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1、l常用测量工具的运用常用测量工具的运用l 课程概要：课程概要：l主要介绍以下几种测量工具：主要介绍以下几种测量工具：l一、卡 尺l二、外径千分尺l三、万能角度尺l四、韦氏硬度计一、卡尺的分类一、卡尺的分类l（一）游标卡尺：利用游标原理细分读数的尺形（一）游标卡尺：利用游标原理细分读数的尺形手携式通用长度测量工具，主要用于测量内径手携式通用长度测量工具，主要用于测量内径,外外径径,阶梯和深度等；测量时，量值的整数部分从主阶梯和深度等；测量时，量值的整数部分从主尺上读出，小数部分利用主尺上的刻线间距尺上读出，小数部分利用主尺上的刻线间距(简称简称线距线距)和游标尺上的线距之差来读出，有和游标尺上的
2、线距之差来读出，有0.02mm、0.05mm和和0.1mm三种最小读数值三种最小读数值 l（二）带表卡尺：以精密齿条、齿轮的齿距作为（二）带表卡尺：以精密齿条、齿轮的齿距作为已知长度，以带有相应分度的指示表作为放大、已知长度，以带有相应分度的指示表作为放大、细分和指示部分的大形手携式长度测量工具；带细分和指示部分的大形手携式长度测量工具；带表卡尺能解决游标卡尺的读数误差问题表卡尺能解决游标卡尺的读数误差问题；常见的；常见的最小读数值有最小读数值有0.01mm和和0.02mm两种。两种。l（三）数显卡尺：接受容栅、磁栅等测量系统，（三）数显卡尺：接受容栅、磁栅等测量系统，以数字显示测量示值的长度
3、测量工具，常见最小以数字显示测量示值的长度测量工具，常见最小读数值为读数值为0.01mm。（一）游标卡尺（一）游标卡尺 1.1.游标卡尺有三种结构形式游标卡尺有三种结构形式 （1 1）测量范围为0150mm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1。图图1 1 游标卡尺的结构型式之一游标卡尺的结构型式之一1-尺身；2-上量爪；3-尺框；4-紧固螺钉；5-深度尺；6-游标；7-下量爪 l（2 2）测量范围为0200mm和0300mm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。图图2 2 游标卡尺的结构型式之二游标卡尺的结构型式之二1一尺身；2一
4、上量爪、3一尺框；4一紧固螺钉；5一微动装置；6一主尺；7一微动螺母；8一游标；9下量爪l(3)(3)测量范围为0200mm和0300mm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图图3 3 游标卡尺的结构型式之三游标卡尺的结构型式之三2 2、游标卡尺的测量范围及精度、游标卡尺的测量范围及精度l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1。测测量范量范围围精度精度规规格格测测量范量范围围精度精度规规格格01500.02；0.05；0.103008000.05；0.1002000.02；0.05；0.104
5、0010000.05；0.1003000.02；0.05；0.1060015000.05；0.1005000.05；0.1080020000.10表表1 13、游标卡尺的读数原理和读数方法游标卡尺的读数原理和读数方法l游标卡尺的读数机构，是由主尺和游标(如图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。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。
6、l下面主要介绍下面主要介绍0.1mm0.1mm、0.05mm 0.02mm0.05mm 0.02mm三种精度游三种精度游标卡尺读数方法：标卡尺读数方法：l如图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=9mm10=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。l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
