常用機械精密量具、量儀

課題一：常用精密量具、量儀

量塊、百分表、正弦規(guī)

教學(xué)目的、要求：了解百分表、正弦規(guī)的結(jié)構(gòu)掌握百分表的刻線原理和量塊的組合熟練掌握正弦規(guī)使用方法

教學(xué)重點、難點：正弦規(guī)的使用方法量塊量塊是機械制造業(yè)中長度尺寸的標準．量塊可以對量具和量儀進行檢驗校正，也可用于精密劃線和精密機床的調(diào)整，附件與量塊并用時，可以測量某些精度要求高的工件尺寸。量塊(圖2．13)是用不易變形的耐磨材料(如鉻錳鋼)制成的長方形六面體．它有兩個工作面和四個非工作面．(工作面是一對相互平行而平面度誤差、表面粗糙度極小的平面,又叫測量面。圖２．１３成套量塊量塊具有較高的研合性。由于測量面的平面度誤差及Ra值小，用比較小的壓力，把兩個量塊的測量面相互推合后，就可牢固地研合在—起。因此可以把不同基本尺寸的量塊組合成量塊組得到需要的尺寸．量塊一般做成一套，裝在特制的木盒內(nèi)，量塊有42塊一套和87塊一套等幾種，它的基本尺寸見表2．3。為了減少常用量塊的磨損，每套中都備有若干塊保護量塊，在使用時，可放在量塊組的兩端，以保護其他量塊．為了工作方便，減少積累誤差，選用量塊時，應(yīng)盡可能采用最少的塊數(shù)，用87塊一套的量塊?！悴灰^四塊，用42塊一套的量塊，一般不超過五塊。在計算時，選取第一塊應(yīng)根據(jù)組合尺寸的最后一位數(shù)字選取，以后各塊依次類推。例如，所要的尺寸為８６．６毫米，從87塊一套的盒中選取，組合方法

第一步組合86.6mm86.6-1.6

第二步85-580

三塊量塊尺寸相加等于86.6mm,符合量塊組合數(shù)量不超過五塊的要求。(提示:為減少測量時的積累誤差,選用量塊時,應(yīng)盡量采用最少的塊數(shù)。)

第三步仔細擦凈三塊量塊后將其互相推合就組成86.6mm尺寸。百分表百分表是用來檢驗機床精度和測量工件的尺寸、形狀和位置誤差。一、百分表的結(jié)構(gòu)百分表結(jié)構(gòu)如圖所示。圖中１是淬硬的觸頭，用螺紋旋入齒桿２的下端。齒桿的上端有齒。當(dāng)齒桿上升時，帶動齒數(shù)為１６的小齒輪３的同軸上裝有齒數(shù)為１００的大齒輪４，再由這個齒輪帶動中間的齒數(shù)為１０的小齒輪５。在小齒輪５的同軸上裝有長指針６，因此長指針就隨著一起轉(zhuǎn)動。在小齒輪５的另一端裝有大齒輪７，該軸的上端裝有短指針８，用來記錄長指針的轉(zhuǎn)數(shù)（長指針轉(zhuǎn)一圈，短指針轉(zhuǎn)一格）。拉簧11的作用是使齒桿2能回到原位．在表盤9上刻有線條，共分100格．轉(zhuǎn)動表圈10，可調(diào)整表盤刻線與長指針的相對位置．二、百分表的刻線原理百分表內(nèi)的齒桿和齒輪的周是o．625mm．當(dāng)齒桿上升16齒時(即上升o．625x16＝lOmm，16齒小齒9輪轉(zhuǎn)一周，同時齒數(shù)為100齒的大齒輪也轉(zhuǎn)一周，就帶動齒數(shù)理為10的小齒輪和長指針轉(zhuǎn)10周。當(dāng)齒桿移動lmm時，長指針轉(zhuǎn)一周。由于表盤上共刻100格，所以長指針每轉(zhuǎn)一格表示齒桿移動o．Olmm。三、內(nèi)徑百分表內(nèi)徑表分表可用來測量孔徑和孔的形狀誤差，對于測量深孔極為方便。內(nèi)徑百分表的結(jié)構(gòu)如圖2．10所示．在測量頭端部有可換觸頭1和量桿2。測量內(nèi)孔時，孔壁使量桿2向左移動而推動擺塊3，擺塊3使桿4向上，推動百分表觸頭6，使百分表指針轉(zhuǎn)動而指出讀數(shù)。測量完畢時，在彈簧5的作用下，量桿回到原位。通過更換可換觸頭1，可改變內(nèi)徑百分表的測量范圍。內(nèi)徑百分表的測量范圍有6～10，10~18、18~35、35~50、50~100、100～160、160~250mm等。內(nèi)徑百分表的示值誤差較大，一般為土o．015mm。因此，在每次測量前都必須用百分尺校對尺寸。百分表內(nèi)徑表分表在鉗工實際工作中由于常用量具的原理結(jié)構(gòu)限制了常用量具的使用范圍、以及常用量具精度的限制已不能夠測量特殊形狀工件的幾何參數(shù)，比如在實訓(xùn)時鑲配作業(yè)中經(jīng)常遇到角度、對稱度用游標卡尺、萬能角尺已不能測量。(例)

