尺寸的检测方法

尺寸检测
1．轴类尺寸的检测方法
方法一：量规法
用量规检测轴径，不能得到具体数值，只能检测轴径尺寸合格与否。

其优点是精度高、检验效率高，在成批生产中广泛使用。

方法二：钢尺法
直接用钢直尺进行测量，或者使用卡钳将工件尺寸与钢直尺进行比较。

方法三：卡尺法
使用游标卡尺、千分尺、杠杆千分尺等对轴径进行直接测量。

方法四：测微仪法
用各种测微仪、测微表与量块进行比较测量。

常用的测微仪（表）有百分表、千分表、扭簧比较仪、电感比较仪等。

方法五：仪器测量法
可以用光学计、测长仪、工具显微镜等对轴径进行精密测量。

在工具显微镜上又分为影像法、轴切法、干涉法、灵敏杠杆法等。

在光学计、测长仪上测量可以分为绝对测量和相对测量。

立式光学计测量：
用立式光学计测量工件外径，是按照相对测量法进行测量的。

先用组合好的尺寸L的量块组，将仪器的刻度尺调到零位。

再将被测工件放到测头与工作台面之间。

从目镜或投
∆，那么被测工件的外径尺寸
影屏中可以读出被测工件外径相对于量块组尺寸的差值L
+
=。

d∆
L
L
⑴测头的选择
测头有球形、平面形和刀口形三种。

根据被测零件的几何形状来选择，使测头与被测表面尽量满足点接触。

因此，测量平面或圆柱面时，选用球形测头；测量球面工件时，选用平面形测头；测量小于10mm的圆柱形工件时，选用刀口形测头。

⑵按被测工件外径的基本尺寸组合量块
为了减少量块组合的累积误差，应力求使用最小的量块数，一般不超过4块。

每选择一块量块，至少要消去所需尺寸的最末一位数。

量块的正确使用：
①选择量块，用竹夹子从量块盒里夹出所需用的量块；
②清洗，首先用干净棉花擦洗，再用蘸上汽油的棉花擦洗，最后用绸布把汽油擦干；
③组合，首先要搞清量块的测量面。

组合量块时要注意：大尺寸量块在中间，小尺寸量块放在两边，这样的量块组较稳固，
而且变形较小。

⑶调整仪器零位
①将量块组放置于工作台的中央，并使测头对准量块测量面的中央；
②粗调节，松开横臂紧固螺钉，旋转粗调节螺母，直到目镜中看到标尺像，锁紧横臂紧固螺钉；
③细调节，松开光管紧固螺钉，旋转微调手轮，从目镜中看到零位指示线，对准零位，锁紧光管紧固螺钉；拨动几次提升器，若此时零位指示线仍偏离零位线，则旋转零位调节手轮，使零位指示线准确对准零位；
④抬起提升杠杆，取出量块。

⑷测量工件
轻轻地将被测工件放在工作台上，并在测头下来回移动，按试验规定的部位进行测量，并记录测量结果。

⑸合格性判断
按照零件图所规定的尺寸公差和形位公差，判断零件的合格性。

方法六：刀口光隙法
如图1所示，使用刀口尺和量块组合，在检验平台上测量轴径。

调整量块组尺寸，当量块和圆柱上看不见光隙时，则认为量块组的尺寸h 就是轴径d 的值。

方法七：平晶干涉法
如图2所示，按轴径公称值组合量块尺寸，将工件和量块一起放在检验平台上，在其上放一块平面平晶，记下在量块工作表面上的干涉条纹数，按下式计算轴径
2
//λ⨯=∆∆±=b nL h h
h d 。

其中：n 为量块上的干涉条纹数；L 为圆心到量块接触边缘的长度；
b 为量块短边的长度；λ为光波的波长。

2．孔类尺寸的检测方法
方法一：绝对测量
属于绝对测量的仪器有：工具显微镜（影像法、光学灵敏杠杆法）、万能测长仪（双测沟法、电眼装置法）、表面反射比较仪（反射法）等。

方法二：相对测量
属于相对测量的仪器有：万能测长仪、自准直孔径测量仪、孔径测量仪等。

说明：在车间生产中，一般精度的孔径常用塞规和通用量具量仪如游标卡尺、内径千分尺和内径百分表等进行检测；对于单件、高精度孔径可用平台测量法；对于批量大、精度高的孔径，则适合采用气动测量法。

内径百分表测量：
用内径百分表测量内径，是用相对法进行测量的。

先根据孔的基本尺寸L组合成量块组，并将量块组装在量块附件中组成内尺寸L。

用该标准尺寸L来调整内径百分表的零位，
∆，那么被测孔径的尺寸
然后用内径百分表测出被测孔径相对于零位的偏差值L
=。

+
D∆
L
L
⑴根据被测孔径的大小正确选择测头，并将测头装入量杆的螺孔内；
⑵按被测孔径的基本尺寸选择量块，擦净后组合于量块夹中；
⑶将测头放入量块夹内并轻轻摆动，按图3a的方法在指示表的最小值处，将指示表调零；
⑷按图3b的方法测量孔径，在指示表的最小值处读数；
⑸在孔深的上、中、下三个截面内，互相垂直的方向上，共测6个位置，并记录数据；
⑹进行相关数据处理，并按是否超出工件设计公差所确定的最大与最小极限尺寸，判断其合格性。

