量具(量具使用教程－5指示式量具 )
量具
量具
量具liáng jù[釋義] (名)計量用的器具，如尺、天平、塊規(guī)、卡鉗、量角器等。[構成] 偏正式：量（具
量具使用教程－5指示式量具
指示式量具是以指針指示出測量結果的量具，。車間常用的指示式量具有：百分表、千分表、杠桿百分表和內(nèi)徑百分表等。主要用于校正零件的安裝位置，檢驗零件的形狀精度和相互位置精度，以及測量零件的內(nèi)徑等。
一 百分表的結構 百分表和千分表，都是用來校正零件或夾具的安裝位置檢驗零件的形狀精度或相互位置精度的。它們的結構原理沒有什么大的不同，就是千分表的讀數(shù)精度比較高，即千分表的讀數(shù)值為0.001mm，而百分表的讀數(shù)值為0.01mm。車間里經(jīng)常使用的是百分表，因此，本節(jié)主要是介紹百分表。
圖5-1 百分表
百分表的外形如圖5-1所示。8為測量桿，6為指針，表盤3上刻有100個等分格，其刻度值(即讀數(shù)值)為0.01mm。當指針轉一圈時，小指針即轉動一小格，轉數(shù)指示盤5的刻度值為1mm。用手轉動表圈4時，表盤3也跟著轉動，可使指針對準任一刻線。測量桿8是沿著套筒7上下移動的，套筒8可作為安裝百分表用。9是測量頭，
2是手提測量桿用的圓頭。
圖5-2是百分表內(nèi)部機構的示意圖。帶有齒條的測量桿1的直線移動，通過齒輪傳動(Z1 、Z2 、 Z3)，轉變?yōu)橹羔?的回轉運動。齒輪Z4和彈簧3使齒輪傳動的間隙始終在一個方向，起著穩(wěn)定指針位置的作用。彈簧4是控制百分表的測量壓力的。百分表內(nèi)的齒輪傳動機構，使測量桿直線移動1mm時，指針正好回轉一圈。
圖5-2 百分表的內(nèi)部結構
由于百分表和千分表的測量桿是作直線移動的，可用來測量長度尺寸，所以它們也是長度測量工具。目前，國產(chǎn)百分表的測量范圍(即測量桿的最大移動量)，有0～3mm；0～5mm； 0～10mm的三種。讀數(shù)值為0,001mm的千分表，測量范圍為0～1mm。
二 百分表和千分表的使用方法 由于千分表的讀數(shù)精度比百分表高，所以百分表適用于尺寸精度為IT6～IT8級零件的校正和檢驗；千分表則適用于尺寸精度為IT5～IT7級零件的校正和檢驗。百分表和千分表按其制造精度，可分為0、1和2級三種，0級精度較高。使用時，應按照零件的形狀和精度要求，選用合適的百分表或千分表的精度等級和測量范圍。
使用百分表和千分表時，必須注意以下幾點；
1 使用前，應檢查測量桿活動的靈活性。即輕輕推動測量桿時，測量桿在套筒內(nèi)的移動要靈活，沒有任何軋卡現(xiàn)象，且每次放松后，指針能回復到原來的刻度位置。
2 使用百分表或千分表時，必須把它固定在可靠的夾持架上(如固定在萬能表架或磁性表座上，圖5-3所示)，夾持架要安放平穩(wěn)，免使測量結果不準確或摔壞百分表。
用夾持百分表的套筒來固定百分表時，夾緊力不要過大，以免因套筒變形而使測量桿活動不靈活。
圖5-3 安裝在專用夾持架上的百分表
1 用百分表或千分表測量零件時，測量桿必須垂直于被測量表面。圖5-4所示。
圖5-4 百分表安裝方法
即使測量桿的軸線與被測量尺寸的方向一致，否則將使測量桿活動不靈活或使測量結果不
準確。
2 測量時，不要使測量桿的行程超過它的測量范圍；不要使測量頭突然撞在零件