這時就得借助于精密量具量儀進行測量。使用萬能工具顯微鏡、測長儀、投影儀等精密光學(xué)量儀可以對工件進行測量，但是使用這類量儀的成本較大，所以選用幾種既經(jīng)濟使用又方便的精密量具量儀互相結(jié)合對工件進行測量，而正弦規(guī)正是這種量具。前面我們介紹了百分表和量塊，下面介紹正弦規(guī)。正弦規(guī)

正弦規(guī)是利用三角函數(shù)中正弦關(guān)系，與量塊配合測量工件角度和錐度的精密量具。

注：正弦平口鉗也是一種利用三角函數(shù)正弦關(guān)系的夾具。它比正弦規(guī)多了一塊底座，使用方法和正弦規(guī)基本相同，只不過可以裝夾在機床上對工件夾持后進行切削加工。Sinα=a/c1正弦規(guī)的結(jié)構(gòu)

1.工作臺(1)(由合金鋼機加工后淬火到HRC50左右再經(jīng)鉗工研磨而成，工作面與其它平面的垂直度、平行度、及自身平面度最大誤差僅o.oo3mm～o.oo5mm、RaO.O8um)2.兩個直徑相同的精密圓柱(2)，(而且圓柱的圓度誤差僅o.oo2mm-o.oo3mm.Rao.o4um兩圓柱與工作臺用螺釘固接，不可隨意拆卸。)3.側(cè)擋板(3)和后擋板(4)等零件組成

見圖4一12。

正弦規(guī)的規(guī)格尺寸根據(jù)兩精密圓柱的中心距L及工作臺平面寬度B不同，正弦規(guī)又分為寬型窄型兩種

具體規(guī)格見表4一4。表4一4mm形式L長度B寬度D直徑H高度CC1C2C3C4C5C6d1d2d3窄型1002520302040一一一一一12一一2004030554085一一一一一20一一寬型100802040一403015102030一7B12M6200803055一857030102030一7B12M6正弦規(guī)的選用

選用正弦規(guī)的規(guī)格是由零件的尺寸大小所決定的。一般以工件的長度和寬度不超出工作臺面為宜，而且在圓柱下方墊上量塊后正弦規(guī)應(yīng)平穩(wěn)無晃動，量塊平面應(yīng)與圓柱軸線平行。正弦規(guī)在選用時以兩圓柱中心距和工作臺面的寬度參數(shù)作依據(jù)。如：中心距100mm、工作臺面寬度80mm的寬型正弦規(guī)

