2.5　测量

2.5.1　测量的方法

工件的测量及检测贯彻于生产加工整个过程，工件的测量主要包括对成品件和中间工序件的测量及检测，以实现对工件进行质量控制，保证工件、设备的加工精度和质量。

测量方法分直接测量和间接测量两种。直接测量是把被测量与标准量直接进行比较，而得到被测量数值的一种测量方法。如用卡尺测量孔的直径时，可直接读出被测数据，此属于直接测量。间接测量只是测出与被测量有函数关系的量，然后再通过计算得出被测尺寸具体数据的一种测量方法。

生产加工的工件尺寸，有的通过直接测量便能得到，有的尽管不能直接测量，但需通过间接测量，经过换算也能得到。

（1）线性尺寸的测量换算

工件平面线性尺寸换算一般都是用平面几何、三角的关系式进行的。如测量图2-125（a）所示两孔的孔距L，无法直接测得，只能通过直接测量相关的量A和B后，再通过关系式L=（A+B）/2，求出孔心距L的具体数值。

又如测量图2-125（b）所示三孔间的孔距，利用前述方法可分别测得A、B、C三孔孔距为：AC=55.03mm；AB=46.12mm；BC=39.08mm。BD、AD的尺寸可利用余弦定理求得。

α=44.38°

那么，BD=AB×sin44.38°=46.12×sin44.38°=32.26mm

AD=AB×cos44.38°=46.12×cos44.38°=32.96mm

图2-125（b）示BD、AD孔距也可借助高度游标尺通过划线测量。

图2-126为圆弧的测量方法。其中：图2-126（a）为利用钢柱及深度游标卡尺测量内圆弧的方法，图2-126（b）为利用游标卡尺测量外圆弧的方法。

如图2-126（a）所示，测量内圆弧半径r时，其计算公式为：。若已知钢柱直径d=20mm，深度游标卡尺读数H=2.3mm，则圆弧工作的半径。

如图2-126（b）所示，测量外圆弧半径r时，其计算公式为：。若已知游标卡尺的H=22mm，读数L=122mm，则圆弧工作的半径。

（2）角度的测量换算

一般情况下，成形工件的角度可以直接采用万能角度尺进行测量，而一些形状复杂的工件，则需在测量后换算某些尺寸。尺寸换算可用三角、几何的关系式进行计算。

如图2-127所示工件，由于外形尺寸较小，用万能角度尺难以测量，则可借助高度游标尺划线，利用游标卡尺测量工件的尺寸A、B、B₁、A₁、A₂，然后通过正切函数，即求得。

2.5.2　常见量具的选用

（1）测量器具的选择原则

①被测件的测量项目。根据被测件的不同要求，有各种测量项目，如：长度、直径、角度、螺纹、间隙等。必须根据测量项目来选择相应的测量器具。

②被测件的特点。根据被测件的结构形状、被测部位、尺寸大小、材料、重量、刚度、表面粗糙度等来选用相适应的测量器具。

③被测件的尺寸公差。根据被测件的尺寸公差，选择精度相适应的测量器具是非常重要的，测量器具的精度偏高或偏低都不合理。考虑到测量器具的误差将会带入工件的测量结果中，因此选择的测量器具其允许的极限误差应当尽可能的小。但测量器具的极限误差愈小，其价格就愈高，对使用时的环境条件和测量人员的要求也愈高。

④被测件的批量。根据工件的生产批量不同，来选择相应的测量器具。对单件小批量生产，要以通用测量器具为主；对成批多量生产，要以专用测量器具为主；而对大批大量生产，则应选用高效机械化或自动化的专用测量器具。

综合上述，测量器具的选择是个综合性问题，要全面考虑被测件要求、经济效果、工厂的实际条件及测量人员的技术水平等各方面情况，进行具体分析，合理地选择测量器具。

通常测量器具的选择可根据标准进行。对于没有标准的其他工件检测用的测量器具，应使所选用的测量器具的极限误差约占被测工件公差的1/10～1/3。其中，对高精度的工件采用1/10，对低精度的工件采用1/3甚至1/2。

