测量器具的精度保持性和使用寿命,与计量检修、操作者的正确使用维护密切相关。
(1)测量器具的计量要求。测量器具的正确使用,应遵循测量器具的保养、检修、鉴定等计量计划要求,定期送计量部门检验鉴定,确保所用量具检具的精度、灵敏度和准确度。
(2)测量器具的维护要求。测量器具在使用过程中应轻拿轻放、保持清洁,注意防锈、防磁、防震,使用完毕后擦拭干净涂防护油,按各器具的规范要求摆放,做到合理存放保管,保持使用寿命。
以下简单介绍常见检测用具的使用基本常识(详细使用方法,请参照相关使用说明书)。
1.平板
(1)按材质不同,平板有钢制、铸铁和石材三类。
① 钢制平板韧性好,一般用于冷作放样或样板修整。
② 铸铁平板精度稳定性好,除具有钢制平板用途外,经压砂后可作研磨工具。
③ 石材类平板工作表面在使用中保养维护简便,材质稳定,受温度影响较小,机械精度高(防锈、防磁、绝缘)等,但湿度高时易变形。适用于直角检测、平面检测、高度测量、机床机械检验测量并作为精密划线及一般划线等各种检验工作的精度测量用基准平面。花岗石平板就是石材类平板中较常见的一种。
(2)平板的精度。
石材平板共有000、00、0、1四个精度等级;铸铁平板共有000、00、0、1、2、3六个精度等级,在机械加工制造中多用铸铁平板。
一般的机械加工常用平板的级别为0、1、2、3四个精度等级,0、1、2级平板一般作检验用,3级平板多作划线使用。
检验用工作平台(平板)适合于各种检验工作和精密测量,基础平面常与平尺、方箱、V形架(铁)、弯板、直角尺、圆柱角尺等工具配合使用。
几种不同用途的平台(平板)的外观形状参见图2-1。
图2-1 平台(平板)
(3)平板的放置要求。
平板应安放平稳,一般用三个支承点调整水平面。大平板增加的支承点须垫平垫稳,但不可破坏水平,平板受力须均匀以减少自重引起的变形。平板放置示意参见图2-2。
图2-2 平板放置示意
(4)平板使用基本要求。
平板在使用中,应避免某一局部使用过于频繁而使局部磨损过多,避免划痕和碰伤。使用中被测工件的基准面必须要与平板的工作面贴合。平板应避免热源的影响和酸碱的腐蚀,不宜承受冲击、重压,也不宜在平板上长时间地堆放物品。
2.方箱、角铁、V形架
(1)方箱、角铁(弯板)、V形架等是机械制造和修理过程中的必要工具,与平台配合使用,是检验机械零部件尺寸精度、形位偏差、各种机床机械的检验测量,以及各种划线等的主要工具。因通常与平台配合使用,也称作平台附件。
(2)方箱精度分为1、2、3级,一般1、2级为检验用,3级为划线用。方箱、角铁使用时应注意配合平板精度。方箱、角铁、V形架等也有不同的规格尺寸,根据被测件的形状和测量位置需要等匹配选用。
方箱、V形架、角铁的外观形状参见图2-3。
图2-3 方箱、角铁、V形架
3.垫铁、平台调整螺栓、千斤顶
(1)垫铁、千斤顶、调整螺栓等主要用于将工件(或部件、平台等)的被测部位(或使用部位)调整找平后便于测量或操作。常用的垫铁类型有平垫铁、阶梯垫铁、角度垫铁、调整垫铁等。千斤顶、调整螺栓、垫铁的外观形状参见图2-4。
图2-4 千斤顶、平台调整螺栓、垫铁
1.平尺、刀口尺的使用与保养
平尺包括平行平尺、桥形平尺、工字型平尺、矩形平尺、角度平尺、以及机床导轨专用平尺等,主要用于工作台的精度检测、精密部件测量、刮研工艺等,是精密测量的基准。
(1)平尺、刀口尺使用时要防止被碰伤,应确保棱边的完整性。操作时手握持绝热板部分,避免温度影响精度以及产生锈蚀。
(2)刀口尺用于检测平板、机床工作台、导轨和精密工作的平面度、精度。以光隙法进行直线度测量,也可与量块一起,用于检验长度尺寸。测量前,用量块组成两组尺寸,一组等于凸台高度尺寸公差的最大极限尺寸,另一组等于最小极限尺寸。
