【測量技術(shù)】機(jī)械工程師必須要了解的產(chǎn)品測量常識

2017-04-07  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

一、測量器具的分類

測量器具是一種具有固定形態(tài)、用以復(fù)現(xiàn)或提供一個或多個已知量值的器具。按用途的不同量具可分為以下幾類:

1、單值量具

只能體現(xiàn)一個單一量值的量具?？捎脕硇驼{(diào)整其它測量器具或作為標(biāo)準(zhǔn)量與被測量直接進(jìn)行比較,如量塊、角度量塊等。

2、多值量具

可體現(xiàn)一組同類量值的量具。同樣能校對和調(diào)整其它測量器具或作為標(biāo)準(zhǔn)量與被測量直接進(jìn)行比較,如線紋尺。

3、 專用量具

專門用來檢驗?zāi)撤N特定參數(shù)的量具。常見的有:檢驗光滑圓柱孔或軸的光滑極限量規(guī),判斷內(nèi)螺紋或外螺紋合格性的螺紋量規(guī),判斷復(fù)雜形狀的表面輪廓合格性的檢驗樣板,用模擬裝配通過性來檢驗裝配精度的功能量規(guī)等等。

4、通用量具

我國習(xí)慣上將結(jié)構(gòu)比較簡單的測量儀器稱為通用量具。如游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、百分表等。

二 、測量器具的技術(shù)性能指標(biāo)

1. 量具的標(biāo)稱值

標(biāo)注在量具上用以標(biāo)明其特性或指導(dǎo)其使用的量值。如標(biāo)在量塊上的尺寸,標(biāo)在刻線尺上的尺寸,標(biāo)在角度量塊上的角度等。

2. 分度值

測量器具的標(biāo)尺上,相鄰兩刻線(最小單位量值)所代表的量值之差。如一外徑千分尺的微分筒上相鄰兩刻線所代表的量值之差為0.01mm,則該測量器具的分度值為0.01mm。分度值是一種測量器具所能直接讀出的最小單位量值,它反映了讀數(shù)精度的高低,也說明了該測量器具的測量精度高低。

3. 測量范圍

在允許不確定度內(nèi),測量器具所能測量的被測量值的下限值至上限值的范圍。例如,外徑千分尺的測量范圍有0~25mm、25~50mm等,機(jī)械式比較儀的測量范圍為0~180mm。

4. 測量力

在接觸式測量過程中,測量器具測頭與被測量面間的接觸壓力。測量力太大會引起彈性變形,測量力太小會影響接觸的穩(wěn)定性。

5. 示值誤差

測量儀器的示值與被測量的真值之差。示值誤差是測量儀器本身各種誤差的綜合反映。因此,儀器示值范圍內(nèi)的不同工作點,示值誤差是不相同的。一般可用適當(dāng)精度的量塊或其它計量標(biāo)準(zhǔn)器,來檢定測量器具的示值誤差。

三、測量工具的選定

每次測量前,需要根據(jù)被測零件的特殊特性選擇測量工具,比如,長、寬、高、深、外徑、段差等可選用卡尺、高度尺、千分尺、深度尺;軸類直徑可選用千分尺、卡尺;孔、槽類可選用塞規(guī)、塊規(guī)、塞尺;測量零件的直角度選用直角尺;測量R值選用R規(guī);測量配合公差小,精度要求高或要求計算形位公差時可選用三次元、二次元;測量鋼材硬度選用硬度計。

1. 卡尺的應(yīng)用

卡尺可測量物體的內(nèi)徑、外徑、長度、寬度、厚度、段差、高度、深度;卡尺是最常用、使用最方便的量具,在加工現(xiàn)場使用頻率最高的量具。

數(shù)顯卡尺:分辯力0.01mm,用于配合公差小(精度高)的尺寸測量。

表卡:分辯力0.02mm,用于常規(guī)尺寸測量 。

游標(biāo)卡尺:分辯力0.02mm,用于粗加工測量 。

卡尺使用前需先用干凈的白紙將灰塵與臟污去除(用卡尺外測定面卡住白紙然后自然拉出,重復(fù)2-3次即可)