万能测长仪测量：
⑴根据被测孔径的尺寸组合量块，用量块组调整仪器零位或用仪器所带的标准环调零；
⑵按被测工件安装在工作台上，并用压板固定；
⑶松开测量轴固定螺钉，按仪器操作规程调整万能工作台，使工件处于正确位置，从读数显微镜中读数；
确定工件的正确位置：如图4所示，旋转工作台升降手轮，调整工作台的高度，使测头位于孔内适当位置，再慢慢旋转工作台横向移动微分筒，同时观察目镜中刻度尺的变化，以读数最大值为转折点，在此处将工作台横向固定。

最后再调整工作台微摆螺钉，以读数最小值为转折点，在此处将工作台纵向位置偏摆固定，方可正式读数，如图5所示。

此时，测量轴线穿过被测件的曲面中心，且与圆柱体的轴线垂直。

⑷重复步骤⑶，记录每次测量结果；
⑸填写试验报告，进行等精度多次测量的人工数据处理，判断被测孔径的合格性。

3．大尺寸的测量
方法一：直接测量
用测量范围较大的通用量具和测量仪器直接测出量值，对于一般精度的大尺寸主要用大测量范围的游标卡尺、外径千分尺等通用量具进行测量；对于较高精度的大尺寸主要用测长仪、测距仪、激光干涉仪和三坐标测量机等大型测量仪器进行测量。

方法二：弓高弦长法
主要用于测量大尺寸的轴径和非整圆的圆弧直径，属间接测量。

基本原理是通过测量弓高H 和弦长S 的值，或精确固定H 和S 中的一个值并测出余下的一个值，然后计算出
直径值，由图6可知：H H
S d +=42
测量极限误差的计算公式为()()2lim 2
222lim 2
412H H S S H S d ∆⨯⎪
⎪⎭
⎫
⎝⎛-+∆⨯⎪⎭
⎫ ⎝⎛=∆ 式中：S ——弦长 H ——弓高
lim S ∆——弦长S 的测量极限误差 lim H ∆——弓高H 的测量极限误差
方法三：围绕法
用卷尺或金属带尺测量工件的圆周长度，再算出其平均直径。

金属带尺两端附有角铁，以便拉紧带尺。

工件的平均直径d 可以按照下式计算
用卷尺测量时：t L
d -=π
用带尺测量时：π
a
l d +=
式中：d ——被测工件的平均直径 L ——用卷尺测得的工件圆周长度
t ——卷尺尺带的厚度 l ——金属带尺的长度 a ——带尺两端之间的间隙，可以用成组塞尺测定
方法四：滚轮法
滚轮法是一种由测量圆周长度换算直径的方法。

如图7所示，它是根据无滑动对滚原理，利用已知直径为d 的基准圆盘（滚轮）同被测圆柱形工件作无滑动的对滚，当工件转过N 转时，精确地测量出滚轮转数m ，则被测工件的直径N md d /1=，
式中：d ——被测工件直径 1d ——基准滚轮直径
m 、N ——滚轮和工件的转数
基准滚轮的转数由光栅头给出。

滚轮旋转时，带动同轴的光栅盘旋转，光栅盘的转数由读数头测出，光栅头计数的开始与结束，由装有被测工件的定位控制器控制。

方法五：辅助基面法
在没有大量具量仪时，用机床、工件或另一辅助件上的特殊基面作为测量基面，用较小的量具量仪分段测量，然后通过简单的计算求得被测尺寸。

⑴以机床的一部分作为辅助基面
图8是以机床的床面为基面，对大尺寸的外径进行测量的示意图。

在测量前先在两顶尖上放上专用心轴，其直径为1d ，量出其下表面与基面的距离a ；然后取下心轴，放上工件，在测量时只要量出距离b ，即可求出被测工件的直径⎪⎭
⎫ ⎝⎛-+
=b d a d 221。

图9为测量安装在机床上的大尺寸工件内径的示意图。

专用心轴直径d 已知，只要测
出距离l ，则被测孔径为d l D +=2
⑵以辅助件作为辅助基面
图10所示，在立式车床上加工大型扇形齿轮外径。

可以在立式转台上，另装一个辅助块，随同工件一起加工内径D ，用内量杆测出内径D ，以内径为基准测量壁厚h ，便可计算出外径D h d +=2。

方法六：经纬仪测量 ⑴中心标尺法
在被测直径的中心放置长为2L 的标尺，如图11所示。

由安装在数米外远的经纬仪先后瞄准标尺及工件边缘，测出标尺2L 的包角α2及工件包角β2。

瞄准时必须使标尺的中点与其边缘之间的夹角相等，则工件的直径D 为β
α
tan sin 2L D =。

⑵边标尺法
标尺放在与被测件边缘相切的位置上，经纬仪放在O '处，如图12，分别测出标尺包角β2，工件包角α2，则工件直径为()
αβα
sin 1tan sin 2-=
L D 。

⑶移距法
经纬仪在O '处测出工件包角α2后，沿α2角平分线的方向移到O ''点，如图13。

移距S 用线纹尺或量块测出，测出工件包角β2，被测工件的直径为α
ββ
αsin sin sin sin 2-⨯=S
D 。