測量器具的分類

測量器具是一種具有固定形態(tài)、用以復(fù)現(xiàn)或提供一個或多個已知量值的器具。按用途的不同量具可分為以下幾類：

1. 單值量具

只能體現(xiàn)一個單一量值的量具。可用來校對和調(diào)整其它測量器具或作為標(biāo)準(zhǔn)量與被測量直接進行比較，如量塊、角度量塊等。

2. 多值量具

可體現(xiàn)一組同類量值的量具。同樣能校對和調(diào)整其它測量器具或作為標(biāo)準(zhǔn)量與被測量直接進行比較，如線紋尺。

3. 專用量具

專門用來檢驗?zāi)撤N特定參數(shù)的量具。常見的有：檢驗光滑圓柱孔或軸的光滑極限量規(guī)，判斷內(nèi)螺紋或外螺紋合格性的螺紋量規(guī)，判斷復(fù)雜形狀的表面輪廓合格性的檢驗樣板，用模擬裝配通過性來檢驗裝配精度的功能量規(guī)等等。

4. 通用量具

我國習(xí)慣上將結(jié)構(gòu)比較簡單的測量儀器稱為通用量具。如游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、百分表等。

02

測量器具的技術(shù)性能指標(biāo)

1. 量具的標(biāo)稱值

標(biāo)注在量具上用以標(biāo)明其特性或指導(dǎo)其使用的量值。如標(biāo)在量塊上的尺寸，標(biāo)在刻線尺上的尺寸，標(biāo)在角度量塊上的角度等。

2. 分度值

測量器具的標(biāo)尺上，相鄰兩刻線（最小單位量值）所代表的量值之差。如一外徑千分尺的微分筒上相鄰兩刻線所代表的量值之差為0.01mm，則該測量器具的分度值為0.01mm。分度值是一種測量器具所能直接讀出的最小單位量值，它反映了讀數(shù)精度的高低，也說明了該測量器具的測量精度高低。

3. 測量范圍

在允許不確定度內(nèi)，測量器具所能測量的被測量值的下限值至上限值的范圍。例如，外徑千分尺的測量范圍有0～25mm、25～50mm等，機械式比較儀的測量范圍為0～180mm。

4. 測量力

在接觸式測量過程中，測量器具測頭與被測量面間的接觸壓力。測量力太大會引起彈性變形，測量力太小會影響接觸的穩(wěn)定性。

5.?示值誤差

測量儀器的示值與被測量的真值之差。示值誤差是測量儀器本身各種誤差的綜合反映。因此，儀器示值范圍內(nèi)的不同工作點，示值誤差是不相同的。一般可用適當(dāng)精度的量塊或其它計量標(biāo)準(zhǔn)器，來檢定測量器具的示值誤差。

03

測量工具的選定

每次測量前，需要根據(jù)被測零件的特殊特性選擇測量工具，比如，長、寬、高、深、外徑、段差等可選用卡尺、高度尺、千分尺、深度尺；軸類直徑可選用千分尺、卡尺；孔、槽類可選用塞規(guī)、塊規(guī)、塞尺；測量零件的直角度選用直角尺；測量R值選用R規(guī)；測量配合公差小，精度要求高或要求計算形位公差時可選用三次元、二次元；測量鋼材硬度選用硬度計。

