第四节百分表、千分表_常用计量器具使用方法-QQ阅读男生轻小说网

书名：常用计量器具使用方法
作者名：西安铁路局
本章字数：5179字
更新时间：2021-03-28 17:13:49

第四节　百分表、千分表

一、主要用途

百分表是一种精度较高的比较量具，它既能测出相对数值，也能测出绝对数值，主要用于测量形状和位置误差，也可用于机床上安装工件时的精密找正。百分表的分度值为0.01mm，测量范围（mm）：0～3、0～5、0～10，适用于尺寸精度为IT6～IT8级零件的校正和检验。千分表的读数精度比百分表高，为0.001mm，适用于尺寸精度为IT5～IT7级零件的校正和检验。百分表和千分表按其制造精度，可分为0级、1级和2级三种，0级精度较高。使用时，应按照零件的形状和精度要求，选用合适精度等级和测量范围的百分表或千分表。

千分表和百分表的结构原理、使用方法相同，只是读数精度、测量范围有所区别，故本文仅按照百分表进行说明，千分表不再赘述。

二、结构原理

1.基本原理

（1）百分表的工作原理，是利用齿条齿轮或杠杆齿轮传动，将被测尺寸引起的测杆微小直线移动，经过齿轮传动放大，变为指针的角位移（在刻度盘上转动），从而读出被测尺寸的大小，如图1-52所示。

图1-52　百分表的传动原理

1—测量杆；2—轴齿轮（1）；3—齿轮；4—轴齿轮（2）；5—大指针；6—游丝；7—小指针

（2）百分表的刻度原理如图1-53所示，大刻度盘最小刻度间隔：1格=0.01mm；小刻度盘最小刻度间隔：1格=1.0mm（长指针旋转一周，短指针旋转一格，即：1mm）。

2.基本结构

（1）百分表的外部结构如图1-54（a）所示。8为测量杆，6为指针，表盘3上刻有100个等分格，其刻度值（即读数值）为0.01mm。当指针转一圈时，小指针即转动一小格，转数指示盘5的刻度值为1mm。用手转动表圈4时，表盘3也跟着转动，可使指针对准任一刻线。测量杆8是沿着套筒7上下移动的，套筒7可作为安装百分表用。9是测量头，2是手提测量杆用的圆头。

图1-53　百分表的刻度原理

（2）百分表的内部机构如图1-54（b）所示。带有齿条的测量杆1的直线移动，通过齿轮传动（Z1、Z2、Z3），转变为指针2的回转运动。齿轮Z4和弹簧3使齿轮传动的间隙始终在一个方向，起着稳定指针位置的作用。弹簧4是控制百分表的测量压力的。百分表内的齿轮传动机构，使测量杆直线移动1mm时，指针正好回转一圈。

图1-54　百分表的结构

3.分类

百分表的种类很多，有钟表式百分表、电子数显式百分表、内径百分表、深度百分表、杠杆百分表等。下面对区别部分进行说明。

（1）杠杆百分表：杠杆百分表目前有正面式、侧面式及端面式几种类型，按传动方式不同又可分为杠杆齿轮传动式和杠杆螺旋传动式两种。

杠杆齿轮传动式的工作原理：在图1-55中，球面测头1（杠杆短臂）与扇形齿轮Z4（杠杆长臂）以摩擦结合的形式，组成一个齿轮杠杆绕转轴2摆动的机构。轴齿轮Z3，端面齿轮Z2，在扇形齿轮Z4的带动下做回转运动，最后传给了中心齿轮Z1及指针3，并反映在刻度盘4上，读出相应的示值。

杠杆千分表由于传动比大于、精度高于杠杆百分表，所以在传动系统中多增加了一级齿轮的传动，除此以外，均与杠杆百分表相同（指工作原理）。

杠杆螺旋传动式的工作原理：如图1-56所示，球面测头1（杠杆短臂）与杠杆长臂3相结合（靠摩擦力）。当被测尺寸变化时，引起测头的摆动，杠杆长臂绕转轴2也相应摆动。长臂3的末端有一个球头销柱4，安装在蜗杆5的螺旋槽内，球头与槽的两侧表面接触，蜗杆轴上装有指针6。当杠杆长臂摆动时，球头沿蜗杆螺旋槽做轴向移动。同时又迫使蜗杆旋转，因而带动了指针的回转，最后反映在刻度盘上，读出相应的数值。

