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游標(biāo)卡尺讀數(shù)方法

應(yīng)用游標(biāo)讀數(shù)原理制成的量具有；游標(biāo)卡尺，高度游標(biāo)卡尺、深度游標(biāo)卡尺、游標(biāo)量角尺(如**量角尺)和齒厚游標(biāo)卡尺等，用以測(cè)量零件的外徑、內(nèi)徑、長(zhǎng)度、寬度，厚度、高度、深度、角度以及齒輪的齒厚等，應(yīng)用范圍非常廣泛。   

一  游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)型式

游標(biāo)卡尺是一種常用的量具，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、精度中等和測(cè)量的尺寸范圍大等特點(diǎn)，可以用它來(lái)測(cè)量零件的外徑、內(nèi)徑、長(zhǎng)度、寬度、厚度、深度和孔距等，應(yīng)用范圍很廣。

1  游標(biāo)卡尺有三種結(jié)構(gòu)型式

(1)測(cè)量范圍為0～125mm的游標(biāo)卡尺，制成帶有刀口形的上下量爪和帶有深度尺的型式，如圖2—1。

圖2-1  游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)型式之一

1-尺身；2-上量爪；3-尺框；4-緊固螺釘；5-深度尺；6-游標(biāo)；7-下量爪。

(2)測(cè)量范圍為0～200mm和0～300mm的游標(biāo)卡尺，可制成帶有內(nèi)外測(cè)量面的下量爪和帶有刀口形的上量爪的，如圖2―2。

圖 2-2 游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)型式之二

1一尺身；2一上量爪、3一尺框；4一緊固螺釘；5一微動(dòng)裝置；

6一主尺；7一微動(dòng)螺母；8一游標(biāo)；9—下量爪

    (3)測(cè)量范圍為0～200mm和0～300mm的游標(biāo)卡尺，也可制成只帶有內(nèi)外測(cè)量面的下量爪的型式，如圖2-3。而測(cè)量范圍大于300mm的游標(biāo)卡尺，只制成這種僅帶有下量爪的型式。

圖2-3  游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)型式之三

2  游標(biāo)卡尺主要由下列幾部分組成

(1)具有固定量爪的尺身，如圖2-2中的1。尺身上有類(lèi)似鋼尺一樣的主尺刻度，如圖2―2中的6。主尺上的刻線間距為1mm。主尺的長(zhǎng)度決定于游標(biāo)卡尺的測(cè)量范圍。

    (2)具有活動(dòng)量爪的尺框，如圖2-2中的3。尺框上有游標(biāo)，如圖2―2中的8，游標(biāo)卡尺的游標(biāo)讀數(shù)值可制成為0.1；0.05和0.02mm的三種。游標(biāo)讀數(shù)值，就是指使用這種游標(biāo)卡尺測(cè)量零件尺寸時(shí)，卡尺上能夠讀出的*小數(shù)值。

    (3)在0～125mm的游標(biāo)卡尺上，還帶有測(cè)量深度的深度尺，如圖2―1中的5。深度尺固定在尺框的背面，能隨著尺框在尺身的導(dǎo)向凹槽中移動(dòng)。測(cè)量深度時(shí)，應(yīng)把尺身尾部的端面靠緊在零件的測(cè)量基準(zhǔn)平面上。

    (4)測(cè)量范圍等于和大于200mm的游標(biāo)卡尺，帶有隨尺框作微動(dòng)調(diào)整的微動(dòng)裝置，如圖2―2中的5。使用時(shí)，先用固定螺釘4把微動(dòng)裝置5固定在尺身上，再轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺

母7，活動(dòng)量爪就能隨同尺框3作微量的前進(jìn)或后退。微動(dòng)裝置的作用，是使游標(biāo)卡尺在測(cè)量時(shí)用力均勻，便于調(diào)整測(cè)量壓力，減少測(cè)量誤差。   

目前我國(guó)生產(chǎn)的游標(biāo)卡尺的測(cè)量范圍及其游標(biāo)讀數(shù)值見(jiàn)表2-1。

表2―1  游標(biāo)卡尺的測(cè)量范圍和游標(biāo)卡尺讀數(shù)值      mm

    二  游標(biāo)卡尺的讀數(shù)原理和讀數(shù)方法   

    游標(biāo)卡尺的讀數(shù)機(jī)構(gòu)，是由主尺和游標(biāo)(如圖2―2中的6和8)兩部分組成。當(dāng)活動(dòng)量爪與固定量爪貼合時(shí)，游標(biāo)上的“0”刻線(簡(jiǎn)稱(chēng)游標(biāo)零線)對(duì)準(zhǔn)主尺上的“0”刻線，