@使用卡尺測量時,卡尺的測量面應(yīng)盡量與被測物體的測量面平行或垂直;

@使用深度測量時,如被測物體有R角時,需避開R角但緊靠R角,深度尺與被測高度盡量保持垂直;

@卡尺測量圓柱時,需轉(zhuǎn)動且分段測量取最大值;

因卡尺使用的頻率高,保養(yǎng)工作需要做到最好,每天使用完后需擦拭干凈后放入盒內(nèi),使用前需用量塊檢驗卡尺的精度。

2. 千分尺的應(yīng)用

千分尺使用前需先用干凈的白紙將灰塵與臟污去除(用千分尺測量接觸面與螺桿面卡住白紙然后自然拉出,重復(fù)2-3次即可),然后扭動旋鈕,測量接觸面與螺桿面快接觸時,改用微調(diào),當(dāng)兩面完全接觸后調(diào)零,即可進(jìn)行測量。

千分尺測量五金件時,調(diào)動旋鈕,快接觸工件時,改用微調(diào)旋鈕旋進(jìn),當(dāng)聽到咔、咔、咔三聲響后停止,從顯示屏或刻度上讀出數(shù)據(jù)。

測量塑膠產(chǎn)品時,測量接觸面與螺桿輕輕接觸到產(chǎn)品即可。

千分尺測量軸類直徑時,至少測量兩個以上方向且分段測取最大值測量中的千分尺,兩接觸面應(yīng)當(dāng)隨時保持清潔,減少測量誤差。

3. 高度尺的應(yīng)用

高度尺主要用來測量高度、深度、平面度、垂直度、同心度、同軸度、面振、齒振、深度、高度尺測量時,首先要檢驗測頭、各連接部位有無松動現(xiàn)象。

4. 塞尺的應(yīng)用

塞尺適用于平面度、彎曲度、直線度的測量

平面度測量 :

將零件放置平臺上,用塞尺測量零件與平臺之間的間隙(注意:測量時塞尺與平臺保持無間隙壓緊狀態(tài))

直線度測量:

將零件放在平臺上旋轉(zhuǎn)一周,用塞尺測量零件與平臺之間的間隙。

彎曲度測量:

將零件放置在平臺上,選取相應(yīng)的塞尺測量零件兩側(cè)或中部與平臺之間的間隙。

垂直度測量:

將被測零的直角度的一邊放置于平臺上,另一邊讓直角尺與之靠緊,用塞尺測量部品與直角尺之間最大的間隙。

5. 塞規(guī)(棒針)的應(yīng)用:

適用于測量孔的內(nèi)徑、槽寬、間隙。

零件孔徑較大,沒有合適的針規(guī)時,可將兩個塞規(guī)重疊,按360度方向測量將塞規(guī)固定在帶磁性的V形塊上,可防止松動,易于測量。

孔徑測量

內(nèi)孔測量:孔徑測量時,貫通為合格,如下圖。

注意:塞規(guī)測量時,需垂直插入,不可斜插。

6. 精密測量儀:二次元

二次元是一種高性能、高精密特性的非接觸式的測量儀器。測量器具的感應(yīng)元件與被測零件表面不直接接觸,因而不存在機(jī)械作用的測量力;二次元通過投影的方式將所能捕捉到的圖象通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)诫娔X的數(shù)據(jù)采集卡中,之后由軟件在電腦顯示器上成像;可進(jìn)行零件上各種幾何元素(點、線、圓、弧、橢圓、矩形)、距離、角度、交點、形位公差(圓度、直線度、平行度、垂直度、傾斜度、位置度、同心度、對稱度)的測量,還可進(jìn)行外形輪廓2D描繪用CAD輸出。不僅能觀測到工件輪廓,而且,對于不透明的工件的表面形狀也可以測量。