上；不要使百分表和千分表受到劇烈的振動和撞擊，亦不要把零件強迫推入測量頭下，
免得損壞百分表和千分表的機件而失去精度。因此，用百分表測量表面粗糙或有顯著凹凸不平的零件是錯誤的。
3 用百分表校正或測量零件時，如圖5-5所示。應當使測量桿有一定的初始測力。
即在測量頭與零件表面接觸時，測量桿應有0.3～1mm的壓縮量(千分表可小一點，有0.1mm即可)，使指針轉過半圈左右，然后轉動表圈，使表盤的零位刻線對準指針。輕輕地拉動手提測量桿的圓頭，拉起和放松幾次，檢查指針所指的零位有無改變。當指針的零位穩(wěn)定后，再開始測量或校正零件的工作。如果是校正零件，此時開始改變零件的相對位置，讀出指針的偏擺值，就是零件安裝的偏差數(shù)值。
圖5-5 百分表尺寸校正與檢驗方法
指示式量具是以指針指示出測量結果的量具。車間常用的指示式量具有：百分表、千分表、杠桿百分表和內(nèi)徑百分表等。主要用于校正零件的安裝位置，檢驗零件的形狀精度和相互位置精度，以及測量零件的內(nèi)徑等。
一 百分表的結構 百分表和千分表，都是用來校正零件或夾具的安裝位置檢驗零件的形狀精度或相互位置精度的。它們的結構原理沒有什么大的不同，就是千分表的讀數(shù)精度比較高，即千分表的讀數(shù)值為0.001mm，而百分表的讀數(shù)值為0.01mm。車間里經(jīng)常使用的是百分表，因此，本節(jié)主要是介紹百分表。
圖5-1 百分表
百分表的外形如圖5-1所示。8為測量桿，6為指針，表盤3上刻有100個等分格，其刻度值(即讀數(shù)值)為0.01mm。當指針轉一圈時，小指針即轉動一小格，轉數(shù)指示盤5的刻度值為1mm。用手轉動表圈4時，表盤3也跟著轉動，可使指針對準任一刻線。測量桿8是沿著套筒7上下移動的，套筒8可作為安裝百分表用。9是測量頭，
2是手提測量桿用的圓頭。
圖5-2是百分表內(nèi)部機構的示意圖。帶有齒條的測量桿1的直線移動，通過齒輪傳動(Z1 、Z2 、 Z3)，轉變?yōu)橹羔?的回轉運動。齒輪Z4和彈簧3使齒輪傳動的間隙始終在一個方向，起著穩(wěn)定指針位置的作用。彈簧4是控制百分表的測量壓力的。百分表內(nèi)的齒輪傳動機構，使測量桿直線移動1mm時，指針正好回轉一圈。
圖5-2 百分表的內(nèi)部結構
由于百分表和千分表的測量桿是作直線移動的，可用來測量長度尺寸，所以它們也是長度測量工具。目前，國產(chǎn)百分表的測量范圍(即測量桿的最大移動量)，有0～3mm；0～5mm； 0～10mm的三種。讀數(shù)值為0,001mm的千分表，測量范圍為0～1mm。
二 百分表和千分表的使用方法 由于千分表的讀數(shù)精度比百分表高，所以百分表適用于尺寸精度為IT6～IT8級零件的校正和檢驗；千分表則適用于尺寸精度為IT5～IT7級零件的校正和檢驗。百分表和千分表按其制造精度，可分為0、1和2級三種，0級精度較高。使用時，應按照零件的形狀和精度要求，選用合適的百分表或千分表的精度等級和測量范圍。
使用百分表和千分表時，必須注意以下幾點；
1 使用前，應檢查測量桿活動的靈活性。即輕輕推動測量桿時，測量桿在套筒內(nèi)的移動要靈活，沒有任何軋卡現(xiàn)象，且每次放松后，指針能回復到原來的刻度位置。