此時(shí)量爪間的距離為“0”，見(jiàn)圖2―2。當(dāng)尺框向右移動(dòng)到某一位置時(shí)，固定量爪與活動(dòng)量爪之間的距離，就是零件的測(cè)量尺寸，見(jiàn)圖2―1。此時(shí)零件尺寸的整數(shù)部分，可在游標(biāo)零線左邊的主尺刻線上讀出來(lái)，而比1mm小的小數(shù)部分，可借助游標(biāo)讀數(shù)機(jī)構(gòu)來(lái)讀出，現(xiàn)把三種游標(biāo)卡尺的讀數(shù)原理和讀數(shù)方法介紹如下。   

1    游標(biāo)讀數(shù)值為0.1mm的游標(biāo)卡尺

如圖2―4(a)所示，主尺刻線間距（每格）為1mm，當(dāng)游標(biāo)零線與主尺零線對(duì)準(zhǔn)（兩爪合并）時(shí)，游標(biāo)上的第10刻線正好指向等于主尺上的9mm，而游標(biāo)上的其他刻線都不會(huì)與主尺上任何一條刻線對(duì)準(zhǔn)。

游標(biāo)每格間距=9mm÷10=0.9mm

主尺每格間距與游標(biāo)每格間距相差=1mm-0.9mm=0.1mm

0.1mm即為此游標(biāo)卡尺上游標(biāo)所讀出的*小數(shù)值，再也不能讀出比0.1mm小的數(shù)值。

當(dāng)游標(biāo)向右移動(dòng)0.1mm時(shí)，則游標(biāo)零線后的第1根刻線與主尺刻線對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)游標(biāo)向右移動(dòng)0.2mm時(shí)，則游標(biāo)零線后的第2根刻線與主尺刻線對(duì)準(zhǔn)，依次類(lèi)推。若游標(biāo)向右移動(dòng)0.5mm，如圖2-4(b)，則游標(biāo)上的第5根刻線與主尺刻線對(duì)準(zhǔn)。由此可知，游標(biāo)向右移動(dòng)不足1mm的距離，雖不能直接從主尺讀出，但可以由游標(biāo)的某一根刻線與主尺刻線對(duì)準(zhǔn)時(shí)，該游標(biāo)刻線的次序數(shù)乘其讀數(shù)值而讀出其小數(shù)值。例如，圖2―4(b)的尺寸即為：5×0.1=0.5(mm)。

圖2-4  游標(biāo)讀數(shù)原理

另有1種讀數(shù)值為0.1mm的游標(biāo)卡尺，圖2-5(a) 所示，是將游標(biāo)上的10格對(duì)準(zhǔn)主尺的19mm，則游標(biāo)每格=19mm÷10=1.9mm，使主尺2格與游標(biāo)1格相差=2-1,9=0.1mm。這種增大游標(biāo)間距的方法，其讀數(shù)原理并未改變，但使游標(biāo)線條清晰，*容易看準(zhǔn)讀數(shù)。

    在游標(biāo)卡尺上讀數(shù)時(shí)，首先要看游標(biāo)零線的左邊，讀出主尺上尺寸的整數(shù)是多少毫米，其次是找出游標(biāo)上第幾根刻線與主尺刻線對(duì)準(zhǔn)，該游標(biāo)刻線的次序數(shù)乘其游標(biāo)讀數(shù)值，讀出尺寸的小數(shù)，整數(shù)和小數(shù)相加的總值，就是被測(cè)零件尺寸的數(shù)值。

在圖2-5(b)中，游標(biāo)零線在2與3mm之間，其左邊的主尺刻線是2mm，所以被測(cè)尺寸的整數(shù)部分是2mm，再觀察游標(biāo)刻線，這時(shí)游標(biāo)上的第3根刻線與主尺刻線對(duì)準(zhǔn)。所以，被測(cè)尺寸的小數(shù)部分為3×0.1=0.3(mm)，被測(cè)尺寸即為2+0.3=2.3(mm)。

