公差配合与测量技术
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任务三 测量孔径

学习目标

1.认识常用的孔径测量量具;

2.学会使用合适量具测量孔径的方法并判断尺寸是否合格;

3.掌握内径百分表测量孔径尺寸的步骤。

任务呈现

图2-26所示为一轴套,要求对轴套图上标注的四个孔径尺寸选择合适的量具进行测量,并判断是否合格。

图2-26 轴套

任务分析

本任务中四个内孔孔径尺寸对于精度要求较高,且有的孔位置较深,使用一般游标卡尺无法满足测量要求,其中相对于φ30JS±0.016位置好测量一些,对于这四个尺寸有的可用内测千分尺测量,有的需用三爪内径千分尺,有的则需用内径百分表或内测千分表进行测量。

知识链接

对内孔的孔径测量来说,由于视线不好再加上有的测量量具无法到达测量点,因此内孔孔径测量难度较大。目前常用的孔径测量量具有极限量规、游标卡尺、内测千分尺、内径百分表、内测千分表等。任务一中已经介绍了各种游标卡尺、千分尺的使用方法及注意事项,本任务中主要讲述用内径百分表测量内径尺寸的知识。

一、认识孔

孔主要指圆柱形内表面,也包括其他内表面中由单一尺寸确定的部分。孔的加工和测量在机械零件质量控制中的地位变得日益重要。一方面,由于外圆加工制造精度的迅速提高对孔的加工也提出了相应的要求;另一方面,由于孔的测量比外圆的测量难。因此,需要学习有关孔径测量的基本知识,根据零件孔径尺寸及其公差要求,正确选择检测工具和方法,正确测量孔径。

二、认识内径百分表

内径百分表又称为内径表,由百分表和专用表架组成,用于测量孔的直径和孔的形位误差,特别适合深孔的测量。

(一)内径百分表的结构

内径百分表是一种用相对测量法测量孔径的量仪,其结构如图2-27所示。内径百分表按其测头形式不同,可以分为带定位护桥和不带定位护桥两类。定位护桥的作用是帮助找正直径的位置,使内径百分表的两个测头正好在内孔直径的两端。

图2-27 内径百分表结构

(二)内径百分表的刻线原理及读数方法

内径百分表是利用活动测头移动距离与百分表示值相等的原理读数的。活动测头的移动量通过百分表内部的齿轮传动机构转变为指针的偏转量显示在表盘上。当活动测头移动1mm时,百分表指针回转一圈。表盘上共刻有100格,每一格即为0.01mm。因此,百分表的分度值为0.01mm。内径百分表活动测头的移动量为0~3mm、0~5mm、0~10mm,其测量范围是以更换或调整可换测头的长度来达到的。每个内径百分表都附有成套的可换测头,测量范围有10~18mm、18~35mm、35~50mm、50~100mm、100~160mm等。

百分表的读数方法:

先读小指针转过的刻度线(毫米整数),再读大指针转过的刻度线(小数部分),并乘以0.01,然后两者相加,即得到所测量的数值。测量时,当圆表盘指针顺时针方向离开“0”位,表示被测实际孔径小于标准孔径,它是标准孔径与表针离开“0”位格数的差;当圆表盘指针逆时针方向离开“0”位,表示被测实际孔径大于标准孔径,它是标准孔径与表针离开“0”位格数之和。若测量时表盘小针偏移超过1mm,则应在实际测量值中减去或加上1mm。

(三)内径百分表的使用方法

(1)用千分尺定尺寸。由于内径指示表是用于比较测量的量具,因此它测量时的基本尺寸是由其他量具提供的,按测量时的精度要求,为其提供尺寸的量具为外径千分尺、环规、量块及量块附件的组合体。在机械加工车间里,最好找的是外径千分尺,所以通常用千分尺定基本尺寸。

(2)将百分表的装夹套筒擦净,小心地装进表架的弹性卡头中,并使表的指针转过半圈左右(0.5mm)(俗称“压表”),用锁母紧固弹性卡头将百分表锁住。需要注意的是,拧紧锁母时,用力要适中,以防止将百分表的套筒卡变形。

(3)根据被测孔径的公称尺寸,选取一个相应尺寸的可换测头装到表杆上,其伸出的长度可以调节,用卡尺调整到两测头(活动测量头)之间的长度尺寸比被测孔径的公称尺寸大0.5mm左右,并紧固可换测头。

(4)根据被测量尺寸,选取校对环规,(如果没有环规,也可以用外径千分尺)校对百分表的“0”位。

校对“0”位的方法:分别将测头、定位护桥和环规的工作面擦净后用手按动几次活动测头,检查百分表的灵敏度和示值变动量。符合要求时即可进行校对“0”位操作。用左手握住表杆手柄部位,右手按下定位护桥,把活动测头压下,放入环规内。活动测头放入环规后,前后摆动手并将固定测头压入校对环规内,并摆动几次,找出指针的拐点(百分表指针旋转方向变化的那一点),转动百分表刻度盘,使“0”线与指针的“拐点”处重合。然后再摆动几次表杆,以确定“0”位校对准确,如图2-28所示。

图2-28 外径千分尺校“0”位

(5)测量时,操作内径百分表的方法与校对其“0”位的方法相同,即把测头放入被测孔内后(注:用左手指将活动测量头压下,放入被测孔内),轻轻前后摆动几次,观察指针的拐点位置,如图2-29所示。如果指针恰好在“0”位处拐回,说明被测孔径与校对环规的孔径相等,当指针顺时针(俗称升表)方向转动超过“0”位时,则说明被测孔径小于校对环规的孔径。当指针逆时针(俗称降表)方向转动未到“0”位,则说明被测孔径大于校对环规的孔径。

图2-29 寻找指针拐点位置

(6)测量时,校对的“0”位刻线是读数的基准。指针的拐点位置,不是在“0”位的左边,就是在“0”位的右边,读数时要认真仔细,不要把正、负值搞错。

任务实施

一、任务准备

在正式测量零件各部分尺寸前准备好所需物品,包括被测零件、内测千分尺、三爪内径千分尺、内径百分表、擦拭量具用的干净棉布或纱布、维护保养所需的黄油或凡士林、记录笔、记录本等。

二、测量过程

本任务中轴套的4个内孔尺寸中内孔位置靠外,使用内测千分尺进行测量既方便又符合测量要求;φ30JS±0.016、内孔位置靠内且公差较小,可使用内径百分表进行测量。由于使用内径百分表测量内孔尺寸调整过程麻烦又费时,目前测量内孔常用三点式内径千分尺,既精准又方便。本例可分别通过内径百分表及三点式千分尺进行测量,并将两种测量结果进行比较。测量过程应严格按照内测千分尺、内径百分表及三点式内径千分尺的使用方法及注意事项进行测量。测量完成后应认真、真实地记录测量数据。

三、整理

将千分尺及内径百分表仔细擦净,将量具放入盒内,并置于干燥处妥善保管。