【作者】 陶三春； 張超； 黃守義； 張宇； 曹盛華； 張耀明；
【機構】 上海市浦東新區計量質量檢測所；
【摘要】 利用量塊具有一對相互平行測量面且量塊的測量面可以和另一量塊的測量面相研合而組合使用的特性,研制了可對通用卡尺內外尺寸等進行檢定或校準的專用夾具。闡述使用通用卡尺多功能專用檢具對卡尺內外尺寸等進行檢定的特點。從而解決了檢定通用卡尺當前無專用內尺寸檢具的難題。
通用卡尺是機械行業使用較多的量具之一，主要用于工件的外尺寸、內尺寸、深度測量等，是幾何量計量領域應用最廣泛的工作計量器具。JJG30-2012《通用卡尺檢定規程》為適應科學技術發展，增加了刀口內量爪示值誤差和數顯類卡尺細分誤差等需檢定的項目，為了實施現行規程的各項技術要求，利用量塊具有一對相互平行測量面且量塊的測量面可以和另一量塊的測量面相研合而組合使用等特性，將現有 12 塊組量塊及專用測量塊進行科學合理布局、巧妙排列、交叉結合安裝在專用檢具主體上，不僅保留原有量塊的外尺寸測量標準，而且生成了9 個內尺寸測量標準，同時在檢具底座增設細分誤差等幾項輔助檢定功能，研制了可對通用卡尺內外尺寸等進行檢定或校準（以下統稱檢定）的專用夾具——“通用卡尺多功能專用檢具”，獲得了國家實用新型專利證書（專利號為 ZL201320161337.1）。
1 通用卡尺多功能專用檢具
1.1 組成與作用
通用卡尺多功能專用檢具是由檢具主體與現有量塊及專用測量塊（以下簡稱量塊）等相結合后形成內、外尺寸的測量標準，在一個檢具主體上用量塊與測量塊科學排列組合錯位結合，組成具有多種規格的能對通用卡尺內、外尺寸示值誤差檢定的測量標準；將整套 12 塊組中的 9 塊量塊、與 13 個10 mm 以上的測量塊安裝夾持在檢具主體上的 A、B、C、D 四個槽內，分別進行組合夾緊后，形成既保持量塊原有 9 個外尺寸測量標準，又能生成 9 個內尺寸測量標準，檢具主體安裝在帶有底座的可移動支承架上，能 360°繞軸自由旋轉，并可隨時手控任意角定位。可對測量上限 70~300 mm 各種規格游標、帶表和數顯卡尺進行檢定。
檢具的底座前面左旁側腰形槽內設有數顯類卡尺細分誤差專用檢具，其專用槽內分別放置 1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、5 mm 量塊，可對數顯類卡尺細分誤差進行檢定。底座上右平面開方孔，內設深度測量桿專用檢具，檢具平板上放置兩塊 20 mm 量塊，可對通用卡尺深度測量桿示值誤差進行檢定；底座上右平面開有的腰形槽嵌入 10 mm 量塊，可對通用卡尺內量爪夾持量塊后進行定位，利用外徑千分尺對刀口內量爪平行性進行檢定。
檢具可對 125 mm、150 mm、200 mm、300 mm等不同規格的通用卡尺分別進行內、外尺寸示值誤差、細分誤差、深度測量桿示值誤差、刀口內量爪平行度等進行檢定，達到在不增加其他標準器或設備的情況下就能進行內、外量爪示值誤差檢定的目的。量塊的安裝與拆卸安全可靠，檢定時讀數視角直觀清晰，并能有效任意角定位，操作簡捷、方便易行。
1.2 專用檢具的結構
見圖 1
2 專用檢具的裝夾與應用
2.1 量塊與測量塊裝夾排列順序
如圖 2、3 所示。
2.2 量塊與測量塊的裝夾
1）按圖 2、圖 3 排列順序將量塊與測量塊裝夾于檢具主體上，使量塊一側面與檢具主體側面平齊，測量塊一側面與內測量槽側面平齊。旋轉檢具主體，使檢具主體 A、B、C、D 槽呈水平狀態，A、B 槽在上層，鎖定緊固螺釘。
2）在 A 槽內，將測量塊及量塊從左到右交替依次排列，10.24 mm、41.2 mm、15.36 mm、81.5 mm、20 mm、51.2 mm、20 mm、121.5 mm、10.24 mm，用兩端夾緊螺釘擰緊。
3）在 B 槽內，將測量塊及量塊從左到右交替 錯 位 依 次 排 列 10.24 mm、121.8 mm、20 mm、191.8 mm、20 mm，用兩端夾緊螺釘擰緊。松開緊固螺釘，旋轉檢具主體 180°，使檢具主體 A、B、C、D 槽呈水平狀態，C、D 槽在上層，鎖定緊固螺釘。
4）在 C 槽內，將測量塊及量塊從左到右交替錯位依次排列 20 mm、101.2 mm、20 mm、201.5 mm、20 mm，用兩端夾緊螺釘擰緊。
