魏云濤 謝晉

摘要：計(jì)量器具的正確選用與否直接關(guān)系著機(jī)械加工中工件質(zhì)量的好壞。考慮到計(jì)量器具本身存在的誤差，一旦計(jì)量器具不能夠正確選用就會(huì)導(dǎo)致測(cè)量產(chǎn)生誤差，直接影響到被測(cè)工件的質(zhì)量。本文則從機(jī)械加工中計(jì)量器具的選用角度著手，闡述選擇計(jì)量器具時(shí)的應(yīng)注意的問題，并結(jié)合相關(guān)實(shí)例進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；計(jì)量器具；正確選用

計(jì)量器具的選擇與使用直接關(guān)系到加工零件的質(zhì)量。一旦計(jì)量器具的選用出現(xiàn)相關(guān)問題，必然會(huì)導(dǎo)致機(jī)械加工零件出現(xiàn)錯(cuò)誤，從而造成人力、物力的嚴(yán)重浪費(fèi)。本文則從機(jī)械加工中計(jì)量器具的選用角度著手，闡述選擇計(jì)量器具時(shí)的應(yīng)注意的問題，并結(jié)合相關(guān)實(shí)例進(jìn)行闡述。

一、機(jī)械加工中計(jì)量器具選擇應(yīng)該注意的問題

1.加工零件的屬性

加工零件的屬性如大小、材質(zhì)以及質(zhì)量直接決定計(jì)量器具的選擇。計(jì)量器具的量程范圍應(yīng)該略大于加工零件的大小。對(duì)質(zhì)量較為優(yōu)質(zhì)，表面比較平整的加工零件，我們可以選擇精度較高的計(jì)量器；反之就不能選擇精度搞得計(jì)量器。對(duì)部分材料質(zhì)地比較軟，表面比較薄的加工零件，我們應(yīng)該減量選擇量程范圍較小的計(jì)量器。

2.加工零件的技術(shù)要求

對(duì)批量生產(chǎn)的加工零件，排除特殊的技術(shù)要求之外，我們可以選用公用的計(jì)量去來進(jìn)行測(cè)量。但對(duì)于生產(chǎn)量較小的加工零件，或者加工零件的技術(shù)含量高，則就必須選用專用的計(jì)量器。

3.計(jì)算計(jì)量器存在的誤差

眾多周知，所有的計(jì)量器都存在誤差。如果機(jī)械加工中不了解計(jì)量器的誤差，就會(huì)導(dǎo)致選用不恰當(dāng)，導(dǎo)致我們無法精確把握加工零件的測(cè)量數(shù)據(jù)。

4.選用適宜的量程、精度和靈敏度

計(jì)量器具的選用直接關(guān)系到其能夠正常運(yùn)用到機(jī)械加工過程中。計(jì)量器的量程主要分為工作量呈和有銷量呈。我們應(yīng)該根據(jù)機(jī)械加工中實(shí)際情況，選用正確的計(jì)量器具。

5.重復(fù)性使用次數(shù)

整體來看，如果設(shè)備的重復(fù)性使用次數(shù)與再現(xiàn)性比較優(yōu)秀，那么測(cè)量器具的穩(wěn)定性就非常好。而一旦設(shè)備的重復(fù)性使用次數(shù)低，再現(xiàn)性比較差，則測(cè)量器具提供的數(shù)據(jù)有可能存在誤差，未能夠呈現(xiàn)出相關(guān)性分布，最終導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果較差。

6.工具的選擇

在機(jī)械加工過程中，計(jì)量器具是最為基礎(chǔ)的工具，但也是最關(guān)鍵的工具，其使用非常頻繁。如何正確的使用計(jì)量器具，確保測(cè)量結(jié)果誤差下就成為最核心的問題。下面就對(duì)經(jīng)常使用的計(jì)量器具進(jìn)行簡(jiǎn)要分析：（1）游標(biāo)卡尺，主要測(cè)量長(zhǎng)度、內(nèi)外直徑以及深度的測(cè)量工具；（2）杠杠百分表，最小分度值為0.01mm，測(cè)量范圍不超過1mm；（3）千分尺，主要測(cè)量長(zhǎng)度，測(cè)量范圍大致在10mm以內(nèi)，測(cè)量精度可達(dá)到0.01mm；（4）萬能角度尺，刻度最小為1度，能夠用于各種機(jī)械加工中工件的內(nèi)外角的測(cè)量；（5）塞尺，用于測(cè)量工件的厚薄度，是檢驗(yàn)工件縫隙大小的重要器具。（6）量塊，無刻度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量器具。