图1-55　杠杆齿轮传动式传动原理

L—指针的长度；a—测头的中心长度；

rj—扇形齿轮的节圆半径； —中心齿轮的节圆半径

图1-56　杠杆螺旋传动式传动原理

R—杠杆长臂尺寸；a—杠杆短臂尺寸（测头中心长度）；L—指针长度尺寸；S—蜗杆导程

杠杆百分表的体积小，测量杆的方向又易改变，在校正工件和测量工件时都很方便，尤其对于小孔的校正和在机床上校正零件时，由于空间的限制，百分表放不进去，这时使用杠杆百分表就显得比较方便。

（2）内径百分表：内径百分表是内量杠杆式测量架和百分表的组合，用以测量或检验零件的内孔、深孔直径及其形状精度。内径百分表的刻度盘上每一格为0.01mm，盘上刻有100格，即指针每转一圈为1mm。在三通管的一端装着活动测量头，另一端装着可换测量头，垂直管口一端，通过连杆装有百分表。活动测头的移动，使传动杠杆回转，通过活动杆，推动百分表的测量杆，使百分表指针产生回转。由于杠杆的两侧触点是等距离的，当活动测头移动1mm时，活动杆也移动1mm，推动百分表指针回转一圈。所以，活动测头的移动量，可以在百分表上读出来。活动测头的测量压力由活动杆上的弹簧控制，保证测量压力一致。内径百分表活动测头的移动量，小尺寸的只有0～1mm，大尺寸的可有0～3mm，它的测量范围是由更换或调整可换测头的长度来达到的。因此，每个内径百分表都附有成套的可换测头，如图1-57所示。

（3）深度百分表：深度百分表用于工件深度（坑状缺陷深度）、台阶等尺寸测量。结构原理与一般百分表基本相同，只是测量范围更大，其结构如图1-58所示。

（4）电子数显百分表：数显百分表是利用数字测量显示技术，对测量杆所感测到的直线位移进行读数的一种精密测量器具。能够直接进行读数，比普通机械式百分表使用更加方便，如图1-59所示。

图1-57　内径百分表

1—桥板；2—压簧；3—导向杆；4—螺帽；5—可换侧测头；6—限位销；7—套管；

8—基体；9—钢球；10—传动杠杆；11—盖板；12—活动测头；13—回转轴；

14—螺钉；15—接长杆；16—隔热手柄；17—限位环；18—测力弹簧；

19—衬套；20—百分表；21—保护罩；22—固定螺钉；23—顶绦

图1-58　深度百分表

图1-59　电子数显百分表

三、使用方法及应用实例

1.使用前，应检查测量杆活动的灵活性。即轻轻推动测量杆时，测量杆在套筒内的移动要灵活，没有任何轧卡现象，且每次放松后，指针能恢复到原来的刻度位置。

2.使用百分表或千分表时必须把它固定在可靠的夹持架上（如固定在万能表架或磁性表座上），如图1-60所示，夹持架要安放平稳，以免使测量结果不准确或摔坏百分表。用夹持百分表的套筒来固定百分表时，夹紧力不要过大，以免因套筒变形而使测量杆活动不灵活。

3.用百分表测量零件时，测量杆必须垂直于被测量表面，如图1-61所示。即测量杆的轴线与被测量尺寸的方向一致，否则将使测量杆活动不灵活或使测量结果不准确。

4.测量时，不要使测量杆的行程超过其测量范围；不要使测量头突然撞在零件上；不要使百分表和千分表受到剧烈的振动和撞击，亦不要把零件强推入测量头下，以免损坏百分表和千分表的机件而失去精度。因此，用百分表测量表面粗糙或有显著凹凸不平的零件是错误的。

图1-60　安装在专用夹持架上的百分表

图1-61　百分表安装方法

5.用百分表校正或测量零件时，如图1-62所示。应当使测量杆有一定的初始测力。即在测量头与零件表面接触时，测量杆应有0.3～1mm的压缩量（千分表可小一点，有0.1mm即可），使指针转过半圈左右，然后转动表圈，使表盘的零位刻线对准指针。轻轻地拉动手提测量杆的圆头，拉起和放松几次，检查指针所指的零位有无改变。当指针的零位稳定后，再开始测量或校正零件的工作。如果是校正零件，此时开始改变零件的相对位置，读出指针的偏摆值，就是零件安装的偏差数值。

图1-62　百分表尺寸校正与检验方法

6.检查工件圆度、圆柱度及跳动时，如图1-63所示。将工件放在平台上，使测量头与工件表面接触，调整指针使其摆动，然后把刻度盘零位对准指针，跟着慢慢地移动表座或工件，当指针顺时针摆动时，说明工件偏高，逆时针摆动时，说明工件偏低。

