李寶成

摘 要：機(jī)械專業(yè)的學(xué)生在理論課學(xué)習(xí)和實(shí)習(xí)練習(xí)過(guò)程中都涉及到了各種量具的學(xué)習(xí)及使用，具體包括量具的原理、精度等級(jí)、讀數(shù)方法、測(cè)量方法及注意事項(xiàng)等。由于量具的測(cè)量精度直接決定被測(cè)零件的尺寸、形位精度和表面質(zhì)量，學(xué)生對(duì)量具的掌握程度變得十分重要，通過(guò)筆者長(zhǎng)時(shí)間實(shí)習(xí)教學(xué)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在量具使用和練習(xí)過(guò)程中存在以下問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：量具選擇 量具原理 量具分類

中圖分類號(hào)：G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2019）04（a）-0214-02

1 量具選擇的重要性

量具的精度為被測(cè)工件公差范圍的1/3～1/10，測(cè)量精度要求高的取1/3，測(cè)量精度要求低的取1/10，通?？蛇x擇1/5。游標(biāo)卡尺可以測(cè)量的工件公差范圍為0.04mm，公差等級(jí)IT8-IT9級(jí)。千分尺可以測(cè)量的工件公差范圍為0.02mm，公差等級(jí)IT6-IT7。

同樣一個(gè)尺寸在測(cè)量的時(shí)候怎樣合理的選擇測(cè)量量具，例如長(zhǎng)度尺寸125±0.1mm，公差是0.2mm，公差的1/5是0.1mm，對(duì)于這個(gè)尺寸的測(cè)量，應(yīng)該怎樣選擇量具？游標(biāo)卡尺測(cè)起來(lái)速度比千分尺快，測(cè)量精度方面雖然沒(méi)有千分尺測(cè)量的準(zhǔn)確，但是游標(biāo)卡尺的精度已經(jīng)滿足被測(cè)尺寸的測(cè)量精度。那么這個(gè)時(shí)候選擇用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于線性尺寸φ350-0.019mm的測(cè)量，根據(jù)量具選擇原則，尺寸的公差為0.019mm， 公差的1/5是0.0095mm，這時(shí)只能選擇千分尺或者精度更高的量具進(jìn)行測(cè)量。

0～150mm的游標(biāo)卡尺的最大測(cè)量尺寸150mm。如圖1所示。

由于下量爪到尺身距離40mm，卡尺直接搭在軸的中間的測(cè)量直徑必須小于80mm，測(cè)量直徑80～150mm時(shí)，只能測(cè)量軸的兩端直徑，中間部分無(wú)法測(cè)量。為了保證測(cè)量精度盡可能用下量爪面積比較大的平面測(cè)量，盡量少用下量爪最下端的小平面測(cè)量，游標(biāo)卡尺由于長(zhǎng)時(shí)間使用，最易磨損的就是下量爪最下面的小平面，當(dāng)游標(biāo)卡尺兩個(gè)測(cè)量面貼合造成喇叭口現(xiàn)象。對(duì)于測(cè)量一些軋輥類工件，直徑為50～2500mm，長(zhǎng)度達(dá)8000mm，表面常為圓柱形、外凸形或下凹形的一些工件的時(shí)候，就不能用游標(biāo)卡尺進(jìn)行全部測(cè)量了，在工廠加工人員一般用外卡鉗和鋼直尺、游標(biāo)卡尺來(lái)配合測(cè)量這類工件，對(duì)于精度要求較高尺寸則采用千分尺進(jìn)行測(cè)量。

對(duì)于工件的被測(cè)量表面為平面，被測(cè)部位面積大于等于量具測(cè)桿的測(cè)量面積，量具的測(cè)量面和工件測(cè)量表面完全貼合，測(cè)量起來(lái)方便準(zhǔn)確，這時(shí)測(cè)量較快。如果工件被測(cè)部位面積小于量具測(cè)桿的測(cè)量面積時(shí)，測(cè)量時(shí)要格外注意。在實(shí)際加工過(guò)程中，加工人員測(cè)量平面較容易，測(cè)量圓形或者非圓類工件時(shí)較難，比如用游標(biāo)卡尺和千分尺測(cè)量工件的外圓和內(nèi)孔，這時(shí)加工人員要花更多的時(shí)間來(lái)測(cè)量。

