-6所示。
角尺8和直尺与在卡块7的作用下分别固定于扇形板部件和角尺上,当转动卡块上的螺帽时,即可紧固或放松角尺或直尺,在扇形板部件的后面有一与齿轮杆相连接的手把,而该齿轮杆又与固定在主尺上的弧形齿板相啮合这个就是微动装置。
当转动微动装置就能使主尺和游标尺作细微的相对移动,以精确地调整测量值,但当把制动头6上的螺帽拧紧后,则扇形板部件与主尺被紧固在一起,而不能有任何相对移动。
游标万能角度尺主要用于测量各种形状工件与样板的内、外角度以及角度划线。
1.游标;
2.主尺;
3.基尺;
4.扇形板;
5.直尺;
6.制动头;
7.卡块;
8.直角尺;
9.微动装置;
10.测量面
图12-6游标万能角度尺
三.使用和注意事项
1.零值检查:
使用前将游标万能角度尺擦拭干净,检查各部分相互作用是否灵活可靠,然后移动直尺使其与基尺的测量面相互接触,直到无光隙可见为止。
同时观察主尺零刻线与游标零刻线是否对准;
游标尺的尾刻线与主尺相应刻线是否对准,如对准便可使用,不对准则需要调整。
2.测量0°
~50°
之间的角度时,被测工件放在基尺和直尺的测量面之间,如图12-7a所示。
3.测量50°
~140°
之间的角度时,把角尺取下,将直尺换在角尺位置上,把被测工件放在基尺和直尺的测量面之间,如图12-7b所示。
4、测量140°
~230°
之间的角度时,把直尺取下换上角尺,但要把角尺推进去,直到角尺上短边的90°
角尖和基尺的尖端对齐为止,然后把角尺和基尺的测量面靠在被测工件的表面上进行测量,如图12-7c所示。
5.测量230°
~320°
之间的角度时,把角尺和卡块全部取下来,直接用基尺和扇形板的测量面去对被测工件进行测量,如图12-7d所示。
a
b
c
d
图12-7游标万能角度尺的使用
6.
测量内角时,应注意被测内角的测量值应为360°
减去游标万能角度尺上的读数值。
如测量50°
30′的内角在尺上的读数为309°
30′,内角的测量值应为:
360°
—309°
30′=50°
30′。
7.游标万能角度尺使用完后,应擦拭干净并涂上防锈油,装入木盒内。
12.5游标卡尺
游标卡尺是直接测量工件的内径、外径、宽度、长度及深度等的量具。
其读数准确度有0.1mm、0.05mm、O.02mm等3种,如图12-8所示是读数准确度为O.02mm的游标卡尺。
图12-9II型游标卡尺
一.刻线原理与读数方法
1.刻线原理:
游标卡尺是利用尺身的刻线间距与游标的刻线间距差来进行分度的。
尺身刻线间距为1mm,当游标的零刻线与尺身的零刻线对准时,尺身刻线的第9格(9mm)与游标刻线的第10格对齐,游标的刻线间距为:
9÷
10=0.9(mm)尺身与游标的刻线间距差为0.1mm,游标卡尺的分度值就是0.1mm,当游标零刻线后的第几条刻线与尺身的对应刻线对准时,其被测尺寸的小数部分等于n与分度值的乘数。
同理,把游标的格数分别增加到20格、50格,尺身的刻线间距不变,当游标的零刻线与尺身的零刻线对准时,游标的尾刻线分别对准尺身刻线的第19格和49格,此时游标的刻线间距为0.95mm和0.98mm,尺身与游标的刻线间距差为0.05mm和0.02mm,这样就得到了分度值为0.05mm和0.02mm的游标量具。
2.读数方法:
游标卡尺的读数是由毫米的整数部分和毫米的小数部分组成,读数方法为:
①整数部分:
游标零刻线左边尺身上第一条刻线开始,读到的是毫米的整数部分。
②小数部分:
游标零刻线右边第几条刻线与尺身某一刻线对正,游标的格数乘以量具的
分度值,为毫米的小数部分。
如游标刻线不能与尺身刻线对正,对在比某一值大,比另一值小的位置,可读分度值的平均值。
③相加确定测量值:
将毫米的整数部分与毫米的小数部分相加起来,就是被测工件的测量值。
二.游标卡尺的结构与用途
1.结构:
游标卡尺的结构较多,国产游标卡尺可分为:
I型游标卡尺、II型游标卡尺、III型游标卡尺;
测量范围从0~150mm到0~1000mm;
分度值有0.10mm、0.05mm、0.02mm三种。
①I型游标卡尺,这种型式的游标卡尺0~150mm的带有深度尺,而0~200mm和0~300mm的两种不带深度尺,但增加了微动装置,如图12-8所示。
图12-8I型游标卡尺
②II型游标卡尺,这种型式的游标卡尺其测量范围有0~200mm和0~300mm两种下量爪可以测量内、外径尺寸,上量爪制成可测量外尺寸的刀口形量爪,如图12-9所示。
③III型游标卡尺,这种型式的游标卡尺其测量范围从0~200mm开始到0~1000mm为止,其特点是全都不带上量爪,其中有一种带有双排刻线,如图12-10所示。
图12-10III型游标卡尺
2.用途:
游标卡尺可测量精度在IT11~IT16级工件的内径、外径、长度、宽度、高度、深度、壁厚、孔距等。
三、游标卡尺的使用注意事项
1.使用前,应对零值正确性进行检查,使两外量爪测量面贴合,用眼睛观察应无明显光隙,观察游标的零刻线和尾刻线与尺身的对应刻线是否对正,如没对正说明零值不准确。
2、测量时,应以固定量爪定位,摆动活动量爪,找到正确位置后进行读数,测量时两量爪不应倾斜,如图12-11所示。
图12-11游标卡尺的使用
3.用带深度的游标卡尺测量深度尺寸时,以游标卡尺尺身端面定位,然后推动尺框使深度尺测量面与被测表面贴合,同时保证深度尺与测量尺寸方向一致,不得向任意方向倾斜,如图12-12所示。
图12-12带深度的游标卡尺的使用
4.由于游标卡尺没有测力装置,测量时要掌握好测力。
游标卡尺测量面与被测工件表面应保持正常滑动,有微动装置的游标卡尺,应用微动装置推动活动量爪与被测表面很好地接触,使用微动装置时,将尺框上的活动量爪调到接近被测尺寸的位置,拧紧微动装置上的紧固螺钉转动微动螺母可使量爪微动。
5.由于受到位置上的限制或光线上的影响,在测量时不能直接读数时,必须用紧固螺钉将尺框锁紧后,方可离开读数。
用下量爪测量内尺时,除了读游标卡尺上的读数还要加上内量爪的实际尺寸,才是被测工件的测量值。
12.6深度游标卡尺
一、结构与用途
深度游标卡尺的结构如图12-13所示。
主要由尺身和尺框组成,尺身上有毫米刻线,它的一端为测量端,为了提高测量面与被测量面的接触精度测量面端被去掉了一个角,深度游标卡尺的分度值有0.02mm、0.05mm和0.10mm,其测量范围有0~200mm、0~300mm和0~500mm三种。
图12-13深度游标卡尺
深度游标卡尺可测量精度在IT13~IT16级工件的高度、深度。
二、使用和注意事项
1.在零值正确性的检查时,应提起尺身,把尺框测量面放在检验平板上或具胡较高精度的平面上,用一只手压住尺框用另一只手向下推动尺身,使尺身测量面与检验平板良好地接触,从游标深度尺上看游标零刻线与尾刻线是否与尺身相应刻线对正。
2.测量时,尽量加大尺框测量面与被测表面的接触面积,最好两侧测量面,都接触被测表面,如图12-14所示。
图12-14深度游标卡尺的使用方法
3.因尺框测量面较大,应注意不要把铁屑、毛刺等带到深游标卡尺
测量面与被测工作表面之间,以免产生测量误差。
4.向下推动尺身时,要压住尺框,推力要轻而稳,避免损坏测量面,同时防止尺框倾斜。
5.当测量完需要离开测量面读数时,要用紧固螺钉将尺框锁紧后,再从游标深度尺上读数。
12.7高度游标卡尺
1、结构:
高度游标卡尺的结
构如图12-15所示。