2 使用百分表或千分表時，必須把它固定在可靠的夾持架上(如固定在萬能表架或磁性表座上，圖5-3所示)，夾持架要安放平穩(wěn)，免使測量結果不準確或摔壞百分表。
用夾持百分表的套筒來固定百分表時，夾緊力不要過大，以免因套筒變形而使測量桿活動不靈活。
圖5-3 安裝在專用夾持架上的百分表
1 用百分表或千分表測量零件時，測量桿必須垂直于被測量表面。圖5-4所示。
圖5-4 百分表安裝方法
即使測量桿的軸線與被測量尺寸的方向一致，否則將使測量桿活動不靈活或使測量結果不
準確。
2 測量時，不要使測量桿的行程超過它的測量范圍；不要使測量頭突然撞在零件
上；不要使百分表和千分表受到劇烈的振動和撞擊，亦不要把零件強迫推入測量頭下，
免得損壞百分表和千分表的機件而失去精度。因此，用百分表測量表面粗糙或有顯著凹凸不平的零件是錯誤的。
3 用百分表校正或測量零件時，如圖5-5所示。應當使測量桿有一定的初始測力。
即在測量頭與零件表面接觸時，測量桿應有0.3～1mm的壓縮量(千分表可小一點，有0.1mm即可)，使指針轉過半圈左右，然后轉動表圈，使表盤的零位刻線對準指針。輕輕地拉動手提測量桿的圓頭，拉起和放松幾次，檢查指針所指的零位有無改變。當指針的零位穩(wěn)定后，再開始測量或校正零件的工作。如果是校正零件，此時開始改變零件的相對位置，讀出指針的偏擺值，就是零件安裝的偏差數(shù)值。
圖5-5 百分表尺寸校正與檢驗方法
6 檢查工件平整度或平行度時，如圖5-6所示。將工件放在平臺上，使測量頭與工件表面接觸，調整指針使擺動 ～ 轉，然后把刻度盤零位對準指針，跟著慢慢地移動表座或工件，當指針順時針擺動時，說明了工件偏高，反時針擺動，則說明了工件偏低了。
(a) (b)
a) 工件放在V形鐵上 b) 工件放在專用檢驗架上
圖5-6 軸類零件圓度、圓柱度及跳動
當進行軸測的時候，就是以指針擺動最大數(shù)字為讀數(shù)(最高點)，測量孔的時候，就是以指針擺動最小數(shù)字(最低點)為讀數(shù)。
檢驗工件的偏心度時，如果偏心距較小，可按圖5-7所示方法測量偏心距，把被測軸裝在兩頂尖之間 ，使百分表的測量頭接觸在偏心部位上（最高點），用手轉動軸，百分表上指示出的最大數(shù)字和最小數(shù)字（最低點）之差的 就等于偏心距的實際尺寸。偏心套的偏心距也可用上述方法來測量，但必須將偏心套裝在心軸上進行測量。
圖5-7 在兩頂尖上測量偏心距的方法
偏心距較大的工件，因受到百分表測量范圍的限制，就不能用上述方法測量。這時可用如圖5-8所示的間接測量偏心距的方法。測量時，把V形鐵放在平板上，并把工件放在V形鐵中，轉動偏心軸，用百分表測量出偏心軸的最高點，找出最高點后，工件固定不動。再用百分表水平移動，測出偏
心軸外圓到基準外圓之間的距離a，然
后用下式計算出偏心距e：
圖5-8 偏心距的間接測量方法
式中 e ——偏心距（mm）；
D ——基準軸外徑（mm）；
d ——偏心軸直徑（mm）；
a ——基準軸外圓到偏心軸外圓之間最小距離（mm），
工程
《量具使用教程－5指示式量具》(.unjs)。
用上述方法，必須把基準軸直徑和偏心軸直徑用百分尺測量出正確的實際尺寸，否則計算時會產(chǎn)生誤差。