(3)测量前,应检查尺的测量面,其上不得有划痕、碰伤、锈蚀等缺陷;表面应清洁光亮。一般应按不同装配要求对应选择不同精度的平尺。
(4)平尺、刀口尺等的工作面不应有锈蚀、斑痕、鳞片、凹坑、裂缝以及其他缺陷,尤其是平尺应无磁性。
(5)平尺、刀口尺的外观形状参见图2-5。
图2-5 平尺、刀口尺
2.塞尺的使用保养
(1)塞尺的测量精度一般为0.01mm。
(2)测量时,应先用较薄的一片塞尺插入被测间隙内,若仍有空隙,则挑选较厚的依次插入,直至而不松不紧恰好塞进,则该片塞尺的厚度为被测间隙尺寸。若没有所需厚度的塞尺,可取若干片塞尺重迭代用,被测间隙即为各片塞尺尺寸之和,但测值结果误差较大。
(3)由于塞尺很薄,容易折断和折皱,使用时应特别小心,使用后应在表面涂以防锈油,并收回到保护板内。
(4)塞尺的测量面不应有锈迹、划痕、折痕等明显的外观缺陷。
(5)塞尺的外形形状参见图2-6。
图2-6 塞尺
1.直角尺的使用与保养
(1)常用直角尺精度分为四级:00级和0级直度角尺一般用于检验精密量具;1级用于检验精密工件;2级用于检验一般精度工件。
(2)直角尺使用前,应先检查各工作面和边缘是否被碰伤。角尺的长边的左、右面和短边的上、下面都是工件面(即内外直角)。测量前需将直尺工作面和被检工作面擦净。
(3)直角尺使用时,将直度角尺靠放在被测工件的工作面上,用光隙法鉴别工件的角度是否正确。
(4)为获得精确测量结果,一般将直度角尺翻转180°再测量一次,取二次读数算术平均值为其测量结果,可消除角尺本身的偏差。
(5)使用过程中应注意轻拿、轻靠、轻放,防止弯曲变形。用后擦拭干净涂防锈油,置于角尺匣内。
(6)直角尺的外观形状外形参见图2-7(a)。
图2-7 角度尺
2.万能角度尺的使用与保养
万能角度尺又称为角度规、游标角度尺和万能量角器,是利用游标读数原理,直接测量工件角度或进行划线的一种角度量具。
(1)使用前,先将万能角度尺擦拭干净,再检查各部件的相互作用是否移动平稳可靠、止动后的读数是否稳定,然后对零位。
(2)测量时,放松制动器上的螺帽,移动主尺座作粗调整,再转动游标背面的手把作精细调整,直到使角度尺的两测量面与被测工件的工作面密切接触为止。然后拧紧制动器上的螺帽加以固定,即可进行读数。
(3)测量完毕后,应用汽油把万能角度尺洗净,用干净纱布仔细擦干,涂以防锈油,然后装入匣内。万能角度尺的外观形状参见图2-7(b)。
1.游标卡尺的使用与保养
(1)游标卡尺使用前,应先将量爪和被测工件表面的灰尘、油污等擦拭干净,以免碰伤游标卡尺量爪面,影响测量精度;同时检查尺框和微动装置移动等是否灵活,紧固螺钉是否能起作用。游标卡尺的外观形状参见图2-8。
图2-8 长度游标卡尺
(2)检查游标卡尺零位。使游标卡尺两量爪紧密贴合,目视观察应无明显的光隙,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。最好把游标卡尺量爪闭合三次,观察各次读数是否一致。如果三次读数虽然不是零,但读数三次完全一样,可把这数值记下来,在测量时作为修正值加以修正。
(3)使用游标卡尺时,要掌握好量爪面同工件表面接触时的压力,应刚好使测量面与工件接触,既不能太大,也不能太小,同时量爪还能沿着工件表面自由滑动。用有微动装置的游标卡尺时,应使用微动装置控制与工件的接触力。
(4)在使用游标卡尺尾针测量孔深尺寸时,应先在划线平台上校对其尾针位置的准确度,然后进行孔深测量。