图1-63　轴类零件圆度、圆柱度及跳动

7.当测量轴的时候，就是以指针摆动最大数字为读数（最高点），测量孔的时候，就是以指针摆动最小数字（最低点）为读数。

8.检验工件的偏心度时，如果偏心距较小，可按图1-64所示方法测量偏心距，把被测轴装在两顶尖之间，使百分表的测量头接触在偏心部位上（最高点），用手转动轴，百分表上指示出的最大数字和最小数字（最低点）之差即为偏心距的实际尺寸。偏心套的偏心距也可用上述方法来测量，但必须将偏心套装在心轴上进行测量。

9.偏心距较大的工件，因受到百分表测量范围的限制，不能用上述方法测量。这时可用如图1-65所示的间接测量偏心距的方法。测量时，把V形铁放在平板上，并把工件放在V形铁中，转动偏心轴，用百分表测量出偏心轴的最高点，找出最高点后，工件固定不动。再用百分表水平移动，测出偏心轴外圆到基准外圆之间的距离a，然后用式（1-2）计算出偏心距e：

图1-64　两顶尖上测量偏心距的方法

图1-65　偏心距的间接测量方法

式中：e——偏心距（mm）；

D——基准轴外径（mm）；

d——偏心轴直径（mm）；

a——基准轴外圆到偏心轴外圆之间最小距离（mm）。

用上述方法，必须把基准轴直径和偏心轴直径用百分尺测量出正确的实际尺寸，否则计算时会产生误差。

10.检验车床主轴轴线对刀架移动平行度时，在主轴锥孔中插入一检验棒，把百分表固定在刀架上，使百分表测头触及检验棒表面，如图1-66所示。移动刀架，分别对侧母线A和上母线B进行检验，记录百分表读数的最大差值。为消除检验棒轴线与旋转轴线不重合对测量的影响，必须旋转主轴180°，再同样检验一次A、B的误差分别计算，两次测量结果的代数和之半就是主轴轴线对刀架移动的平行度误差。要求水平面内的平行度允差只许向前偏，即检验棒前端偏向操作者；垂直平面内的平行度允差只许向上偏。

图1-66　主轴轴线对刀架移动的平行度检验

11.检验刀架移动在水平面内直线度时，将百分表固定在刀架上，使其测头顶在主轴和尾座顶尖间的检验棒侧母线上（图1-67位置A），调整尾座，使百分表在检验棒两端的读数相等。然后移动刀架，在全行程上检验。百分表在全行程上读数的最大代数差值，就是水平面内的直线度误差。

12.用内径百分表测量内径是一种比较量法，测量前应根据被测孔径的大小，在专用的环规或百分尺上调整好尺寸后才能使用，如图1-68所示。调整内径百分尺的尺寸时，选用合适的可换测头长度及其伸出距离（大尺寸内径百分表可换测头，是用螺纹旋上去的，故可调整伸出的距离，小尺寸的不能调整），应使被测尺寸在活动测头总移动量的中间位置。

图1-67　刀架移动在水平面内的直线度检验

图1-68　用外径百分尺调整尺寸

内径百分表的示值误差比较大，如测量范围为35～50mm，示值误差为±0.015mm。为此，使用时应当经常在专用环规或百分尺上校对尺寸（习惯上称校对零位），必要时可在由块规附件装夹好的块规组上校对零位，并增加测量次数，以便提高测量精度。

测量时，连杆中心线应与工件中心线平行，不得歪斜，同时应在圆周上多测几个点，找出孔径的实际尺寸，看是否在公差范围以内，如图1-69所示。

13.杠杆百分表测量平行度。将工件底平面放在平台上，使测量头与A端孔表面接触，左右慢慢移动表座，找出工件孔径最低点，调整指针至零位，将表座慢慢向B端推进。也可以工件转换方向，再使测量头与B端孔表面接触，A、B两端指针最低点和最高点在全程上的读数最大差值，就是全部长度上的平行度误差，如图1-70所示。

14.杠杆百分表检测直线度。用杠杆百分表检验槽键的直线度时，如图1-71所示。在键槽上插入检验块，将工件放在V形铁上，百分表的测头触及检验块表面进行调整，使检验块表面与轴心线平行。调整好平行度后，将测头接触A端平面，调整指针至零位，将表座慢慢向B端移动，在全程上检验。百分表在全程上读数的最大代数差值，就是水平面内的直线度误差。