簡議機械加工中計量器具的正確選用

魏云濤 謝晉

摘要：計量器具的正確選用與否直接關系著機械加工中工件質量的好壞。考慮到計量器具本身存在的誤差，一旦計量器具不能夠正確選用就會導致測量產生誤差，直接影響到被測工件的質量。本文則從機械加工中計量器具的選用角度著手，闡述選擇計量器具時的應注意的問題，并結合相關實例進行闡述。

關鍵詞：機械加工；計量器具；正確選用

計量器具的選擇與使用直接關系到加工零件的質量。一旦計量器具的選用出現相關問題，必然會導致機械加工零件出現錯誤，從而造成人力、物力的嚴重浪費。本文則從機械加工中計量器具的選用角度著手，闡述選擇計量器具時的應注意的問題，并結合相關實例進行闡述。

一、機械加工中計量器具選擇應該注意的問題

1.加工零件的屬性

加工零件的屬性如大小、材質以及質量直接決定計量器具的選擇。計量器具的量程范圍應該略大于加工零件的大小。對質量較為優質，表面比較平整的加工零件，我們可以選擇精度較高的計量器；反之就不能選擇精度搞得計量器。對部分材料質地比較軟，表面比較薄的加工零件，我們應該減量選擇量程范圍較小的計量器。

2.加工零件的技術要求

對批量生產的加工零件，排除特殊的技術要求之外，我們可以選用公用的計量去來進行測量。但對于生產量較小的加工零件，或者加工零件的技術含量高，則就必須選用專用的計量器。

3.計算計量器存在的誤差

眾多周知，所有的計量器都存在誤差。如果機械加工中不了解計量器的誤差，就會導致選用不恰當，導致我們無法精確把握加工零件的測量數據。

4.選用適宜的量程、精度和靈敏度

計量器具的選用直接關系到其能夠正常運用到機械加工過程中。計量器的量程主要分為工作量呈和有銷量呈。我們應該根據機械加工中實際情況，選用正確的計量器具。

5.重復性使用次數

整體來看，如果設備的重復性使用次數與再現性比較優秀，那么測量器具的穩定性就非常好。而一旦設備的重復性使用次數低，再現性比較差，則測量器具提供的數據有可能存在誤差，未能夠呈現出相關性分布，最終導致測量結果較差。

6.工具的選擇

在機械加工過程中，計量器具是最為基礎的工具，但也是最關鍵的工具，其使用非常頻繁。如何正確的使用計量器具，確保測量結果誤差下就成為最核心的問題。下面就對經常使用的計量器具進行簡要分析：（1）游標卡尺，主要測量長度、內外直徑以及深度的測量工具；（2）杠杠百分表，最小分度值為0.01mm，測量范圍不超過1mm；（3）千分尺，主要測量長度，測量范圍大致在10mm以內，測量精度可達到0.01mm；（4）萬能角度尺，刻度最小為1度，能夠用于各種機械加工中工件的內外角的測量；（5）塞尺，用于測量工件的厚薄度，是檢驗工件縫隙大小的重要器具。（6）量塊，無刻度的標準測量器具。

7.經濟可行性

在測量過程中，我們首先要熟悉工件的計量要求以及計量器具的精度，避免因為人為因素導致的誤差造成工件不合格。在此基礎上，計量器具的選擇同樣需要考慮到經濟可行性，避免因為謹慎而造成過于精密測量，最終導致不必要的人力和財力浪費。

8.其它方面

計量器具在選擇上還需要注意以下諸多方面的要求：（1）部分計量器具在測量過程中對位置要求比較多。如部分工件測量既需要水平放置計量器具測試，也需要垂直放置計量器具測量。部分精密的測量器具往往對水平放置和垂直放置都有明確的要求；（2）計量器具需要校準和鑒定時的相關要求；（3）計量器具在機械加工工件時的實用性；（4）計量器具在使用過程中的安全性等。

二、機械加工中計量器具的選用方法

機械加工中計量器具的正確方法非常多。國家GB/T3177—2009明確規定，加工工件的最大實體尺寸與最小實體尺寸分別向公差帶內移動一個尺寸值，這主要是指“安全裕度”（詳見圖1）。國家明確規定加工零件的制造誤差與檢驗時器具測量誤差不能超過加工零件的公差。整體來看，影響安全裕度的因素非常多，如溫度、形狀以及計量器具本身誤差等。在此基礎上，我們可以根據零件公差計算出對應的計量器具的不確定因素，再來選擇正確的計量器具。

三、機械加工中計量器具的選用實例

1.計量器具選用實例一

以機械加工中經常見到的7級精度的軸徑? 為例，按照GB/T3177—2009的相關規定，可以其安全裕度為0.004mm。在此基礎上計量器具的不確定則可以分為三檔，且三個檔位的對應公差分別為加工零件公差的1/4、1/6、1/10。對于精度比較低，要求比較低的零件加工，工廠往往會選擇1/10；而加工某些緊密工件時，工廠往往會選擇1/4甚至更高。可以說，加工零件的精度直接決定計量器具的精度。根據u=0.9A的基本原理，可以得出計量器具不確定值修正安全裕度為0.0067mm。

在此基礎之上，我們再去確定加工工件的驗收極限值。考慮到加工工件為軸，上限驗收值應該為最大實體尺寸-安全裕度，即為149.9503mm；下限驗收值則應該為實體尺寸+安全裕度，即149.9237mm。計量器具的不確定值可以從GB/T 31772009進行查詢計算。

2. 計量器具選用實例二

以機械加工零件軸?250h12為例，該加工工件的公差為0.46mm，即其公差應該在0.320-0.580mm之間。再根據GB/T 31772009中的相關數據，可以得出器具的不確定值。在此基礎上，我們在進行檢驗，JB/2181—1982中可以查詢到加工零件尺寸應該在200mm-250mm之間時，所對應的游標卡尺的不確定值應該為0.02mm。小于計量器具的不確定允許值應該在0.029mm，滿足測量的實際要求。

結語

必須承認，盡管國家已經明確指出計量器具的選擇規范，但在實際操作過程中，我們仍然需要考慮計量器具的適用范圍與加工工件的具體要求，不能夠完全按照已經計算好的步驟來選擇計量器。如精度為0.01mm的外徑千分公尺是車間使用的計量器具中精度最高，但即使如此，人為操作影響、計量器具誤差以及測量方式錯誤都會導致加工工件出現一定概率的錯誤。

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（作者單位：1河北省計量監督檢測研究院；

2河北省計量檢測技術中心）