(5)在测量读数时,应使游标卡尺水平并朝着亮光方向,使视线尽可能地和尺上所读的刻度线垂直,以免视线的偏斜而引起读数误差。应在工件的同一位置多次测量,取多次读数的平均值。
(6)在使用平头游标卡尺测量内径(孔)尺寸时,应先核对零位时的基数值,测量的读数应加上基数值后才是被测量孔的实际尺寸。
(7)测量外部尺寸时,读数后切不可从被测工件上猛力抽出游标卡尺,应将量爪松开后移出;测量内部尺寸读数时,要使量爪沿着孔的中心线方向滑动,防止歪斜,否则将使量爪磨损、扭伤、变形或使尺框移动而影响测量精度。
(8)不能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。
(9)使用游标卡尺时不可用力与工件撞击,以防损坏游标卡尺。使用中不得以游标卡尺代替卡钳在工件上来回拖拉,游标卡尺也不能用于划线。
(10)游标卡尺不能放在磨床的磁性工作台等强磁场附近,以免使游卡尺受磁化而影响使用。
(11)游标卡尺使用后,应擦拭干净平放在专用卡尺盒内,尤其是大尺寸游标卡尺。
(12)使用游标卡应注意防锈和防止主尺弯曲变形。
2.高度游标卡尺的使用与保养
(1)在使用前,应检查高度游标卡尺底座工作面是否有毛刺或擦伤,底座工作面和检验用的平板是否清洁,量爪是否完好,连接处是否紧固可靠等。高度尺的外观形状参见图2-9。
图2-9 高度尺
(2)搬动高度游标卡尺时应握持住底座,不允许只抓住尺身,更不允许只握住游标,否则容易使尺身变形或使高度游标卡尺跌落。.
(3)用高度游标卡尺划线时,装上划线量爪,按所需划线的高度尺寸调节尺框,先固紧微动装置的紧固螺钉,然后旋动微动螺母使高度尺寸准确对准所需划线的尺寸,再将尺框紧固后即可进行划线。划线时底座应贴合平台,平稳移动。
(4)高度游标卡尺的保养同游标卡尺。
(5)用高度游标尺在平板上测量高度的方法:①将被测零件的基准面与平板工作面贴合,移动尺框量爪,使卡爪端部与平板接触,检查高度尺的零位是否正确;②松开高度游标卡尺的游标框和微调框的紧固螺钉,向下推压游标框使测量爪移到即将接触被测面时,紧固微调框的紧固螺钉;③调节微调螺母使测量爪端部接触被测表面,再紧固尺框上的紧固螺钉,即可读得被测高度。
1.外径千分尺的使用与保养
(1)外径千分尺的外观形状参见图2-10。在正常情况下,测量前必须校对其零位,也即通常所称的对零位。对于测量范围0~25mm的千分尺,校对零位时应使两测量面接触;对于测量范围大于25mm的千分尺,应在两测量面间安放尺寸为其测量下限的校验棒后进行校对。调整零位时,必须使微分筒上的棱边与固定套管上的“0”线重合,同时要使微分筒上零线对准固定套管上的纵向刻线。
图2-10 外径千分尺
一般情况下,使用配套的标准校验棒来校对千分尺的正确性。
(2)使用时应该用手握住隔热装置,否则会增加测量误差。一般情况下,应注意外径千分尺和被测工件具有相同的温度。
(3)旋动微分筒(快进机构),当千分尺两测量面将与工件接触时,要使用尾部测力装置(棘轮),一般听到棘轮响3或4下后读数。直接转动微分筒会使接触松紧不同造成误差。
(4)千分尺测量轴的中心线要与工作被测长度方向相一致,不要歪斜。
(5)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。
(6)在测量被加工的工件时,工件应在静态下测量,不能在工件转动或加工时测量,否则易使测量面磨损,测杆扭弯甚至折断。
(7)按被测尺寸调节外径千分尺时,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,以免精密测微螺杆变形。
