第八章 常用量具及公差测量实训

1,第八章常用量具及公差测量实训第一节游标类量具第二节千分尺类量具第三节机械量仪本章小结,2,第八章常用量具及公差测量实训第一节游标类量具游标类量具是利用游标读数原理制成的一种常用量具，主要用于机械加工中测量工件内外尺寸、宽度、厚度和孔距等。它具有结构简单、使用方便、测量范围大等特点。一、游标量具的种类和结构常用的游标量具有游标卡尺、深度游标尺、高度游标尺，它们的读数原理相同，所不同的主要是测量面的位置不同(图8-1)。游标量具的主体是一个刻有刻度的尺身，沿着尺身滑动的尺框上装有游标，游标量具的读数值有0.1mm、0.05mm、0.02mm三种。,3,a)游标卡尺,b)游标深度尺,c)游标高度尺,图8-1各类游标卡尺,4,二、游标量具的读数方法用游标量具测量零件进行读数时，应首先根据游标零线所处位置读出尺身刻度的整数部分的值，其次再判断游标第几根刻线与尺身刻线对准，用游标刻线的序号乘上读数值，即得到小数部分的读数。将整数部分与小数部分相加即为测量结果。例如，在游标读数值为0.05mm的游标卡尺上，游标零线的位置在尺身刻线“24”与“25”之间，且游标上的第8根刻线与尺身刻线对准，则被测尺寸为24mm+80.05mm24.40mm。,5,三、使用游标卡尺的注意事项1测量前，应先把量爪和被测工件表面的灰尘和油污等擦干净，以免碰伤量爪面和影响测量精度，同时检查各部件的相互作用，如尺框和基尺装置移动是否灵活，紧固螺钉是否能起作用等。2.测量前，还应检查游标卡尺零位，使游标卡尺两量爪紧密贴合，用眼睛观察时应无明显的光隙，同时观察游标零刻线与尺身零刻线是否对准，游标的尾刻线与尺身的相应刻线是否对准。最好把量爪闭合三次，观察各次读数是否一致。如果三次读数虽然不是“零”，但却一样，可把这一数值记下来，在测量时加以修正。,6,3.测量时，要掌握好量爪面同工件表面接触时的压力，做到既不太大，也不太小，刚好使量测面与工件接触，同时量爪还能沿着工件表面自由滑动。有微动装置的游标卡尺，应使用微动装置。4.读数时，应把游标卡尺水平拿着朝光亮的方向，使视线尽可能地和尺上所读的刻线垂直，以免由于视线的歪斜而引起读数误差(即视差)。必要时，可用三倍至五倍的放大镜帮助读数。最好在工件的同一位置上多测量几次，取其平均值，以减小读数误差。5.测量外尺寸读数后，切不可从被测工件上用猛力抽下游标卡尺，否则会使量爪的测量面加快磨损。测量内尺寸读数后，要使量爪沿着孔的中心线滑出，防止歪斜，否则将使量爪扭伤、变形或使尺框走动，影响测量精度。,7,6.不准用游标卡尺测量运动中的工件，否则容易使游标卡尺受到严重磨损，也容易发生事故。7.不准以游标卡尺代替卡钳在工件上来回拖拉，使用游标卡尺时不可用力同工件撞击，防止损坏游标卡尺。8.游标卡尺不要放在强磁场附近(如磨床的工作台上)，以免使游标卡尺感应磁性，影响使用。9.测量完毕后，应将游标尺寸安放在专用盒内，注意不要使它弄脏或生锈。10.游标卡尺受损后，不能用锤子、锉刀等工具自行修理，应交专门修理部门修理，并经检定合格后才能使用。,8,四、公差测量实训使用游标卡尺测量轴类零件尺寸及形状公差：丰田5A发动机曲轴主轴径尺寸及形状公差的测量实训。实训报告一、测量项目：丰田5A发动机曲轴主轴径尺寸及形状公差测量实训二、测量目的和要求：1.了解游标卡尺的结构；2.掌握使用游标卡尺测量轴类零件尺寸和形状公差的方法；3.加深对形状公差概念的理解。三、测量器具：游标卡尺。四、测量器具使用方法介绍：五、测量注意事项：,9,六、测量步骤：1.将曲轴用V铁架在平板上。2.调零位：将卡尺的两爪合拢后观察，两爪之间应密不透光。合拢后，游标零线应与主尺尺身零线对齐。3.