1. 卡尺的應(yīng)用

卡尺可測量物體的內(nèi)徑、外徑、長度、寬度、厚度、段差、高度、深度；卡尺是最常用、使用最方便的量具，在加工現(xiàn)場使用頻率最高的量具。

數(shù)顯卡尺：

分辯力0.01mm，用于配合公差小（精度高）的尺寸測量。

表卡：

分辯力0.02mm,用于常規(guī)尺寸測量 。

游標(biāo)卡尺：

分辯力0.02mm，用于粗加工測量 。

卡尺使用前需先用干凈的白紙將灰塵與臟污去除（用卡尺外測定面卡住白紙然后自然拉出，重復(fù)2-3次即可）。

注意：

1，使用卡尺測量時，卡尺的測量面應(yīng)盡量與被測物體的測量面平行或垂直；

2，使用深度測量時，如被測物體有R角時，需避開R角但緊靠R角，深度尺與被測高度盡量保持垂直；

3，卡尺測量圓柱時，需轉(zhuǎn)動且分段測量取最大值；

因卡尺使用的頻率高，保養(yǎng)工作需要做到最好，每天使用完后需擦拭干凈后放入盒內(nèi)，使用前需用量塊檢驗卡尺的精度。

2. 千分尺的應(yīng)用

千分尺使用前需先用干凈的白紙將灰塵與臟污去除（用千分尺測量接觸面與螺桿面卡住白紙然后自然拉出，重復(fù)2-3次即可），然后扭動旋鈕，測量接觸面與螺桿面快接觸時，改用微調(diào)，當(dāng)兩面完全接觸后調(diào)零，即可進行測量。

千分尺測量五金件時，調(diào)動旋鈕，快接觸工件時，改用微調(diào)旋鈕旋進，當(dāng)聽到咔、咔、咔三聲響后停止，從顯示屏或刻度上讀出數(shù)據(jù)。

測量塑膠產(chǎn)品時，測量接觸面與螺桿輕輕接觸到產(chǎn)品即可。

千分尺測量軸類直徑時，至少測量兩個以上方向且分段測取最大值測量中的千分尺，兩接觸面應(yīng)當(dāng)隨時保持清潔，減少測量誤差。

3. 高度尺的應(yīng)用

高度尺主要用來測量高度、深度、平面度、垂直度、同心度、同軸度、面振、齒振、深度、高度尺測量時，首先要檢驗測頭、各連接部位有無松動現(xiàn)象。

4. 塞尺的應(yīng)用

塞尺適用于平面度、彎曲度、直線度的測量。

平面度測量 ：

將零件放置平臺上，用塞尺測量零件與平臺之間的間隙（注意：測量時塞尺與平臺保持無間隙壓緊狀態(tài)）

直線度測量：

將零件放在平臺上旋轉(zhuǎn)一周，用塞尺測量零件與平臺之間的間隙。

彎曲度測量：

將零件放置在平臺上，選取相應(yīng)的塞尺測量零件兩側(cè)或中部與平臺之間的間隙。

垂直度測量：

將被測零的直角度的一邊放置于平臺上，另一邊讓直角尺與之靠緊，用塞尺測量部品與直角尺之間最大的間隙。

5. 塞規(guī)（棒針）的應(yīng)用：

適用于測量孔的內(nèi)徑、槽寬、間隙。

零件孔徑較大，沒有合適的針規(guī)時,可將兩個塞規(guī)重疊，按360度方向測量將塞規(guī)固定在帶磁性的V形塊上，可防止松動，易于測量。

內(nèi)孔測量：孔徑測量時，貫通為合格，如下圖。

注意：塞規(guī)測量時，需垂直插入，不可斜插。

6. 精密測量儀：二次元

二次元是一種高性能、高精密特性的非接觸式的測量儀器。測量器具的感應(yīng)元件與被測零件表面不直接接觸，因而不存在機械作用的測量力；二次元通過投影的方式將所能捕捉到的圖象通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)?a target="_blank">電腦的數(shù)據(jù)采集卡中，之后由軟件在電腦顯示器上成像；可進行零件上各種幾何元素（點、線、圓、弧、橢圓、矩形）、距離、角度、交點、形位公差（圓度、直線度、平行度、垂直度、傾斜度、位置度、同心度、對稱度）的測量，還可進行外形輪廓2D描繪用CAD輸出。不僅能觀測到工件輪廓，而且，對于不透明的工件的表面形狀也可以測量。

