通用卡尺多功能專用檢具的研制與應(yīng)用

【作者】 陶三春； 張超； 黃守義； 張宇； 曹盛華； 張耀明；

【機構(gòu)】 上海市浦東新區(qū)計量質(zhì)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(nèi)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(nèi)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(nèi)尺寸檢具的難題。

通用卡尺是機械行業(yè)使用較多的量具之一，主要用于工件的外尺寸、內(nèi)尺寸、深度測量等，是幾何量計量領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的工作計量器具。JJG30-2012《通用卡尺檢定規(guī)程》為適應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展，增加了刀口內(nèi)量爪示值誤差和數(shù)顯類卡尺細分誤差等需檢定的項目，為了實施現(xiàn)行規(guī)程的各項技術(shù)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(xiàn)有 12 塊組量塊及專用測量塊進行科學(xué)合理布局、巧妙排列、交叉結(jié)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(nèi)尺寸測量標準，同時在檢具底座增設(shè)細分誤差等幾項輔助檢定功能，研制了可對通用卡尺內(nèi)外尺寸等進行檢定或校準（以下統(tǒng)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(xiàn)有量塊及專用測量塊（以下簡稱量塊）等相結(jié)合后形成內(nèi)、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(xué)排列組合錯位結(jié)合，組成具有多種規(guī)格的能對通用卡尺內(nèi)、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(nèi)，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(nèi)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(zhuǎn)，并可隨時手控任意角定位。可對測量上限 70~300 mm 各種規(guī)格游標、帶表和數(shù)顯卡尺進行檢定。

檢具的底座前面左旁側(cè)腰形槽內(nèi)設(shè)有數(shù)顯類卡尺細分誤差專用檢具，其專用槽內(nèi)分別放置 1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、5 mm 量塊，可對數(shù)顯類卡尺細分誤差進行檢定。底座上右平面開方孔，內(nèi)設(shè)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(nèi)量爪夾持量塊后進行定位，利用外徑千分尺對刀口內(nèi)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(guī)格的通用卡尺分別進行內(nèi)、外尺寸示值誤差、細分誤差、深度測量桿示值誤差、刀口內(nèi)量爪平行度等進行檢定，達到在不增加其他標準器或設(shè)備的情況下就能進行內(nèi)、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(shù)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(jié)構(gòu)

見圖 1

2　專用檢具的裝夾與應(yīng)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?qū)⒘繅K與測量塊裝夾于檢具主體上，使量塊一側(cè)面與檢具主體側(cè)面平齊，測量塊一側(cè)面與內(nèi)測量槽側(cè)面平齊。旋轉(zhuǎn)檢具主體，使檢具主體 A、B、C、D 槽呈水平狀態(tài)，A、B 槽在上層，鎖定緊固螺釘。

　　2）在 A 槽內(nèi)，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(nèi)，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(zhuǎn)檢具主體 180°，使檢具主體 A、B、C、D 槽呈水平狀態(tài)，C、D 槽在上層，鎖定緊固螺釘。

　　4）在 C 槽內(nèi)，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(nèi)，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(yīng)用實例

以分度值 0.01 mm、測量范圍 0 ~ 150 mm 電子數(shù)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(nèi)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(nèi)尺寸測量標準。檢具主體在檢定時能 360°繞軸自由旋轉(zhuǎn)，并可隨時手控任意角定位，獲得最佳視覺讀數(shù)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(nèi)（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(tài)，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(shù)值穩(wěn)定后即可讀數(shù)，測量應(yīng)在螺釘緊固和松開兩種狀態(tài)下進行，每一測量點均應(yīng)在外量爪的里端和外端兩個位置上分別測量讀數(shù)并記錄。

2.3.2　刀口內(nèi)量爪示值誤差的檢定

在檢具主體兩側(cè)邊內(nèi)尺寸測量標準上進行測量。專用檢具置于如圖 1 狀態(tài)，將專用檢具主體向后旋轉(zhuǎn) 90°左右，用卡尺內(nèi)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(zhuǎn) 180°左右，用卡尺內(nèi)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(nèi)量爪的測量面平行卡住兩端內(nèi)尺寸測量面 , 測量內(nèi)尺寸時應(yīng)輕微擺動卡尺，手感力度適當以找出最小測量值，待數(shù)值穩(wěn)定后即可讀數(shù)，測量應(yīng)在螺釘緊固和松開兩種狀態(tài)下進行，每一測量點應(yīng)在卡尺刀口內(nèi)量爪的中間位置上測量讀數(shù)并記錄。

2.3.3　細分誤差的檢定

在專用檢具底座左側(cè)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(shù)顯卡尺進行細分誤差逐一測量讀數(shù)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(shù)并記錄。

2.3.5　刀口內(nèi)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(yīng)能在量爪測量面間滑動而不脫落。然后，將卡尺平面旋轉(zhuǎn) 180°，平放在檢具底座上，使夾持的 10 mm 量塊嵌入腰形槽內(nèi)，用外徑千分尺沿刀口內(nèi)量爪平行于尺身方向測量，在刀口內(nèi)量爪的全長范圍內(nèi)測量，以最大與最小尺寸之差確定讀數(shù)并記錄。

3　結(jié)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(jié)合后，由原有外尺寸的標準量塊又生成了內(nèi)尺寸的標準量值，經(jīng)檢測各項內(nèi)尺寸的標準量值技術(shù)指標均符合現(xiàn)行規(guī)程規(guī)定的要求，從而解決了檢定通用卡尺當前無專用內(nèi)尺寸檢具的難題，可替代量塊內(nèi)尺寸夾具等較煩瑣的裝夾。從設(shè)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(zhuǎn)更靈活輕便，讀數(shù)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(zhì)量，從而大幅提高了檢定工作效率。

　　想法的確很巧妙！這種組合方式產(chǎn)生了許多卡尺檢定需要的尺寸，很有啟發(fā)性。我覺得產(chǎn)品定型后會吸引廣大萬能量具檢定人員的歡迎的。

不錯啊，真是用心了

原理有點象檢定三座標的步距規(guī)，但尺寸應(yīng)該不 一樣，這個哪里有賣，多少錢？