钳工工艺学第二章

了解技术测量的一般概念；掌握钳工常用量具的结构种类、读数方法及其应用，并掌握其维护和保养的方法。第二章常用量具教学要求：1.了解测量的概念，熟悉量具的分类；2.熟悉常用量具的刻线原理及读数方法；3.掌握使用量具进行测量的操作技能；4.做到安全和文明操作。引言：在生产中，为保证零件的加工质量，要对加工出来的零件按照要求进行表面粗糙度、尺寸精度、形状精度、位置精度进行测量，所使用的工具为量具。钳工在制作零件、检修设备、安装调试等工作中，均需要用量具检测加工质量是否合乎要求。所以熟悉量具的结构、性能及其使用方法，是技术人员确保产品质量的一项重要技能。第一节技术测量的基本概念一、测量标准和长度单位1、米制长度单位基准表2—1长度计量单位单位名称代号进位系数米m基本单位分米dm1/10米1/10m厘米cm1/100米1/100m毫米mm1/1000米1/1000m丝米dmm1/10毫米1/10mm忽米cmm1/100毫米1/100mm微米μm1/1000毫米1/1000mm纳米nm1/1000微米1/1000μm第一节技术测量的基本概念2.英制长度单位1英尺（ft）=12英寸（in）1英寸（in）=8英分3.米制与英制长度单位换算米制与英制长度单位换算的关系：1英寸=25.4毫米即1in=25.4mm二、技术测量的概念1.量具的分类：用来测量、检验零件和产品尺寸、形状的工具称为量具（1）标准量具（2）专用量具（3）万能量具一）量具的概念及应用：•量具的概念：是指可以对物体的某些性质进行测量的计量工具。包括对外观和内在等多种项目，例如：尺寸、形状、位置、质量（或重量）、硬度、温度、密度、运动速度、时间、气体液体的流量、流速、压力、粘度、电工的电流、电阻、电压、电感等等项目。（提问：货币是不是一种量具？）•随着技术的发展测量的应用范围越来越广泛，量具的种类越来越多，精度越来越高，所以对我们技术工人的知识水平要求也越来越高。•量具广泛应用于生产生活的各个领域以及行业，是人类文明发展的必然产物。二）量具的分类：•量具的种类很多，测量的项目各有特色，分类的方式也有多种。•在钳工工艺学中，按其特点和用途分为：万能量具（也称通用量具）、标准量具、和专用量具三大类。（对其他分类方式，如按读数方法分刻度式、指针式、数显式，按工作原理分机械式、仪表式、光电感应式，等等不一一介绍）三）各类量具的特点和用途：•1）万能量具（也称为通用量具）：是指可以在测量范围内测出工件（或物体）某一项目（比如尺寸、角度、重量等项目）的具体数值的计量工具。例如，直尺、卷尺、量角器、秤、等常见量具。•2）标准量具：是指用来校验和调整所使用量具具有统一标准的量具。以便保证测量结果的标准化和测量的准确性精确性。（国家标准计量法规定部分内容）•3）专用量具：指不测量工件（或物体）某一项目的具体数值，而只判定这一项目是否合格的量具，（即为判定某一项目是否合格专门制作的量具）。例如判断警戒水位的标杆、某一长度的咫子、卡规、塞尺等等。四）万能量具测量结果的组成要素•1）数值：具体数据来表示计量结果的量值多少或大小。•2）计量单位：是统一规定了名称的衡量某一项目的标准。不同项目对应的单位不同。例如，长度单位、角度单位、重量单位、时间单位等各不相同。同一项目的计量单位有大小之分又有不同的标准系列之分。•以上两个要素是测量值必不可少的组成部分。2.测量误差按测量误差的性质可分为以下三种：（1）系统误差在相同的条件下，重复测量同一量时，误差的大小和方向（正或负）保持不变，或当条件改变时，误差按一定的规律变化，这种测量误差称为系统误差。（2）随机误差在相同条件下，重复测量同一量时，误差的大小和方向都是变化的，且没有确定的规律，这种测量误差称为随机误差。（3）粗大误差明显歪曲测量结果，测出的数值有明显的差错的误差称为粗大误差。第二节游标卡尺游标卡尺是钳工最为常用的一种量具，是一种中等精度的量具。它能直接测量出工件的长度、宽度、高度、外径、内径和孔的中心距等的尺寸。