测量：使量爪轻轻卡紧工件的被测表面，保持合适的测量力，量爪位置要摆正，不能歪斜。4.读数：读数时视线应与尺身表面垂直，避免产生视觉误差。5.每道轴颈需要在曲拐方向和垂直方向测量四个尺寸。6.将数据计入测量报告单内，计算每道轴颈的园度、圆柱度误差。7.按曲轴的验收标准，判断曲轴是否为合格零件。,10,表8-1丰田5A发动机曲轴主轴颈尺寸及形状公差测量实训表,11,第二节千分尺类量具千分尺类量具又称测微类量具，它是利用螺旋副运动理进行测量和读数的一种测微量具。按用途分为外径千分尺、内径千分尺、深度千分尺。其中，内径千分尺用于测量内尺寸；外径千分尺用得最普遍，主要用于测量轴类尺寸，下面以外径千分尺为例，说明千分尺类量具的结构、原理和用法。,12,一、外径千分尺的结构及其特点,图8-2外径千分尺1一尺架2一固定测砧3一测微螺杆4一螺纹轴套5一固定套筒6一微分筒7一调节螺母8一接头9一垫圈10一测力装置11一锁紧手把12一绝缘板,13,外径千分尺主要由尺架、测微头、测力装置等组成，如图8-2所示。其结构特征是：1.结构设计符合阿贝原则。2.以丝杆螺距作为测量的基准量，丝杆和丝母的配合应该精密，配合间隙应能调整。3.固定套筒和微分筒作为示数装置，用刻度线进行读数。4.有保证一定测力的棘轮棘爪机构。,14,图8-2中测微装置由固定套管用螺钉固定在螺纹轴套上，并与尺架紧配结合成一体。测微螺杆的一端为测量杆，它的中部外螺纹与螺纹轴套上的内螺纹精密配合，并可通过螺母调节配合间隙；另一端的外圆锥与接头的内圆锥相配合，并通过顶端的内螺纹与测力装置连接。当此螺纹旋紧时，测力装置通过垫片紧压接头，而接头上开有轴向槽，能沿着测微螺杆上的外圆锥胀大，使微分筒与测微螺杆和测力装置结合在一起。当旋转测力装置时，就带动测微螺杆和微分筒一起旋转，并沿精密螺纹的轴线方向移动，使两个测量面之间的距离发生变化。千分尺测微螺杆的移动量一般为25mm，有少数大型千分尺制成50mm。外径千分尺使用方便，读数准确，其测量精度比游标卡尺高，在生产中使用广泛；但千分尺的螺纹传动间隙和传动副的磨损会影响测量精度，因此主要用于测量中等精度的零件。常用的外径千分尺的测量范围有025mm，2550mm，50-75mm等多种，最大的可达25003000mm。,15,二、外径千分尺的工作原理千分尺是应用螺旋副的传动原理，将角位移转变为直线位移。测微螺杆的螺距为0.5mm时，固定套筒上的标尺间距也是0.5mm，微分筒的圆锥面上刻有50等分的圆周刻线。将微分筒旋转一圈时，测微螺杆轴向位移0.5mm；当微分筒转过一格时，测微螺杆轴向位移0.5mm150=0.01mm，这样，可由微分筒上的刻度精确地读出测微螺杆轴向位移的小数部分。因此，千分尺的分度值为0.01mm。,16,常用的外径千分尺的测量范围有025mm、2550mm、5075mm以至几米以上，但测微螺杆的测量位移一般均为25mm。外径千分尺的读数如图8-3所示。图8-3千分尺读数举例a)8.35mmb)14.68mmc)12.765m在使用千分尺时，如果微分筒的零线与固定套筒的中线没有对准，可记下差数，以便在测量结果中除去；也可在测量前加以调整。,17,三、外径千分尺的使用方法1.测量前，必须校对外径千分尺的零位。对测量范围为025mm的外径千分尺，校对零位时应使两测量面接触；对测量范围大于25mm的外径千分尺，应在两测量面问安放尺寸为其测量下限的校对用的量杆后，进行对零。如零位不准，按下述步骤调整：(1)测力装置转动测微螺杆，使两测量面接触。(2)锁紧测微螺杆。(3)用外径千分尺的专用扳手，插人固定套管的小孔内，扳转固定套管，使固定套管纵刻线与微分筒上的零刻线对准。