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螺旋測(cè)微量具

應(yīng)用螺旋測(cè)微原理制成的量具，稱(chēng)為螺旋測(cè)微量具。它們的測(cè)量精度比游標(biāo)卡尺高，并且測(cè)量比較靈活，因此，當(dāng)加工精度要求較高時(shí)多被應(yīng)用。常用的螺旋讀數(shù)量具有百分尺和千分尺。百分尺的讀數(shù)值為0.01mm，千分尺的讀數(shù)值為0.001mm。工廠習(xí)慣上把百分尺和千分尺統(tǒng)稱(chēng)為百分尺或分厘卡。目前車(chē)間里大量用的是讀數(shù)值為0.01mm的百分尺，現(xiàn)介紹這種百分尺為主，并適當(dāng)介紹千分尺的使用知識(shí)

百分尺的種類(lèi)很多，機(jī)械加工車(chē)間常用的有：外徑百分尺、內(nèi)徑百分尺、深度百分尺以及螺紋百分尺和公法線(xiàn)百分尺等，并分別測(cè)量或檢驗(yàn)零件的外徑、內(nèi)徑、深度、厚度以及螺紋的中徑和齒輪的公法線(xiàn)長(zhǎng)度等。

一  外徑千分尺的結(jié)構(gòu)

圖 3-1  0～25mm外徑百分尺

1-尺架；2-固定測(cè)砧；3-測(cè)微螺桿；4-螺紋軸套；5-固定刻度套筒；6-微分筒；

7-調(diào)節(jié)螺母；8-接頭；9-墊片；10-測(cè)力裝置；11-鎖緊螺釘；12-絕熱板。

1   百分尺的測(cè)微頭 

圖3―1中的3～9是百分尺的測(cè)微頭部分。帶有刻度的固定刻度套筒5用螺釘固定在螺紋軸套4上，而螺紋軸套又與尺架緊配結(jié)合成一體。在固定套筒5的外面有一帶刻度的活動(dòng)微分筒6，它用錐孔通過(guò)接頭8的外圓錐面再與測(cè)微螺桿3相連。測(cè)微螺桿3的一端是測(cè)量桿，并與螺紋軸套上的內(nèi)孔定心間隙配合；中間是精度很高的外螺紋，與螺紋軸套4上的內(nèi)螺紋精密配合，可使測(cè)微螺桿自如旋轉(zhuǎn)而其間隙極小；測(cè)微螺桿另一端的外圓錐與內(nèi)圓錐接頭8的內(nèi)圓錐相配，并通過(guò)頂端的內(nèi)螺紋與測(cè)力裝置10連接。當(dāng)測(cè)力裝置的外螺紋旋緊在測(cè)微螺桿的內(nèi)螺紋上時(shí)，測(cè)力裝置就通過(guò)墊片9緊壓接頭8，而接頭8上開(kāi)有軸向槽，有一定的脹縮彈性，能沿著測(cè)微螺桿3上的外圓錐脹大，從而使微分筒6與測(cè)微螺桿和測(cè)力裝置結(jié)合成一體。當(dāng)我們用手旋轉(zhuǎn)測(cè)力裝置10時(shí)，就帶動(dòng)測(cè)微螺桿3和微分筒6一起旋轉(zhuǎn)，并沿著精密螺紋的螺旋線(xiàn)方向運(yùn)動(dòng)，使百分尺兩個(gè)測(cè)量面之間的距離發(fā)生變化。

2   百分尺的測(cè)力裝置 

百分尺測(cè)力裝置的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3-2，主要依靠一對(duì)棘輪3和4的作用。棘輪4與轉(zhuǎn)帽5連結(jié)成一體，而棘輪3可壓縮彈簧2在輪軸1的軸線(xiàn)方向移動(dòng)，但不能轉(zhuǎn)動(dòng)。彈簧2的彈力是控制測(cè)量壓力的，螺釘6使彈簧

壓縮到百分尺所規(guī)定的測(cè)量壓力。當(dāng)我們

手握轉(zhuǎn)帽5順時(shí)針旋轉(zhuǎn)測(cè)力裝置時(shí)，若測(cè)