7、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，虽不能干脆从主尺读出，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4(b)的尺寸即为：50.1=0.5(mm)。（1 1）精度）精度0.1mm0.1mm的游标卡尺的游标卡尺图图4 4 游标读数原理游标读数原理（2 2）精度）精度0.05mm0.05mm的游标卡尺的游标卡尺l图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
8、标每格间距为:39mm20=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。l图5(d)所示，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110.05=0.55(mm)，被测尺寸为32+0.55=32.55(mm)。（3 3）精度）精度0.02mm0.02mm的游标卡尺的游标卡尺l图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，则游标每格间距为：
9、49mm50=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l图5(f)所示，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110.02=0.22(mm)，被测尺寸为123十0.22=123.22(mm)l我们希望干脆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，这样使读数就便利了图图5 5 游标零位和读数举例游标零位和读数举例4 4、游标卡尺的运用方法、游标卡尺的运用方法
10、l（1 1）当测量零件的外尺寸时：卡尺两测量面的联线应垂）当测量零件的外尺寸时：卡尺两测量面的联线应垂直于被测量表面，不能歪斜。测量时，可以轻轻摇动卡尺，直于被测量表面，不能歪斜。测量时，可以轻轻摇动卡尺，放正垂直位置，图放正垂直位置，图6 6所示；否则，量爪若在如图所示；否则，量爪若在如图6 6所示的错所示的错误位置上，将使测量结果误位置上，将使测量结果a a比实际尺寸比实际尺寸b b要大；先把卡尺的要大；先把卡尺的活动量爪张开，使量爪能自由地卡进工件，把零件贴靠在活动量爪张开，使量爪能自由地卡进工件，把零件贴靠在固定量爪上，然后移动尺框，用稍微的压力使活动量爪接固定量爪上，然后移动尺框，用
11、稍微的压力使活动量爪接触零件。如卡尺带有微动装置，此时可拧紧微动装置上的触零件。如卡尺带有微动装置，此时可拧紧微动装置上的固定螺钉，再转动调整螺母，使量爪接触零件并读取尺寸。固定螺钉，再转动调整螺母，使量爪接触零件并读取尺寸。l决不行把卡尺的两个量爪调整到接近甚至小于所测尺寸，决不行把卡尺的两个量爪调整到接近甚至小于所测尺寸，把卡尺强制的卡到零件上去。这样做会使量爪变形，或使把卡尺强制的卡到零件上去。这样做会使量爪变形，或使测量面过早磨损，使卡尺失去应有的精度。测量面过早磨损，使卡尺失去应有的精度。图图6 6 测量外尺寸时正确与错误的位置测量外尺寸时正确与错误的位置正确正确错误错误正确正确错误
12、错误（2）当测量零件的内尺寸时：图）当测量零件的内尺寸时：图7所示，要使量爪所示，要使量爪分开的距离小于所测内尺寸，进入零件内孔后，分开的距离小于所测内尺寸，进入零件内孔后，再渐渐张开并轻轻接触零件内表面，用固定螺钉再渐渐张开并轻轻接触零件内表面，用固定螺钉固定尺框后，轻轻取出卡尺来读数。取出量爪时，固定尺框后，轻轻取出卡尺来读数。取出量爪时，用力要匀整，并使卡尺沿着孔的中心线方向滑出，用力要匀整，并使卡尺沿着孔的中心线方向滑出，不行歪斜，免使量爪扭伤；变形和受到不必要的不行歪斜，免使量爪扭伤；变形和受到不必要的磨损，同时会使尺框走动，影响测量精度。磨损，同时会使尺框走动，影响测量精度。卡卡尺