(4)若偏离零刻线较大时，需用螺钉旋具将固定套管上的紧固螺钉松脱，并使测微螺杆与微分筒松动，转动微分筒，进行粗调，然后锁紧紧固螺钉，再按上述步骤(3)进行微调并对准。,18,(5)零位，必须使微分筒的棱边与固定套管上“0”刻线重合，同时要使微分筒上“0”线对准固定套管上的纵刻线。2.测量时，应手握隔热装量。如果手直接握住尺架，会使外径千分尺和工件温度不一致，而增加测量误差。3.测量时，要使用测力装置，不要直接转动微分筒使测量面与工件接触。应先用手转动千分尺的微分筒，待测微螺杆的测量面接近工件被测表面时，再转动测力装置上的棘轮，使测微螺杆的测量面接触工件表面，听到23声“咔咔”声后即停止转动，此时已得到合适的测量力，可读取数值。不可用手猛力转动微分筒，以免使测量力过大而影响测量精度，严重时还会损坏螺纹传动副。,19,4.测量时，外径千分尺测量轴线应与工件被测长度方向一致，不要斜着测量。5.外径千分尺测量面与被测工件相接触时，要考虑工件表面几何形状，以减少测量误差。6.在加工过程中测量工件时，应在静态下进行测量。不要在工件转动或加工时测量，否则容易使测量面磨损，测杆弯曲，甚至折断。7.按被测尺寸调整外径千分尺时，要慢慢地转动微分筒或测力装置，不要握住微分筒挥动或摇转尺架，以免使精密螺杆变形。,20,四、公差测量实训使用外径千分尺测量轴类零件尺寸及形状公差：丰田5A发动机曲轴连杆轴径尺寸及形状公差测量实训。实训报告一、测量项目：丰田5A发动机曲轴连杆轴径尺寸及形状公差测量实训二、测量目的和要求：1.了解游标卡尺的结构；2.掌握使用游标卡尺测量轴类零件尺寸和形状公差的方法；3.加深对形状公差概念的理解。三、测量器具：外径千分尺。四、测量器具使用方法介绍：五、测量注意事项：,21,六、测量步骤：1.将曲轴用V铁架在平板上。2.调零位：使用前，必须校对外径千分尺的零位。3.测量：外径千分尺测量轴线应与工件被测长度方向一致，不要斜着测量。4.读数：读数时视线应与尺身表面垂直，避免产生视觉误差。5.每道轴颈需要在曲拐方向和垂直方向测量四个尺寸。6.将数据计入测量报告单内，计算每道轴颈的园度、圆柱度误差。7.按曲轴的验收标准，判断曲轴是否为合格零件。,22,表8-2丰田5A发动机曲轴连杆轴颈尺寸及形状公差测量实训表,23,第三节机械量仪机械量仪是利用机械结构将直线位移经传动、放大后，通过读数装置表示出来的一种测量器具。机械量仪应用十分广泛，主要用于长度的相对测量以及形状和相互位置误差的测量等。机械量仪的种类很多，主要有百分表、内径百分表、杠杆百分表、扭簧比较仪和机械比较仪等。下面以百分表为例来说明机械量仪结构、原理和使用方法。,24,一、百分表1百分表的结构百分表是一种应用最广泛的机械量仪，其外形及传动如图8-4。从图8-4可以看到，当切有齿条的测量杆5上下移动时，带动与齿条相啮合的小齿轮1转动，此时与小齿轮固定在同一轴的大齿轮2也跟着转动。通过大齿轮即可带动中间齿轮3及与中间齿轮固定在同一轴上的指针6。这样通过齿轮传动系统就可将测量杆的微小位移经放大转变为指针的偏转，并由指针在刻度盘上指示出相应的数值。为了消除齿轮传动系统中由于齿侧间隙而引起的测量误差，在百分表内装有游丝8，由游丝产生的扭转力矩作用在大齿轮7上，大齿轮7也与中间齿轮3啮合，这样可保证齿轮在正反转时都在同一齿侧面啮合。弹簧4是用来控制百分表测量力的。,25,图8-4百分表1一小齿轮2、7一大齿轮3一中间齿轮4一弹簧5一测量杆6一指针8一游丝百分表的分度值为0.01mm，表盘圆周刻有100条等分刻线。因此，百分表的齿轮传动系统应使测量杆移动1mm，指针回转一圈。百分表的示值范围有：03mm、05mm、010mm三种。,26,2百分表的使用方法测量前应该检查表盘玻璃是否破裂或脱落，测量头、测量杆、套筒等是否有碰伤或锈蚀，指针有无松动现象，指针的转动是否平稳等。