7 檢驗車床主軸軸線對刀架移動平行度時，在主軸錐孔中插入一檢驗棒，把百分表固定在刀架上，使百分表測頭觸及檢驗棒表面，圖5-9所示。移動刀架，分別對側母線A和上母線B進行檢驗，記錄百分表讀數(shù)的最大差值。為消除檢驗棒軸線與旋轉軸線不重合對測量的影響，必須旋轉主軸180º，再同樣檢驗一次A、B的誤差分別計算，兩次測量結果的代數(shù)和之半就是主軸軸線對刀架移動的平行度誤差。要求水平面內(nèi)的平行度允差只許向前偏，即檢驗棒前端偏向操作者；垂直平面內(nèi)的平行度允差只許向上偏。
A)側母線位置 B)上母線位置
圖5-9 主軸軸線對刀架移動的平行度檢驗
8 檢驗刀架移動在水平面內(nèi)直線度時，將百分表固定在刀架上，使其測頭頂在主軸和尾座頂尖間的檢驗棒側母線上(圖5-10位置A)，調整尾座，使百分表在檢驗棒兩端的讀數(shù)相等。然后移動刀架，在全行程上檢驗。百分表在全行程上讀數(shù)的最大代數(shù)差值，就是水平面內(nèi)的直線度誤差。
圖5-10 刀架移動在水平面內(nèi)的直線度檢驗
8 在使用百分表和千分表的過程中，要嚴格防止水、油和灰塵滲入表內(nèi)，測量桿上也不要加油，免得粘有灰塵的油污進入表內(nèi)，影響表的靈活性。
9 百分表和千分表不使用時，應使測量桿處于自由狀態(tài)，免使表內(nèi)的彈簧失效。如內(nèi)徑百分表上的百分表，不使用時，應拆下來保存。
三 杠桿百分表杠桿千分表的分度值為0.002mm，其原理如圖5-11所示，當測量桿1向左擺動時，撥桿2推動扇形齒輪3上的圓柱銷C使扇形齒輪繞軸B逆時針轉動，此時圓柱銷D與撥桿2脫開。當測量桿1向右擺動時，撥桿2推動扇形齒輪上的圓柱銷D也使扇形齒輪繞軸B逆時針轉動，此時圓柱銷C與撥桿2脫開。這樣，無論測量桿1向左或向右擺動，扇形齒輪3總是逆時針方向轉動。扇形齒輪3再帶動小齒輪4以及同軸的端面齒輪5，經(jīng)小齒輪6，由指針7在刻度盤上指示出數(shù)值。
圖5-11 杠桿千分表
1-測量桿；2-撥桿；3-扇形齒輪；4-小齒輪；5-端面齒輪；6-小齒輪；7-指針。
已知r1=16.39mm，r2=12mm，r3=3mm，r4=5mm，z3=428，z4=19，z5=120，z6=21，當測量桿向左移動0.2mm時，指針7的轉數(shù)n為：
由于刻度盤等分100格，因此1格所表示的測量值b為：
當測量桿向右移動0.2mm時，指針7的轉數(shù)為：
由于杠桿比 相同，因此測量桿向左或向右轉動的兩條傳動鏈的傳動比是相等的，也就是分度值相等。
四 杠桿百分表和千分表的使用方法1 使用注意事項
1) 千分表應固定在可靠的表架上，測量前必須檢查千分表是否夾牢，并多次提拉千分表測量桿與工件接觸，觀察其重復指示值是否相同。
2) 測量時，不準用工件撞擊測頭，以免影響測量精度或撞壞千分表。為保持一定的起始測量力，測頭與工件接觸時，測量桿應有0.3～0.5mm的壓縮量。
3) 測量桿上不要加油，以免油污進入表內(nèi)，影響千分表的靈敏度。
4) 千分表測量桿與被測工件表面必須垂直，否則會產(chǎn)生誤差。
5) 杠桿千分表的測量桿軸線與被測工件表面的夾角愈小，誤差就愈小。如果由于測量需要，α角無法調小時(當α>15°)，其測量結果應進行修正。當平面上升距離為α時，杠桿千分表擺動的距離為b，也就是杠桿千分表的讀數(shù)為b，因為b>α，所以指示讀數(shù)增大。具體修正計算式如下：
α=bcosa
