《公差配合与测量技术 》课件-第6章 孔轴尺寸测量

公差配合与测量技术6.1常用的长度量具与量仪6.2实训项目-孔轴尺寸测量第6章孔轴尺寸测量按照测量工具的特点和结构可分为：（1）标准量具

包括量块、角度量块等。（2）通用量具和量仪

它可以用来测量一定范围的任一值。按结构特点，通用量具和量仪可分为以下几种：1)固定刻线量具：如钢直尺等。2)游标量具：如游标卡尺、游标量角器等。3)螺旋测微量具：如千分尺等。4)机械式量仪：如百分表、扭簧比较仪等。5)光学量仪：如光学计、万能测长仪等。6)气动量仪：如水柱式气动量仪等。7)电动量仪：如光电式量仪等。测量工具分类钢直尺是用来测量长度的一种最常用的简单量具，可测量被测件的长、宽、高等尺寸。测量长度的范围取决于钢直尺的规格，钢直尺的长度有：0～150mm、0～300mm、0～500mm、0～1000mm、0～2000mm。所谓的测量范围就是所能测定的最大长度。钢直尺的最小刻线宽度为0.5或1mm。现场使用的钢直尺一般用不锈钢制成。6.1常用长度量具、量仪一、钢直尺（钢尺）卡钳是一种间接的简单量具，不能直接测量出长度数值，必须与钢直尺或其他带有刻度值的量具一起使用。卡钳分内卡钳和外卡钳两种。外卡钳可测量外尺寸；内卡钳可测量内尺寸。卡钳的使用方法：二、卡钳游标类卡尺是应用较广泛的通用量具，具有结构简单、使用方便、测量范围大等特点。它是利用游标原理进行读数的。根据用途不同，游标类卡尺分为游标卡尺、深度游标卡尺、高度游标卡尺三种。游标卡尺用来测量内、外尺寸（如长度、宽度、厚度、内径和外径）、孔距、高度和深度等。三、游标类卡尺1.测量手法按分度值不同分为0.10mm、0.05mm、和0.02mm三种。目前机械加工中常用精度为0.02mm的游标卡尺。这三种精度的游标卡尺，尺身上的刻线相同，都是每1小间隔a=1mm，所不同的是游标格数与尺身相对的格数，其间隔b比尺身刻度间隔小。若尺身刻度（n-1）格的长度等于游标刻度n格的长度，游标上的刻度计算公式为

b=(n-1)a/n2.测量精度根据游标卡尺的刻线原理，可知游标卡尺的读尺方法可以分为三个步骤：第一步，在尺身上读位于游标零线左面的毫米（mm）尺寸数，为测量结果的整数部分。第二步，读出游标上与尺身上刻线对其的刻线数值，用此数值和间隔差值i的乘积为小数部分。第三步，把整数部分与小数部分相加即为测量的结果3.读尺方法实际生产中50分度（分度值为0.02mm）的游标卡尺应用较为常见，对其读数可以直接读出，现举例说明，如下图所示，（a）的读数为19.40mm；（b）的读数为16.44mm。原图放大图（a）原图放大图（b）注意事项：