7.經(jīng)濟(jì)可行性

在測(cè)量過程中，我們首先要熟悉工件的計(jì)量要求以及計(jì)量器具的精度，避免因?yàn)槿藶橐蛩貙?dǎo)致的誤差造成工件不合格。在此基礎(chǔ)上，計(jì)量器具的選擇同樣需要考慮到經(jīng)濟(jì)可行性，避免因?yàn)橹?jǐn)慎而造成過于精密測(cè)量，最終導(dǎo)致不必要的人力和財(cái)力浪費(fèi)。

8.其它方面

計(jì)量器具在選擇上還需要注意以下諸多方面的要求：（1）部分計(jì)量器具在測(cè)量過程中對(duì)位置要求比較多。如部分工件測(cè)量既需要水平放置計(jì)量器具測(cè)試，也需要垂直放置計(jì)量器具測(cè)量。部分精密的測(cè)量器具往往對(duì)水平放置和垂直放置都有明確的要求；（2）計(jì)量器具需要校準(zhǔn)和鑒定時(shí)的相關(guān)要求；（3）計(jì)量器具在機(jī)械加工工件時(shí)的實(shí)用性；（4）計(jì)量器具在使用過程中的安全性等。

二、機(jī)械加工中計(jì)量器具的選用方法

機(jī)械加工中計(jì)量器具的正確方法非常多。國(guó)家GB/T3177—2009明確規(guī)定，加工工件的最大實(shí)體尺寸與最小實(shí)體尺寸分別向公差帶內(nèi)移動(dòng)一個(gè)尺寸值，這主要是指“安全裕度”（詳見圖1）。國(guó)家明確規(guī)定加工零件的制造誤差與檢驗(yàn)時(shí)器具測(cè)量誤差不能超過加工零件的公差。整體來看，影響安全裕度的因素非常多，如溫度、形狀以及計(jì)量器具本身誤差等。在此基礎(chǔ)上，我們可以根據(jù)零件公差計(jì)算出對(duì)應(yīng)的計(jì)量器具的不確定因素，再來選擇正確的計(jì)量器具。

三、機(jī)械加工中計(jì)量器具的選用實(shí)例

1.計(jì)量器具選用實(shí)例一

以機(jī)械加工中經(jīng)常見到的7級(jí)精度的軸徑? 為例，按照GB/T3177—2009的相關(guān)規(guī)定，可以其安全裕度為0.004mm。在此基礎(chǔ)上計(jì)量器具的不確定則可以分為三檔，且三個(gè)檔位的對(duì)應(yīng)公差分別為加工零件公差的1/4、1/6、1/10。對(duì)于精度比較低，要求比較低的零件加工，工廠往往會(huì)選擇1/10；而加工某些緊密工件時(shí)，工廠往往會(huì)選擇1/4甚至更高。可以說，加工零件的精度直接決定計(jì)量器具的精度。根據(jù)u=0.9A的基本原理，可以得出計(jì)量器具不確定值修正安全裕度為0.0067mm。

在此基礎(chǔ)之上，我們?cè)偃ゴ_定加工工件的驗(yàn)收極限值?？紤]到加工工件為軸，上限驗(yàn)收值應(yīng)該為最大實(shí)體尺寸-安全裕度，即為149.9503mm；下限驗(yàn)收值則應(yīng)該為實(shí)體尺寸+安全裕度，即149.9237mm。計(jì)量器具的不確定值可以從GB/T 31772009進(jìn)行查詢計(jì)算。

2. 計(jì)量器具選用實(shí)例二

以機(jī)械加工零件軸?250h12為例，該加工工件的公差為0.46mm，即其公差應(yīng)該在0.320-0.580mm之間。再根據(jù)GB/T 31772009中的相關(guān)數(shù)據(jù)，可以得出器具的不確定值。在此基礎(chǔ)上，我們?cè)谶M(jìn)行檢驗(yàn)，JB/2181—1982中可以查詢到加工零件尺寸應(yīng)該在200mm-250mm之間時(shí)，所對(duì)應(yīng)的游標(biāo)卡尺的不確定值應(yīng)該為0.02mm。小于計(jì)量器具的不確定允許值應(yīng)該在0.029mm，滿足測(cè)量的實(shí)際要求。

結(jié)語(yǔ)

必須承認(rèn)，盡管國(guó)家已經(jīng)明確指出計(jì)量器具的選擇規(guī)范，但在實(shí)際操作過程中，我們?nèi)匀恍枰紤]計(jì)量器具的適用范圍與加工工件的具體要求，不能夠完全按照已經(jīng)計(jì)算好的步驟來選擇計(jì)量器。如精度為0.01mm的外徑千分公尺是車間使用的計(jì)量器具中精度最高，但即使如此，人為操作影響、計(jì)量器具誤差以及測(cè)量方式錯(cuò)誤都會(huì)導(dǎo)致加工工件出現(xiàn)一定概率的錯(cuò)誤。

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（作者單位：1河北省計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)研究院；

2河北省計(jì)量檢測(cè)技術(shù)中心）