2  游標(biāo)讀數(shù)值為0.05mm的游標(biāo)卡尺

圖2-5 (c)所示，主尺每小格1mm，當(dāng)兩爪合并時(shí)，游標(biāo)上的20格剛好等于主尺的39mm，則

游標(biāo)每格間距=39mm÷20=1.95mm

主尺2格間距與游標(biāo)1格間距相差=2-1.95=0.05(mm)

0.05mm即為此種游標(biāo)卡尺的*小讀數(shù)值。同理，也有用游標(biāo)上的20格剛好等于主尺上的19mm，其讀數(shù)原理不變。 

在圖2―5(d)中，游標(biāo)零線在32mm與33mm之間，游標(biāo)上的第11格刻線與主尺刻線對(duì)準(zhǔn)。所以，被測(cè)尺寸的整數(shù)部分為32mm，小數(shù)部分為11×0.05=0.55(mm)，被測(cè)尺寸為32+0.55=32.55(mm)。

圖2-5  游標(biāo)零位和讀數(shù)舉例

3  游標(biāo)讀數(shù)值為0.02mm的游標(biāo)卡尺

圖2―5(e) 所示，主尺每小格1mm，當(dāng)兩爪合并時(shí)，游標(biāo)上的50格剛好等于主尺上的49mm，則

游標(biāo)每格間距=49mm÷50=0.98mm

主尺每格間距與游標(biāo)每格間距相差=1-0.98=0.02(mm)

0.02mm即為此種游標(biāo)卡尺的*小讀數(shù)值。

在圖2―5(f)中，游標(biāo)零線在123mm與124mm之間，游標(biāo)上的11格刻線與主尺刻線對(duì)準(zhǔn)。所以，被測(cè)尺寸的整數(shù)部分為123mm，小數(shù)部分為11×0.02=0.22(mm)，被測(cè)尺寸為123十0.22=123.22(mm)。

我們希望直接從游標(biāo)尺上讀出尺寸的小數(shù)部分，而不要通過(guò)上述的換算，為此，把游標(biāo)的刻線次序數(shù)乘其讀數(shù)值所得的數(shù)值，標(biāo)記在游標(biāo)上，見(jiàn)圖2-5，這樣使讀數(shù)就方便了。

三  游標(biāo)卡尺的測(cè)量精度

測(cè)量或檢驗(yàn)零件尺寸時(shí)，要按照零件尺寸的精度要求，選用相適應(yīng)的量具。游標(biāo)卡尺是一種中等精度的量具，它只適用于中等精度尺寸的測(cè)量和檢驗(yàn)。用游標(biāo)卡尺去測(cè)量鍛鑄件毛坯或精度要求很高的尺寸，都是不合理的。前者容易損壞量具，后者測(cè)量精度達(dá)不到要求，因?yàn)榱烤叨加幸欢ǖ氖局嫡`差，游標(biāo)卡尺的示值誤差見(jiàn)表2-2。

表2-2  游標(biāo)卡尺的示值誤差      mm

游標(biāo)卡尺的示值誤差，就是游標(biāo)卡尺本身的制造精度，不論你使用得怎樣正確，卡尺本身就可能產(chǎn)生這些誤差。例如，用游標(biāo)讀數(shù)值為0.02mm的0～125mm的游標(biāo)卡尺(示值誤差為±0.02mm)，測(cè)量 50mm的軸時(shí)，若游標(biāo)卡尺上的讀數(shù)為50.00mm，實(shí)際直徑可能是 50.02mm，也可能是  49.98mm。這不是游標(biāo)尺的使用方法上有什么問(wèn)題，而是它本身制造精度所允許產(chǎn)生的誤差。因此，若該軸的直徑尺寸是IT5級(jí)精度的基準(zhǔn)軸 (      )，則軸的制造公差為0.025mm，而游標(biāo)卡尺本身就有著±0.02mm的示值誤差，選用這樣的量具去測(cè)量，顯然是無(wú)法保證軸徑的精度要求的。