13、两测量刃应在孔的直径上，不能偏歪。图尺两测量刃应在孔的直径上，不能偏歪。图8为带为带有刀口形量爪和带有圆柱面形量爪的游标卡尺，有刀口形量爪和带有圆柱面形量爪的游标卡尺，在测量内孔时正确的和错误的位置。当量爪在错在测量内孔时正确的和错误的位置。当量爪在错误位置时，其测量结果，将比实际孔径误位置时，其测量结果，将比实际孔径D要小。要小。l图图7 7 内孔的测量方法内孔的测量方法图图8 8 测量内孔时正确与错误的位置测量内孔时正确与错误的位置正确正确错误错误（3 3）测量沟槽时测量沟槽时：a:在测量圆弧形沟槽尺寸时，则应当用刃口形量爪进行测量，不应当用平面形测量刃进行测量，如图9所示。图9正确错误
14、b:b:测量沟槽宽度时测量沟槽宽度时,应当用量爪的平面测量刃进行测应当用量爪的平面测量刃进行测量，尽量避开用端部测量刃和刀口形量爪去测量外尺寸，量，尽量避开用端部测量刃和刀口形量爪去测量外尺寸，如图如图1010所示所示图图1010正确正确错误错误（5）测量孔中心线与侧平面之间的距离：用游标卡尺测量孔中心线与侧平面之间的距离L时，先要用游标卡尺测量出孔的直径D，再用刃口形量爪测量孔的壁面与零件侧面之间的最短距离，如图2-12所示。此时，卡尺应垂直于侧平面，且要找到它的最小尺寸，读出卡尺的此时，卡尺应垂直于侧平面，且要找到它的最小尺寸，读出卡尺的读数读数A A，则孔中心线与侧平面之间的距离为：，则
15、孔中心线与侧平面之间的距离为：图图11 11 测量孔与测面距离测量孔与测面距离 5 5、游标卡尺运用留意事项、游标卡尺运用留意事项（1）测量前应把卡尺擦干净，检查卡尺的两个测量面和测量刃口是否平直无损，把两个量爪紧密贴合时，应无明显的间隙，同时游标和主尺的零位刻线要相互对准。这个过程称为校对游标卡尺的零位。（2）移动尺框时，活动要自如，不应有过松或过紧，更不能有晃动现象。用固定螺钉固定尺框时，卡尺的读数不应有所变更。在移动尺框时，不要遗忘松开固定螺钉，亦不宜过松以免掉了。（3）为了获得正确的测量结果，可以多测量几次。即在零件的同一截面上的不同方向进行测量。对于较长零件，则应当在全长的各个部位进
16、行测量，务使获得一个比较正确的测量结果。（4）用游标卡尺测量零件时，不允许过分地施加压力，所用压力应使两个量爪刚好接触零件表面。假如测量压力过大，不但会使量爪弯曲或磨损，且量爪在压力作用下产生弹性变形，使测量得的尺寸不精确(外尺寸小于实际尺寸，内尺寸大于实际尺寸)。（5）在游标卡尺上读数时，应把卡尺水平的拿着，朝着亮光的方向，使人的视线尽可能和卡尺的刻线表面垂直，以免由于视线的歪斜造成读数误差为了更好的驾驭游标卡尺的运用方法，把上述提到的几个主要问题，整理成顺口溜：量爪贴合无间隙，主尺游标两对零。尺框活动能自如，不松不紧不摇摆。测力松紧细调整，不当卡规用力卡。量 轴 防 歪 斜，量 孔 防 偏
17、 歪。测 量 内 尺 寸，爪 厚 勿 忘 加。面 对 光 亮 处，读 数 垂 直 看。（二）表盘卡尺和数显卡尺（二）表盘卡尺和数显卡尺l 以上所介绍的各种游标卡尺都存在一个共同的问题，就是读数不很清晰，简洁读错，有时不得不借放大镜将读数部分放大。现有游标卡尺接受无视差结构，使游标刻线与主尺刻线处在同一平面上，消退了在读数时因视线倾斜而产生的视差；有的卡尺装有测微表成为带表卡尺（图12），便于读数精确，提高了测量精度；更有一种带有数字显示装置的游标卡尺（图13），这种游标卡尺在零件表面上量得尺寸时，就干脆用数字显示出来，其运用极为便利。图图12 12 带带表卡尺表卡尺图图13 13 数字显示游标
18、卡尺数字显示游标卡尺零位电源开关mm/in1 1、测量范围与精度、测量范围与精度（1 1）带表卡尺：）带表卡尺：0 0150mm150mm，辨别率：，辨别率：0.01mm0.01mm；0 0200mm200mm，辨别率：，辨别率：0.02mm0.02mm；0 0300mm300mm，辨别率：，辨别率：0.05mm0.05mm。（2 2）数显卡尺：）数显卡尺：0 0150mm150mm；0 0200mm200mm；0 0300mm300mm；0 0500mm500mm；辨别率全部为：；辨别率全部为：0.01mm0.01mm。（三）深度卡尺（三）深度卡尺 1.1.结构：结构：深度游标卡尺如图深度游