测量时应使测量杆与零件被测表面垂直。测量圆柱面的直径时，测量杆的中心线要通过被测量圆柱面的轴线。测量头开始与被测量表面接触时，为保持一定的初始测量力，应该使测量杆压缩0.3lmm，以免当偏差为负时，得不到测量数据。测量时应轻提测量杆，移动工件至测量头下面(或将测量头移至工件上)，再缓慢放下与被测表面接触。不能急于放下测量杆，否则易造成测量误差。不准将工件强行推至测量头下，以免损坏量仪。,27,使用百分表座及专用夹具，可对长度尺寸进行相对测量。测量前先用标准件或量块校对百分表和转动表圈，使表盘的零刻度线对准指针，然后再测量工件，从表中读出工件尺寸相对标准件或量块的偏差，从而确定工件尺寸。使用百分表及相应附件还可用来测量工件的直线度、平面度及平行度等误差，以及在机床上或者其他专用装置上测量工件的各种跳动误差等。,28,3使用百分表的注意事项（1）测头移动要轻缓，距离不要太大，测量杆与被测表面的相对位置要正确，提压测量杆的次数不要过多，距离不要过大，以免损坏机件及加剧零件磨损。（2）测量时不能超量程使用，以免损坏百分表内部零件。（3）应避免剧烈震动和碰撞，不要使测量头突然撞击在被测表面上，以防测量杆弯曲变形，更不能敲打表的任何部位。(4)表架要放稳，以免百分表落地摔坏。使用磁性表座时要注意表座的旋钮位置。（5）表体不得猛烈震动，被测表面不能太粗糙，以免齿轮等运动部件损坏。（6）严防水、油、灰尘等进入表内，不要随便拆卸表的后盖。百分表使用完毕，要擦净放回盒内，使测量杆处于自由状态，以免表内弹簧失效。,29,4公差测量实训使用百分表测量箱体类零件位置误差：变速器壳体位置公差测量实训。实训报告一、测量项目：变速器壳体位置误差测量实训二、测量目的和要求：1.了解游百分表的结构；2.掌握使用百分表测量变速器壳体位置误差的方法；3.加深对位置公差概念的理解。三、测量方法：是以精密测量平板为基本的测量器件，并辅以百分表、千分表、高度尺、直角尺等通用量具，通过不同的组合完成测量。四、测量器具：1精密测量平板；2百分表；3杠杆百分表；4内径百分表；5.外径千分尺；6.宽座直角尺；7游标高度尺；8.其他辅助检具。,30,五、测量步骤：1.位置度误差的测量(1)将被测零件的基准面B放在平板上(如图8-5)。图8-5位置度的测量,31,(2)测量孔径：按孔径基本尺寸选好测量头，装在内径百分表上，用外径千分尺对零位，测出孔径。(3)用高度游标尺分别测出孔壁到基准面A的距离。(4)再将被测件的基准面放在平板上，用高度游标尺测出孔壁到基准面B的距离。(5)将，分别加上实际孔的半径，求出孔中心到基准面A，B的距离。(6)将实测值与相应的理论正确尺寸比较，得出偏差，则孔的位置度误差为(7)进行合格性评定。当实测值小于给定的公差值时，该项目合格。,32,2.垂直度误差的测量(1)用一长心轴模拟被测孔的公共轴心线。用一短心轴模拟基准孔的轴心线。(2)将被测零件的平面放在3个可调支撑上(如图8-6)。,图8-6垂直度的测量,33,(3)用宽座直角尺分别在任意方向上检查基准孔的心轴与平板的垂直度(用光隙法)，若不垂直可通过调整可调支撑使基准轴心线与平板平行。(4)用百分表分别在被测孔靠近箱体壁的左右两侧读取最高点的读数。两读数之差即为被测孔与基准孔轴线的垂直度误差。(5)进行合格性评定，当实测值小于给定的公差值时该项目合格。,34,3.平行度误差的量测(1)轴线与基准平面平行度误差的量测。将被测零件的基准面F直接置于平板上，如图1359示，被测孔中放人模拟心轴。用百分表分别靠近箱体壁的左右两侧，在心轴最高点处读取读数，两读数之差即为被测轴线对基准平面的平行度误差。