测量工具

一、计量器具的分类

测量仪器是具有固定形式的仪器，用于再现或提供一个或多个已知值。根据使用的不同，测量工具可分为以下几类:

1.单值测量工具

只能反映单一值的测量工具。它可以用来校对和调整其他测量仪器或直接与作为标准量的测量仪器进行比较，如测量块和角度测量块。

2.多值测量工具

可以反映一组相似值的测量工具。它还可以校对和调整其他测量仪器或直接与被测仪器进行比较作为标准量，如线尺。

3.专用测量工具

专门用于测试特定参数的测量工具。常见的有:检测光滑圆柱孔或轴的光滑度极限量规、判断内螺纹或外螺纹合格性的螺纹量规、判断复杂表面轮廓合格性的检验样板、通过模拟装配通过性检测装配精度的功能量规等等。

4.通用测量工具

在我国，习惯上把结构相对简单的测量仪器称为通用测量工具。如游标卡尺、外径千分尺、千分表等。

二、计量器具的技术性能指标

1.测量工具的标称值

标记在测量工具上的数量，用以表示其特征或指导其使用。例如标在测量块上的尺寸、标在划线器上的尺寸、标在角度测量块上的角度等。

2.分割值

在测量仪器的刻度上，两个相邻刻线所代表的数值之差（最小单位值）。如果外径千分尺差动圆筒上相邻两条刻线之间的差值为0.01毫米，则测量仪器的分度值为0.01毫米..分度值是测量仪器可以直接读取的最小单位值，它反映了读数精度，也表明了测量仪器的测量精度。

3.测量范围

在允许的不确定度范围内，测量仪器能够测量的测量值的下限值在上限值的范围内。例如，外径千分尺的测量范围为0 ~ 25毫米和25 ~ 50毫米，机械比较仪的测量范围为0 ~ 180毫米。

测量力量

在接触测量过程中，测量仪器的探头与被测表面之间的接触压力。测量力太大会引起弹性变形，测量力太小会影响接触的稳定性。

5.指示误差

测量仪器的指示值和测量的真实值之间的差异。示值误差是测量仪器本身各种误差的综合反映。因此，在仪器指示范围内的不同工作点，指示误差是不同的。一般来说，测量块或其他具有适当精度的测量标准可用于验证测量仪器的示值误差。

三、测量工具的选择

每次测量前，应根据被测零件的特殊特性选择测量工具，如卡尺、高度规、千分尺和深度规。轴径可选择千分尺和卡尺；对于孔和槽，可选用塞规、块规和塞尺；选择一把直角尺测量零件的直角；测量r值选用r规；当测量公差小而精度高或要求计算形位公差时，可采用三维和二维元素；硬度计用来测量钢的硬度。

1.卡尺的应用

卡尺可以测量物体的内径、外径、长度、宽度、厚度、台阶差、高度和深度；卡尺是最常用、最方便的测量工具，也是加工领域使用频率最高的测量工具。

数字卡尺:分辨率为0.01毫米，用于小公差（高精度）的尺寸测量。

测量工具

表卡:分辨率为0.02毫米，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，应使用干净的白纸清除灰尘和污垢（用卡尺的外测量面抓住白纸后自然拉出，重复2-3次）。

使用卡尺测量时，卡尺的测量面应尽量与被测物体的测量面平行或垂直；使用深度测量时，如被测物体有R角时，需避开R角但紧靠R角，深度尺与被测高度尽量保持垂直；卡尺测量圆柱时，需转动且分段测量取最大值；

由于卡钳的使用频率很高，因此维护工作需要做到最好。每天使用后，需要擦拭干净并放入盒中。使用前，需要用试块测试卡尺的精度。

2.千分尺的应用

使用千分尺前，必须用干净的白纸清除灰尘和污垢（用千分尺测量接触面和螺旋面并卡住白纸，然后自然拉出，重复2-3次），然后拧动旋钮测量接触面和螺旋面之间的快速接触，然后使用微调。当两个表面完全接触时，可以调整零点进行测量。

当千分尺测量硬件时，调节旋钮。当它接触到工件时，使用微调旋钮拧入。当它听到三声咔哒声时，停止并从显示屏或秤读取数据。

测量塑料产品时，测量接触面和螺钉轻轻接触产品。

用千分尺测量轴的直径时，至少测量两个方向，并分段测量最大值。两个接触面应随时保持清洁，以减少测量误差。

3.高度尺的应用

高度尺主要用于测量高度、深度、平面度、垂直度、同心度、同轴度、表面振动、齿振动、深度和高度的直尺。测量高度尺时，首先检查探头和各连接部件是否松动。

4.塞尺的应用

塞尺适用于测量平面度、曲率和直线度。

平整度测量:

将零件放在平台上，用塞尺测量零件与平台之间的间隙（注:测量时塞尺与平台保持紧密状态，无间隙）。

直线度测量:

将零件放在平台上并旋转一圈，用塞尺测量零件与平台之间的间隙。

弯曲测量:

将零件放在平台上，选择相应的塞尺测量零件两侧或中间与平台之间的间隙。

垂直度测量:

将待测零点的直角的一边放在平台上，让直尺紧靠另一边。用塞尺测量零件和直角尺之间的最大间隙。

5.塞规（粘针）的应用:

适用于测量孔的内径、槽宽和间隙。

当零件的孔径较大，没有合适的针规时，可以将两个塞规重叠，塞规可以按照360度的方向固定在磁性V形块上，这样可以防止松动，并且易于测量。

内径测量

内孔测量:测量孔径时，贯穿度合格，如下图所示。

注意:测量塞规时，塞规应垂直插入，而不是倾斜插入。

6.精密测量仪器:两个要素

第二个要素是高性能、高精度的非接触测量仪器。测量仪器的传感元件不与被测零件表面直接接触，因此没有机械测量力；第二元件将捕获的图像通过投影通过数据线传输到计算机的数据采集卡，然后通过软件将图像成像在计算机显示器上；它可以测量零件上的各种几何元素（点、线、圆、弧、椭圆、矩形）、距离、角度、交点和形位公差（圆度、直线度、平行度、垂直度、倾斜度、位置、同心度、对称性），还可以通过CAD输出用于轮廓的2D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。

一般几何元素测量:下面部分的内圆是尖角，只能用投影法测量。

电极加工表面观察:二维镜头具有放大功能，电极加工后的粗糙度检查（图像放大100倍）。

小尺寸深槽测量

浇口检测:在模具加工中，经常有一些浇口隐藏在凹槽中，各种检测仪器都是非法测量的。这时可以在胶泥上附着胶泥，胶泥上就会印出胶泥口的形状，然后测量两次胶泥印的大小就可以得到闸门的尺寸。

注意:由于二次测量过程中没有机械力，因此应尽可能通过二次测量来测量较薄和较软的产品。

7.精密测量仪器:三维

三维的特点是精度高（达到微米水平）；通用（可替代多种长度测量仪器）；可用于测量几何要素（除可由两个要素测量的要素外，圆柱和圆锥）、形状和位置公差（除可由两个要素测量的形状和位置公差外，还包括圆柱度、平面度、线轮廓度、面轮廓度和同轴度）、复杂曲面，只要三维测头能接触到，就能测量其几何尺寸、相互位置和面轮廓度；并通过计算机完成数据处理；凭借其高精度、高柔性和卓越的数字化能力，已成为现代模具制造和质量保证的重要手段和有效工具。

有些模具在没有3D绘图文件的情况下进行修改，可以测量每个元素的坐标值和不规则表面的轮廓，然后通过绘图软件导出并根据测量的元素制作成3D图形，可以快速无误地进行处理和修改（设置坐标后，可以测量任意点的坐标值）。

三维数字模型导入和比较测量:对于成品零件，为了确认与设计的一致性或发现装配配合模具过程中的异常配合，当某些表面轮廓不是圆弧或抛物线，而是一些不规则表面时，无法测量几何元素，从而了解加工误差。由于测量值是一个点对点的偏差值，因此可以很容易地快速有效地进行校正和改进（下面显示的数据是测量值与理论值之间的偏差）。

8.硬度计的应用

常用的硬度测试仪有洛氏硬度计（台式）和里氏硬度计（便携式）。常用的硬度单位是洛氏硬度、布氏硬度和维氏硬度。

洛氏硬度测试仪HR（台式硬度测试仪）

洛氏硬度测试方法是用顶角为120度的金刚石锥或直径为1.59/3.18毫米的钢球在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕深度计算出材料的硬度。根据材料的硬度，它可以分为三个不同的等级来代表HRA、HRB和HRC。

HRA是使用60Kg载荷和金刚石圆锥压力机获得的硬度，用于硬度极高的材料。例如:硬质合金。

HRB是通过使用载荷为100千克、直径为1.58毫米的硬化钢球获得的硬度，用于硬度较低的材料。例如:退火钢、铸铁等。合金铜。

HRC是使用150Kg载荷和金刚石圆锥压力机获得的硬度，用于高硬度的材料。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。使用载荷小于120千克、顶角为136°的金刚石方锥压头压入材料表面，并测量压痕的对角线长度。它适用于较大工件和较深表层的硬度测量。

里氏硬度HL（便携式硬度测试仪）

里氏硬度是一种动态硬度测试方法。当硬度传感器的冲击体与被测工件碰撞时，回弹速度与距离工件表面1毫米时的冲击速度之比乘以1000，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。由于硬度传感器只有一支笔那么小，它可以在生产现场直接用手拿着传感器全方位检测工件的硬度，因此其他台式硬度测试仪很难胜任。