常用机械精密量具、量仪

课题一：常用精密量具、量仪

量块、百分表、正弦规

教学目的、要求：了解百分表、正弦规的结构掌握百分表的刻线原理和量块的组合熟练掌握正弦规使用方法

教学重点、难点：正弦规的使用方法量块量块是机械制造业中长度尺寸的标准．量块可以对量具和量仪进行检验校正，也可用于精密划线和精密机床的调整，附件与量块并用时，可以测量某些精度要求高的工件尺寸。量块(图2．13)是用不易变形的耐磨材料(如铬锰钢)制成的长方形六面体．它有两个工作面和四个非工作面．(工作面是一对相互平行而平面度误差、表面粗糙度极小的平面,又叫测量面。图２．１３成套量块量块具有较高的研合性。由于测量面的平面度误差及Ra值小，用比较小的压力，把两个量块的测量面相互推合后，就可牢固地研合在—起。因此可以把不同基本尺寸的量块组合成量块组得到需要的尺寸．量块一般做成一套，装在特制的木盒内，量块有42块一套和87块一套等几种，它的基本尺寸见表2．3。为了减少常用量块的磨损，每套中都备有若干块保护量块，在使用时，可放在量块组的两端，以保护其他量块．为了工作方便，减少积累误差，选用量块时，应尽可能采用最少的块数，用87块一套的量块。—般不要超过四块，用42块一套的量块，一般不超过五块。在计算时，选取第一块应根据组合尺寸的最后一位数字选取，以后各块依次类推。例如，所要的尺寸为８６．６毫米，从87块一套的盒中选取，组合方法

第一步组合86.6mm86.6-1.6

第二步85-580

三块量块尺寸相加等于86.6mm,符合量块组合数量不超过五块的要求。(提示:为减少测量时的积累误差,选用量块时,应尽量采用最少的块数。)

第三步仔细擦净三块量块后将其互相推合就组成86.6mm尺寸。百分表百分表是用来检验机床精度和测量工件的尺寸、形状和位置误差。一、百分表的结构百分表结构如图所示。图中１是淬硬的触头，用螺纹旋入齿杆２的下端。齿杆的上端有齿。当齿杆上升时，带动齿数为１６的小齿轮３的同轴上装有齿数为１００的大齿轮４，再由这个齿轮带动中间的齿数为１０的小齿轮５。在小齿轮５的同轴上装有长指针６，因此长指针就随着一起转动。在小齿轮５的另一端装有大齿轮７，该轴的上端装有短指针８，用来记录长指针的转数（长指针转一圈，短指针转一格）。拉簧11的作用是使齿杆2能回到原位．在表盘9上刻有线条，共分100格．转动表圈10，可调整表盘刻线与长指针的相对位置．二、百分表的刻线原理百分表内的齿杆和齿轮的周是o．625mm．当齿杆上升16齿时(即上升o．625x16＝lOmm，16齿小齿9轮转一周，同时齿数为100齿的大齿轮也转一周，就带动齿数理为10的小齿轮和长指针转10周。当齿杆移动lmm时，长指针转一周。由于表盘上共刻100格，所以长指针每转一格表示齿杆移动o．Olmm。三、内径百分表内径表分表可用来测量孔径和孔的形状误差，对于测量深孔极为方便。内径百分表的结构如图2．10所示．在测量头端部有可换触头1和量杆2。测量内孔时，孔壁使量杆2向左移动而推动摆块3，摆块3使杆4向上，推动百分表触头6，使百分表指针转动而指出读数。测量完毕时，在弹簧5的作用下，量杆回到原位。通过更换可换触头1，可改变内径百分表的测量范围。内径百分表的测量范围有6～10，10~18、18~35、35~50、50~100、100～160、160~250mm等。内径百分表的示值误差较大，一般为土o．015mm。因此，在每次测量前都必须用百分尺校对尺寸。百分表内径表分表在钳工实际工作中由于常用量具的原理结构限制了常用量具的使用范围、以及常用量具精度的限制已不能够测量特殊形状工件的几何参数，比如在实训时镶配作业中经常遇到角度、对称度用游标卡尺、万能角尺已不能测量。(例)

这时就得借助于精密量具量仪进行测量。使用万能工具显微镜、测长仪、投影仪等精密光学量仪可以对工件进行测量，但是使用这类量仪的成本较大，所以选用几种既经济使用又方便的精密量具量仪互相结合对工件进行测量，而正弦规正是这种量具。前面我们介绍了百分表和量块，下面介绍正弦规。正弦规

正弦规是利用三角函数中正弦关系，与量块配合测量工件角度和锥度的精密量具。

注：正弦平口钳也是一种利用三角函数正弦关系的夹具。它比正弦规多了一块底座，使用方法和正弦规基本相同，只不过可以装夹在机床上对工件夹持后进行切削加工。Sinα=a/c1正弦规的结构

