2.6 冲压常用量具的使用
冲压件的生产一般均为成批量生产，为检测生产中冲压件的尺寸和实现对产品质量的控制，都需使用一定的量具。生产中使用的量具有通用量具和专用量具两大类。通用量具可用于所有冲压件尺寸与形位公差的测量；而专用量具则是针对某一种或某一类零件所使用的量具，主要用于检查使用通用量具不便于或无法检查的曲线、曲面等尺寸与形位公差。专用工量具常用的有平面曲线样板、三维（立体）检验样架，后者主要用于大型覆盖件的检查。
2.6.1 通用量具的使用
常用的通用量具有钢尺、游标卡尺、百分尺、万能角度尺、高度尺、直角尺、深度尺、塞尺、百分表等，精密测量的通用设备有工具显微镜、三坐标测量机等。
（1）钢尺
钢尺是一种常用的粗略测量工具。它是用薄钢制成的尺子，可以直接量出工件尺寸。冲压生产中常用钢尺有钢直尺、钢卷尺。钢直尺的规格有150mm、300mm、500mm、1000mm或更长等多种，钢卷尺（又称盒尺）的规格尺寸有2m、3m等。
用钢直尺测量工件前，必须注意查看钢直尺各部有无损伤，端部与零线必须符合，端部与长边必须垂直。测量工件时应使钢直尺的零线与工件边缘相重合。
钢直尺和钢卷尺都是可直接读数的量具，使用较为方便，尺面刻度读数一般为1mm。钢尺主要用于大尺寸测量和未标注偏差要求的非主要尺寸测量。在测量大尺寸直径时，钢直尺和钢卷尺应在其直径位置附近进行左右摆动，以得到的最大数值为所测量的直径。
（2）游标卡尺
游标卡尺（简称卡尺），是一种比较精密的量具，可以直接量出工件的内外径、宽度、长度和深度等。游标卡尺的规格有120mm、150mm、200mm、250mm、300mm等多种。
①游标卡尺的构造。游标卡尺的构造如图2-43所示，由主尺和副尺（即游标尺）组成。主尺和固定卡脚制成一体，副尺和活动卡脚制成一体，测量深度的装置与副尺为一体。测量时，首先将两卡脚贴住工件的两测量面，拧紧螺钉；然后旋转螺母，推动副尺微动，通过副尺刻度与主尺刻度相对位置，便可读出工件尺寸，如图2-43（b）中Ⅰ、Ⅱ所示。深度测量方法如图2-43（b）中Ⅲ所示。
图2-43 游标卡尺的构造
1—固定卡脚；2—活动卡脚；3—副尺；4—微调螺母；5—主尺；6—滑块；7—螺钉；8—深度尺
游标卡尺的读数精度有0.1mm、0.05mm、0.02mm、0.01mm，读数精度高的多采用有微调螺母的结构。
②游标卡尺的读数原理。如图2-44（a）所示，主尺上的刻度每小格是1mm，每大格是10mm，副尺上的刻度是把19mm的长度等分为20格，因此副尺上的每小格等于19/20mm。副尺上的一小格与主尺上的一小格的差为
图2-44 游标卡尺的读数原理
根据上述游标卡尺制作原理，便可得到读数精度为0.05mm的游标卡尺。同样，在副尺等分不同的刻线，则可得到不同的读数精度，具体如下。
a.副尺有10个格，精度为0.1mm。
b.副尺有10大格，每1大格分为2个小格，共20格，精度为0.05mm。
c.副尺有10大格，每1大格分为5个小格，共50格，精度为0.02mm。
d.副尺有10大格，每1大格分为10个小格，共100格，精度为0.01mm。
在图2-44（a）中，主、副尺的零线是正好对齐的，主、副尺刻度的相差是随着副尺上的格数增多而逐渐增大的。第一格相差为0.05mm，到第六格相差6×0.05mm=0.30mm，而到第十八格就相差18×0.05mm=0.90mm。
③游标卡尺测量尺寸的读法。游标卡尺的读数方法分为以下三步。
a.查出副尺“0”线前主尺上的整数。
b.在副尺上查出哪一条刻线与主尺刻线对齐。
c.将主尺上的整数和副尺上的小数相加，即得读数尺寸：
工件尺寸=主尺整数+副尺格数×卡尺精度
如果将副尺向右移动到某一位置［见图2-44（b）］，这时主、副尺零线相错开的距离N正是卡脚张开的尺寸，即N=A+X。式中A是整数（图中A=2mm），X是不足1mm的小数（正是用游标卡尺读出的数值）。因此，首先应定出副尺上被主尺任一刻线对齐的刻线的读数（该刻线距副尺零线的格数），再乘以卡尺的精度即得。
根据上述原理，从图2-44（b）中看出，副尺上第十五根刻线被对齐，于是得
X=15×0.05mm=0.75mm
所以，工件尺寸为
N=A+X=2mm+0.75mm=2.75mm
当副尺上的“0”线对正主尺上的刻度线时，可直接读出主尺刻度数，即为测量尺寸。