例 用杠桿千分表測量工件時，測量桿軸線與工件表面夾角α為30°，測量讀數(shù)為0.048mm，求正確測量值。
解 α=bcosa=0.048×cos30°=0.048×0.866=0.0416(mm)
2 杠桿百分表體積較小，適合于零件上孔的軸心線與底平面的平行度的檢查，如圖5-13所示。將工件底平面放在平臺上，使測量頭與A端孔表面接觸，左右慢慢移動表座，找出工件孔徑最底點，調整指針至零位，將表座慢慢向B端推進。也可以工件轉換方向，再使測量頭與B端孔表面接觸，A、B兩端指針最底點和最高點在全程上讀數(shù)的最大差值，就是全部長度上的平行度誤差。
3 用杠桿百分表檢驗鍵槽的直線度時，如圖5-14所示。在鍵槽上插入檢驗塊，將工件放在V形鐵上，百分表的測頭觸及檢驗塊表面進行調整，使檢驗塊表面與軸心線平行。調整好平行度后，將測頭接觸A端平面，調整指針至零位，將表座慢慢向B端移動，在全程上檢驗。百分表在全程上讀數(shù)的最大代數(shù)差值，就是水平面內(nèi)的直線度誤差。
圖5-14 鍵槽直線度的檢驗方法
4 檢驗車床主軸軸向竄動量時，在主軸錐孔內(nèi)插入一根短錐檢驗棒，在檢驗棒中心孔放一顆鋼珠，將千分表固定在車床上，使千分表平測頭頂在鋼珠上(圖5-15位置A)，沿主軸軸線加一力F，旋轉主軸進行檢驗，千分表讀數(shù)的最大差值，就是主軸軸向竄動的誤差。
圖5-15 主軸軸向竄動和軸肩支承面跳動檢驗
5 車床主軸軸肩支承面跳動的檢驗時，將千分表固定在車床上使其測頭頂在主軸軸
肩支承面靠近邊緣處(圖5-15位置B),沿主軸軸線加一力F，旋轉主軸檢驗。千分表的最大讀數(shù)差值，就是主軸軸肩支承面的跳動誤差。
檢驗主軸的軸向竄動和軸肩支承面跳動時外加一軸向力F，是為了消除主軸軸承軸向間隙對測量結果的影響。其大小一般等于1／2～1倍主軸重量。
6 內(nèi)外圓同軸度的檢驗，在排除內(nèi)外圓本身的形狀誤差時，可用圓跳動量的 來計算。以內(nèi)孔為基準時，可把工件裝在兩頂尖的心軸上，用百分表或扛桿表檢驗（圖5-16）。百分表（杠桿表）在工件轉一周的讀數(shù)，就是工件的圓跳動。以外圓為基準時，把工件放在V形鐵上，如圖5-17所示，用杠桿表檢驗。這種方法可測量不能安裝在心軸上的工件。
圖5-16 在心軸上檢驗圓跳動 圖5-17在V形鐵上檢驗圓跳動
7 齒向準確度檢驗，如圖5-18所示。將錐齒輪套入測量心軸，心軸裝夾于分度頭上，校正分度頭主軸使其處于準確的水平位置，然后在游標高度尺上裝一杠桿百分表，用百分表找出測量心軸上母線的最高點，并調整零位，將游標高度尺連同百分表降下一個心軸半徑尺寸，此時百分表的測頭零位正好處在錐齒輪的中心位置上。再用調好零位的百分表去測量齒輪處于水平方向的某一個齒面，使該齒大小端的齒面最高點都處在百分表的零位上。此時，該齒面的延伸線與
齒輪軸線重合。以后，只須搖動分度盤依次進行分齒，并測量大小端讀數(shù)是否一致，
圖5-18 檢查齒向精度
若讀數(shù)一致，說明該齒側方向齒向精度是合格的，否則，該項精度有誤差。一側齒測量完畢后，將百分表測頭改成反方向，
用同樣的方法測量輪齒另一側的齒向精度。
五 內(nèi)徑百分表內(nèi)徑百分表是內(nèi)量杠桿式測量架和百分表的組合，如圖5-19所示。用以測量或檢驗零件的內(nèi)孔、深孔直徑及其形狀精度。
圖5-19 內(nèi)徑百分表
