量具是用来测量零件线性尺寸、角度以及检测零件形位误差的工具。为保证被加工零件的各项技术参数符合设计要求,在加工前后和加工过程中,都必须用量具进行检测。选择使用量具时,应当适合于被检测零件的性质,适合于被检测零件的形状、测量范围。通常选择的量具的读数精度应小于被测量公差的0.15倍。
量具的种类很多,有钢尺、卡钳、角尺、游标卡尺、千分尺、百分表等。这里仅介绍常用的几种。
1)钢尺
钢尺的长度规格有150 mm、300 mm、500 mm、1 000 mm四种,常用的是150 mm和300 mm两种。
钢尺的使用方法,应根据零件形状灵活掌握,例如:
(1)测量矩形零件的宽度时,要使钢尺和被测零件的一边垂直,和零件的另一边平行(如图2-6(a));
(2)测量圆柱体的长度时,要把钢尺准确地放在圆柱体的母线上(如图2-6(b));
(3)测量圆柱体的外径或圆孔的内径时,要使钢尺靠着零件一面的边线来回摆动,直到获得最大的尺寸,这才是直径的尺寸。
图2-6 钢直尺的使用方法
2)游标卡尺
游标卡尺是一种比较精密的量具,如图2-7,其结构简单,可以直接量出工件的内径、外径、长度和深度等。游标卡尺按测量精度可分为0.10 mm,0.05 mm,0.02 mm三个量级。按测量尺寸范围有0~125 mm,0~150 mm,0~200 mm,0~300 mm等多种规格。使用时根据零件精度要求及零件尺寸大小进行选择。
图2-7所示游标卡尺的读数精度为0.02 mm,测量尺寸范围为0~150 mm。它由主尺和副尺(游标)两部分组成。主尺上每小格为1 mm,当两卡爪贴合(主尺与游标的零线重合)时,游标上的50格正好等于主尺上的49 mm,游标上每格长度为49÷50=0.98 mm,主尺与游标每格相差0.02 mm。
图2-7 游标卡尺的读数方法
测量读数时,先在游标以左的主尺上读出最大的整毫米数,然后在游标上读出零线到与主尺刻度线对齐的刻度线之间的格数,将格数与0.02相乘得到小数,将主尺读出的整数与游标上得到的小数相加就得到测量的尺寸。
游标卡尺使用注意事项:
(1) 检查零线 使用前应先擦净卡尺,合拢卡爪,检查主尺和游标的零线是否对齐。如不对齐,应送计量部门检修。
(2) 放正卡尺 测量内外圆时,卡尺应垂直于工件轴线,两卡爪应处于直径处。
(3) 用力适当 当卡爪与工件被测量面接触时,用力不能过大,否则会使卡爪变形,加速卡爪的磨损,使测量精度下降。
(4)读数时视线要对准所读刻线并垂直尺面,否则读数不准。
(5) 防止松动 未读出读数之前游标卡尺离开工件表面,必须先将止动螺钉拧紧。
(6)不得用游标卡尺测量毛坯表面和正在运动的工件。
图2-8是专门用于测量深度和高度的游标尺。高度游标尺除用来测量高度外,也可用于精密划线。
图2-8 游标深度和游标高度尺
3)百分尺(又称分厘卡)
百分尺是微分套筒读数的示值为0.01 mm的测量工具,百分尺的测量精度比游标卡尺高,习惯上称之为千分尺。按照用途可分为外径百分尺、内径百分尺和深度百分尺几种。
外径百分尺按其测量范围有0~25 mm,25~50 mm,50~75 mm等各种规格。
图2-9 外径百分尺
图2-9是测量范围为0~25 mm的外径百分尺。弓形架在左端有固定砧座,右端的固定套筒在轴线方向刻有一条中线(基准线),上下两排刻线互相错开0.5 mm,形成主尺。微分套筒左端圆周上均布50条刻线,形成副尺。微分套筒和螺杆连在一起,当微分套筒转动一周,带动测量螺杆沿轴向移动0.5 mm,如图2-10所示。因此,微分套筒转过一格,测量螺杆轴向移动的距离为0.5÷50=0.01 mm。当百分尺的测量螺杆与固定砧座接触时,微分套筒的边缘与轴向刻度的零线重合。同时,圆周上的零线应与中线对准。
图2-10 百分尺的读数
百分尺的读数方法:
①读出距离微分套筒边缘最近的轴向刻度数(应为0.5 mm的整数倍);
②读出与轴向刻度中线重合的微分套筒周向刻度数值(刻度格数×0.01 mm);
③将两部分读数相加即为测量尺寸。
百分尺使用注意事项:
①校对零点时,将砧座与螺杆擦拭干净,使它们相接触,看微分套筒圆周刻度零线与中线是否对准,如没有,将百分尺送计量部门检修。
②测量时,左手握住弓架,用右手旋转微分套筒,当测量螺杆快接近工件时,必须使用右端棘轮(此时严禁使用微分套筒,以防用力过度测量不准或破坏百分尺)以较慢的速度与工件接触。当棘轮发出“嘎嘎”的打滑声时,表示压力合适,应停止旋转。
③从百分尺上读取尺寸,可在工件未取下前进行,读完后松开百分尺,亦可先将百分尺锁紧,取下工件后再读数。
④被测尺寸的方向必须与螺杆方向一致。
⑤不得用百分尺测量毛坯表面和运动中的工件。
4)百分表
百分表的刻度值为0.01 mm,是一种精度较高的比较测量工具。它只能读出相对的数值,不能测出绝对数值。主要用来检验零件的形状误差和位置误差,也常用于工件装夹时精密找正。
