01

測(cè)量器具的分類

測(cè)量器具是一種具有固定形態(tài)、用以復(fù)現(xiàn)或提供一個(gè)或多個(gè)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(gè)單一量值的量具。可用來(lái)校對(duì)和調(diào)整其它測(cè)量器具或作為標(biāo)準(zhǔn)量與被測(cè)量直接進(jìn)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(duì)和調(diào)整其它測(cè)量器具或作為標(biāo)準(zhǔn)量與被測(cè)量直接進(jìn)行比較，如線紋尺。

3. 專用量具

專門用來(lái)檢驗(yàn)?zāi)撤N特定參數(shù)的量具。常見(jiàn)的有：檢驗(yàn)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(yàn)樣板，用模擬裝配通過(guò)性來(lái)檢驗(yàn)裝配精度的功能量規(guī)等等。

4. 通用量具

我國(guó)習(xí)慣上將結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的測(cè)量?jī)x器稱為通用量具。如游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、百分表等。

02

測(cè)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(cè)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(cè)量器具的分度值為0.01mm。分度值是一種測(cè)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(shuō)明了該測(cè)量器具的測(cè)量精度高低。

3. 測(cè)量范圍

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

4. 測(cè)量力

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

5. 示值誤差

測(cè)量?jī)x器的示值與被測(cè)量的真值之差。示值誤差是測(cè)量?jī)x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(diǎn)，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(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器，來(lái)檢定測(cè)量器具的示值誤差。

03

測(cè)量工具的選定

每次測(cè)量前，需要根據(jù)被測(cè)零件的特殊特性選擇測(cè)量工具，比如，長(zhǎng)、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(cè)量零件的直角度選用直角尺；測(cè)量R值選用R規(guī)；測(cè)量配合公差小，精度要求高或要求計(jì)算形位公差時(shí)可選用三次元、二次元；測(cè)量鋼材硬度選用硬度計(jì)。

1. 卡尺的應(yīng)用

卡尺可測(cè)量物體的內(nèi)徑、外徑、長(zhǎng)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(chǎng)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(cè)量。

表卡：

分辯力0.02mm,用于常規(guī)尺寸測(cè)量 。

游標(biāo)卡尺：

分辯力0.02mm，用于粗加工測(cè)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(cè)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(cè)量時(shí)，卡尺的測(cè)量面應(yīng)盡量與被測(cè)物體的測(cè)量面平行或垂直；

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

3，卡尺測(cè)量圓柱時(shí)，需轉(zhuǎn)動(dòng)且分段測(cè)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(yàn)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(cè)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(dòng)旋鈕，測(cè)量接觸面與螺桿面快接觸時(shí)，改用微調(diào)，當(dāng)兩面完全接觸后調(diào)零，即可進(jìn)行測(cè)量。

千分尺測(cè)量五金件時(shí)，調(diào)動(dòng)旋鈕，快接觸工件時(shí)，改用微調(diào)旋鈕旋進(jìn)，當(dāng)聽(tīng)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(cè)量塑膠產(chǎn)品時(shí)，測(cè)量接觸面與螺桿輕輕接觸到產(chǎn)品即可。

千分尺測(cè)量軸類直徑時(shí)，至少測(cè)量?jī)蓚€(gè)以上方向且分段測(cè)取最大值測(cè)量中的千分尺，兩接觸面應(yīng)當(dāng)隨時(shí)保持清潔，減少測(cè)量誤差。

3. 高度尺的應(yīng)用

高度尺主要用來(lái)測(cè)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(cè)量時(shí)，首先要檢驗(yàn)測(cè)頭、各連接部位有無(wú)松動(dòng)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(cè)量。

平面度測(cè)量 ：

將零件放置平臺(tái)上，用塞尺測(cè)量零件與平臺(tái)之間的間隙（注意：測(cè)量時(shí)塞尺與平臺(tái)保持無(wú)間隙壓緊狀態(tài)）

直線度測(cè)量：

將零件放在平臺(tái)上旋轉(zhuǎn)一周，用塞尺測(cè)量零件與平臺(tái)之間的間隙。

彎曲度測(cè)量：

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

垂直度測(cè)量：

將被測(cè)零的直角度的一邊放置于平臺(tái)上，另一邊讓直角尺與之靠緊，用塞尺測(cè)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(cè)量孔的內(nèi)徑、槽寬、間隙。