內(nèi)徑百分表測量架的內(nèi)部結構，由圖5-19可見。在三通管3的一端裝著活動測量頭1,另一端裝著可換測量頭2，垂直管口一端，
通過連桿4裝有百分表5?；顒訙y頭1的移動，使傳動杠桿7回轉，通過活動桿6， 推動百分表的測量桿，使百分表指針產(chǎn)生回轉。由于杠桿7的兩側觸點是等距離的，當活動測頭移動1mm時，活動桿也移動1mm， 推動百分表指針回轉一圈。所以，活動測頭的移動量，可以在百分表上讀出來。
兩觸點量具在測量內(nèi)徑時，不容易找正孔的直徑方向，定心護橋8和彈簧9就起了一個幫助找正直徑位置的作用，使內(nèi)徑百分表的兩個測量頭正好在內(nèi)孔直徑的兩端?；顒訙y頭的測量壓力由活動桿6上的彈簧控制，保證測量壓力一致。
內(nèi)徑百分表活動測頭的移動量，小尺寸的只有0～1mm，大尺寸的可有0～3mm，它的測
量范圍是由更換或調整可換測頭的長度來達到的。因此，每個內(nèi)徑百分表都附有成套的可換
測頭。國產(chǎn)內(nèi)徑百分表的讀數(shù)值為0.01mm，測量范圍有 10～18；18～35；35～50；50～100；
100～160mm；160～250；250～450。
用內(nèi)徑百分表測量內(nèi)徑是一種比較量法，測量前應根據(jù)被測孔徑的大小，在專用的環(huán)規(guī)或百分尺上調整好尺寸后才能使用。調整內(nèi)徑百分尺的尺寸時，選用可換測頭的長度及其伸出的距離 (大尺寸內(nèi)徑百分表的可換測頭，是用螺紋旋上去的，故可調整伸出的距離，小尺寸的不能調整 )，應使被測尺寸在活動測頭總移動量的中間位置。
內(nèi)徑百分表的示值誤差比較大，如測量范圍為35～50mm的，示值誤差為±0.015mm。為此，使用時應當經(jīng)常的在專用環(huán)規(guī)或百分尺上校對尺寸(習慣上稱校對零位)，必要時可在如圖4-3所示的由塊規(guī)附件裝夾好的塊規(guī)組上校對零位，并增加測量次數(shù)，以便提高測量精度。
內(nèi)徑百分表的指針擺動讀數(shù)，刻度盤上每一格為0.01mm，盤上刻有100格，即指針每轉一圈為1mm。
六 內(nèi)徑百分表的使用方法
圖5-19 內(nèi)徑百分表 圖5-20 用外徑百分尺調整尺寸
內(nèi)徑百分表用來測量圓柱孔，它附有成套的可調測量頭，使用前必須先進行組合和校對零位，如圖5-19所示。
組合時，將百分表裝入連桿內(nèi)，使小指針指在0～1 的位置上，長針和連桿軸線重合，刻度盤上的字應垂直向下，以便于測量時觀察，裝好后應予緊固。
粗加工時，最好先用游標卡尺或內(nèi)卡鉗測量。因內(nèi)徑百分表同其它精密量具一樣屬貴重儀器，其好壞與精確直接影響到工件的加工精度和其使用壽命。粗加工時工件加工表面粗糙不平而測量不準確，也使測頭易磨損。因此，須加以愛護和保養(yǎng)，精加工時再進行測量。
測量前應根據(jù)被測孔徑大小用外徑百分尺調整好尺寸后才能使用，如圖5-20所示。在調整尺寸時，正確選用可換測頭的長度及其伸出距離，應使被測尺寸在活動測頭總移動量的中間位置。
測量時，連桿中心線應與工件中心線平行，不得歪斜，同時應在圓周上多測幾個點，找出孔徑的實際尺寸，看是否在公差范圍以內(nèi)。圖5-21所示。
圖5-21 內(nèi)徑百分表的使用方法