（2）测量基准与定位方式选择

①测量基准选择。测量基准是用来测量已加工面尺寸及位置的基准。选择测量基准必须遵守基准统一的原则：即设计基准、定位基准、装配基准与测量基准应统一。

当基准不统一时，应遵守下列原则。

a.在工序检验时，测量基准应与定位基准一致。

b.在最终检验时，测量基准应与装配基准一致。

②定位方式选择根据被测件的结构形式及几何形状选择定位方式，选择原则如下。

a.对平面可用平面或三点支承定位。

b.对球面可用平面或V形块定位。

c.对外圆柱面可用V形块或顶尖、三爪定心卡盘定位。

d.对内圆柱面可用心轴或内三爪自动定心卡盘定位。

（3）尺寸测量量具的选用

对高度、长度、厚度、深度、外径、内径等简单几何体的尺寸，选用测量量具时，一要考虑测量尺寸的大小，二要考虑测量精度，表2-10、表2-11、表2-12分别给出了游标卡尺、外径千分尺、百分表适用测量精度的范围。

如测量长度尺寸145±0.035，测量尺寸为145，精度要求±0.035。可选用的游标卡尺或测量尺寸为125～150的外径百分尺，不仅保证能测尺寸145，而测量精度分别为0.02及0.01，保证测量准确。

再如测孔，可选用测头尺寸为35～50的内径百分表，用25～50外径百分尺或量规按尺寸40对准内径百分表，将表针调至零位，即可进行测量。这种比较测量法的测量精度为0.01mm。

若孔的尺寸为，因精度低，可直接用精度为0.05mm0或0.1mm的游标卡尺进行测量。

（4）表面几何形状测量量具的选用

零件几何形状的误差，在一般情况下不超过零件的尺寸公差；对于精度高的零件，由于使用性能的需要，几何形状误差要求也严，此时在零件图上应注明。

测量零件几何形状误差时，应具体分析所测量零件的结构及技术要求，有针对性的选用，一般采用量具、仪器配合使用进行测量。

如测量直线度、平面度可采用刀口尺、直尺、配合塞尺、百分表进行、或通过水平仪测量；平行度、垂直度等可通过专用量具或利用心轴、块规与百分表配合使用进行测量。

2.5.3　量具的维护与保养

①在机床上测量零件时，要等零件完全停稳后再进行测量，这样既安全又可减少量具的磨损。

②测前，应将量具的测量面和零件的被测表面擦干净，以保证测量准确。被测工件的要求与测量器具的应用一定要相适应和对应。不要用卡尺、百分尺等精度较高的量具测量铸、锻件等的粗糙表面，也不能用量具测量带有研磨剂的表面，以免加快量具的磨损，降低精度。

③量具不要与手锤、锉刀、錾子、划规等工具堆放在一起，以免碰伤。也不要把量具放在机床的运动或有振动的部位，防止受伤损坏。游标卡尺和外径百分尺等，应平放在专用的盒里、减少尺身变形。

④量具是测量用具，绝对不许当其他工具使用。如用钢板尺当螺丝刀拧螺丝或将百分尺拿在手中任意挥动摇转等，都会使量具失去精度。

⑤测量时要注意温度的影响，测量器具要与被测工件的温度相同，若温差过大，容易产生测量误差。不要把量具放在阳光下照射也不要把量具放在热源附近，以免受热变形，失去精度。

⑥不要把量具放在磁性物体附近，防止磁化。

⑦发现量具有弯曲变形、锈斑或活动部分不灵等不正常现象时，不要自行拆修，更不许用手锤敲打或用砂布打光，应交计量部门由专业人员修理，修后需经鉴定；确认合格才可使用。

⑧量具用完后，要将测量器具上的污渍擦拭干净，除不锈钢或有电镀保护量具外，都涂上一层薄薄的防锈油脂，放入专用盒内。

⑨量具应定期进行计量鉴定和检修，以保证示值的正确性和测量精度，以免因量具失去精度而造成质量事故。

总之，量具的维修保养要点就是：减少磨损，防止变形，防锈防磁，计量检定。