1. 测量仪器的分类
测量仪器是一种具有固定形状的仪器,用于再现或提供一个或多个已知值。不同的测量工具按用途可分为以下几类:
1. 单值测量工具
它只能反映单一值的测量工具。它可用于校准和调整其他测量仪器或作为标准量直接与被测物进行比较,如量规块,角度量规块等。
2. 多值测量工具
它可以反映一组相同值的测量工具。它还可以校准和调整其他测量仪器或将其作为标准量直接与被测物进行比较,如线尺。
3.专用量具
为测试特定参数而设计的测量工具。常用的有:光滑圆柱孔或轴的光洁度极限规检验、判断内螺纹或外螺纹是否合格的螺纹规检验、判断表面轮廓复杂形状是否合格的检验模板、模拟装配通过性规程检验装配精度的功能等。
4. 通用量具
在我国,把结构比较简单的测量仪器称为通用量具。如游标卡尺、外径千分尺、刻度表等。
2. 测量仪器技术性能指标
1. 测量工具的标称值
标尺:在测量工具上标明的值,用以表明其特性或指导其使用如量块上标注的尺寸、划线尺上标注的尺寸、角度量块上标注的角度等。
2. 毕业的价值
在测量仪器的刻度上,用两条相邻的刻划线所表示的值之差(最小的单位值)。如果外径千分尺的差速滚筒上相邻的两条雕刻线的差值为0.01mm,则测量仪的分度值为0.01mm。分度值是测量仪器可以直接读取的最小单位值。它反映了读数的准确性,也说明了测量仪器的精度。
3.测量范围
在允许不确定度范围内,是指测量仪器所能测量的测量值的下限到上限的范围。如外测千分尺的测量范围为0-25mm、25-50mm等,机械比较仪的测量范围为0-180mm。
4. 测量力
在接触式测量过程中,测量仪器的探头与被测表面之间的接触压力。测量力过大会造成弹性变形,而测量力过小又会影响接触的稳定性。
5. 显示错误
测量仪器的显示值与被测量值的真实值之间的差值。指示误差是测量仪器本身各种误差的综合反映。因此,在仪器的指示范围内,不同的工作点的指示误差是不同的。通常,可以使用合适的精密量块或其他测量标准来验证测量仪器的指示误差。
三、测量工具的选择
每次测量前,需要根据被测件的特殊特性,如长、宽、高、深、外径、阶差等,选择测量工具。您可以选择卡尺,高度计,千分尺和深度计;对于轴径,您可以选择微米。卡尺;孔、槽可采用塞规、块规、塞规;直角可以用来测量零件的直角;R量规可用于测量R值;测量配合公差小,精度要求高或有形状和位置公差要求三维和二维均采用;硬度计是用来测量钢的硬度的。
1. 卡尺的应用
卡尺可以测量物体的内径、外径、长、宽、厚、水位差、高度、深度等;卡尺是最常用、最方便的测量工具,也是加工现场使用频率最高的测量工具。
数字卡尺:分辨率0.01mm,用于配合公差小的尺寸测量(精度高)。
表卡:分辨率0.02mm,用于常规尺寸测量。
游标卡尺:分辨率0.02mm,用于粗加工测量。
使用卡尺前,用干净的白纸清除灰尘和污垢(用卡尺的外测量面卡住白纸,然后自然拔出,重复2-3次)
使用卡尺测量时,卡尺的测量面应尽可能与被测物体的测量面平行或垂直;
使用测深时,若被测物有R角,应避开R角而靠近R角,并使测深仪与被测高度尽可能垂直;
卡尺测量圆柱时,需旋转,分段测量取最大值;
由于卡钳的使用频率较高,因此需要尽可能做好维护工作。日常使用后,需要擦拭干净,放入盒内。在使用卡尺之前,需要一个块来检查卡尺的精度。
2. 千分尺的应用
在使用千分尺之前,需要用干净的白纸清除灰尘和污垢(用千分尺测量接触面和螺丝表面卡住白纸然后自然拔出,重复2-3次),然后拧旋钮测量接触面,当表面与螺丝表面快速接触时,使用精细调节。当两个表面完全接触时,调整零值,然后进行测量。
当用千分尺测量硬件时,调整旋钮。当快速接触工件时,使用微调旋钮旋入。当听到“咔哒”、“咔哒”、“咔哒”三声时,停止,并从显示器或秤上读取数据。
测量塑料制品时,测量接触面与螺杆轻轻接触制品。
用千分尺测量轴径时,至少测量两个方向,并取千分尺的最大值。两个接触面应始终保持清洁,以减少测量误差。
3.高度计的应用
高尺主要用于测量高度、深度、平整度、垂直度、同心度、同轴度、表面振动、齿面振动、深度、高尺测量时,首先要检查探头及各连接部位是否松动。
4. 塞尺的应用
该塞尺适用于测量平面度、曲率、直线度
平面度测量:
将零件放在平台上,用塞尺测量零件与平台之间的间隙(注意:测量时塞尺与平台应压紧,不得有间隙)
平直度测量:
将零件放在平台上旋转一次,用塞尺测量零件与平台之间的间隙。
曲率测量:
将零件放在平台上,选择相应的塞尺测量零件与平台两侧或中间的间隙。
垂直度测量:
将待测直角的一边放在平台上,另一边将方尺对着方尺放置,用塞尺测量零件与方尺之间的最大间隙。
5. 塞规(棒针)的应用:
适用于测量孔的内径、槽宽和间隙。
这个零件的孔径很大。当没有合适的针规时,可将两个塞规重叠,塞规可按360度测量固定在磁性v型块上,防止松动,便于测量。
孔径测量
内孔测量:测量孔径时,贯入合格,如下图所示。
注意:测量塞规时,必须垂直插入,不能对角插入。
6. 精密测量仪器:第二要素
第二个要素是高性能、高精度的非接触式测量仪器。测量仪器的传感元件不与被测件表面直接接触,因此不存在机械测量力;第二要素通过数据线将采集到的图像通过投影方式传输到计算机的数据采集卡,再由软件在计算机显示器上成像;可对零件上的各种几何元素(点、线、圆、弧、椭圆、矩形)、距离、角度、交点、几何公差(圆度、直线度、平行度、垂直度)进行测量,并可通过CAD输出进行二维轮廓的绘制。不仅可以观察工件的轮廓,还可以测量不透明工件的表面形状。
常规几何元素测量:下图所示部分的内圆为尖角,只能通过投影测量。
电极加工表面观察:二维元件的透镜具有放大功能,用于电极加工后的粗糙度检查(图像放大100倍)。
小尺寸深槽测量
浇口检查:在模具加工过程中,经常有一些浇口隐藏在槽内,各种检测仪器无法测量。这时可以用橡胶水泥粘贴在胶嘴上,胶嘴的形状就会印在胶水上。在上面,再用二维测量泥印的尺寸得到浇口尺寸。
注:由于二维测量时没有机械力,对于较薄、较软的产品尽量采用二维测量。
7. 精密测量仪器:立体
三维元件的特点是精度高(可达μm级);通用(可替代多种长度测量仪器);可以用来测量几何元素(除了可以测量元素的二维元素,它还可以测量圆柱体和圆锥体),形式和位置公差(除了形式和位置公差可以测量的二维测量,它还包括圆柱度、平面度、线路纵断面,表面轮廓,和同轴度),复杂的表面,只要三维探头无论它可以感动,其几何尺寸,可测量相互位置和表面轮廓;数据处理可以在计算机的帮助下完成;它以其高精度、灵活性和优异的数字化能力,已成为现代模具制造的重要组成部分和质量保证手段、有效工具。
一些模具在没有3D图形文件的情况下进行修改。可以测量各种元素的坐标值和不规则曲面的轮廓,然后通过绘图软件导出,并根据测量的元素制作成三维图形,可以快速、无误差地进行处理和修改。(设置好坐标后,可以取任意点测量坐标值)。
三维数字模型导入对比测量:为了确认被加工零件与设计的一致性或在装配配合模型过程中发现异常配合,当某些曲面既不是圆弧也不是抛物线,而是一些不规则曲面,当无法进行几何元素测量时,可以导入三维模型并对零件进行对比测量,了解加工误差;由于实测值为点对点偏差值,便于快速有效的修正和改进(下图数据为实际实测值与理论值的偏差)。
8. 硬度计的应用
常用的硬度计有洛氏硬度计(台式)和里氏硬度计(便携式)。常用的硬度单位是洛氏HRC、布氏HB和维氏HV。
洛氏硬度计HR(台式硬度计)
洛氏硬度试验方法是用顶点角为120度的金刚石锥体或直径为1.59/3.18mm的钢球,在一定载荷作用下压入待测材料表面,由压痕的深度获得材料的硬度。根据材料硬度的不同,可分为三种不同的刻度来表示HRA、HRB、HRC。
HRA采用60Kg载荷和金刚石锥压头所要求的硬度,适用于极硬材料。例如:硬质合金。
HRB是用直径为1.58mm的淬硬钢球在100Kg载荷下获得的硬度。适用于硬度较低的材料。例如:退火钢、铸铁等,合金铜。
HRC是在150Kg载荷和金刚石锥压头下获得的硬度,用于硬度较高的材料。例如:淬火钢,回火钢,调质钢和一些不锈钢。
维氏硬度HV(主要用于表面硬度测量)
适用于显微镜分析。将载荷小于120kg、顶点角为136°的金刚石方锥压头压入材料表面,测量压痕的对角线长度。适用于较大工件和较深表层的硬度测定。
里氏硬度HL(便携式硬度计)
里氏硬度是一种动态硬度试验方法。当硬度传感器的冲击体撞击工件时,反弹速度与距离工件表面1mm处的冲击速度之比乘以1000,即定义为里氏硬度值。
优点:利用里氏硬度理论制造的里氏硬度计,改变了传统的硬度测试方法。由于硬度传感器像笔一样小,因此在生产现场,只要握住传感器,就可以直接对工件进行各个方向的硬度检测。因此,其他台式硬度计很难执行。