游標(biāo)卡尺的檢定

【摘要】游標(biāo)卡尺是一種廣泛使用于長(zhǎng)度、直徑及深度厚度測(cè)量的較為精密的量具。由于其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、使用便捷、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)而被普遍應(yīng)用于工業(yè)、機(jī)械加工等相關(guān)領(lǐng)域。但也正是由于頻繁地使用游標(biāo)卡尺，使其自身極易產(chǎn)生磨損和損壞，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差，影響使用效果。因此為了保障游標(biāo)卡尺的測(cè)量功能，分析故障產(chǎn)生的原因并掌握一些具有針對(duì)性的且快速簡(jiǎn)單的調(diào)試修理方法是十分必要的。

【關(guān)鍵詞】游標(biāo)卡尺；檢定；調(diào)試；修理

一、前言

游標(biāo)卡尺是一種在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域里十分重要的通用測(cè)量工具，更是工人和檢測(cè)人員的必備測(cè)量器具。它是測(cè)量小型物體厚度、直徑和深度的首選工具，操作便捷且使用簡(jiǎn)單。然而游標(biāo)卡尺的精度等級(jí)并非最高，其結(jié)構(gòu)存在原理誤差，又因?yàn)槠洳僮鬟^(guò)程的過(guò)于簡(jiǎn)便，導(dǎo)致人民經(jīng)常忽視對(duì)它的保養(yǎng)和檢定，進(jìn)而影響其測(cè)量結(jié)果。對(duì)此，計(jì)量器具的相關(guān)管理、使用和檢定人員應(yīng)提高重視，為了確保游標(biāo)卡尺的檢測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)、有效、可靠，對(duì)游標(biāo)卡尺進(jìn)行定期的檢定修理至關(guān)重要。作者參照《JJG30-2012通用卡尺的檢定規(guī)程》[1]，并通過(guò)自己實(shí)際工作中獲取的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，淺析游標(biāo)卡尺的檢定調(diào)試及修理。

二、游標(biāo)卡尺的工作原理

一般機(jī)械工業(yè)中使用的游標(biāo)卡尺都是由可移動(dòng)的游標(biāo)尺和主尺兩部分組成。在游標(biāo)尺上會(huì)有一個(gè)緊固螺釘，使用者根據(jù)自己的需要將游標(biāo)尺固定在主尺上的任意位置。尺身和游標(biāo)尺都有量爪，利用內(nèi)爪可測(cè)量工件的寬度和圓管等的內(nèi)徑，利用外測(cè)量爪可測(cè)量工件的厚度和管的外徑，使用深度測(cè)量爪也可測(cè)量工件的厚度和槽的深度。游標(biāo)卡尺是利用主尺的度數(shù)及主尺上的刻線間距（簡(jiǎn)稱線距）和游標(biāo)尺上的線距之差來(lái)讀出測(cè)量值的整數(shù)和小數(shù)部分。例如一個(gè)游標(biāo)卡尺的主尺線距總長(zhǎng)為1mm，游標(biāo)尺分為10格，則其線距為0.9mm。當(dāng)主尺與游標(biāo)尺的零刻線重合，若游標(biāo)尺移動(dòng)0.1mm，則它的第1根刻線與主尺的第1根刻線重合；若游標(biāo)尺移動(dòng)0.2mm，則它的第2根刻線與主尺的第2根刻線重合。依此類推，可根據(jù)游標(biāo)尺與主尺上刻線重合處讀出量值的小數(shù)部分。主尺與游標(biāo)尺線距的差值 0.1mm就是游標(biāo)卡尺的最小讀數(shù)值。同理，若它們的線距的差值為0.05mm或0.02mm（游標(biāo)尺上分別有20格或50格），則其最小讀數(shù)值分別為0.05mm或0.02mm。

