通用卡尺多功能专用检具的研制与应用

【作者】 陶三春； 张超； 黄守义； 张宇； 曹盛华； 张耀明；

【机构】 上海市浦东新区计量质量检测所；

【摘要】 利用量块具有一对相互平行测量面且量块的测量面可以和另一量块的测量面相研合而组合使用的特性,研制了可对通用卡尺内外尺寸等进行检定或校准的专用夹具。阐述使用通用卡尺多功能专用检具对卡尺内外尺寸等进行检定的特点。从而解决了检定通用卡尺当前无专用内尺寸检具的难题。

通用卡尺是机械行业使用较多的量具之一，主要用于工件的外尺寸、内尺寸、深度测量等，是几何量计量领域应用最广泛的工作计量器具。JJG30-2012《通用卡尺检定规程》为适应科学技术发展，增加了刀口内量爪示值误差和数显类卡尺细分误差等需检定的项目，为了实施现行规程的各项技术要求，利用量块具有一对相互平行测量面且量块的测量面可以和另一量块的测量面相研合而组合使用等特性，将现有 12 块组量块及专用测量块进行科学合理布局、巧妙排列、交叉结合安装在专用检具主体上，不仅保留原有量块的外尺寸测量标准，而且生成了9 个内尺寸测量标准，同时在检具底座增设细分误差等几项辅助检定功能，研制了可对通用卡尺内外尺寸等进行检定或校准（以下统称检定）的专用夹具——“通用卡尺多功能专用检具”，获得了国家实用新型专利证书（专利号为 ZL201320161337.1）。

1　通用卡尺多功能专用检具

1.1　组成与作用

通用卡尺多功能专用检具是由检具主体与现有量块及专用测量块（以下简称量块）等相结合后形成内、外尺寸的测量标准，在一个检具主体上用量块与测量块科学排列组合错位结合，组成具有多种规格的能对通用卡尺内、外尺寸示值误差检定的测量标准；将整套 12 块组中的 9 块量块、与 13 个10 mm 以上的测量块安装夹持在检具主体上的 A、B、C、D 四个槽内，分别进行组合夹紧后，形成既保持量块原有 9 个外尺寸测量标准，又能生成 9 个内尺寸测量标准，检具主体安装在带有底座的可移动支承架上，能 360°绕轴自由旋转，并可随时手控任意角定位。可对测量上限 70~300 mm 各种规格游标、带表和数显卡尺进行检定。

检具的底座前面左旁侧腰形槽内设有数显类卡尺细分误差专用检具，其专用槽内分别放置 1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、5 mm 量块，可对数显类卡尺细分误差进行检定。底座上右平面开方孔，内设深度测量杆专用检具，检具平板上放置两块 20 mm 量块，可对通用卡尺深度测量杆示值误差进行检定；底座上右平面开有的腰形槽嵌入 10 mm 量块，可对通用卡尺内量爪夹持量块后进行定位，利用外径千分尺对刀口内量爪平行性进行检定。

检具可对 125 mm、150 mm、200 mm、300 mm等不同规格的通用卡尺分别进行内、外尺寸示值误差、细分误差、深度测量杆示值误差、刀口内量爪平行度等进行检定，达到在不增加其他标准器或设备的情况下就能进行内、外量爪示值误差检定的目的。量块的安装与拆卸安全可靠，检定时读数视角直观清晰，并能有效任意角定位，操作简捷、方便易行。

1.2　专用检具的结构

见图 1

2　专用检具的装夹与应用

2.1　量块与测量块装夹排列顺序

如图 2、3 所示。

2.2　量块与测量块的装夹

　　1）按图 2、图 3 排列顺序将量块与测量块装夹于检具主体上，使量块一侧面与检具主体侧面平齐，测量块一侧面与内测量槽侧面平齐。旋转检具主体，使检具主体 A、B、C、D 槽呈水平状态，A、B 槽在上层，锁定紧固螺钉。

　　2）在 A 槽内，将测量块及量块从左到右交替依次排列，10.24 mm、41.2 mm、15.36 mm、81.5 mm、20 mm、51.2 mm、20 mm、121.5 mm、10.24 mm，用两端夹紧螺钉拧紧。

　　3）在 B 槽内，将测量块及量块从左到右交替 错 位 依 次 排 列 10.24 mm、121.8 mm、20 mm、191.8 mm、20 mm，用两端夹紧螺钉拧紧。松开紧固螺钉，旋转检具主体 180°，使检具主体 A、B、C、D 槽呈水平状态，C、D 槽在上层，锁定紧固螺钉。