应用游标读数原理制成的量具有:游标卡尺，高度游标卡尺、深度游标卡尺、游标量角尺(如万能量角尺)和齿厚游标卡尺等，用以测量零件的外径、内径、长度、宽度，厚度、高度、深度、角度以及齿轮的齿厚等，应用范围非常广泛。游标卡尺的结构，常见的有两种形式：1-上量爪2、4-紧固螺钉3-游标5-微调装置6-尺身7-微调螺母8-螺杆9-下量爪一、游标卡尺的结构第二节游标卡尺1-下量爪2-上量爪3-尺身4-紧固螺钉5-游标6-深度尺a）可微动调节的游标卡尺b）带测深杆的游标卡尺游标卡尺有三种结构型式•(1)测量范围为0～150mm的游标卡尺，制成带有刀口形的上下量爪和带有深度尺的型式，如图2—1。•(2)测量范围为0～200mm和0～300mm的游标卡尺，可制成带有内外测量面的下量爪和带有刀口形的上量爪的型式，如图2―2。(3)测量范围为0～200mm和0～300mm的游标卡尺，也可制成只带有内外测量面的下量爪的型式，如图2-3。而测量范围大于300mm的游标卡尺，只制成这种仅带有下量爪的型式。2游标卡尺主要由下列几部分组成•(1)具有固定量爪的尺身，如图2-2中的1。尺身上有类似钢尺一样的主尺刻度，如图2―2中的6。主尺上的刻线间距为1mm。主尺的长度决定于游标卡尺的测量范围。•(2)具有活动量爪的尺框，如图2-2中的3。尺框上有游标，如图2―2中的8，游标卡尺的游标读数值可制成为0.1；0.05和0.02mm的三种。游标读数值，就是指使用这种游标卡尺测量零件尺寸时，卡尺上能够读出的最小数值。•(3)在0～150mm的游标卡尺上，还带有测量深度的深度尺，如图2―1中的5。深度尺固定在尺框的背面，能随着尺框在尺身的导向凹槽中移动。测量深度时，应把尺身尾部的端面靠紧在零件的测量基准平面上。•(4)测量范围等于和大于200mm的游标卡尺，带有随尺框作微动调整的微动装置，如图2―2中的5。使用时，先用固定螺钉4把微动装置5固定在尺身上，再转动微动螺母7，活动量爪就能随同尺框3作微量的前进或后退。微动装置的作用，是使游标卡尺在测量时用力均匀，便于调整测量压力，减少测量误差。2游标卡尺主要由下列几部分组成•目前我国生产的游标卡尺的测量范围及其游标读数值见表2-1测量范围游标读数值测量范围游标读数值0～1500.02；0.05；0.10300～8000.05；0.100～2000.02；0.05；0.10400～10000.05；0.100～3000.02；0.05；0.10600～15000.05；0.100～5000.05；0.10800～20000.10表2―1游标卡尺的测量范围和游标卡尺读数值mm二游标卡尺的读数原理和读数方法•游标卡尺的读数机构，是由主尺和游标(如图2―2中的6和8)两部分组成。当活动量爪与固定量爪贴合时，游标上的“0”刻线(简称游标零线)对准主尺上的“0”刻线，此时量爪间的距离为“0”，见图2―2。当尺框向右移动到某一位置时，固定量爪与活动量爪之间的距离，就是零件的测量尺寸，见图2―1。此时零件尺寸的整数部分，可在游标零线左边的主尺刻线上读出来，而比1mm小的小数部分，可借助游标读数机构来读出，现把三种游标卡尺的读数原理和读数方法介绍如下1游标读数值为0.1mm的游标卡尺•如图2―4(a)所示，主尺刻线间距（每格）为1mm，当游标零线与主尺零线对准（两爪合并）时，游标上的第10刻线正好指向等于主尺上的9mm，而游标上的其他刻线都不会与主尺上任何一条刻线对准。•游标每格间距=9mm÷10=0.9mm•主尺每格间距与游标每格间距相差=1mm-0.9mm=0.1mm•0.1mm即为此游标卡尺上游标所读出的最小数值，再也不能读出比0.1mm小的数值。•当游标向右移动0.1mm时，则游标零线后的第1根刻线与主尺刻线对准。当游标向右移动0.2mm时，则游标零线后的第2根刻线与主尺刻线对准，依次类推。若游标向右移动0.5mm，如图2-4(b)，则游标上的第5根刻线与主尺刻线对准。