5）在 D 槽內，將測量塊及量塊從左到右交替錯位依次排列 20 mm、291.8 mm、20 mm，用兩端夾緊螺釘擰緊（詳見圖 2、圖 3）。
2.3 應用實例
以分度值 0.01 mm、測量范圍 0 ~ 150 mm 電子數顯卡尺檢定為例：
在通用卡尺多功能專用檢具上，用 3 級或 5等卡尺專用量塊和測量塊組成可對測量范圍 0 ~150 mm 通用卡尺示值誤差進行檢定的內外尺寸測量標準。檢具主體的 A 槽和 B 槽上分別有（41.2 mm、81.5 mm、121.8 mm）3 個外尺寸測量標準和 3 個內尺寸測量標準。檢具主體在檢定時能 360°繞軸自由旋轉，并可隨時手控任意角定位，獲得最佳視覺讀數效果。
2.3.1 外尺寸示值誤差的檢定
在檢具主體中間的測量 A 槽、B 槽內（41.2 mm、81.5 mm、121.8 mm）3 個外尺寸進行測量。將專用檢具置于圖 1 狀態，用左手扶持尺身左端部位，右手將尺框水平向右拉開，使兩個外量爪稍大于標準量塊測量面之間的距離 , 兩個外量爪長邊要垂直于量塊工作面的長邊，然后以右手拇指緩慢往左推動尺框，使兩個外量爪卡向被測量塊工作面部位 , 輕微擺動卡尺，當手感外量爪測量面與量塊工作面垂直接觸且數值穩定后即可讀數，測量應在螺釘緊固和松開兩種狀態下進行，每一測量點均應在外量爪的里端和外端兩個位置上分別測量讀數并記錄。
2.3.2 刀口內量爪示值誤差的檢定
在檢具主體兩側邊內尺寸測量標準上進行測量。專用檢具置于如圖 1 狀態，將專用檢具主體向后旋轉 90°左右，用卡尺內量爪測量 41.2 mm 和 81.5 mm兩個檢定點的測量塊兩端面，檢測完畢后，將專用檢具向前旋轉 180°左右，用卡尺內量爪測量121.8 mm 檢定點；檢定時左手扶持尺身左端部位，右手水平移動尺框使兩個刀口內量爪的測量面平行卡住兩端內尺寸測量面 , 測量內尺寸時應輕微擺動卡尺，手感力度適當以找出最小測量值，待數值穩定后即可讀數，測量應在螺釘緊固和松開兩種狀態下進行，每一測量點應在卡尺刀口內量爪的中間位置上測量讀數并記錄。
2.3.3 細分誤差的檢定
在專用檢具底座左側的細分誤差專用檢具上進行測量。檢具上嵌有檢定1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、5 mm 細分誤差的量塊。檢定時，拉出細分誤差專用檢具，檢定時按 1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、5 mm順序從左到右進行測量 , 方法同外尺寸示值誤差的檢定，對數顯卡尺進行細分誤差逐一測量讀數并記錄。
2.3.4 通用卡尺深度測量桿示值誤差檢定
在檢具底座的深度測量桿專用檢具上進行測量。將兩塊 20 mm 量塊放置在深度測量桿專用檢具底座平板上，使量塊緊靠擋塊呈倒 V 形擺放。檢定時基準面與量塊工作面的長邊方向接觸，測量桿測量面與專用檢具平板接觸，然后讀數并記錄。
2.3.5 刀口內量爪平行度檢定
在檢具底座上進行測量。將尺寸為 10 mm 的 5等量塊的長邊夾持于兩外測量爪的測量面之間，緊固螺釘后，該量塊應能在量爪測量面間滑動而不脫落。然后，將卡尺平面旋轉 180°，平放在檢具底座上，使夾持的 10 mm 量塊嵌入腰形槽內，用外徑千分尺沿刀口內量爪平行于尺身方向測量，在刀口內量爪的全長范圍內測量，以最大與最小尺寸之差確定讀數并記錄。
3 結語
作為通用卡尺多功能專用檢具，其實用價值就是專用檢具與標準量塊完美結合后，由原有外尺寸的標準量塊又生成了內尺寸的標準量值，經檢測各項內尺寸的標準量值技術指標均符合現行規程規定的要求，從而解決了檢定通用卡尺當前無專用內尺寸檢具的難題，可替代量塊內尺寸夾具等較煩瑣的裝夾。從設計到制作實驗樣品及試用的情況，又進行改進與完善，并增加輔助檢定功能等，使其更加實用，操作安全可靠，檢具主體360°旋轉更靈活輕便，讀數直觀，已基本滿足通用卡尺檢定時的多項功能，能有效保證通用卡尺的檢校質量，從而大幅提高了檢定工作效率。
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