在一般的機(jī)械加工過(guò)程中，軸類零件的加工測(cè)量比套類零件容易一些，套類零件加工主要涉及到孔的加工和測(cè)量問(wèn)題，對(duì)于一般的加工廠，加工人員主要采用游標(biāo)卡尺，或者內(nèi)卡鉗和外徑千分尺相配合的辦法來(lái)進(jìn)行測(cè)量，這兩種方法對(duì)于加工精度要求較高，尺寸精度為IT7～I(xiàn)T8的孔來(lái)說(shuō)，測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)、精度不容易保證，對(duì)加工人員技能水平要求較高，且容易產(chǎn)生廢品。如果采用內(nèi)徑百分表測(cè)量的話，精度可以保證，但是量具的準(zhǔn)備校對(duì)時(shí)間較長(zhǎng)，使用之前必須校對(duì)一下外徑千分尺，把表針調(diào)整至零位才能進(jìn)行測(cè)量。如果采用千分尺來(lái)測(cè)量?jī)?nèi)徑，精度更容易得到保證。測(cè)量φ5～30mm和φ25～50mm，深度較小的孔徑時(shí)，采用內(nèi)測(cè)千分尺；測(cè)量φ50-250mm，φ50～600mm，φ150～1400mm深度較大的孔徑時(shí)，采用內(nèi)徑千分尺；測(cè)量φ6～100mm的精度較高（分度值為0.01mm或0.005mm）、深度較大的孔徑時(shí)，采用三爪內(nèi)徑千分尺，如圖2所示。

2 學(xué)生對(duì)量具原理理解的重要性

游標(biāo)卡尺是最常用的中等精度的通用量具，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。學(xué)生在使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)誤，表現(xiàn)在使用前不檢查卡尺精度，不校對(duì)零位，對(duì)尺寸讀取困難，測(cè)量姿勢(shì)及測(cè)量方法不正確等。好多學(xué)生雖然會(huì)使用游標(biāo)卡尺，但每當(dāng)提問(wèn)的時(shí)候，為什么游標(biāo)卡尺的精度是0.02mm時(shí)，學(xué)生回答不上來(lái)。這里面有多種原因造成，理論知識(shí)學(xué)習(xí)的時(shí)候一知半解，沒(méi)有給足夠的卡尺讓學(xué)生當(dāng)堂練習(xí)，老師只是拿著若干把卡尺讓學(xué)生簡(jiǎn)單了解一下，當(dāng)學(xué)生開始實(shí)訓(xùn)，對(duì)卡尺的使用要求較高時(shí)，就造成前面所說(shuō)的情況。

測(cè)量精度0.02mm游標(biāo)卡尺刻線原理：尺身每小格為1mm，當(dāng)兩測(cè)量爪合并時(shí)，游標(biāo)上的第50格與尺身上的49mm對(duì)正，尺身一格是1mm，尺身一格與游標(biāo)一格相差1-49/50=0.02mm，這個(gè)差值就是卡尺的測(cè)量精度。當(dāng)讀數(shù)的時(shí)候先讀整數(shù)部分，然后讀小數(shù)部分，找出尺身上面的刻線與游標(biāo)上面的刻線對(duì)的最齊的那條刻線，從游標(biāo)0位刻線開始數(shù)到對(duì)齊的刻線中間有多少小格，小格數(shù)乘以0.02所得小數(shù)就是尺寸的小數(shù)部分，整數(shù)加上小數(shù)就是本次測(cè)量的尺寸。游標(biāo)卡尺所測(cè)得的尺寸要么是整數(shù)，要么小數(shù)部分是偶數(shù)。測(cè)量時(shí)在確認(rèn)卡尺精度無(wú)誤差和零件被測(cè)部位無(wú)磨損的基礎(chǔ)上，一個(gè)測(cè)量面測(cè)量三次，最后取平均數(shù)為最終測(cè)量結(jié)果。