19、标卡尺如图1414所示，用于测量零件的所示，用于测量零件的深度尺寸或台阶凹凸和槽的深度。它的结构特点深度尺寸或台阶凹凸和槽的深度。它的结构特点是尺框是尺框3 3的两个量爪连成一起成为一个带游标测量的两个量爪连成一起成为一个带游标测量基座基座1 1，基座的端面和尺身，基座的端面和尺身4 4的端面就是它的两个的端面就是它的两个测量面。如测量内孔深度时应把基座的端面紧靠测量面。如测量内孔深度时应把基座的端面紧靠在被测孔的端面上，使尺身与被测孔的中心线平在被测孔的端面上，使尺身与被测孔的中心线平行，伸入尺身，则尺身端面至基座端面之间的行，伸入尺身，则尺身端面至基座端面之间的 距离，就是被测零件的深度尺
20、寸。它的读数方法距离，就是被测零件的深度尺寸。它的读数方法和游标卡尺完全一样。和游标卡尺完全一样。图图14 14 深度游标卡尺深度游标卡尺 结构：结构：1-1-测量基座；测量基座；2-2-紧固螺钉；紧固螺钉；3-3-尺框；尺框；4-4-尺身；尺身；5-5-游标游标 l2.2.深度卡尺的运用方法：深度卡尺的运用方法：l l 测量时，先把测量基座轻轻压在工件的基测量时，先把测量基座轻轻压在工件的基准面上，两个端面必需接触工件的基准面，图准面上，两个端面必需接触工件的基准面，图15(a)15(a)所示。测量轴类等台阶时，测量基座的端所示。测量轴类等台阶时，测量基座的端面确定要压紧在基准面，图面确定要
21、压紧在基准面，图15(b)(c)15(b)(c)所示，再移所示，再移动尺身，直到尺身的端面接触到工件的量面（台动尺身，直到尺身的端面接触到工件的量面（台阶面）上，然后用紧固螺钉固定尺框，提起卡尺，阶面）上，然后用紧固螺钉固定尺框，提起卡尺，读出深度尺寸。多台阶小直径的内孔深度测量，读出深度尺寸。多台阶小直径的内孔深度测量，要留意尺身的端面是否在要测量的台阶上要留意尺身的端面是否在要测量的台阶上,图图15(d)15(d)。当基准面是曲线时，图。当基准面是曲线时，图15(e)15(e)，测量基，测量基座的端面必需放在曲线的最高点上，测量出的深座的端面必需放在曲线的最高点上，测量出的深度尺寸才是工件
22、的实际尺寸，否则会出现测量误度尺寸才是工件的实际尺寸，否则会出现测量误差。差。图图15 15 深度游标卡尺用方法深度游标卡尺用方法 (a)(b)(c)(d)(e)二、外径千分尺二、外径千分尺1.1.定义：定义：外径千分尺也叫螺旋测微器，是一种精密量具，主要分为机械式千分尺和电子千分尺两类。2.2.结构：结构：如下图所示，常用外径千分尺由十部分组成，分别为：尺架、隔热装置、测砧（zhen）、测微螺杆、固定套管、微分筒、锁紧装置、测力装置。尺架测砧测微螺杆测力装置测微螺杆固定套管锁紧装置隔热装置3.3.外径千分尺读数外径千分尺读数 千分尺读数步骤如下：（1）读出活动套筒左边端面线在固定套筒上的刻度
23、；（2）把活动套筒上其中一条刻度线与固定套筒上零基准线对齐，读出刻度；（3）把以上两个刻度的读数相加。5+0.50=5.50mm5+0.50=5.50mm三、万能角度尺三、万能角度尺l万能角度尺是用来测量精密零件内外角度或进行万能角度尺是用来测量精密零件内外角度或进行角度划线的角度量具角度划线的角度量具l万能角度尺尺座上的刻度线每格万能角度尺尺座上的刻度线每格11。由于游标上。由于游标上刻有刻有3030格，所占的总角度为格，所占的总角度为2929，因此，两者每，因此，两者每格刻线的度数差是：格刻线的度数差是：l即万能角度尺的精度即万能角度尺的精度为为22l1、结构：图图6-1 6-1 万能角度
