合理使用量具可以减少测量误差,降低测量成本,延长量具使用寿命

在使用测微量具和游标量具测量工件时存在看来似小,其实不少,不容忽视的共性问题:不能正确使用和选择量具,人为的造成测量误差加大,形成误测,使检测既不能保证测量精度,又不符合检测经济性。众所周知,千分尺、游标卡尺在机械加工、机械制造中使用普遍而且精度较高。我认为有义务和必要对此问题提出正确使用量具的方法及使用中应注意的要点予以论述,达到合理使用量具,减少测量误差,降低测量成本,延长量具使用寿命。
一、测微量具
测微量具包括外径千分尺、内径千分尺、深度千分尺、螺纹千分尺等。这类量具构造原理相同,使用中存在下述共性问题:
1.使用前不校零位
根据测微量具的使用规则要求,使用前必须校零位方可使用。测微量具的零位以外径千分尺为例。当活动测量杆的测量面和固定测点的测量面或校对棒的工作面,在一定的测力作用下接触,此时微分筒的零线正好和固定套管母线重合。操作测量时,若不使用测力装置,直接转动微分筒,由于转动力矩大且转动速度快,当两测量面接触被测工件表面时,微分筒继续转动一微小角度,造成零位错位。或者由于使用中振动、保管不当,微分筒锁紧螺钉松动,微分筒位移造成零位错位。使用这种零位错位的量具,必定造成测量系统误差。这种现象在实操测量现场时有发生,出现人为尺寸误差甚至废品。正确使用方法:使用量具前务必校零位,若零位不对请计量部门校对。
2.量具使用选择不当,形成粗活精测,细活粗测
学生在使用量具上普遍认为,用精度较高的量具测量,有安全感。不论被测工件尺寸精度高低,表面粗糙度如何,均用高精度量具测量IT6级以下精度的配件。由于频繁使用,结果使微分丝杆和测量面磨损,示值误差超差。在此,他们忽视了使用量具的选择问题。因为任何一个尺寸都可用不同的量具,不同的测量方法测出,在选择使用量具时,既要考虑测量的准确性,又要考虑测量的经济性,在保证测量准确性和精度的前提下,能用低精度的量具就不用高精度的量具测量。因此,在使用和选择量具时可根据被测工件的公差,选用适用的量具。
3.不合理使用的测力棘轮
千分尺的测力棘轮是用一定的恒定力来测量工件的,以防止测力过大或过小造成测量误差。有不少学生用千分尺测量时,不用测力棘轮,直接转动微分筒接触工件被测表面,造成测力不恒定,用力过大产生负误差,用力过小产生正误差。正确的方法是:用手快速转动微分筒,当两测量面快要接触被测表面时,用手转动棘轮,当听到棘轮咔咔声时,表示两测量面接触被测工件表面,稍加调整,并达一定测力,此时即可读数。
4.测量方法不规范不正确
由于千分尺设计符合阿贝原则,所以用外径千分尺测量外径尺寸时,测微丝杆轴线和被测工件轴线垂直取最大值;测球径时,测微丝杆轴线和球心轴线重合,并在球心轴线的延长线上取最大值;测平面时,测微丝杆轴线和被测表面垂直取最小值;用内径千分尺测孔径时,两测头公共轴线和被测孔径直径重合取最大值。这是正确的测量、读数方法。不少学生用上述外径千分尺、内径千分尺测量时,当测量面和被测表面接触,不管是否符合上述原则,就进行读数,造成人为测量误差。

二、游标量具
游标量具中使用频率最高的是游标卡尺和游标高度尺,学生不能正确使用,有下述情况。
1.测量时不用微调游框
200mm以上测量范围的游标卡尺都有微调游框。使用时,当测量面将要接触工件被测表面时,旋转微动游框的微动螺母,使活动量爪缓慢接触被测表面,当达到一定测力,松紧适当即可读数。不少学生用游标卡尺测量时不用微调游框,直接将活动量爪推至被测表面,且用力过猛,手松开游框即读数,这样就造成较大的测量误差。因为游框基准面和主尺基准面是靠弹簧片的弹力接触,由于用力过大,游框上测量爪将倾斜一小角度和被测表面接触,当手松开游框,测力消除,游框靠弹簧片的弹力恢复常态,此时游框测量爪已不是和工件被测表面接触时的位置,所以游标和主尺所显示的量值不是被测工件的实际尺寸,包含较大的误差。正确的测量方法是,用左手握住主尺左端部,右手握住主尺后半部分,用右手拇指推动微动游框,当两量爪快要接触工件被测表面时,旋转微动游框上的微动螺母,缓慢接触工件被测表面,达到一定测力,松紧适当时,缓慢抽出卡尺,然后读数。
2.误把分度值当作该卡尺能达到的测量精度
游标卡尺标注的分度值,表示该卡尺的分度精度,不代表该卡尺能达到的测量精度,有部分学生误认为0.02mm分度值的卡尺,就能测量0.02mm精度的工件,有的甚至用0.05mm分度值的卡尺,测量0.02mm精度的工件。根据测量误差分析,测得值既包含量具本身的示值误差,又包含测量时的温度误差、测力误差、读数误差及其它偶然因素误差。例如:测量范围300mm,分度值0.02mm的卡尺本身示值就有0.02mm的示值误差,单这一项误差就保证不了测量0.02mm精度要求的工件,何况还有其它误差存在,故使用卡尺也有个不确定度问题。选用卡尺测量工件时要根据GB3177-82“光滑工件的检验”规定来选择卡尺。
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