(2)被测平面与基准平面平行度误差的量测用百分表量测被测平面上各点的读数，读数的最大值与最小值之差即为该被测平面对基准平面的平行度误差。(3)进行合格性评定，当实测值小于给定的公差值时该项目合格。,35,图8-7平行度的量测,36,4.同轴度误差的测量(1)用心轴分别模拟基准孔与被测孔的轴心线，将被测零件的A平面置于3个可调支撑上(如图8-8)。(2)将基准孔的模拟心轴，调整到与平板平行(可用百分表在该孔两端的两点进行测量，调整到与两端最高点读数相等，即表示心轴与平板平行)，记下此时的读数，则该点至平板的距离为。(3)用百分表在靠近被测孔模拟心轴的两端A、B两点处分别测出最高点读数，并计算与高度的差值。(4)将被测件翻转90，用上述方法测出(由于测量空间较小，要改用杠杆百分表)。,37,图8-8同轴度的测量,38,(5)计算被测孔两端的同轴度误差。A点处的同轴度误差为B点处的同轴度误差为取其中较大者作为该被孔的同轴度误差。(6)进行合格性评定，当实测值小于给定的公差值时该项目合格。,39,表8-3变速器壳体位置误差测量实训,40,二、内径百分表1.内径百分表的结构内径百分表由百分表和专用表架组成，用于测量孔的直径和孔的形状误差，特别适宜于深孔的测量。内径百分表的构造如图8-9所示，百分表的测量杆与传动杆始终接触，弹簧是控制测量力的，并经过传动杆、杠杆向外顶住活动测头。测量时，活动测头的移动使杠杆回转，通过传动杆推动百分表的测量杆，使百分表指针回转。由于杠杆是等臂的，百分表测量杆、传动杆及活动测头3者的移动量是相同的，所以，活动测头的移动量可以在百分表上读出来。,41,图8-9内径百分表1活动测头2可换测杆3表架头4表架套杆5传动杆6测力弹簧7百分表8杠杆9定位装置10定位弹簧,42,2.内径百分表使用注意事项(1)前必须根据被测工件尺寸，选用相应尺寸的测头，安装在内径百分表上。(2)使用前应调整百分表的零位。根据工件被测尺寸，选择相应精度标准环规或用量块及量块附件的组合体来调整内径百分表的零位。调整时表针应压缩1mm左右，表针指向正上方为宜。(3)调整及测量中，内径百分表的测头应与环规及被测孔径轴线垂直，即在径向找最大值，在轴向找最小值。(4)测量槽宽时，在径向及轴向均找其最小值。(5)具有定心器的内径百分表，在测量内孔时，只要将其按孔的轴线方向来回摆动，其最小值即为孔的直径。,43,3.公差测量实训使用内径百分表测量孔类零件尺寸及误差：丰田5A发动机气缸直径及形状公差测量实训。实训报告一、测量项目：丰田5A发动机气缸直径及形状公差测量实训二、测量目的和要求：1.了解游内径百分表的结构；2.掌握使用内径百分表测量汽车发动机气缸直径及形状公差的方法；3.加深对形状公差概念的理解。三、测量器具：内径百分表四、测量器具使用方法介绍：五、测量注意事项：,44,六、测量步骤：1.预调整(1)将百分表装入量杆内，预压缩1mm左右(百分表的小指针指在1的附近)后锁紧。(2)根据被测零件基本尺寸选择适当的可换测头装入量杆的头部，用专用扳手扳紧锁紧螺母。此时应特别注意可换测量头与活动测量头之间的长度须大于被测尺寸081mm左右，以便测量时活动测量头能在基本尺寸的正、负一定范围内自由运动。2.对零位因内径百分表是相对法测量的器具，故在使用前必须首先根据被测气缸直径基本尺寸根据选择合适的测头，用其他量具校对内径百分表的零位，表针应压缩lmm左右。校对零位的常用方法有以下3种。,45,(1)用量块和量块附件校对零位。按被测零件的基本尺寸组合量块，并装夹在量块的附件中，将内径百分表的两测头放在量块附件两量脚之间，摆动量杆使百分表读数最小，此时可转动百分表的滚花环，将刻度盘的零刻线转到与百分表的长指针对齐。这种零位校对方法能保证