　　4）在 C 槽内，将测量块及量块从左到右交替错位依次排列 20 mm、101.2 mm、20 mm、201.5 mm、20 mm，用两端夹紧螺钉拧紧。

　　5）在 D 槽内，将测量块及量块从左到右交替错位依次排列 20 mm、291.8 mm、20 mm，用两端夹紧螺钉拧紧（详见图 2、图 3）。

2.3　应用实例

以分度值 0.01 mm、测量范围 0 ~ 150 mm 电子数显卡尺检定为例：

在通用卡尺多功能专用检具上，用 3 级或 5等卡尺专用量块和测量块组成可对测量范围 0 ~150 mm 通用卡尺示值误差进行检定的内外尺寸测量标准。检具主体的 A 槽和 B 槽上分别有（41.2 mm、81.5 mm、121.8 mm）3 个外尺寸测量标准和 3 个内尺寸测量标准。检具主体在检定时能 360°绕轴自由旋转，并可随时手控任意角定位，获得最佳视觉读数效果。

2.3.1　外尺寸示值误差的检定

在检具主体中间的测量 A 槽、B 槽内（41.2 mm、81.5 mm、121.8 mm）3 个外尺寸进行测量。将专用检具置于图 1 状态，用左手扶持尺身左端部位，右手将尺框水平向右拉开，使两个外量爪稍大于标准量块测量面之间的距离 , 两个外量爪长边要垂直于量块工作面的长边，然后以右手拇指缓慢往左推动尺框，使两个外量爪卡向被测量块工作面部位 , 轻微摆动卡尺，当手感外量爪测量面与量块工作面垂直接触且数值稳定后即可读数，测量应在螺钉紧固和松开两种状态下进行，每一测量点均应在外量爪的里端和外端两个位置上分别测量读数并记录。

2.3.2　刀口内量爪示值误差的检定

在检具主体两侧边内尺寸测量标准上进行测量。专用检具置于如图 1 状态，将专用检具主体向后旋转 90°左右，用卡尺内量爪测量 41.2 mm 和 81.5 mm两个检定点的测量块两端面，检测完毕后，将专用检具向前旋转 180°左右，用卡尺内量爪测量121.8 mm 检定点；检定时左手扶持尺身左端部位，右手水平移动尺框使两个刀口内量爪的测量面平行卡住两端内尺寸测量面 , 测量内尺寸时应轻微摆动卡尺，手感力度适当以找出最小测量值，待数值稳定后即可读数，测量应在螺钉紧固和松开两种状态下进行，每一测量点应在卡尺刀口内量爪的中间位置上测量读数并记录。

2.3.3　细分误差的检定

在专用检具底座左侧的细分误差专用检具上进行测量。检具上嵌有检定1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、5 mm 细分误差的量块。检定时，拉出细分误差专用检具，检定时按 1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、5 mm顺序从左到右进行测量 , 方法同外尺寸示值误差的检定，对数显卡尺进行细分误差逐一测量读数并记录。

2.3.4　通用卡尺深度测量杆示值误差检定

在检具底座的深度测量杆专用检具上进行测量。将两块 20 mm 量块放置在深度测量杆专用检具底座平板上，使量块紧靠挡块呈倒 V 形摆放。检定时基准面与量块工作面的长边方向接触，测量杆测量面与专用检具平板接触，然后读数并记录。

2.3.5　刀口内量爪平行度检定

在检具底座上进行测量。将尺寸为 10 mm 的 5等量块的长边夹持于两外测量爪的测量面之间，紧固螺钉后，该量块应能在量爪测量面间滑动而不脱落。然后，将卡尺平面旋转 180°，平放在检具底座上，使夹持的 10 mm 量块嵌入腰形槽内，用外径千分尺沿刀口内量爪平行于尺身方向测量，在刀口内量爪的全长范围内测量，以最大与最小尺寸之差确定读数并记录。

3　结语

作为通用卡尺多功能专用检具，其实用价值就是专用检具与标准量块完美结合后，由原有外尺寸的标准量块又生成了内尺寸的标准量值，经检测各项内尺寸的标准量值技术指标均符合现行规程规定的要求，从而解决了检定通用卡尺当前无专用内尺寸检具的难题，可替代量块内尺寸夹具等较烦琐的装夹。从设计到制作实验样品及试用的情况，又进行改进与完善，并增加辅助检定功能等，使其更加实用，操作安全可靠，检具主体360°旋转更灵活轻便，读数直观，已基本满足通用卡尺检定时的多项功能，能有效保证通用卡尺的检校质量，从而大幅提高了检定工作效率。

　　想法的确很巧妙！这种组合方式产生了许多卡尺检定需要的尺寸，很有启发性。我觉得产品定型后会吸引广大万能量具检定人员的欢迎的。

不错啊，真是用心了

原理有点象检定三座标的步距规，但尺寸应该不 一样，这个哪里有卖，多少钱？

哪里能买到，附件有密码，打不开。