百分表的结构如图2-11所示,当测量头向上或向下移动1 mm时,通过测量杆上的齿条和几个齿轮带动大指针转一周,小指针转一格。刻度盘在圆周上有100等分的刻度线,其每格的读数值为0.01 mm;小指针每格读数值为1 mm。测量时大、小指针所示读数变化值之和即为尺寸变化量。小指针处的刻度范围就是百分表的测量范围。刻度盘可以转动,供测量时调整大指针对零位刻线之用。
图2-11 百分表
百分表使用时应装在专用的百分表架上,如图2-12所示。
图2-12 百分表架(磁性表座)
百分表使用注意事项:
①使用前,应检查量杆的灵活性。具体做法是:轻轻推动测量杆,看其能否在套筒内灵活移动。每次松开手后,指针应回到原来的刻度位置。
②测量时,百分表的测量杆要与被测表面垂直,否则将使测量杆移动不灵活,测量结果不准确。
③百分表用完后,应擦拭干净,放入盒内,并使测量杆处于自由状态,防止表内弹簧过早失效。
5)内径百分表
内径百分表(如图2-13)是百分表的一种,用来测量孔径及其形状精度,测量精度为0.01 mm。内径百分表配有成套的可换测量插头及附件,供测量不同孔径时选用。测量范围有6~10 mm,10~18 mm,18~35 mm等多种。测量时百分表接管应与被测孔的轴线重合,以保证可换插头与孔壁垂直,最终保证测量精度。
6)万能角度尺
万能角度尺是用来测量零件角度的。万能角度尺采用游标读数,可测任意角度,如图2-14扇形板带动游标可以沿主尺移动。角尺可用卡块紧固在扇形板上。可移动的直尺又可用卡块固定在角尺上。基尺与主尺连成一体。
图2-13 内径百分表
图2-14 万能角度尺
万能角度尺的刻线原理与读数方法和游标卡尺相同。其主尺上每格一度,主尺上的29°与游标的30格相对应。游标每格为29°÷30=58′。主尺与游标每格相差2′,也就是说,万能角度尺的读数精度为2′。测量时应先校对万能角度尺的零位,其零位是当角尺与直尺均装上,且角尺的底边及基尺均与直尺无间隙接触时,主尺与游标的“0”线对齐。校零后的万能角度尺可根据工件所测角度的大致范围组合基尺、角尺、直尺的相互位置,可测量0°~320°范围的任意角度,如图2-15所示。
图2-15 万能角度尺应用实例
7)塞尺
塞尺(又称厚薄尺)是用其厚度来测量间隙大小的薄片量尺,如图2-16所示。它是一组厚度不等的薄钢片。钢片的厚度为0.03~0.3 mm,印在每片钢片上。使用时根据被测间隙的大小选择厚度接近的钢片(可以用几片组合)插入被测间隙。能塞入钢片的最大厚度即为被测间隙值。
使用塞尺时必须先擦净尺面和工件,组合成某一厚度时选用的片数越少越好。另外,塞尺插入间隙不能用力太大,以免折弯尺片。
8)刀口形直尺
刀口形直尺(简称刀口尺)是用光隙法检验直线度或平面度的量尺,图2-17为刀口形直尺及其应用。如果工件的表面不平,则刀口形直尺与工件表面间有间隙存在。根据光隙可以判断误差状况,也可用塞尺检验缝隙的大小。
图2-16 塞尺
图2-17 刀口形直尺及其应用
9)直角尺
直角尺的两边成精确90°,是用来检查工件垂直度的非刻线量尺。使用时将其一边与工件的基准面贴合,然后使其另一边与工件的另一表面接触。根据光隙可以判断误差状况,也可用塞尺测量其缝隙大小,如图2-18所示,直角尺也可以用来保证划线垂直度。
图2-18 90°角尺及其应用
10)量规
量规包括塞规与卡规,是用于成批大量生产的一种定尺寸专用量具,如图2-19所示。
图2-19 塞规与卡规
塞规是用来测量孔径或槽宽的。它的两端分别称为“过规”和“不过规”。过规的长较长,直径等于工件的下限尺寸(最小孔径或最小槽宽)。不过规的长度较短,直径等于工件的上限尺寸。用塞规检验工件时,当过规能进入孔(或槽)时,说明孔径(槽宽)大于最小极限尺寸;当不过规不能进入孔(或槽)时,说明孔径(或槽宽)小于最大极限尺寸。工件的尺寸只有当过规进得去,而不过规进不去时,才说明工件的实际尺寸在公差范围之内,是合格的。否则,工件尺寸不合格。
卡规是用来检验轴径或厚度的。和塞规相似,也有过规和不过规两端,使用的方法亦和塞规相同。与塞规不同的是:卡规的过规尺寸等于工件的最大极限尺寸,而不过规的尺寸等于工件的最小极限尺寸。
量规检验工件时,只能检验工件合格与否,但不能测出工件的具体尺寸。量规在使用时省去了读数的麻烦,操作极为方便。
量具的精度直接影响到检测的可靠性,因此,必须加强量具的保养。量具使用保养重点在于避免量具的破损、变形、锈蚀和磨损,因此,必须做到以下几点:
(1)量具在使用前、后必须用棉纱擦干净;
(2)不能用精密量具测量毛坯或运动着的工件;
(3)测量时不能用力过猛、过大,不能测量温度过高的物体;
(4)不能将量具与工具混放、乱放,不能将量具当工具使用;
(5)不能用脏油清洗量具,不能给量具注脏油;
(6)量具用完后必须擦洗干净,涂油并放入专用的量具盒内。