(8)使用后,按常规清理并涂防锈油等。
2.深度千分尺的使用与保养
(1)用螺旋拧紧的可换测量杆,由于拧紧程度不同,直接影响示值。因此,在使用前必须进行校正。深度千分尺的外观形状参见图2-11。
图2-11 深度千分尺
(2)测量前,应清洁底板的测量面和工件的被测量面,并去除毛刺。
(3)测量时,应使底板与被测工件表面保持紧密接触。测量杆中心轴线与被测工件的测量面保持垂直。
(4)深度千分尺的保养。测量杆的端部易磨损,应经常校对零位是否正确。零位的校对可应用圆筒式校对量具或采用二块尺寸相同的量块组合体进行。
(5)量具套装中提供可互换的测定杆,增量为25mm。为消除误差,在更换测定杆的时候需要调整校正。
3.杠杆千分尺的使用
(1)杠杆千分尺的外观形状参见图2-12。测量前,应先校对微分筒零位和杠杆指示表的零位。0~25mm杠杆千分尺可使用两测量面接触直接进行校对,25mm以上的杠杆千分尺用0级调整棒或用尺寸相等的量块来校对零位。
图2-12 杠杆千分尺
(2)杠杆千分尺直接测量是将工件正确置于杠杆千分尺测砧与测微螺杆之间,调节微分筒使表盘上指针有适当示值,并应拔动拔叉几次,示值必须稳定,此时,由千分尺微分筒的读数加上表盘上的读数即为工件实际尺寸。
(3)杠杆千分尺比较测量可用量块作标准调整杠杆千分尺,使测微杠杆指针位于零位,紧固微分筒后,在指示表上读数,可避免微分筒示值误差的影响,提高测量精度。
(4)成批测量应按被测工件的公称尺寸调整杠杆千分尺示值(可用量块进行),然后,根据公差要求,调整公差带。测量时,只需观察指针是否在公差带范围内即可确定工件是否合格。
(5)测量曲面间距离或刃面间的距离,应摆动杠杆千分尺或被测工件,在指针的返折处读数。
4.内测千分尺的使用
(1)首先校对零位。校对零位时,应使用经鉴定合格的标准环规或量块和量块附件组合体,不宜用外径千分尺,否则不能保证其精度。内测千分尺的外观形状参见图2-13。
图2-13 内测千分尺
(2)在内测千分尺测量内尺寸时,仅能按量爪测量面长度进行测量。
(3)在测量过程中,测量位置必须安放正确。测量孔时,用测力装置转动微分筒,使量爪在径向的最大位置和在轴向的最小距离处与工件相接触。
(4)不得把两量爪当作固定卡规使用,以免量爪的测量面加快磨损。
1.百分表、千分表的使用与保养
百分表(千分表)是高精度的长度测量工具,主要用于测量工件的几何形状误差和位置精度误差。百分表的刻度值为0.01mm,刻度值为0.001mm或0.002mm的称为千分表。
(1)百分表应固定在可靠的表架上,根据测量需要,可选择带平台的表架或万能表架。表架的外观形状参见图2-14。
图2-14 表架外观形状
(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,应检查测杆移动是否灵活。夹紧后不可再转动百分表。
(3)测量前须检查百分表是否夹牢却又不影响其灵敏度。可重复性检查,即多次提拉百分表测杆略高于工件高度,放下测杆使之与工件接触,在重复性较好的情况下,方可以进行测量。
(4)在测量过程中,应轻轻提起测杆,将工件移至测头下面,缓慢下降测头,使之与工件接触;不能把工件强迫推至测头下,也不能急剧放松下降测头,以免产生瞬时冲击测力,给测量带来误差。在测头与工件表面接触时,测杆应有0.3~1mm的压缩量,以保持一定的起始测量力。直动式百分表、千分表的外观形状参见图2-15。
图2-15 直动式百分表、千分表
(5)测杆与被测工件必须垂直,否则将产生较大的测量误差。
(6)在测量圆柱形工件时,测杆轴线应与圆柱形工件直径方向一致。