由此可知，游标向右移动不足1mm的距离，虽不能直接从主尺读出，但可以由游标的某一根刻线与主尺刻线对准时，该游标刻线的次序数乘其读数值而读出其小数值。例如，图2―4(b)的尺寸即为：5×0.1=0.5(mm)。1游标读数值为0.1mm的游标卡尺图2-4游标读数原理•另有1种读数值为0.1mm的游标卡尺，图2-5(a)所示，是将游标上的10格对准主尺的19mm，则游标每格=19mm÷10=1.9mm，使主尺2格与游标1格相差=2-1,9=0.1mm。这种增大游标间距的方法，其读数原理并未改变，但使游标线条清晰，更容易看准读数。•在游标卡尺上读数时，首先要看游标零线的左边，读出主尺上尺寸的整数是多少毫米，其次是找出游标上第几根刻线与主尺刻线对准，该游标刻线的次序数乘其游标读数值，读出尺寸的小数，整数和小数相加的总值，就是被测零件尺寸的数值。•在图2-5(b)中，游标零线在2与3mm之间，其左边的主尺刻线是2mm，所以被测尺寸的整数部分是2mm，再观察游标刻线，这时游标上的第3根刻线与主尺刻线对准。所以，被测尺寸的小数部分为3×0.1=0.3(mm)，被测尺寸即为2+0.3=2.3(mm)。2游标读数值为0.05mm的游标卡尺•图2-5(c)所示，主尺每小格1mm，当两爪合并时，游标上的20格刚好等于主尺的39mm，则游标每格间距=39mm÷20=1.95mm主尺2格间距与游标1格间距相差=2-1.95=0.05(mm)•0.05mm即为此种游标卡尺的最小读数值。同理，也有用游标上的20格刚好等于主尺上的19mm，其读数原理不变。•在图2―5(d)中，游标零线在32mm与33mm之间，游标上的第11格刻线与主尺刻线对准。所以，被测尺寸的整数部分为32mm，小数部分为11×0.05=0.55(mm)，被测尺寸为32+0.55=32.55(mm)。2游标读数值为0.05mm的游标卡尺图2-5游标零位和读数举例3游标读数值为0.02mm的游标卡尺•图2―5(e)所示，主尺每小格1mm，当两爪合并时，游标上的50格刚好等于主尺上的49mm，则•游标每格间距=49mm÷50=0.98mm•主尺每格间距与游标每格间距相差=1-0.98=0.02(mm)•0.02mm即为此种游标卡尺的最小读数值。•在图2―5(f)中，游标零线在123mm与124mm之间，游标上的11格刻线与主尺刻线对准。所以，被测尺寸的整数部分为123mm，小数部分为11×0.02=0.22(mm)，被测尺寸为123十0.22=123.22(mm)。•我们希望直接从游标尺上读出尺寸的小数部分，而不要通过上述的换算，为此，把游标的刻线次序数乘其读数值所得的数值，标记在游标上，见图2-5，这样使读数就方便了。二、游标卡尺的刻线原理及读数方法1.刻线原理1/50（0.02）mm游标卡尺，尺身每小格为1mm，游标上把49mm分成50格，当两量爪合并时，游标上50格刚好与尺身的49mm对正（图2—2）。因此，游标上每小格为49mm/50=0.98mm,尺身与游标每格之差为1mm-0.98mm=0.02mm，这就是1/50mm游标卡尺的读数值。图2—21/50mm游标卡尺刻线原理第二节游标卡尺2.游标卡尺的读数方法（1）读出游标卡尺0刻线左面尺身的毫米整数。（2）读出游标卡尺上第几格的刻线与尺身刻线对齐。（3）把尺身上读出的毫米整数和游标尺上读出的毫米小数相加。三、其他游标卡尺1.深度游标卡尺2.高度游标卡尺3.齿厚游标卡尺4.电子数显游标卡尺１－尺身２－尺框３－螺钉图2—3深度游标卡尺三游标卡尺的测量精度•测量或检验零件尺寸时，要按照零件尺寸的精度要求，选用相适应的量具。游标卡尺是一种中等精度的量具，它只适用于中等精度尺寸的测量和检验。用游标卡尺去测量锻铸件毛坯或精度要求很高的尺寸，都是不合理的。前者容易损坏量具，后者测量精度达不到要求，因为量具都有一定的示值误差，游标卡尺的示值误差见表2-2。游标读数值示值总误差0.02±0.02