主要由底座1、尺框3和尺身4组成,尺身固定在底座上,并与底座的下平面垂直,尺框下方带有安装测量爪和划线量爪固定臂。
游标7通过螺钉与尺框连接,尺框可以在尺身上滑动,尺框上的紧固螺钉6可把尺框固定在尺身的任一位置上,微动装置5用于对游标做较小尺寸的调整。
量爪2的下测量面与底座工作面在同一平面时,高度测标卡尺的读数为零,高度游标卡尺是靠改变量爪测量面与底座基准面的相对位置进行测量高度和划线的。
1-底座;
2-量抓;
3-尺框;
4-尺身;
5-微动装置;
6-紧固螺钉;
7-游标;
图12-15高度游标卡尺
高度游标卡尺的分度值有:
0.10mm、0.05mm、0.02mm三种,其测量范围有:
0~200mm、0~300mm、0~500mm和0~1000mm四种。
2、用途:
高度游标卡尺可测量精度在IT14级或低于IT14级工件的高度尺寸,也可做相对位置的测量,安上划线量爪可做精密划线。
1.使用前先进行零值检查,使底座工作面与检验平板贴合,降下尺框使量爪下测量面与平板贴合,观察游标与尺身零刻线是否对正,再看游标尾刻线与尺身相应刻线是否对正,对正就可以使用,否则就需要调整。
2.使用时,要擦净测量面与被测表面,不要把铁屑、毛刺、油污等带入量爪测量面与被测表面,底座工作面与测量基准面之间。
3.测量外高度尺寸时,使用量爪的下测量面。
测量内高度尺寸时,使用量爪的上测量面,并在测量值中加入量爪的厚度,才是所测工件的内高度尺寸。
4.在测量外高度尺寸时,应将量爪下测量面提到略大于被测尺寸,测内高度时将量爪测量面降到略下于被测尺寸,再用微动装置使量爪测量面与被测表面贴合,读出被测尺寸,离开读数时,先用紧固螺钉锁紧框后,再离开工作读数。
5.进行划线时,先换上划线量爪,使工作的基准面与底座工作面和平板表面接触或使工作的基准面平行于底座工作面。
在游标高度尺上定好所需的高度并用紧固螺钉把尺框锁紧,使划线量爪的刃口与工作表面接触,稍加压力压住底座,同时推动底座,使划线量爪沿划线的方向移动,就可以在工作表面划出线来。
6.移动游标高度尺时,应手持底座,不得手握尺身,以免造成尺身变形。
12.8外径千分尺
一、工作原理与读数方法
1、工作原理:
应用了螺旋副传动原理,借助测微螺杆与测微螺母的精密配合将测微螺杆的旋转运动变为直线位移,然后从固定套管和微分筒组成的读数机构上,读得长度尺寸。
测微螺杆的直线位移与角位移成正比,其关系为:
L=
P
式中:
L=测微螺杆的直线位移量(毫米)
φ=测微螺杆的角位移(弧度)
P=测微螺杆的螺距(毫米)
测微螺杆和测微螺母是外径千分尺的主要零件,工作的时候测微螺杆在测微螺母内转动,测微螺杆尾部是一个锥体与微分筒内的锥孔连接,当转动微分筒时,测微螺杆在测微螺母内与微分筒同步转动,其移动量与微分筒的转动量成正比。
由于测微螺杆的螺距为0.5mm,因此,微分筒转动一圈,测微螺杆在轴向上移动0.5mm,为了准确读出测微螺杆的轴向位移量,在微分筒上刻了50格等分刻度,微分筒每转过一格,测微螺杆就轴向移动
,即0.01mm,所以外径千分尺的分度值为0.01mm。
为了能读出毫米的整数部分和半毫米部分,在固定套管上刻有一条纵刻线,在纵刻线以上刻了25个小格,在纵刻线以下也刻了25个小格,它们的刻线间距同为1mm,所不同的是下面25个小格,整体向后移动了0.5mm,所以上刻线读到的是毫米的整数部分,下刻线读到的是半毫米部分加上微分筒上的小于半毫米的小数部分,就可以在测量范围内读出被测尺寸。
2、读数方法:
外径千分尺的读数值由三部分组成,毫米的整数部分,半毫米部分,小于半毫米的小数部分。
①先读毫米的整数部分和半毫米部分。