1、不能将卡尺当作其他工具使用，如当锒头敲击工件,将卡尺的量爪当画线工具等；

2、使用前应检查卡尺各部分的作用是否正常、可靠，“0”位是否准确；

3、电子数显卡尺应避免水、油等液体物质渗入尺框内，以免损坏电子元件；

4、使用后应将卡尺放在工具盒内，不乱拿乱放；

5、卡尺放入工具盒前应使两测量面保持一定缝隙，以防卡尺测量面锈蚀。1、测量力度：请勿加以超过所需要求的测定力。测定力过强，爪会倾斜，产生测量上的误差；

4、测量深度：对着测定的面将游标卡尺设定成直角；2、测量外尺寸：尽量将被测物体夹在靠近主尺的根部，使整个测定面紧挨着被测物体；3、测量内尺寸：尽量将内爪深入测定处，使整个测定面紧挨着被测物体；5、测量高度差：将高度差测定面紧挨着被测物体。带刻度的固定套管5内有螺纹轴套4，其螺距为0.5mm。测微螺杆3右边的外螺纹与轴套4的内螺纹配合。固定套管5外表面有带刻度的微分筒6，它通过带锥度孔的接头8与测微螺杆后部的外锥体相连接。螺母7用来调节测微螺杆3转动时的松紧度。当测微杆固定不动时，可用锁紧装置11锁紧。松开垫片9时，可使测微螺杆与微分筒分离，以便调整零线位置。转动测力控制装置10，测微螺杆和微分筒随之转动。当测微螺杆3左端接触到工件时，测力控制装置10内部发出打滑的“卡、卡”跳动声音，此时，应锁紧测微螺杆，进行读数。1.外径千分尺结构组成四、螺旋测微量具2.测量手法在微分筒左端圆锥面上的圆周位置刻有50等分的刻线。当微分筒旋转一周时，带动着测微螺杆移动0.5mm；而微分筒转过１小格（圆周的1/50）时，测微螺杆的轴向位移为0.5x1/50=0.01mm。因此，千分尺的分度值为0.01mm，也就是测量精度为0.01mm。在千分尺上读尺寸的方法分为三个步骤：第一步：在固定套筒上读出其与微分筒边缘的刻线数值（包括整毫米数和半毫米数）。第二步：在微分筒上读出其与固定筒桶的基准线对齐的刻线数值。第三步：尺寸读数是把以上两个数相加3.外径千分尺测量读数外径千分尺读数（分度值为0.01mm）实例，如下图所示，（a）的读数为0mm；（b）的读数为5.400mm（c）的读数为5.385mm；（d）的读数为5.885mm；其中（c）比（d）读数多0.5mm是因为螺母位置超过了主尺的半格刻线位置。使用外径千分尺的注意事项如下：1)应保持测量面的清洁。2)使用前检查微分筒零线，使其与固定套筒的基准线对齐。3)测量时，先直接转动微分筒。当测量面接近工件时，改用测力装置，直到发出“咔、咔”声为止。4)测量时要将千分尺放正并注意温度的影响。5)不能用千分尺测量毛坯件及未加工表面。6)不能在工件转动时进行测量。7)不能用千分尺当锤子使用，击打其他物品。4.千分尺使用注意事项使用内径千分尺的注意事项：1）接长杆从长到短顺序排列，使用数量越少越好，以便减少积累误差。2）被测面的曲率半径不宜太小。3）防止温度的影响，温度过高或过低都能使被测件变形。4)测量时，避免用力把内径千分尺压进孔内，防止测量面磨损或使接长杆变形。5）大型内径千分尺使用后应平放或垂直吊挂，以防止变形。百分表是利用机械结构将被测工件的尺寸数值放大后，通过读数装置表示出来的一种测量工具。它具有体积小，结构简单，使用方便和价格便宜等优点，但回程误差较大。1.百分表简介五、百分表（1）百分表（分度值为0.01mm)和千分表（分度值为0.001mm)。主要用于测量长度尺寸、测量形位误差、检验机床的几何精度等，是机械加工生产和机械设备维修中不可缺少的量具。（2）杠杆式百分表和杠杆式千分表主要是用来测量零件的几何精度或调整工件的装夹位置以及用比较法测量尺寸等。（3）内径百分表和内径千分尺主要用于比较法或测量孔或槽宽的形状误差及尺寸大小。（4）杠杆齿轮比较仪主要用于测量外尺寸的形状和位置误差（如圆跳动和端面跳动等），也可用于其他精密测量的指示表头。（5）扭簧比较仪主要用比较法测量高精度被测件长度尺寸、形位误差。扭簧比较仪的分度值有0.01、0.0005、0.0002、0.0001mm四种，其标尺的示值范围分别为±0.030mm、±0.015mm±0.006mm、±0.003mm。百分表刻线原理和度数方法百分表的分度值为0.01mm，表面刻度盘上共有100等分格。按百分表的齿轮转动机构的转动原理，量杆移动1mm时，指针回转一圈。当指针偏转1格时，量杆移动的距离为L=(1*1/100)mm=0.01mm读数方法是：先读短指针与起始位置“0”之间的整数，再读长指针在表盘上所指的值，两个数值相加就是被测尺寸。2.百分表的结构及原理百分表的测量范围是指测量杆的最大位移量，一般有0～3、0～5、0～10mm三种。百分表制造精度可分为0级和1级两种，0级精度较高，1级次之。使用时应根据被测量零件的精度要求选用，工厂生产中还有一种读数值为0.001mm的千分表，主要用于测量精度更高的零件。