千分尺的原理，千分尺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較符合阿貝原則，利用螺旋副傳動(dòng)的原理，將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)進(jìn)行尺寸測(cè)量，千分尺心軸通過(guò)現(xiàn)代化磨床加工，螺紋的輪廓精度很高，螺距偏差可忽略不計(jì)，加工條件保證了千分尺極低的測(cè)量不確定度。因此使得千分尺的可應(yīng)用范圍比較廣。千分尺在進(jìn)行實(shí)際使用時(shí)，受到千分尺內(nèi)部構(gòu)造精細(xì)的影響，千分尺對(duì)使用方式的要求比較高，根據(jù)千分尺常見的使用類型，可以將千分尺分為兩種使用類型，一種是機(jī)械式千分尺，另一種則是數(shù)顯千分尺，使用這兩種千分尺進(jìn)行尺寸測(cè)量時(shí)，必須要按照千分尺規(guī)定使用方式進(jìn)行測(cè)量。

它的原理是用很精密的螺紋通過(guò)旋轉(zhuǎn)，而測(cè)出它的軸向移動(dòng)的距離。螺紋的螺距（任意相鄰兩牙之間的軸向距離）為0.5mm。也即套管旋轉(zhuǎn)一周，軸向移動(dòng)0.5mm。而套管圓周等分為50格，故每格是0.01mm，也即它的測(cè)量精度。

如何選擇千分尺，根據(jù)被測(cè)工件尺寸和尺寸的公差大小選擇千分尺，千分尺的制造精度分為0級(jí)、1級(jí)、2級(jí)。0級(jí)精度最高，1級(jí)稍差。千分尺的制造精度主要由它的示值誤差和兩測(cè)量面平行度誤差的大小來(lái)決定。如果用分度值為0.01mm的千分尺保證不了測(cè)量精度，即滿足不了被測(cè)工件的公差要求，可選用精度較高的杠桿千分尺進(jìn)行測(cè)量，杠桿千分尺的刻度值有0.001mm和0.002mm兩種，即可作相對(duì)測(cè)量，也可作絕對(duì)測(cè)量。在用杠桿千分尺測(cè)量前，應(yīng)按被測(cè)工件尺寸，用量快調(diào)整零位?，F(xiàn)在數(shù)顯千分尺的分辨率為0.001mm，測(cè)量范圍和普通千分尺一樣，每隔25mm為一檔，也可以用它來(lái)進(jìn)行精密測(cè)量。

在有的課本或其他的工具書里面，把普通千分尺測(cè)量精度讀成0.001mm，按照文字去理解，認(rèn)為千分尺就是小數(shù)后面三位，最后一位數(shù)是人為估讀的，這是錯(cuò)誤的。必須按照它的測(cè)量精度0.01mm去讀。

3 學(xué)生對(duì)量具分類的重要性

機(jī)械類專業(yè)學(xué)生實(shí)習(xí)要用到很多量具，在鉗工實(shí)習(xí)時(shí)用到鋼直尺、游標(biāo)卡尺、高度游標(biāo)尺、千分尺、萬(wàn)能角度尺、刀口尺、直角尺、塞尺、劃線平板、百分表、量塊、正弦規(guī)、水平儀等。在車工實(shí)習(xí)時(shí)常用到鋼直尺、內(nèi)外卡鉗、游標(biāo)卡尺、千分尺、卡規(guī)、塞規(guī)、內(nèi)徑百分表、內(nèi)徑千分尺、萬(wàn)能角度尺、正弦規(guī)、螺紋千分尺、三針量規(guī)等。其中有些量具通用性比較好，叫做通用量具，也稱萬(wàn)能量具。游標(biāo)卡尺、千分尺、萬(wàn)能角度尺、百分表都屬于這一類量具。量塊、正弦規(guī)、多面棱體、表面粗糙度比較樣塊等屬于標(biāo)準(zhǔn)量具。塞規(guī)、卡規(guī)、圓錐量規(guī)、角度樣板、圓弧樣板、塞尺、螺紋樣板、三針量針、螺紋量規(guī)等屬于專用量具，也稱非標(biāo)量具，它是專門為檢測(cè)工件某一技術(shù)參數(shù)而設(shè)計(jì)制造的量具。

4 結(jié)語(yǔ)

量具的學(xué)習(xí)和正確使用對(duì)提高學(xué)生專業(yè)能力有很大促進(jìn)作用，雖然目前沒(méi)有專門針對(duì)量具方面的實(shí)訓(xùn)，只是在工件的加工、測(cè)量、裝配、機(jī)械的調(diào)整裝配過(guò)程中用到相應(yīng)的量具，量具的學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生畢業(yè)以后從事機(jī)械設(shè)計(jì)與制造或者別的專業(yè)都有很大的幫助。

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