1.工作台(1)(由合金钢机加工后淬火到HRC50左右再经钳工研磨而成，工作面与其它平面的垂直度、平行度、及自身平面度最大误差仅o.oo3mm～o.oo5mm、RaO.O8um)2.两个直径相同的精密圆柱(2)，(而且圆柱的圆度误差仅o.oo2mm-o.oo3mm.Rao.o4um两圆柱与工作台用螺钉固接，不可随意拆卸。)3.侧挡板(3)和后挡板(4)等零件组成

见图4一12。

正弦规的规格尺寸根据两精密圆柱的中心距L及工作台平面宽度B不同，正弦规又分为宽型窄型两种

具体规格见表4一4。表4一4mm形式L长度B宽度D直径H高度CC1C2C3C4C5C6d1d2d3窄型1002520302040一一一一一12一一2004030554085一一一一一20一一宽型100802040一403015102030一7B12M6200803055一857030102030一7B12M6正弦规的选用

选用正弦规的规格是由零件的尺寸大小所决定的。一般以工件的长度和宽度不超出工作台面为宜，而且在圆柱下方垫上量块后正弦规应平稳无晃动，量块平面应与圆柱轴线平行。正弦规在选用时以两圆柱中心距和工作台面的宽度参数作依据。如：中心距100mm、工作台面宽度80mm的宽型正弦规

一般称为100×80正弦规※2．正弦规的使用方法测量时，将正弦规放置在精密平板上，(图4)。工件放置在正弦规工作台的台面上，在正弦规一元柱下面垫上一组量块，见图(5)。量块组的高度可根据被测零件的圆锥角通过计算获得。然后用百分表（或侧微仪）检验工件圆锥面上母线两端的高度，若两端高度相等，说明工件的角度或锥度正确；若高度不等，说明工件的角度或锥度有误差。注：(测微仪是一种高精度量仪，精度可以达到0.001mm，主要运用在较小测量范围的尺寸检测，和百分表一样是比较测量法。)

正弦规放置在平板上

(图4)工件放置在正弦规上

(图5)

量块组的高度可根据被测零件的圆锥角通过计算获得。量块组尺寸的计算公式是：公式h=Lsin2α式中h-----量块组的尺寸，mm；

L-----正弦规两圆柱的中心距,mm；

2α---被测工件的圆锥角（即正弦规放置的角度）。

例(一)使用中心距为200mm的正弦规，检验圆锥角为3°的圆锥塞规，试求圆柱下应垫量块组的尺寸为多少？

解：由题意已知L=200mm2α=3º

根据公式h=Lsin2α

h=200×sin3º=20.052336=10.467(mm)

正弦规圆柱下应垫量块组尺寸为10.467mm。例2：《全国技工学校技能大赛工具钳工（学生高级组）》竞赛题用正弦规结合百分表、量块组合测量工件(1)角度、尺寸、对称度。

V型组合体(装配图)图例1件(1)图例2V型组合体(件)1

V型组合体加工重点难点:1)孔和两斜边(角度)相对中心的对称度

2)控制尺寸在公差范围内

3)精密测量(正弦规的使用方法)说明件1和件2一样，不过形状一是中凸一是中凹。要控制对称度和尺寸以及角度在公差范围内须借助于正弦规对件(1)进行精密测量。件2的测量方法和件(1)的测量方法相同。

〔重点讨论〕用正弦规结合百分表和量块组合对件(1)的两斜边对称度及尺寸的检测使用方法。

具体方法如下：

1)首先计算出应垫量块组的尺寸，运用公式h=Lsin2α

即:h=100×sin60°=100×0.866=86.6mm

量块组合尺寸为86.6mm

根据工件形状和尺寸选用100mm窄型正弦规测量比较方便。

2)将正弦规放置在平板上。按量块组合方法组合86.6mm量块，并轻轻垫在正弦规无档板的圆柱下面。

见图例3

图例3

3)将被测工件轻放在正弦规上。

见图例4例图4

4)计算件(1)被测平面距平板高度，再根据结果组合比较测量用的第二组量块。计算前应注意先求出正弦规上平面与下端挡板角部高度尺寸见再求出件1的尺寸

见图例5

、图例6、图例7。

T=M-[cosI(45°-α)I×r×√2+r]

式中α---正弦规的斜角

r---圆柱半径图例6图例7测量件(1)尺寸、角度、对称度。

5)得出图例7中工件距平板的高度后进行第二组量块拼合，就可以测量件(1)的尺寸、角度、对称度。(见图例8)。根据测量结果对工件进行锉修。

例图8用第二组量块拼合后测量工件比较：用双圆柱测量尺寸、角度，此种方法对称度的测量不可行小结：

本课介绍了量块、百分表、正弦规的原理、结构。重点讲解了正弦规的使用方法，同时结合复习了百分表和量块的内容，作为本单元的小结。强调：

一.正弦规的正确使用方法是检测工件各项技术参数的基础和前提。二·注