一般稱為100×80正弦規(guī)※2．正弦規(guī)的使用方法測量時，將正弦規(guī)放置在精密平板上，(圖4)。工件放置在正弦規(guī)工作臺的臺面上，在正弦規(guī)一元柱下面墊上一組量塊，見圖(5)。量塊組的高度可根據(jù)被測零件的圓錐角通過計算獲得。然后用百分表（或側(cè)微儀）檢驗工件圓錐面上母線兩端的高度，若兩端高度相等，說明工件的角度或錐度正確；若高度不等，說明工件的角度或錐度有誤差。注：(測微儀是一種高精度量儀，精度可以達到0.001mm，主要運用在較小測量范圍的尺寸檢測，和百分表一樣是比較測量法。)

正弦規(guī)放置在平板上

(圖4)工件放置在正弦規(guī)上

(圖5)

量塊組的高度可根據(jù)被測零件的圓錐角通過計算獲得。量塊組尺寸的計算公式是：公式h=Lsin2α式中h-----量塊組的尺寸，mm；

L-----正弦規(guī)兩圓柱的中心距,mm；

2α---被測工件的圓錐角（即正弦規(guī)放置的角度）。

例(一)使用中心距為200mm的正弦規(guī)，檢驗圓錐角為3°的圓錐塞規(guī)，試求圓柱下應(yīng)墊量塊組的尺寸為多少？

解：由題意已知L=200mm2α=3o

根據(jù)公式h=Lsin2α

h=200×sin3o=20.052336=10.467(mm)

正弦規(guī)圓柱下應(yīng)墊量塊組尺寸為10.467mm。例2：《全國技工學(xué)校技能大賽工具鉗工（學(xué)生高級組）》競賽題用正弦規(guī)結(jié)合百分表、量塊組合測量工件(1)角度、尺寸、對稱度。

V型組合體(裝配圖)圖例1件(1)圖例2V型組合體(件)1

V型組合體加工重點難點:1)孔和兩斜邊(角度)相對中心的對稱度

2)控制尺寸在公差范圍內(nèi)

3)精密測量(正弦規(guī)的使用方法)說明件1和件2一樣，不過形狀一是中凸一是中凹。要控制對稱度和尺寸以及角度在公差范圍內(nèi)須借助于正弦規(guī)對件(1)進行精密測量。件2的測量方法和件(1)的測量方法相同。

〔重點討論〕用正弦規(guī)結(jié)合百分表和量塊組合對件(1)的兩斜邊對稱度及尺寸的檢測使用方法。

具體方法如下：

1)首先計算出應(yīng)墊量塊組的尺寸，運用公式h=Lsin2α

即:h=100×sin60°=100×0.866=86.6mm

量塊組合尺寸為86.6mm

根據(jù)工件形狀和尺寸選用100mm窄型正弦規(guī)測量比較方便。

2)將正弦規(guī)放置在平板上。按量塊組合方法組合86.6mm量塊，并輕輕墊在正弦規(guī)無檔板的圓柱下面。

見圖例3

圖例3

3)將被測工件輕放在正弦規(guī)上。

見圖例4例圖4

4)計算件(1)被測平面距平板高度，再根據(jù)結(jié)果組合比較測量用的第二組量塊。計算前應(yīng)注意先求出正弦規(guī)上平面與下端擋板角部高度尺寸見再求出件1的尺寸

見圖例5

、圖例6、圖例7。

T=M-[cosI(45°-α)I×r×√2+r]

式中α---正弦規(guī)的斜角

r---圓柱半徑圖例6圖例7測量件(1)尺寸、角度、對稱度。

5)得出圖例7中工件距平板的高度后進行第二組量塊拼合，就可以測量件(1)的尺寸、角度、對稱度。(見圖例8)。根據(jù)測量結(jié)果對工件進行銼修。

例圖8用第二組量塊拼合后測量工件比較：用雙圓柱測量尺寸、角度，此種方法對稱度的測量不可行小結(jié)：

本課介紹了量塊、百分表、正弦規(guī)的原理、結(jié)構(gòu)。重點講解了正弦規(guī)的使用方法，同時結(jié)合復(fù)習(xí)了百分表和量塊的內(nèi)容，作為本單元的小結(jié)。強調(diào)：

一.正弦規(guī)的正確使用方法是檢測工件各項技術(shù)參數(shù)的基礎(chǔ)和前提。二·注