④游标卡尺的使用方法。在使用前，首先将卡脚擦干净，使两卡脚贴紧；然后检查主尺与副尺的零线是否对齐，并用透光法检查内外卡脚测量面是否贴合，如有透光不均，说明卡脚测量面已有磨损，应送检修。通用量具应按规定定期检修。
测量时，先检查被测零件的被测量处，应保证无毛刺。用游标卡尺测量外尺寸或内尺寸时，都应使卡脚贴住工件，不可歪斜，卡脚卡紧松紧适中，两卡脚与工件接触点的连线应为设计要求测量尺寸的尺寸线方向。
读数时可将制动螺钉拧紧后取出卡尺，把卡尺拿正，使视线尽可能正对所读刻线。
使用完毕后，应将卡尺擦拭干净放在专用的盒内，不能把卡尺放在磁性物体附近，以免卡尺磁化；更不要和其他工具放在一起，尤其不能和锉刀、凿子及车刀等刃具堆放在一起。
⑤其他游标尺通用量具。根据游标卡尺的刻度原理，还有游标深度尺、高度游标尺等其他游标通用量具，如图2-45所示。它们的读法与游标卡尺相同。
图2-45 游标深度尺及高度游标尺的构造
游标深度尺由主尺、副尺、底座和固定螺钉组成，其中副尺和底座两者为一体。它可用于测量孔和槽的深度、台阶的高度等，测量范围为0～150mm、0～250mm、0～300mm等多种，读数精度可分为0.1mm、0.05mm、0.02mm三种。
测量时将底座下平面贴住工件表面，将主尺推下，使主尺端面碰到被测量深度的底，旋转固定螺钉，根据主、副尺的刻线指示，即可读出测量尺寸。
高度游标尺有主尺、副尺、划线爪等，都立装在底座上，底座下平面为测量基面（工作平面）。测量爪有两个测量面（下面是平面，上面是弧面），可用于测内曲面高度。
高度游标尺应放在平台上测量工件高度和划线。
（3）外径百分尺
外径百分尺是较精密的测量工具，精度可达0.01mm，可用于测量长、宽、厚及外径，在冲压生产中可准确地测出0.2mm以下薄料厚度和冲裁件毛刺高度等。
①外径百分尺的构造。外径百分尺的构造如图2-46所示，由弓架、固定量砧、活动测轴、固定套筒和转筒等组成。固定套筒和转筒是带有刻度的主尺和副尺。活动测轴的另一端是螺杆，与转筒紧固为一体，其调节范围在25mm以内，所以从零开始，每增加25mm为一种规格。
图2-46 外径百分尺的构造
1—固定量砧；2—弓架；3—固定套筒；4—偏心锁紧手柄；5—活动测轴；6—调节螺母；7—转筒；8—端盖；9—棘轮；10—螺钉；11—销子；12—弹簧
②测量尺寸的读法。外径百分尺是根据螺母和螺杆的相对运动而制成的。螺母和螺杆配合时，如果螺母固定而拧动螺杆，则螺杆在旋转的同时还有轴向位移，螺杆旋转一周，轴向位移一个螺距；如果旋转1/50周，轴向位移就等于螺距1/50。
固定套筒上25mm长有50个小格，一格等于0.5mm，正好等于活动测轴另一端螺杆的螺距。转筒沿圆周等分成50个小格，则转筒一小格固定套筒轴向移动0.01mm，因此可从转筒上读出小数。读法是：
工件尺寸=固定套筒格数×1/2+活动套筒格数×0.01
如图2-47所示，固定套筒11格，转筒23格，工件尺寸=11×1/2mm+23×0.01mm=5.73mm。
图2-47 外径百分尺的读法
③外径百分尺的使用。使用前检查固定套筒中线和转筒零线是否重合。对于测量范围为0～25mm的外径百分尺，将固定量砧和活动测轴两测量面贴近；测量范围大于25mm的外径百分尺，应将检验棒置于两测量面之间。如中线与零线重合，外径百分尺可以使用；如不重合，应扭动转筒进行调整。
测量时，应先将外径百分尺的两测量面擦拭干净，还要将测量工件的毛刺去掉并擦净，一般左手拿外径百分尺的弓架，右手拧动转筒，当两测量面与工件接触后，右手开始旋转棘轮，出现空转，发出“咔咔”响声，即可读出尺寸。读数时，最好不要从被测件上取下外径百分尺，如果要取下，则应将锁紧手把锁上，然后才可从被测件上取下外径百分尺。
（4）万能角度尺
冲裁件和各类成形件的角度测量常用量具有万能角度尺、直角尺等，对精密冲裁件的角度测量可使用工具显微镜进行测量和换算。万能角度尺又称角度游标尺，可以测量零件的内外角度，测量范围由0°～320°，游标分度值可达2分。
万能角度尺的构造如图2-48所示，基准板、扇形主尺、游标副尺固定在扇形板上。直角尺紧固在扇形板上，直尺用套箍紧固在直角尺上。
图2-48 万能角度尺的构造
1—直角尺；2—套箍；3—游标副尺；4—扇形板；5—扇形主尺；6—基准板；7—直尺
直尺7和直角尺1可在套箍2的制约下沿直角尺和扇形板滑动，并能自由装卸和改变安装方法，以适应不同角度的测量。图2-49表示不同安装方法所能测量的范围。