微分筒的端面是毫米和半毫米读数的指示线,读毫米和半毫米时,看微分筒端面左边固定套管上露出的刻线,就是被测工件尺寸的毫米和半毫米部分读数。
②读小于半毫米的小数部分。
固定套筒上的纵刻线是微分筒读数的指示线,读数时,从固定套管纵刻线所对正微分筒上的刻线,读出被测工件小于半毫米的小数部分,如果纵刻线处在微分筒上的两条刻线之间,即为千分之几毫米,可用估读法确定。
③相加得测量值。
将毫米的整数部分、半毫米部分,小于半毫米的小数部分相加起来,即为被测工件的测量值。
二、结构与用途
外径千分尺的结构如图12-16所示,主要由尺架、测微头、测力装置,锁紧装置等组成。
①尺架,尺架一弓形支架,它是千分尺的本体,其它部件都安装在尺架上,尺架的一端带有固定测砧2,另一端装上测微头(3-9),测微螺杆3可沿轴向移动,改变固定测砧与测微螺杆测量面间的相对位置,从而完成对工件尺寸的测量,为减小由温度变化而引起的测量误差,在尺架上装有隔热装置12,由于千分尺的测量范围一般是以25mm分段的,所以千分尺只能靠改变尺架的尺寸,得到不同的测量范围。
②测微头,测微头主要由两部分组成:
一是螺旋副传动部分,由测微螺杆3与螺纹轴套4这对精密的偶合件组成了千分尺的传动装置。
二是读数装置部分,由固定套管5与微分筒6及刻线组成读数装置。
调节螺母7用来调节测微螺杆与测微螺母间隙,弹簧套8和垫片9用来连接测微螺杆和微分筒。
1-尺架;
2-测砧;
3-测微螺杆;
4-螺纹轴套;
5-固定套管;
6-微分筒;
7-调节螺母;
8-弹簧套;
9-垫片;
10-测力装置;
11-锁紧装置;
12-隔热装置
图12-16外径千分尺
③测力装置,测力装置是使千分尺测量面与被测工件接触时保持一定的测量力(按规定为5—10N)测力装置如图12-17所示。
转帽5与棘轮4连接,并可带动其转动,在弹簧2的作用下,棘轮3与棘轮4啮合,棘轮4可带动,棘轮3转动,棘轮3通过轮轴1和微分筒5测微螺杆连接,当顺时针转动转帽5时,测微螺杆可随转帽同步转动,当测力超过弹簧2的压力时,棘轮4只能沿棘轮3的啮合斜面滑动,转帽5就不能带动测微螺杆转动,同时棘轮发出“咔,咔……”的响声,从而达到控制测力的目的,当逆时针转动转帽5时,由于棘轮4用垂直带动棘轮3,所以棘轮间不能滑动,只能带动测微螺杆退出。
④锁紧装置,锁紧装置的作用是把测微螺杆固定在任一需要的位置上,以便防止它的移动。
常见的锁紧装置有:
拨销式锁紧装置、套式锁紧装置、螺钉式锁紧装置。
外径千分尺的测量范围有:
测量上限不大于500mm的千分尺,按25mm分段,如0~25mm、25~50mm……475~500mm,测量上限大于500mm至1000mm的千分尺按100mm分段,如500~600mm、600~700mm……900~1000mm。
外径千分尺是机械制造过程中常用的精密量具,其结构设计基本符合阿贝原则,并有测力装置,可测量精度力IT8—IT12级工件的各种外形尺寸,如长度、外径、厚度等。
1-轮轴;
2-弹簧;
3,4-棘轮;
5-转帽;
6-螺钉
图12-17外径千分尺测力装置
三、使用和注意事项
零值检查:
0~25mm的外径千分尺,可直接用测微螺杆测量面与固定测砧贴合来检查零位,测量下限大于零的外径千分尺,应该用所配的校对用量杆进行检查,检查时,外径千分尺读数与校对用量杆实际之差为零值误差。
测量时,先使固定测砧与被测工件表面接触,然后以固定测砧为轴心,摆动测微头端使之测微螺杆测量面与被测工件表面找到正确位置,在外径千分尺上读得测量值,如果必须离开被测工件读数时,先用锁紧装置将测微螺杆锁紧后再离开读数。
3、
测量手法:
左手指拿在外径千分尺隔热装置上,接近被测工件,右手放在微分筒上,当外径千分测量面与被测工件表面相差较远时,右手快速转动微分筒,当测量面与被测面将要接触时,右手换到测力装置上去,应平稳地转动转帽,待测力装置发出“咔,咔……”的响声后,就可以读数了,当测量完毕,要退出时,右手放在微分筒上逆时针转动微分筒退出,不可用测力装置退出,以免测力装置松动。
4、
外径千分尺不能当卡规或卡钳使用,以免划坏外径千分尺的测量面。
12.9
百分表
百分表主要用于测量零件的形状误差和位置误差的量具,如平行度、圆跳动以及工件的精密找正。
一、工作原理
借助齿轮、齿条的传动,将测杆微小的直线位移,转变为指针的角位移,从而使指针在表盘上指示出相应的示值。
1、结构与用途
(1)
结构:
百分表的外形如图12-18所示,主要由测杆6、表体8、表圈1、表盘2、指针3.4,传动系统等组成。
表圈1可带动表盘2起转动,用表圈1可把表盘2的外环转到需要的位置上,指针4与表盘的外环可读出毫米的小数部分,毫米指针与小表盘可读出毫米的整数部分,所有的部件都安装在表体上。
传动系统如图12-19所示,当测杆1沿其轴向移动时,测杆上的齿条3和齿轮Z1啮合与齿轮Z1同轴的齿轮Z2和齿轮Z3啮合,齿轮Z3的轴上装有指针5,所以当测杆移动时,大指针也随之移动,与齿轮Z3啮合的齿轮Z4的齿数是齿轮Z3的10倍,所以中心齿轮Z3转一圈(测杆位移1mm)齿轮Z4转
圈,毫米指针6安装在Z4齿轮的同轴上,小表圈上刻有每格为1mm的刻线,这样毫米指针转动一格为1mm,恰好等于指针转动一周,在齿轮Z4的轴上装了游丝7,是为了使转动系统中的齿条与齿轮,齿轮与齿轮无论在正反方向时,都能保证单面啮合,以克服百分表的回程误差,百分表的测力是靠拉簧2控制的。
百分表的分度值为0.01mm,常用百分表的测量范围为0~3mm、0~5mm、0~10mm。
1-表圈;
2-表盘;
3-毫米指针;
4-指针;
5-装夹套筒;
6-测杆;
7-测头;
8-表体
图12-18百分表
(2)用途:
百分表主要用于直接测量或比较测量工件的长度尺寸,几何形状偏差,也可用于检验机床几何精度或调整加工工件装夹位置偏差。
(3)使用和注意事项
①
使用前,应对百分表的外观、各部相互作用、示值稳定性进行检查。
不应有影响使用准确的缺陷,各活动部分应灵活可靠,指针不得松动,当测头与工件接触时,要多次提起测杆,观察示值是否稳定。
②百分表应牢固地装夹在表架夹具上,但夹紧力不宜过大,以免使装夹套筒变形,卡住测杆,夹紧后应检查测杆移动是否灵活,注意夹紧后再转动百分表。
③
在测量时,应轻轻提起测杆,把工件移至测头下面,缓慢下降测头,使之与工件接触,不准把工件强行推入至测头下,也不准急骤下降测头,以免产生瞬时冲击力,给测量带来误差。
在测头与工件接触时,测杆应有0.3—1毫米的压缩量,以保持一定起始测量力。
1-测杆;
3-齿条;
4-表盘;
5-指针;
6-毫米指针;
7-游丝;
Z1,Z2,Z3齿轮
图12-19百分表传动系统
④测量时,测杆与被测工件表面必须垂直,否则将产生较大的测量误差,测量圆柱形工件时,测杆轴线应与圆柱形工件直径方向一致。
见图12-20。
图12-20
测量误差
测量杆上不要加油,以免油污进入表内,影响表的传动系统和测杆移动的灵活性。
12.10
内径指示表
内径指示表是用来测量孔径及其形状精度的一种精密比较量具。
内径指示表的结构如图12-21所示。
主要由百分表5、推杆7、表体2、转向装置(等臂直角杠杆8)、固定测头1、活动测头10等组成。
百分表应符合零级精度要求,表体与直管3连接成一体,指示表装在直管内并与传动推杆7接触,用紧固螺钉4固定,表
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