24、尺万能角度尺 1.1.主尺主尺 2.2.直角尺直角尺 3.3.游标游标 4.4.基尺基尺 5.5.制动头制动头 6.6.扇形板扇形板 7.7.卡块卡块 8.8.直尺直尺2.测量范围 在万能角度上，基尺4是固定在尺座上的，角尺2是用卡块7固定在扇形板上，可移动尺8是用卡块固定在角尺上。若把角尺2拆下，也可把直尺8固定在扇形板上。由于角尺2和直尺8可以移动和拆换，使万能角度尺可以测量0320的任何角度，如图6-2所示图图6-2 6-2 万能量角尺的应用万能量角尺的应用 l由图6-2可见，角尺和直尺全装上时，可测量050的外角度，仅装上直尺时，可测量50140的角度，仅装上角尺时，可测量140230
25、的角度，把角尺和直尺全拆下时，可测量230320的角度(即可测量40130的内角度)。l万能量角尺的尺座上，基本角度的刻线只有090,假如测量的零件角度大于90，则在读数时，应加上一个基数（90；180；270；）。当零件角度为：90180，被测角度=90+量角尺读数，180270，被测角度=180+量角尺读数，270320被测角度=270+量角尺读数。l用万能角度尺测量零件角度时，应使基尺与零件角度的母线方向一样，且零件应与量角尺的两个测量面的全长上接触良好，以免产生测量误差。四、硬度计四、硬度计1.1.韦氏硬度计种类：韦氏硬度计种类：W-20、W-20a、W-20b三种型号；W-20型是通
26、用性，用于测量厚度在0.86.0mm的材料；W-20a型是超厚材料专用型，用于测量厚度在6.013mm的材料；W-20b型是细管材专用型，用于测量内径为6.0（或5.0）mm以上的管材。2.2.结构和操作原理：结构和操作原理：韦氏硬度计是一种压痕硬度计。在确定压韦氏硬度计是一种压痕硬度计。在确定压力下，将压针压入试样表面，压入深度与材力下，将压针压入试样表面，压入深度与材料的硬度成反比，韦氏硬度用符号料的硬度成反比，韦氏硬度用符号HWHW表示。表示。1 1、框架、框架 7 7、调整螺母、调整螺母 2 2、支撑螺钉、支撑螺钉 8 8、压针套筒、压针套筒 3 3、手柄、手柄 9 9、负荷弹簧、负荷
27、弹簧 4 4、复位键、复位键 10 10、压针、压针 5 5、调整螺钉、调整螺钉 11 11、砧座、砧座 6 6、表头、表头 12 12、复位弹簧、复位弹簧 3.3.仪器校正：仪器校正：分为满刻度校正和标准块校正两分为满刻度校正和标准块校正两部分。部分。（1 1）满刻度校正：事实上是为仪器供应一）满刻度校正：事实上是为仪器供应一个基准点，仪器的基准点设置在满刻度个基准点，仪器的基准点设置在满刻度2020的位置。校正方法是，当压针紧压在砧座的位置。校正方法是，当压针紧压在砧座上时，调整满刻度调整螺钉，使指针指在上时，调整满刻度调整螺钉，使指针指在2020的位置（允许偏差的位置（允许偏差0.5HW
28、0.5HW）。）。(2)(2)标准块校正法：将标准硬度块置于砧座和压针之标准块校正法：将标准硬度块置于砧座和压针之间间,压紧手柄压紧手柄,施加足够的压力施加足够的压力,读取表头读数读取表头读数,假假如读数与标准硬度块上的硬度值相同如读数与标准硬度块上的硬度值相同,(,(允许偏差允许偏差0.5HW),0.5HW),仪器就校正好了仪器就校正好了.4.4.举例说明举例说明l将被测型材置于砧座和压针之间将被测型材置于砧座和压针之间,压下手柄压下手柄,直至直至感到已压究竟感到已压究竟,这时表头针将指示出一个读数这时表头针将指示出一个读数.5.5.影响测量精度的因素影响测量精度的因素（1）试样：试样表面应
29、做清洁处理，试样上的污物，特殊是细砂粒可能会影响测量精度。（2）灵敏度：仪器在刻度4以下和17以上范围内灵敏度明显降低，测量精度夜也随之降低。（3）试样边缘：测试时，测量点到试样边缘的距离应大于5mm。靠近试样边缘测量会影响测量精度。(4)相邻压痕：测试时应留意两相邻压痕之间的距离应不小于6mm，否则，前一个压痕对后一次测量的精度将产生影响。(5)氧化膜:坚硬的氧化膜尽管很薄，对型材硬度测量的精度也会产生影响，阅历表明，厚度为10-15m的膜厚将会使硬度测量值偏高0.5HW。(6)涂层:各种涂层都会严峻影响材料硬度的测量精度，因此，要求用砂纸或溶剂除掉涂层之后再进行硬度测量。THANKS THE END!