三、游標(biāo)卡尺的檢定

與其他計(jì)量器具一樣，游標(biāo)卡尺也需要進(jìn)行定期的檢定操作，具體周期要依據(jù)不同的使用和磨損情況決定，對(duì)使用較為頻繁，磨損程度高的游標(biāo)卡尺，進(jìn)行工具檢定的周期要短一點(diǎn)；而那些不經(jīng)常使用，磨損程度較小的卡尺，對(duì)其檢定周期可以稍微延長(zhǎng)，但總的來(lái)說(shuō)對(duì)游標(biāo)卡尺的檢定周期都不會(huì)超過(guò)一年[2]。在對(duì)卡尺進(jìn)行檢定時(shí)要嚴(yán)格按照最新的檢定規(guī)程操作執(zhí)行，而在執(zhí)行過(guò)程中檢定人員最容易忽視的一點(diǎn)是對(duì)檢定過(guò)程中溫度和濕度的相關(guān)要求。經(jīng)常出現(xiàn)換件、研磨、拋光等操作做得十分細(xì)致，但在檢定過(guò)程中忽視了對(duì)環(huán)境的有關(guān)要求，最終導(dǎo)致檢定結(jié)果出現(xiàn)偏差的情況。游標(biāo)卡尺的使用非常普遍，其計(jì)量結(jié)果通常都對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成很大的影響，因此計(jì)量管理人員要加強(qiáng)對(duì)游標(biāo)卡尺檢定操作的監(jiān)督管理。

四、游標(biāo)卡尺的常見(jiàn)問(wèn)題

一旦使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，游標(biāo)卡尺都會(huì)出現(xiàn)磨損等許多常見(jiàn)問(wèn)題。作者根據(jù)日常工作中遇到的實(shí)際情況，把游標(biāo)卡尺易出現(xiàn)的常見(jiàn)問(wèn)題總結(jié)為外觀和使用兩大類。

1.外觀問(wèn)題

在游標(biāo)卡尺的生產(chǎn)加工研磨過(guò)程中，由于研磨器不平整，磨料過(guò)粗，導(dǎo)致嵌砂沒(méi)有被很好地去除，再加上工作環(huán)境不達(dá)標(biāo)，工作時(shí)受到大顆粒狀灰塵和碎屑等干擾，均會(huì)造成游標(biāo)卡尺外觀出現(xiàn)問(wèn)題，測(cè)量面表面粗糙度過(guò)大。同時(shí)研磨的不平整還會(huì)使得游標(biāo)卡尺的主尺與底面不垂直；而在使用一段時(shí)間后，由于器具的頻繁使用，量爪的局部都會(huì)產(chǎn)生一定的磨損情況，致使兩測(cè)量爪合并后產(chǎn)生間隙。不同的磨損部位會(huì)造成不同位置的間隙空間，外量爪測(cè)量面的根部、中部和尖部等均可能造成合并間隙。

2.使用問(wèn)題

在游標(biāo)卡尺的使用過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)許多常見(jiàn)問(wèn)題，最常發(fā)生的是在量爪合并時(shí)，游標(biāo)零刻線與主尺零刻線無(wú)法有效對(duì)齊，出現(xiàn)零位誤差；其次由于長(zhǎng)時(shí)間使用的磨損、螺孔之間的碰撞摩擦、游標(biāo)片在使用一段時(shí)間后產(chǎn)生變形且表面附著一定灰塵，會(huì)共同導(dǎo)致游標(biāo)面和主尺刻線面的間距過(guò)大。在使用過(guò)程中還經(jīng)常出現(xiàn)示值誤差值過(guò)大的現(xiàn)象，該問(wèn)題的原因較為復(fù)雜，在排除以上零位誤差和游標(biāo)片與主尺刻線面間距過(guò)大的因素后，最關(guān)鍵的原因就在于游標(biāo)卡尺基面的損耗。在測(cè)量時(shí)由于測(cè)量范圍大小的不同、使用頻率的不同，往往多處不均勻磨損尺身，進(jìn)而造成示值誤差。這其中有一點(diǎn)極易造成使用者忽略，即緊固和松動(dòng)游標(biāo)卡尺的螺釘時(shí)產(chǎn)生的示值變化。這種示值變化的產(chǎn)生主要是由于尺框彈簧安裝間隙過(guò)大，在測(cè)量時(shí)推動(dòng)尺框使量爪接觸工件時(shí)用力偏大，量爪發(fā)生傾斜。當(dāng)使用者擰緊加固螺釘時(shí)，尺框又發(fā)生反向傾斜，使示值發(fā)生改變。