(7)根据不同的工件,应选择合适形状的测头进行测量。如可用平测头测量球形的工件或外螺纹大径;可用球面测头测量圆柱形或平表面工件;可用小测头或曲率很小的球面测头量测凹面或形状复杂的表面。测量薄工件时须在正反方向上各测量一次后取最小值,以免由于工件弯曲而不能正确反映其尺寸。
(8)测量杆上不得加油,以免油污进入表内,影响表的传动机构和测杆移动的灵活性。
(9)在不使用时,要摘下表盘,使表解除所有负荷,测量杆处于自由状态。成套保存于盒内,避免丢失与损坏。
(10)表的使用与存放均应远离液体,不能使冷却液、切消液、水或油与内径表接触。
2.内径百分表和内径千分表的使用与保养
内径百分表(千分表)是将测头的直线位移变为指针的角位移的计量器具。用比较测量法完成测量,用于不同孔径的尺寸及其误差的测量。
(1)测量前应根据被测工件的尺寸,首先选用相应尺寸的测头,然后调整内径千分表零位。使用后也应核对零位,以便观察内径千分表变化情况。内径百分表和内径千分表的外观形状参见图2-16。
图2-16 内径百(千)分表
(2)在调整及测量工作中,内径百分表的测头应与环规及被测孔径垂直,即在径向找其最大值,在轴向找其最小值;测量槽宽时,在径向及轴向找其最小值;用具有定心器的内径百分表测量内孔时,只要将仪器按孔的轴线方向来回摆动,其最小值即为孔的直径。
(3)内径千分表读数值的精度比内径百分表高,应注意使用不当带来的影响。
(4)测量杆外面是套管,套管外还有塑料管,手只能捏在塑料管上,不能将人体的热传到内径千分表测量杆上。
(5)内径百(千)分表的保养同百(千)分表的保养。
3.杠杆百分表和杠杆千分表的使用
杠杆指示表适合于在车间及计量室使用,特别适合于在平板上作比较测量。例如,测量形位公差及轴向或径向跳动等。
(1)测杆(杠杆短臂)的有效长度直接影响测量误差,因此在测量过程中应尽量使测杆的轴线垂直于被测量的方向(当由于特殊工件的测量需要或无法调整测杆轴线使工件尺寸与测量线重合时,可将测量值乘以相应修正值系数,对测量结果加以修正)。不能自行更换测量杆,否则会因杆长引起测力差异造成测量误差。
(2)表的各工作面均不应有碰伤、斑点、锈蚀及明显的划痕等。测杆及指针的回转应灵活无阻滞、跳动和卡滞现象,测杆应能自其中央位置在不小于±90°范围内平稳地扭动,并且能在任意位置作用可靠。
(3)指针与其回转轴的配合应牢固;表圈与主体的配合应无明显松动,并且转动平滑、静止可靠;表盒与表圈配合应紧密。
(4)杠杆百分表和杠杆千分表的保养类同百分表的保养,其外形形状参见图2-17。
图2-17 杠杆百(千)分表
1.圆柱量规的使用与保养
(1)检验孔的极限尺寸时用圆柱塞规或内卡规,检验轴的极限尺寸时用圆柱环规或外卡规。测量时,量具和工件测量圆柱面都应擦拭干净,涂油后对中轻轻塞入,不可强行用力。
(2)测量时,必须把通规和止规联合使用。只有当通规能够通过被测孔或轴,且止规不能通过被测孔或轴时,该孔或轴才是合格品。
(3)量规在使用与保管中应注意避免碰伤和磁化,用后擦干净并涂防锈油,装入盒内存放。
(4)圆柱量规的外观形状参见图2-18。
图2-18 圆柱量规
2.圆锥量规的使用与保养
圆锥量规用于检验内、外圆锥的圆角实际偏差的大小和锥体直径。被测内圆锥用圆锥塞规检验,被测外圆锥用圆锥环规检验。圆锥角偏差的大小及允许的接触部位用涂色法检定。内圆锥尺寸用圆锥塞规上的极限偏差刻线进行检测;外圆锥的尺寸用圆锥环规或直接用游标卡尺测量。圆锥量规的保养同圆柱量规,其外观形状参见图2-19。
图2-19 圆锥量规
3.螺纹塞规、螺纹环规的使用