量壓力小于彈簧2的彈力，轉(zhuǎn)帽的運(yùn)動(dòng)就

通過(guò)棘輪傳給輪軸1(帶動(dòng)測(cè)微螺桿旋轉(zhuǎn))，

使百分尺兩測(cè)量面之間的距離繼續(xù)縮短，

即繼續(xù)卡緊零件；當(dāng)測(cè)量壓力達(dá)到或略微

超過(guò)彈簧的彈力時(shí)，棘輪3與4在其嚙合

斜面的作用下，壓縮彈簧2，使棘輪4沿            

著棘輪3的嚙合斜面滑動(dòng)，轉(zhuǎn)帽的轉(zhuǎn)動(dòng)就           

不能帶動(dòng)測(cè)微螺桿旋轉(zhuǎn)，同時(shí)發(fā)出嘎嘎的          

棘輪跳動(dòng)聲，表示巳達(dá)到了額定測(cè)量壓力，

從而達(dá)到控制測(cè)量壓力的目的。                       圖3-2  百分尺的測(cè)力裝置

當(dāng)轉(zhuǎn)帽逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，棘輪4是用垂直面帶動(dòng)棘輪3，不會(huì)產(chǎn)生壓縮彈簧的壓力，始終能帶動(dòng)測(cè)微螺桿退出被測(cè)零件。

3  百分尺的制動(dòng)器 

百分尺的制動(dòng)器，就是測(cè)微螺桿的鎖緊裝置，其

結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。制動(dòng)軸4的圓周上，有一個(gè)開(kāi)著

深淺不均的偏心缺口，對(duì)著測(cè)微螺桿2。當(dāng)制動(dòng)軸以

缺口的較深部分對(duì)著測(cè)量桿時(shí)，測(cè)量桿2就能在軸套

3內(nèi)自由活動(dòng)，當(dāng)制動(dòng)軸轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，以缺口的較

淺部分對(duì)著測(cè)量桿時(shí)，測(cè)量桿就被制動(dòng)軸壓緊在軸套

內(nèi)不能運(yùn)動(dòng)，達(dá)到制動(dòng)的目的。                         圖3-3  百分尺的制動(dòng)器

4  百分尺的測(cè)量范圍                     

百分尺測(cè)微螺桿的移動(dòng)量為25mm，所以百分尺的測(cè)量范圍一般為25mm。為了使百分尺能測(cè)量更大范圍的長(zhǎng)度尺寸，以滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)的需要，百分尺的尺架做成各種尺寸，形成不同測(cè)量范圍的百分尺。目前，國(guó)產(chǎn)百分尺測(cè)量范圍的尺寸分段為：

0～25；25～50；50～75；75～100；100～125；125～150；150～175；175～200；200～225；225～250；250～275；275～300；300～325；325～350；350～375；375～400；400～425；425～450；450～475；475～500；500～600；600～700；700～800；800～900；900～1000。

測(cè)量上限大于300mm的百分尺，也可把固定測(cè)砧做成可調(diào)式的或可換測(cè)砧，從而使此百分尺的測(cè)量范圍為100mm。

    測(cè)量上限大于1000mm的百分尺，也可將測(cè)量范圍制成為500毫米，目前國(guó)產(chǎn)*大的百分尺為2500～3000mm的百分尺。

    二  千分尺的工作原理和讀數(shù)方法

    1  百分尺的工作原理  如外徑百分尺的工作原理就是應(yīng)用螺旋讀數(shù)機(jī)構(gòu)，它包括一對(duì)精密的螺紋——測(cè)微螺桿與螺紋軸套，如圖3-1中的3和4，和一對(duì)讀數(shù)套筒——固定套筒與微分筒，如圖3-1中的5和6。

