教学角度测量

任务三角度测量工具钳工应知培训任务三角度测量一角度量块的形式和使用方法二正弦规的结构和使用三水平仪的结构原理和使用培训目标了解各种测量角度的量具和量仪的原理认识各种测量角度的量具和量仪的特点掌握对各种测量角度的量具和量仪的使用一角度量块的形式和使用方法

（一）角度量块的形式角度量块根据外形结构有三角形(一个工作角)和四边形(四个工作角)两种(如下图所示)。三角形角度量块只有一个工作角(10°～79°)可以用作角度量测的标准量，而四边形角度量块则有四个工作角(80°～100°)也可以用作角度量测的标准量。

能在两个具有研合性的平面间形成准确角度的量规。利用角度量块附件把不同角度的量块组成需要的角度，常用于检定角度样板和万能角度尺等，也可用于直接测量工件的角度。如下图所示为两种形状的角度量块在10°～79°间有一个测量角的称为Ⅰ型角度量块；角度口在80°～100°间有4个测量角的称为Ⅱ型角度量块。角度量块成套供应，分0级、1级、2级3种精度，其测量角的允许偏差分别为±3″、±10″和±30″。

角度量块分组全套块数测理角度标称值每块差值块数精度等级第1组715º10′，30º20′，45º30′，50′,60º40′,75º50′—各11，290º—90º—90º—90º—1第2组36由10º至20º由30º至70º45º由15º10′至15º50′由15º01′至15º09′10º00′30″1º10º—10′1′—11555910，180º—81º—100º—99º89º10′—89º20′—90º50′—90º40′89º30′—89º40′—90º30′—90º20′90º—90º—90º—90º————1111第3组94由10º至79º由15º10′至15º50′由15º01′至15º09′由10º00′30″1º10′1′—705910，180º—81º—100º—99º82º—83º—98º—97º84º—85º—96º—95º86º—87º—94º—93º88º—89º—92º—91º90º—90º—90º—90º89º10′—89º20′—90º50′—90º40′89º50′—89º59′30″—90º10′—90º00′30.″————————111111111第4组715º,15º00′15″,15º00′30″,15º00′45″,15º01′—各1089º59′30″—89º59′45″—90º00′30″—90º00′15″90º—90º—90º—90º——11角度块的分组和套数

角度量块应用十分广泛。角度量块可作为标准量具，用来检定和校正量具、量仪；角度量块作为标准量具，在相对测量时校正量具、量仪的零位；角度量块作为精密量具，测量高精密的角度值。

（二）角度量块的组合和使用两块角度量块的工作面接触后稍加压力，使其作切向的相对滑动，就研合成一个组合体。为了方便使用，把研合成一体的2~3块角度量块用夹持器固定。角度块夹持器如下图所示，图中的双点画线就是角度块。图中装有直尺的夹持器固定角度块后可以测量工作角的补角β。组合块数越少越好，用94块组成角度组时，不要超过3块，用36块组时，则不多于5块。角度量块常用的组合方法有以下两种：角度量块夹持器

一般角度的组合。选一块角度块，要去掉角度值的最小位秒、分、度。如组合38°~06′，的角度值

角度块的加法如下图所示，两个角度值相加的组合方法为：角度块工作角的方向相同。角度量块的加法

小于10°的角度块的组合。如组合4°30′，如下图所示。

两个角度值相减，如下图所示，角β是e角的补角，所以角α+f＝e，则角α＝e-f的组合方法：角度块工作角的方向相反。

角度量块的研合方法。角度量块的测量面有一定的吸附强度，将角度量块的两个测量面靠在一起，轻轻推合，角度量块就能研合在一起，并且不会轻易分开，成为一个角度量块组。常用的研合方法与量块的研合方法相同。

从理论上说，用角度量块能够测量0°~360°范围内的任何角度，但是，由于每组角度量块的块数有限，再者，由于角度量块构造上的原因，所以不可能用它测量0°~360°范围内的任何角度，而只能测量有限的角度值。为了能更好地使用角度量块，必须对每组角度量块的类型和下作角度标称值以及精度等级有充分了解。

第一组(7块)的最小角度值是15°10′，小于这一角度值的角度则不能使用这组角度量块去测量。另外，这组角度量块的角度值间隔大，即块数少，级别也低，所以适应性小；第二组(36块)的适应性比第一组大，它的最小一块的角度值是10°，以后每隔1°一块共11块；从15°1′~15°9′是每隔1′一块。这组角度量块是混装的，有32块I型的和4块Ⅱ型角度量块。

第三组(94块)是角度值范围比较全的、适应性较大的角度量块组，从10°~79°范围内每隔1°一块；15°1′~15°9′是每隔1′一块，而后每隔10′一块至15°50′。这组角度量块中有9块Ⅱ型角度量块：从80°~90°范围，每隔1°有一个工作角度；从89°10′~90°范闱，每隔10′有—个工作角度。第四组(7块)的适应性也比较小，它是高精度角度量块组，最小的一块是15°。角度量块可以单块使用，也可以多块组合使用，多块组合时应该使用角度量块附件。

角度量块使用时，角度块按光隙法测量角度值，测量误差不大于15″，因此，测量时应注意观察比较；用两组角度块组成最大、最小极限量规，仍用光隙法检测是否合格；角度块使用中不要损坏各尖角；角度量块使用中的注意事项与量块使用中的注意事项相同。

正弦规（见下页图）也叫正弦尺，是利用三角函数的正弦关系测量工件角度和锥度的精密量具。正弦规由工作台（主体）1、两个直径相同的精密圆柱2、挡板3及侧挡板4等组成。正弦规的规格用两圆柱的中心距来表示。两圆柱中心距L通常做成100mm或200mm。二正弦规的结构和使用（一）正弦规的结构形式