常規(guī)幾何元素測量:下圖零件中的內(nèi)圓是利角,只能用投影的方式進(jìn)行測量。

電極加工表面觀測:二次元的鏡頭具有放大功能電極加工后粗糙度檢驗(放大100倍影像)。

小尺寸深槽測量

澆口的檢測:模具加工中,經(jīng)常會有一些澆口在隱在槽內(nèi),各種檢測儀器都不法進(jìn)行測量,這時,可用橡膠泥貼在膠口上,膠口的形狀就會印在膠泥上,再用二次元測量膠泥印的大小得出澆口尺寸。

注:因二次元測量時,無機(jī)械作用力,對于較薄、較軟的產(chǎn)品盡量采用二次元進(jìn)行測量。

7. 精密測量儀器:三次元

三次元的特點是高精度(可達(dá)到μm級);萬能性(可代替多種長度測量儀器);可用于測量幾何元素(除可測量二次元能測量的元素外,還可測量圓柱、圓錐),形位公差(除可測量二次元能測量的形位公差外,還包括圓柱度、平度度、線輪廓度、面輪廓度、同軸度)、復(fù)雜型面,只要三次元的測頭能觸及的地方,就可測出它的幾何尺寸和相互位置,表面輪廓;并借助于計算機(jī)完成數(shù)據(jù)處理;以其高精度高柔性以及優(yōu)異的數(shù)字能力,成為現(xiàn)代模具加工制造和質(zhì)量保證的重要手段、有效工具。

有些模具在修改中,沒有3D圖檔,可測量各個元素的的座標(biāo)值,不規(guī)則曲面的輪廓,然后用繪圖軟件導(dǎo)出并根據(jù)測量元素做成3D圖形,能進(jìn)行快速而無誤的加工與修改(座標(biāo)設(shè)定后,可取任意點測量座標(biāo)值)。

3D數(shù)模導(dǎo)入對比測量:加工完成的零件,為了確認(rèn)與設(shè)計一致性或在裝配fit模過程中發(fā)現(xiàn)配合異常,當(dāng)一些曲面輪廓既非圓弧,又非拋物線,而是一些不規(guī)則的曲面時,無法進(jìn)行幾何元素測量時,可導(dǎo)入3D模型與零件對比測量,從而了解加工誤差;因測量值是點對點的偏差值,能便于進(jìn)行快速而有效的修正改善(下圖所顯示的數(shù)據(jù)為實測值與理論值的偏差)。

8. 硬度計的應(yīng)用

常使用的硬度計有洛氏硬度計(臺式)與里氏硬度計(便攜式)常用的硬度單位為洛氏HRC、布氏HB、維氏HV。

洛式硬度計HR (臺式硬度計)

洛氏硬度試驗方法是用一個頂角為120度的金剛石圓錐休或直徑為1.59/3.18mm的鋼球,在一定的載荷壓入被測材料表面,由壓痕深度求出材料硬度。根據(jù)材料硬度不同,可分為三種不同的標(biāo)度來表示HRA、HRB、HRC。

HRA 是采用60Kg載荷和鉆石錐壓入器求的硬度,用于硬度極高的材料。例如:硬質(zhì)合金。

HRB 是采用100Kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球求得的硬度,用于硬度較低的材料。例如:退火鋼、鑄鐵等 、合金銅。

HRC 是采用150Kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度很高的材料。例如:淬火鋼、回火鋼、調(diào)質(zhì)鋼和部分不銹鋼。

維氏硬度HV(主要是針對表面硬度測量)

適用于顯微鏡分析。以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面,用測量壓痕對角線長度,它適用于較大工件和較深表面層的硬度測定。

里氏硬度HL(便攜式硬度計)

里氏硬度是一種動態(tài)硬度試驗法。硬度傳感器的沖擊體在與被測工件沖擊過程中,距工件表面1mm時的反彈速度與沖擊速度的比值乘以1000,定義為里氏硬度值 。

優(yōu)點:里氏硬度理論制造的里氏硬度儀改變了傳統(tǒng)的硬度測試方法。由于硬度傳感器小如一只筆,可以手握傳感器在生產(chǎn)現(xiàn)場直接對工件進(jìn)行各種方向的硬度檢測,因此是其它臺式硬度儀所難以勝任的。

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