    如果受條件限制(如受測(cè)量位置限制)，其他**量具用不上，必須用游標(biāo)卡尺測(cè)量較**的零件尺寸時(shí)，又該怎么辦呢?此時(shí)，可以用游標(biāo)卡尺先測(cè)量與被測(cè)尺寸相當(dāng)?shù)膲K規(guī)，消除游標(biāo)卡尺的示值誤差(稱(chēng)為用塊規(guī)校對(duì)游標(biāo)卡尺)。例如，要測(cè)量上述 50mm的軸時(shí)，先測(cè)量50mm的塊規(guī)，看游標(biāo)卡尺上的讀數(shù)是不是正好50mm。如果不是正好50mm，則比50mm大的或小的數(shù)值，就是游標(biāo)卡尺的實(shí)際示值誤差，測(cè)量零件時(shí)，應(yīng)把此誤差作為修正值考慮進(jìn)去。例如，測(cè)量50mm塊規(guī)時(shí)，游標(biāo)卡尺上的讀數(shù)為49.98mm，即游標(biāo)卡尺的讀數(shù)比實(shí)際尺寸小0.02mm，則測(cè)量軸時(shí)，應(yīng)在游標(biāo)卡尺的讀數(shù)上加上0.02mm，才是軸的實(shí)際直徑尺寸，若測(cè)量50mm塊規(guī)時(shí)的讀數(shù)是50.01mm，則在測(cè)量軸時(shí)，應(yīng)在讀數(shù)上減去0.01mm，才是軸的實(shí)際直徑尺寸。另外，游標(biāo)卡尺測(cè)量時(shí)的松緊程度(即測(cè)量壓力的大小)和讀數(shù)誤差(即看準(zhǔn)是那一根刻線對(duì)準(zhǔn))，對(duì)測(cè)量精度影響亦很大。所以，當(dāng)必須用游標(biāo)卡尺測(cè)量精度要求較高的尺寸時(shí)，*好采用和測(cè)量相等尺寸的塊規(guī)相比較的辦法。

四  游標(biāo)卡尺的使用方法

    量具使用得是否合理，不但影響量具本身的精度，且直接影響零件尺寸的測(cè)量精度，甚至發(fā)生質(zhì)量事故，對(duì)國(guó)家造成不必要的損失。所以，我們必須重視量具的正確使用，對(duì)測(cè)量技術(shù)精益求精，務(wù)使獲得正確的測(cè)量結(jié)果，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

    使用游標(biāo)卡尺測(cè)量零件尺寸時(shí)，必須注意下列幾點(diǎn)： 

1  測(cè)量前應(yīng)把卡尺揩干凈，檢查卡尺的兩個(gè)測(cè)量面和測(cè)量刃口是否平直無(wú)損，把兩個(gè)量爪緊密貼合時(shí)，應(yīng)無(wú)明顯的間隙，同時(shí)游標(biāo)和主尺的零位刻線要相互對(duì)準(zhǔn)。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為校對(duì)游標(biāo)卡尺的零位。

2  移動(dòng)尺框時(shí)，活動(dòng)要自如，不應(yīng)有過(guò)松或過(guò)緊，*不能有晃動(dòng)現(xiàn)象。用固定螺釘固定尺框時(shí)，卡尺的讀數(shù)不應(yīng)有所改變。在移動(dòng)尺框時(shí)，不要忘記松開(kāi)固定螺釘，亦不宜過(guò)松以免掉了。   

3  當(dāng)測(cè)量零件的外尺寸時(shí)：卡尺兩測(cè)量面的聯(lián)線應(yīng)垂直于被測(cè)量表面，不能歪斜。測(cè)量時(shí)，可以輕輕搖動(dòng)卡尺，放正垂直位置，圖2-6所示。否則，量爪若在如圖2-6所示的錯(cuò)誤位置上，將使測(cè)量結(jié)果a比實(shí)際尺寸b要大；先把卡尺的活動(dòng)量爪張開(kāi)，使量爪能自由地卡進(jìn)工件，把零件貼靠在固定量爪上，然后移動(dòng)尺框，用輕微的壓力使活動(dòng)量爪接觸零件。如卡尺帶有微動(dòng)裝置，此時(shí)可擰緊微動(dòng)裝置上的固定螺釘，再轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺母，使量爪接觸零件并讀取尺寸。決不可把卡尺的兩個(gè)量爪調(diào)節(jié)到接近甚至小于所測(cè)尺寸，把卡尺強(qiáng)制的卡到零件上去。這樣做會(huì)使量爪變形，或使測(cè)量面過(guò)早磨損，使卡尺失去應(yīng)有的精度。