根据工作台平面宽度的不同，正弦规可分为宽型和窄型两种，其基本尺寸见下页表。窄型正弦规主要用于测量轻小的零件；宽型正弦规可测量和装夹较大的零件，它的工作面上有很多孔，可以同时夹持几个同类尺寸的工件进行测量，还可在工作面安放角铁、V形架等夹具，以便装夹工件。种类LBHD宽型1008040202001506530窄型100253020200405530正弦规的基本尺寸（单位：mm）

（二）正弦规的使用

测量圆锥度。正弦规应与平板、量块和千分表或百分表组合在一起测量。测量圆锥度时，将正弦规放在精密平板上，一个圆柱与平板接触，另一个圆柱下面放置事先计算好、尺寸为h的量块组，然后把被测圆锥放在正弦规的工作面上，使被测圆锥轴线与正弦规两圆柱的轴线垂直，用千分表在工件的工作面上a、b两点之间进行测量，如下页图所示，根据两读数之差换算成角度误差。正弦规测量角度

量块组尺寸按下式计算：

式中

h——量块组尺寸，mm；

L——正弦规中心距，mm；

α——被测圆锥体的圆锥角，°。

读取两点读数差后，可按下式计算圆锥角误差：式中——被测圆锥角误差，°；

——相距为a、b两点上的读数差，mm；

——测量两点间的距离，mm。

测量外圆锥体直径。正弦规除可以用来测量角度外，还可以用来测量外圆锥体直径。测量外圆锥体小端直径的方法如下页图所示。测量时，将工件安放在正弦规上，大端紧靠挡板，用千分表测量工件两端点，使读数差值为零，然后在小端放上适当尺寸的量块组，量块组的上面放上一圆柱，使外锥体上母线与圆柱上母线至平板的距离相等。

利用正弦规和一个附加圆柱，可以测量圆锥的大端或小端直径，上页图是测量外圆锥小端直径的示意图。附加圆柱直径d0按下式计算：式中——被测锥体小端直径的基本尺寸

——被测锥体的锥角三水平仪的结构原理和使用（一）水平仪的结构原理气泡水平仪系检验机器安装面或平板是否水平，及测知倾斜方向与角度大小的测量仪器，其外形系用高级钢料制造架座，经精密加工后，其架座底座必须平整，座面中央装有纵长圆曲形状的玻璃管，也有在左端附加横向小型水平玻璃管，管内充满醚或酒精，并留有一小气泡，它在管中永远位于最高点。玻璃筒上在气泡两端均有刻度分划。

常用气泡水平仪的灵敏度为0.01mm/m、0.02mm/m、0.04mm/m、0.05mm/m、0.1mm/m、0.3mm/m和0.4mm/m等规格，即是将水平仪置于1m

长的直规或平板之上，当其中一端点有灵敏度指示大小的差异时，如灵敏度为0.01mm/m，即是表示直规或平板的两端点有0.01mm的高低差异(相当于两端点相差2秒)，当1m长的有hmm高度差时，气泡会一个刻度的差异。气泡水平仪的原理是利用气泡在玻璃管内，气泡可经常保持在最高位置的特性。

水平仪（见下页图）是一种测量小角度的量具。主要用于检验平面对水平面或铅垂面的位置偏差（直线度误差），是机械设备安装、调试和精度检验的重要精密量具。按其结构可分为钳工水平仪和框式水平仪。a）钳工水平仪b）框式水平仪1，7-主体2，5-主水准器3，6-横水准器

4，9-零位调整装置8-隔热装置

钳工水平仪上带V形槽的底平面是工作面，框式水平仪的四个面都是工作面，其中带V形槽、又有水准器的是主工作面，无水准器的是侧工作面。

主水准器的精度较高，作为测量与读数用，它是一个密封的玻璃管，轴向剖面的内表面具有一定曲率半径的圆弧面。玻璃管内装有乙醚或酒精液体，留有一个气泡，称为主水准气泡。水平仪放在水平面上，水准器内的液体呈水平状态。水准气泡停留在玻璃管内圆弧面最高处，即玻璃管外刻度间距为2mm的刻线中央。水平仪放在倾斜面上，管内液体流向低处，达到新的水平状态。水准气泡移向高处，从移动的方向和格数（即刻线数）可以读出倾斜角度值。（二）水平仪的使用零位的调整。将水平仪放在水平面上，若气泡不居中，则操作零位调整装置4，使水平仪零位正确。调整时，可将水平仪放在倾斜面上第一次取得读数，调转180°后第二次取得读数，按两次读数代数差的1/2进行零位调整，水平仪零位正确。

倾斜角4与倾斜面高度差A。若水平仪的刻度值为0.02mm/1000mm，其意义是水准气泡移动一格所反映的倾斜角4，如下图所示。

水平仪测倾斜角

若把0.02mm/1000mm的水平仪放在1000mm长的直尺上，把直尺一端垫高0.02mm，即相当水平仪回转角度为，这时水平仪气泡便移动一格，如下页图所示。如果水平仪放在200mm长的垫板即桥板上，其一端垫高0.004mm，则水平仪回转的角度也同样为，此时气泡也移动一格。

水平仪所在长度与垫高的关系

在实际操作中，为减少水平仪测量面的磨损，不可将水平仪在被测表面上拖动，最好将水平仪放在特制的桥板上使用，常用水平仪桥板的形状如下图所示。

a）用于平面导轨b）、c）用于V形导轨d）用于棱形导轨

读水准气泡的方法。测量时，要等气