用百分尺測(cè)量零件的尺寸，就是把被測(cè)零件置于百分尺的兩個(gè)測(cè)量面之間。所以?xún)蓽y(cè)砧面之間的距離，就是零件的測(cè)量尺寸。當(dāng)測(cè)微螺桿在螺紋軸套中旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于螺旋線(xiàn)的作用，測(cè)量螺桿就有軸向移動(dòng)，使兩測(cè)砧面之間的距離發(fā)生變化。如測(cè)微螺桿按順時(shí)針的方向旋轉(zhuǎn)一周，兩測(cè)砧面之間的距離就縮小一個(gè)螺距。同理，若按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)一周，則兩砧面的距離就增大一個(gè)螺距。常用百分尺測(cè)微螺桿的螺距為0.5mm。因此，當(dāng)測(cè)微螺桿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，兩測(cè)砧面之間的距離就縮小0.5mm。當(dāng)測(cè)微螺桿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)不到一周時(shí)，縮小的距離就小于一個(gè)螺距，它的具體數(shù)值，可從與測(cè)微螺桿結(jié)成一體的微分筒的圓周刻度上讀出。微分筒的圓周上刻有50個(gè)等分線(xiàn)，當(dāng)微分筒轉(zhuǎn)一周時(shí)，測(cè)微螺桿就推進(jìn)或后退0.5mm，微分筒轉(zhuǎn)過(guò)它本身圓周刻度的一小格時(shí)，兩測(cè)砧面之間轉(zhuǎn)動(dòng)的距離為：   

                      0.5÷50=0.01(mm)。

由此可知：百分尺上的螺旋讀數(shù)機(jī)構(gòu)，可以正確的讀出0.01mm，也就是百分尺的讀數(shù)值為0.01mm。

2  百分尺的讀數(shù)方法  在百分尺的固定套筒上刻有軸向中線(xiàn)，作為微分筒讀數(shù)的基準(zhǔn)線(xiàn)。另外，為了計(jì)算測(cè)微螺桿旋轉(zhuǎn)的整數(shù)轉(zhuǎn)，在固定套筒中線(xiàn)的兩側(cè)，刻有兩排刻線(xiàn)，刻線(xiàn)間距均為1mm，上下兩排相互錯(cuò)開(kāi)0.5mm。

 百分尺的具體讀數(shù)方法可分為三步：

（1）讀出固定套筒上露出的刻線(xiàn)尺寸，一定要注意不能遺漏應(yīng)讀出的0.5mm的刻線(xiàn)值。

（2）讀出微分筒上的尺寸，要看清微分筒圓周上哪一格與固定套筒的中線(xiàn)基準(zhǔn)對(duì)齊，將格數(shù)乘0.01mm即得微分筒上的尺寸。

（3）將上面兩個(gè)數(shù)相加，即為百分尺上測(cè)得尺寸。

如圖3-4（a），在固定套筒上讀出的尺寸為8mm，微分筒上讀出的尺寸為27（格）×0.01mm =0.27mm，上兩數(shù)相加即得被測(cè)零件的尺寸為8.27mm；圖3-4（b），在固定套筒上讀出的尺寸為8.5mm，在微分筒上讀出的尺寸為27（格）×0.01mm =0.27mm，上兩數(shù)相加即得被測(cè)零件的尺寸為8.77mm。

圖3-4  百分尺的讀數(shù)

三  千分尺的精度及其調(diào)整

百分尺是一種應(yīng)用很廣的精密量具，按它的制造精度，可分0級(jí)和1級(jí)的兩種，0級(jí)精度較高，1級(jí)次之。百分尺的制造精度，主要由它的示值誤差和測(cè)砧面的平面平行度公差的大小來(lái)決定，小尺寸百分尺的精度要求，見(jiàn)表3-1。從百分尺的精度要求可知，用百分尺測(cè)量IT6～IT10級(jí)精度的零件尺寸較為合適。

表3-1   百分尺的精度要求            mm

百分尺在使用過(guò)程中，由于磨損，特別是使用不妥當(dāng)時(shí)，會(huì)使百分尺的示值誤差超差，所以應(yīng)定期進(jìn)行檢查，進(jìn)行必要的拆洗或調(diào)整，以便保持百分尺的測(cè)量精度。

1  校正百分尺的零位  百分尺如果使用不妥，零位就要走動(dòng)，使測(cè)量結(jié)果不正確，容易造成產(chǎn)品質(zhì)量事故。所以，在使用百分尺的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)校對(duì)百分尺的零位。所謂“校對(duì)百分尺的零位”，就是把百分尺的兩個(gè)測(cè)砧面揩干凈，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微螺桿使它們貼合在一起(這是指0～25mm的百分尺而言，若測(cè)量范圍大于0～25mm時(shí)，應(yīng)該在兩測(cè)砧面間放上校對(duì)樣棒)，檢查微分筒圓周上的“0”刻線(xiàn)，是否對(duì)準(zhǔn)固定套筒的中線(xiàn)，微分筒的端面是否正好使固定套筒上的“0”刻線(xiàn)露出來(lái)。如果兩者位置都是正確的，就認(rèn)為百分尺的零位是對(duì)的，否則就要進(jìn)行校正，使之對(duì)準(zhǔn)零位。