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

內(nèi)孔測(cè)量：孔徑測(cè)量時(shí)，貫通為合格，如下圖。

注意：塞規(guī)測(cè)量時(shí)，需垂直插入，不可斜插。

6. 精密測(cè)量?jī)x：二次元

二次元是一種高性能、高精密特性的非接觸式的測(cè)量?jī)x器。測(cè)量器具的感應(yīng)元件與被測(cè)零件表面不直接接觸，因而不存在機(jī)械作用的測(cè)量力；二次元通過(guò)投影的方式將所能捕捉到的圖象通過(guò)數(shù)據(jù)線傳輸?shù)?a href="http://www.brongaenegriffin.com/v/tag/1247/" 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(jìn)行零件上各種幾何元素（點(diǎn)、線、圓、弧、橢圓、矩形）、距離、角度、交點(diǎn)、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(duì)稱度）的測(cè)量，還可進(jìn)行外形輪廓2D描繪用CAD輸出。不僅能觀測(cè)到工件輪廓，而且，對(duì)于不透明的工件的表面形狀也可以測(cè)量。

常規(guī)幾何元素測(cè)量：

下圖零件中的內(nèi)圓是利角，只能用投影的方式進(jìn)行測(cè)量。

電極加工表面觀測(cè)：

二次元的鏡頭具有放大功能電極加工后粗糙度檢驗(yàn)（放大100倍影像）。

小尺寸深槽測(cè)量：

澆口的檢測(cè)：

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

注：因二次元測(cè)量時(shí)，無(wú)機(jī)械作用力，對(duì)于較薄、較軟的產(chǎn)品盡量采用二次元進(jìn)行測(cè)量。

7. 精密測(cè)量?jī)x器：三次元

三次元的特點(diǎn)是高精度（可達(dá)到μm級(jí)）；萬(wàn)能性（可代替多種長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器）；可用于測(cè)量幾何元素（除可測(cè)量二次元能測(cè)量的元素外，還可測(cè)量圓柱、圓錐），形位公差（除可測(cè)量二次元能測(cè)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(cè)頭能觸及的地方，就可測(cè)出它的幾何尺寸和相互位置，表面輪廓；并借助于計(jì)算機(jī)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(méi)有3D圖檔，可測(cè)量各個(gè)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(cè)量元素做成3D圖形，能進(jìn)行快速而無(wú)誤的加工與修改（座標(biāo)設(shè)定后，可取任意點(diǎn)測(cè)量座標(biāo)值）。

3D數(shù)模導(dǎo)入對(duì)比測(cè)量：加工完成的零件，為了確認(rèn)與設(shè)計(jì)一致性或在裝配fit模過(guò)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(shí)，無(wú)法進(jìn)行幾何元素測(cè)量時(shí)，可導(dǎo)入3D模型與零件對(duì)比測(cè)量，從而了解加工誤差；因測(cè)量值是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的偏差值，能便于進(jìn)行快速而有效的修正改善（下圖所顯示的數(shù)據(jù)為實(shí)測(cè)值與理論值的偏差）。

8. 硬度計(jì)的應(yīng)用

常使用的硬度計(jì)有洛氏硬度計(jì)（臺(tái)式）與里氏硬度計(jì)（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(jì)HR (臺(tái)式硬度計(jì)）：

洛氏硬度試驗(yàn)方法是用一個(gè)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(cè)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(lái)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(duì)表面硬度測(cè)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(cè)量壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度，它適用于較大工件和較深表面層的硬度測(cè)定。

里氏硬度HL（便攜式硬度計(jì)）：

里氏硬度是一種動(dòng)態(tài)硬度試驗(yàn)法。

硬度傳感器的沖擊體在與被測(cè)工件沖擊過(guò)程中，距工件表面1mm時(shí)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(diǎn)：里氏硬度理論制造的里氏硬度儀改變了傳統(tǒng)的硬度測(cè)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(chǎng)直接對(duì)工件進(jìn)行各種方向的硬度檢測(cè)，因此是其它臺(tái)式硬度儀所難以勝任的。