五、游標(biāo)卡尺的調(diào)試與修理

l、外觀及卡尺部件整修

在對(duì)游標(biāo)卡尺進(jìn)行外觀修理時(shí)，第一步先將待修理的卡尺完全拆卸，利用汽油浸泡并逐一清洗干凈。對(duì)外觀有劃痕的卡尺應(yīng)采用細(xì)銼消除毛刺、壓傷痕及明顯的劃痕，之后用金相砂布沿著游標(biāo)卡尺的表面紋路輕微打磨刻線面和主尺。打磨后的尺面盡量保有些許的摩擦力，不宜打磨得過(guò)于光亮。若游框、游標(biāo)和主尺之間由于磨損過(guò)多而導(dǎo)致間隙增大，游框發(fā)生左右擺動(dòng)的情況時(shí)，檢定人員可以使用沖子對(duì)游框底面進(jìn)行沖擊使其變形，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)消除間隙的目的。

2、量爪的修理

對(duì)內(nèi)爪進(jìn)行調(diào)試和修理時(shí)根據(jù)不同的內(nèi)爪類型采取合適的措施，對(duì)于圓柱形內(nèi)量爪來(lái)說(shuō)，要求倒圓半徑在小于或等于兩量爪厚度的一半情況下才不會(huì)產(chǎn)生誤差，因此在修理有誤差的圓柱形內(nèi)爪時(shí)，可以采取鍍鉻或焊接的方式將圓柱形內(nèi)量爪恢復(fù)至有效范圍內(nèi)。在修磨時(shí)使用專用的工具和油石，在對(duì)內(nèi)爪進(jìn)行整修后取整小數(shù)即卡尺分度值的整數(shù)倍，并在卡尺上標(biāo)注內(nèi)爪的修正值。而對(duì)刀口形內(nèi)量爪進(jìn)行調(diào)試和修理時(shí)，兩爪間的相互摩擦的刀口內(nèi)爪存在的主要問(wèn)題。在量爪存在較少部分的損耗和折斷時(shí)，檢定人員可采用砂輪打磨修齊。如果量爪磨損較大，折斷較長(zhǎng)或全部折斷，檢定人員可將雙面量爪打磨修改成單面量爪繼續(xù)使用。同時(shí)檢定人員還要對(duì)卡尺的微動(dòng)裝置進(jìn)行調(diào)試，其中包括螺桿、螺母、微動(dòng)游框和緊固螺釘?shù)任⑿×慵?。在進(jìn)行調(diào)修時(shí)對(duì)有問(wèn)題的零件可以直接更換。當(dāng)螺釘時(shí)常發(fā)生松動(dòng)和脫落的情形時(shí)，采取脹大螺釘?shù)撞康拇胧┛梢暂^好地固定螺釘，使其不會(huì)輕易松動(dòng)。

3、零值誤差的修理

當(dāng)游標(biāo)卡尺的整體平面性合格之后，就可以進(jìn)行零值誤差的修理。在對(duì)零位調(diào)整之前，檢定人員要先將卡尺的兩測(cè)量面進(jìn)行合并，觀察零位情況，如需調(diào)整則要先松開(kāi)游標(biāo)刻度片，使用小錘輕敲游標(biāo)處進(jìn)行調(diào)整和對(duì)零。若游標(biāo)卡尺測(cè)量面磨損過(guò)于嚴(yán)重，或經(jīng)過(guò)檢定人員多次修磨后無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)零調(diào)整，可以使用什錦銼將游標(biāo)刻度片的圓孔銼成長(zhǎng)圓孔以便調(diào)節(jié)，或改動(dòng)游標(biāo)框上的基孔位置進(jìn)行零值再調(diào)整。

4、示值誤差的修理

量爪測(cè)量面與主尺基面的不垂直、主尺測(cè)量面與游框基面的不垂直、彈簧片或微動(dòng)片存在故障、主尺與游框間的間隙太大、各零部件磨損情況不一等問(wèn)題都會(huì)造成游標(biāo)卡尺的示值產(chǎn)生誤差，這就需要檢定人員根據(jù)游標(biāo)卡尺的實(shí)際情況，有針對(duì)性地對(duì)誤差進(jìn)行修正。由于示值誤差是卡尺各部分誤差的綜合體現(xiàn)，因此在其他部分的修正完成后，示值誤差通常都會(huì)隨之消除。

參考文獻(xiàn)

[1]JJG30-2012，通用卡尺檢定規(guī)程[S].

[2]張秋蓮.游標(biāo)卡尺的檢定、調(diào)試及修理方法[J].中國(guó)計(jì)量，2011（09）.