百分表在使用时，可装在表架上。表架放在平板上或某一平整位置上。测量头与被测表面接触时，测量杆应有一定的预压量，一般为0.3～1mm，使其保持一定初始测量力，以提高示值的稳定性。同时，应把指针调整到表盘的零位。测量平面时，测量杆要与被测表面垂直。测量圆柱工件时，测量杆的轴线应与工件直径方向一致并垂直于工件的轴线。百分表不能用来测毛坯。3.测量精度分类4.百分表的使用

用内径百分表测量孔径是一种相对的测量方法。测量前应根据被测孔径的尺寸大小，在千分尺或其他量尺上调整好尺寸才能进行测量。所以在内径百分表上的数值是被测孔径的尺寸与标准孔径尺寸之差。使用内径百分表时，当指针正好指在零刻线上时，说明被测孔的尺寸与标准孔径相等；若指针顺时针方向偏转，表示被测孔小于标准孔径，反之大于标准孔径。在使用内径百分表时，除遵守一般百分表使用时的注意事项外，还必须注意以下两点：调整好尺寸的内径百分表，在测量孔径时，先定心，再使测量头轴线与孔壁垂直，在孔的轴线方向微微地摆动，找出最小的读数值（即为尺寸的数值）。测量时，按压测头要小心，不能用力过大或用力过快，不要使活动测头受到剧烈振动。

5.内径百分表的使用注意六、量规

不能指示量值，只能根据与被测件的配合间隙、透光程度或者能否通过被测件等来判断被测长度合格与否的长度测量工具。量规控制的是尺寸或规格的上下限,一般包含全部的公差带。量规结构简单，通常为具有准确尺寸和形状的实体，如圆锥体、块体平板、尺和螺纹件等。常用的量规有量块、角度量块、多面棱体、正弦规、直尺、平尺、平板、塞尺、平晶和极限量规等。

用量规检验工件通常有通止法、着色法、光隙法和指示表法。

①通止法：利用量规的通端和止端来控制工件尺寸，使之不超出公差带。如孔径测量时，若光滑塞规的通端通过而止端不通过，则孔径是合格的。利用通止法检验的量规也称极限量规（图1）,常见的极限量规还有螺纹塞规、螺纹环规和卡规等。②着色法：在量规工作表面上薄薄涂上一层适当的颜料（如普鲁士蓝或红丹粉），然后用量规表面与被测表面研合。被测表面的着色面积大小和分布不均匀程度表示其误差。例如用圆锥量规检验机床主轴锥孔和用平尺检验机床导轨直线度等。③光隙法：使被测表面与量规的测量面接触，后面放光源或采用自然光。当间隙小至一定程度时，由于光学衍射现象使透光成为有色光，间隙至0.5微米时还能看到透光。根据透光的颜色可判断间隙大小。间隙大小和不均匀程度即表示被测尺寸、形状或位置误差的大小。例如，用直尺检验直线度，用角尺和平板检验垂直度（图2）等。

④指示表法：利用量规的准确几何形状与被测几何形状比较，以百分表或测微仪等指示被测几何形状误差。例如用平板和百分表等测量尺形工件的直线度；用正弦规、平板和测微仪测量角度等。GB/T6093-2001《几何量技术规范（GPS）长度标准量块》量块也称为块规，它是保持度量统一的重要量具。在工厂使用的量具中，量块常作为长度的基准。量块的主要用途是用来检定和校准量具与量仪的基准量具；在相对测量时用来调整测量器具的零位。在某些情况下，量块可用于精密测量，也可用于机床的调整。量块

它有两个测量面和四个非测量面。两相互平行的测量面之间的距离为量块的工作长度，称为标称长度（量块上标出的长度）。从量块一个测量面上任意点到与这个量块另一个测量面相研合的面的垂直距离称为量块长度Li。从量块一个测量面中心点到与这个量块另一个测量面相研合的面的垂直距离称为量块的中心长度。

L4L3L2L量块L1平晶量块构成1.量块的构成量块与量块之间具有良好的研合性。利用这种研合的特性，在使用时可以把尺寸不同的量块组合成量块组，以提高利用率。把量块组合成一定尺寸时的方法：先从所给定的尺寸最后一位数字考虑，毎选一块应使尺寸数量减少1～2位，使量块数量尽量可能减少，以减少累积误差。例如，要组成28．785mm的尺寸，若采用4块一套的量块，其选用的方法是：先从最后一位选起，依次向前减去组中所有的块数，减完为止。