如果零位是由于微分筒的軸向位置不對(duì)，如微分筒的端部蓋住固定套筒上的“0”刻線(xiàn)，或“0”刻線(xiàn)露出太多，0.5的刻線(xiàn)搞錯(cuò)，必須進(jìn)行校正。此時(shí)，可用制動(dòng)器把測(cè)微螺桿鎖住，再用百分尺的專(zhuān)用扳手，插入測(cè)力裝置輪軸的小孔內(nèi)，把測(cè)力裝置松開(kāi)(逆時(shí)針旋轉(zhuǎn))，微分筒就能進(jìn)行調(diào)整，即軸向移動(dòng)一點(diǎn)。使固定套筒上的“0”線(xiàn)正好露出來(lái)，同時(shí)使微分筒的零線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)固定套筒的中線(xiàn)，然后把測(cè)力裝置旋緊。   

如果零位是由于微分筒的零線(xiàn)沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)固定套筒的中線(xiàn)，也必須進(jìn)行校正。此時(shí)，可用百分尺的專(zhuān)用扳手，插入固定套筒的小孔內(nèi)，把固定套筒轉(zhuǎn)過(guò)一點(diǎn)，使之對(duì)準(zhǔn)零線(xiàn)。

但當(dāng)微分筒的零線(xiàn)相差較大時(shí)，不應(yīng)當(dāng)采用此法調(diào)整，而應(yīng)該采用松開(kāi)測(cè)力裝置轉(zhuǎn)動(dòng)微分筒的方法來(lái)校正。

2  調(diào)整百分尺的間隙  百分尺在使用過(guò)程中，由于磨損等原因，會(huì)使精密螺紋的配合間隙增大，從而使示值誤差超差，必須及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以便保持百分尺的精度。

要調(diào)整精密螺紋的配合間隙，應(yīng)先用制動(dòng)器把測(cè)微螺桿鎖住，再用專(zhuān)用扳手把測(cè)力裝置松開(kāi)，拉出微分筒后再進(jìn)行調(diào)整。由圖3-1可以看出，在螺紋軸套上，接近精密螺紋一段的壁厚比較薄，且連同螺紋部分一起開(kāi)有軸向直槽，使螺紋部分具有一定的脹縮彈性。同時(shí)，螺紋軸套的圓錐外螺紋上，旋著調(diào)節(jié)螺母7。當(dāng)調(diào)節(jié)螺母往里旋入時(shí)，因螺母直徑保持不變，就迫使外圓錐螺紋的直徑縮小，于是精密螺紋的配合間隙就減小了。然后，松開(kāi)制動(dòng)器進(jìn)行試轉(zhuǎn)，看螺紋間隙是否合適。間隙過(guò)小會(huì)使測(cè)微螺桿活動(dòng)不靈活，可把調(diào)節(jié)螺母松出一點(diǎn)，間隙過(guò)大則使測(cè)微螺桿有松動(dòng)，可把調(diào)節(jié)螺母再旋進(jìn)一點(diǎn)。直至間隙凋整好后，再把微分簡(jiǎn)裝上，對(duì)準(zhǔn)零位后把測(cè)力裝置旋緊。

經(jīng)過(guò)上述調(diào)整的百分尺，除必須校對(duì)零位外，還應(yīng)當(dāng)用表4-1所列的第7套檢定量塊，檢驗(yàn)百分尺的五個(gè)尺寸的測(cè)量精度，確定百分尺的精度等級(jí)后，才能移交使用。例如，用5.12；10.24；15.36；21.5；25等五個(gè)塊規(guī)尺寸檢定0～25mm的百分尺，它的示值誤差應(yīng)符合表3-1的要求，否則應(yīng)繼續(xù)修理