常規(guī)幾何元素測量：

下圖零件中的內(nèi)圓是利角，只能用投影的方式進行測量。

電極加工表面觀測：

二次元的鏡頭具有放大功能電極加工后粗糙度檢驗（放大100倍影像）。

小尺寸深槽測量：

澆口的檢測：

模具加工中，經(jīng)常會有一些澆口在隱在槽內(nèi)，各種檢測儀器都不法進行測量，這時，可用橡膠泥貼在膠口上，膠口的形狀就會印在膠泥上，再用二次元測量膠泥印的大小得出澆口尺寸。

注：因二次元測量時，無機械作用力，對于較薄、較軟的產(chǎn)品盡量采用二次元進行測量。

7. 精密測量儀器：三次元

三次元的特點是高精度（可達(dá)到μm級）；萬能性（可代替多種長度測量儀器）；可用于測量幾何元素（除可測量二次元能測量的元素外，還可測量圓柱、圓錐），形位公差（除可測量二次元能測量的形位公差外，還包括圓柱度、平度度、線輪廓度、面輪廓度、同軸度）、復(fù)雜型面，只要三次元的測頭能觸及的地方，就可測出它的幾何尺寸和相互位置，表面輪廓；并借助于計算機完成數(shù)據(jù)處理；以其高精度高柔性以及優(yōu)異的數(shù)字能力，成為現(xiàn)代模具加工制造和質(zhì)量保證的重要手段、有效工具。

有些模具在修改中，沒有3D圖檔，可測量各個元素的的座標(biāo)值，不規(guī)則曲面的輪廓，然后用繪圖軟件導(dǎo)出并根據(jù)測量元素做成3D圖形，能進行快速而無誤的加工與修改（座標(biāo)設(shè)定后，可取任意點測量座標(biāo)值）。

3D數(shù)模導(dǎo)入對比測量：加工完成的零件，為了確認(rèn)與設(shè)計一致性或在裝配fit模過程中發(fā)現(xiàn)配合異常，當(dāng)一些曲面輪廓既非圓弧，又非拋物線，而是一些不規(guī)則的曲面時，無法進行幾何元素測量時，可導(dǎo)入3D模型與零件對比測量，從而了解加工誤差；因測量值是點對點的偏差值，能便于進行快速而有效的修正改善（下圖所顯示的數(shù)據(jù)為實測值與理論值的偏差）。

8. 硬度計的應(yīng)用

常使用的硬度計有洛氏硬度計（臺式）與里氏硬度計（便攜式）常用的硬度單位為洛氏HRC、布氏HB、維氏HV。

洛式硬度計HR (臺式硬度計）：

洛氏硬度試驗方法是用一個頂角為120度的金剛石圓錐休或直徑為1.59/3.18mm的鋼球，在一定的載荷壓入被測材料表面，由壓痕深度求出材料硬度。根據(jù)材料硬度不同，可分為三種不同的標(biāo)度來表示HRA、HRB、HRC。

HRA 是采用60Kg載荷和鉆石錐壓入器求的硬度，用于硬度極高的材料。例如：硬質(zhì)合金。

HRB 是采用100Kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球求得的硬度，用于硬度較低的材料。例如：退火鋼、鑄鐵等 、合金銅。

HRC 是采用150Kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料。例如：淬火鋼、回火鋼、調(diào)質(zhì)鋼和部分不銹鋼。

維氏硬度HV（主要是針對表面硬度測量）：

適用于顯微鏡分析。以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用測量壓痕對角線長度，它適用于較大工件和較深表面層的硬度測定。

里氏硬度HL（便攜式硬度計）：

里氏硬度是一種動態(tài)硬度試驗法。

硬度傳感器的沖擊體在與被測工件沖擊過程中，距工件表面1mm時的反彈速度與沖擊速度的比值乘以1000，定義為里氏硬度值 。

優(yōu)點：里氏硬度理論制造的里氏硬度儀改變了傳統(tǒng)的硬度測試方法。由于硬度傳感器小如一只筆，可以手握傳感器在生產(chǎn)現(xiàn)場直接對工件進行各種方向的硬度檢測，因此是其它臺式硬度儀所難以勝任的。

編輯：黃飛

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