(1)螺纹通规具有完整的牙型,螺纹长度等于被测螺纹的旋合长度;螺纹止规牙型被截短,螺纹长度为2或3个螺距。其外观形状参见图2-20。
图2-20 螺纹规
(2)螺纹通规用来模拟被测螺纹的最大实体牙型,检验被测螺纹的作用中径的实际尺寸;螺纹止规只单一用于被测螺纹的中径检测。
(3)在使用时,应注意被测螺纹的公差等级、偏差代号与环规标识的公差等级、偏差代号相同(如M24×1.5-6h与M24×1.5-5g两种环规外形相同,其螺纹公差带不相同,错用后将产生批量不合格品)。
(4)被测螺纹如果能够与螺纹通规自由旋合通过,且螺纹止规不能旋入或者旋合不超过2个螺距,则表明被测螺纹的作用中径没有超出其最大实体牙型的中径,单一中径没有超出其最小实体牙型的中径,被测螺纹合格。
(5)在生产现场,量具应摆放在固定位置,轻拿轻放,以防止磕碰而损坏测量表面。严禁将量具作为切削工具强制旋入螺纹,避免造成早期磨损。
(6)量具使用完毕后,应及时清理干净测量部位附着物,存放在规定的量具盒内。环规长时间不用,应交计量管理部门妥善保管。
1.螺距规的使用
(1)螺距规(也称螺纹规、螺纹牙规组)主要用于低精度螺纹工件的螺距、牙形半角和牙形角的检验。螺纹样板的各工作面均不应有锈蚀、碰伤、毛刺以及影响使用或外观质量的其他缺陷。
(2)测量螺纹螺距时,以螺纹样板组中齿形钢片作为样板,卡在被测螺纹工件上,如果不密合,应另外换一片,直到密合为止,这时该螺纹样板上记的螺距尺寸即为被测螺纹工件的螺距。
(3)操作中应尽可能利用螺纹工作部分长度,把螺纹样板卡在螺纹牙廓上,使测量结果较为正确。
(4)测量牙形角时,把螺距与被测螺纹工件相同的螺纹样板靠放在被测螺纹上面,然后检查它们的接触情况,如果有不均匀间隙的透光现象,说明被测螺纹的牙形半角和牙形不准确(该测量方法只能作粗略判断)。
(5)螺距规的维护保养类同塞尺、半径等。螺距规的外观形状参见图2-21。
图2-21 螺距规
2.半径规(R规)的使用
(1)半径规使用时,应依次以不同半径尺寸的样板,在工件圆弧表面处作检验,当密合一致时,该半径样板的尺寸即为被测圆弧表面半径尺寸。
(2)半径规在使用时应小心避免工作面的磨损。使用后应擦拭干净,在规片表面涂以防锈油,并收回到保护板内。
(3)半径规外观形状及成套性参见图2-22。
图2-22 半径规
1.测厚规、测厚仪
测厚规、测厚仪主要用于壁厚、管厚以及涂渡层厚度等检测,其外观形状参见图2-23。
图2-23 测厚规、测厚仪
2.正弦规
(1)用途。正弦规也称正弦尺,一般用于测量小于45°的角度,在测量小于30°的角度时,精确度可达3″~5″。
(2)组成。正弦规主要由一钢制长方体和固定在两端的两相同直径的钢圆柱体组成。两圆柱的轴心线距离一般为100mm或200mm。正弦规的外观形状参见图2-24。
图2-24 正弦规
(3)正弦规。根据正弦规函数原理,利用量块垫其一端,使之倾斜一定角度的检验定位工具。正弦规分窄型(宽度B=25或40mm)和宽型(B=80mm)两种。其精度等级为0级和1级两种。其规格为100×25、100×80、200×40、200×80和300×150。
3.齿轮跳动检测仪和偏摆检查仪
(1)齿轮跳动检测仪的用途。仪器以顶尖支撑定位,配用数据采集及处理设备,可测量轴类及盘套类零件的同轴度、圆跳动(径向、端面、斜向)和径向全跳动等位置误差。
(2)新型偏摆仪的用途。该仪器配有有一对4# 硬质合金顶尖,齿轮传动运行,提高了普通偏摆仪的测量精度,增大了对被检测零件的支撑重量,可测量高精度零件的径向、端面和斜向圆跳。
(3)齿轮跳动检测仪和偏摆检查仪的外观形状参见图2-25。
图2-25 齿轮跳动检测仪