图2-49 不同安装方法测量的范围
万能角度尺测量尺寸的计数方法与游标卡尺基本相同。
（5）直角尺
直角尺又称弯尺，用来检查和测量工件内外直角。直角尺的测量角度为一定值（90°），因此只可用来进行比较测量，如90°V形弯曲件的弯曲角度是否正确，U形弯曲件的两翼在弯曲后是否控制回跳角度等。
直角尺分为整体和组合两种形式，如图2-50所示。
图2-50 直角尺
1—尺苗；2—尺座
整体直角尺由整块金属板制成。组合直角尺由尺座和尺苗两部分组成，长而薄的一边称为尺苗，短而厚的一边称为尺座。
（6）塞尺
塞尺又称为厚薄规及间隙规，是由一组薄钢片组成的测量工具，每一片上都标有厚度，如图2-51所示。塞尺的长度有50mm、100mm、200mm等三种。厚度有不同规格，如0.03～0.1mm时，中间每片间隙为0.01mm；如0.1～1mm时，中间每片间隙为0.05mm。
图2-51 塞尺
塞尺用于测量零件配合间隙的大小，冲压操作人员常用来检查模具间隙或随同平尺等工具来检查压力机工作台的平面度等。使用时，根据间隙的大小，选用一片或数片（一般不超过3片）重叠一起放入间隙内，以钢片在间隙内能活动，又使钢片两面稍有轻微的摩擦为宜。
因为塞尺很薄，容易折断、生锈，使用时应细心，用完后涂油放好。使用时应由薄到厚逐级试塞。
（7）百分表
百分表有多种多样，图2-52所示钟表式百分表是检查工件的尺寸、形状和位置偏差的重要量具。
图2-52 钟表式百分表
1—测轴；2—测头；3—指针；4—表盘
①百分表的工作原理。各种百分表都有表盘、指针指示。被测件触动百分表的测头，经过百分表内的齿轮放大机构放大行程，变为在刻度盘上指针的转动。根据这个原理使测头的微小直线位移，变成指针顶端较大的圆周位移，借助表盘刻度读出测头的直线位移数值。通常表盘上的圆周等分为100格，放大比例是测头每位移0.01mm指针转动一格，所以百分表的测量精度为0.01mm。
②百分表的使用。钟表式百分表常与表架一同使用。图2-53为用钟表式百分表检查在专用顶针上支撑工件。首先使百分表的测头压到被测工件的表面上，接着转动刻度盘，使指针对准零线，然后转动工件，就可看到百分表指针的摆动，摆动的幅度就等于被测工件表面的径向跳动量。
图2-53 检查工件径向圆跳动的方法
测量时，百分表的测头轴心线应与被测工件表面相垂直，否则影响测量精度。读数时，应当正视表盘，视线歪斜会造成读数不准。使用百分表时，应避免振动，否则指针振动，影响测量精度。
测量过程中，测头和测轴不应粘有油污，否则会使测轴失去灵敏性。百分表测量完后，应及时从表架上取下，擦干净后放入专用盒中，除钟表式百分表外，还有内径百分表、杠杆百分表等其他类型的百分表，此外还有一种称为“千分表”的量具（测量精度为0.001mm）。但不管是何种形式，其工作原理及构造和钟表式百分表基本相同，使用方法基本类似。
2.6.2 专用量具的使用
专用量具主要用于检查使用通用量具不便于或无法检查的曲线、曲面等尺寸与形位公差。常用的有平面曲线样板、角度样板、外形样板以及各种量规等专用检具。用平面曲线样板、量规检查属比较测量，一般配合塞规及塞尺使用，通过比较可判断零件是否在规定的检验极限范围内，而不能得出零件尺寸、形状和位置误差的具体数值，具有结构简单、使用方便可靠、检验效率高等特点。图2-54为用于检查各类工件的平面曲线样板结构。通过样板与所检查工件的曲线、曲面部分吻合程度的比较，便可判定工件是否合格。
图2-54 专用样板
1—样板；2—工件
图中，图2-54（a）、（b）用于检查工件的曲线形状，图2-54（c）用于检查工件的外形样板，图2-54（d）用于检查工件的外形角度。
图2-55为检验外锥体用的角度样板，它是根据被测角度的两个角度的极限尺寸制成的，因此有通端和止端之分。检验工件角度时，若工件在通端样板中，光隙从角顶到角底逐渐减小，则表明角度在规定的两极限尺寸之内，被测角度合格。角度样板常用于检验零件上的斜面或倒角、螺纹车刀及成形刀具等。
图2-55 角度样板
此外，由于产品性能的要求，对产品零件中的形状位置尺寸如孔位的对称度、位置度以及成形平面的平面度、直线度、平行度、垂直度等，在加工检测中还可能设计检验夹具（俗称检具）进行测量。一般来说，检验夹具也可能配合游标卡尺、塞规及塞尺共同使用。图2-56为检查孔位对称度、位置度的样板，使用时需配合相应的测量棒（量规）使用。
图2-56 孔位检查样板