多功能游标卡尺的设计和应用.docx

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多功能游标卡尺的设计和应用

河南科技大学

毕业设计（论文）说明书

题目：

多功能游标卡尺的设计和应用

类别：

专科

年级专业：

10级机电一体化

函授教学站点：

平高函授教学站

姓名：

牛晓勇

河南科技大学

毕业设计（论文）任务书

一、题目：

多功能游标卡尺的设计和应用

二、时间：

自2012年3月3日至2012年5月20日止

3、要求：

1、3月3日—3月5日：

确定论文题目

2、3月6日—5月6日：

阅读文献、收集相关资料，

撰写论文完成第一稿

3、5月5日—5月15日：

论文初审、修改

4、5月16日—5月20日：

定稿、提交论文

指导教师：

孙慧峰

下达时间：

2012年3月3日

多功能游标卡尺的设计和应用

【摘要】针对用普通游标卡尺检测特殊尺寸非常困难这一棘手问题，对普通游标卡尺的结构进行了必要的改进，使之能准确、方便、快速地对特殊尺寸进行测量，并在理论上进行了论证，同时提出了方便的检测方法。

改进后的游标卡尺具有多功能的特点，非常实用。

关键词：

多功能游标卡尺；结构；改进；检测；特殊尺寸

【Abstract】Itisavarydifficultproblemthatusingcommonmultifunctioncallioertomeasuresomeespecialdemensions.Socommonmultifunctioncallipermustbeimproved.Markingitpossibleformoreaccurater,morecovenienterandmorerapiderformeasuringsomerspecieddemensions.It’sprinciplecanbetestified.Atthesametimetithasconvenientmethodofmeasuring.

Keywrods:

Multifuction-calliper;Construction;Improvement;Measuring;Especialdemensions

前言

机械零件型面两相交直线交点处在通常情况下根据工艺结构性要求往往制成圆弧形或内球状，因此在检测其交点位置尺寸时比较困难，根据多年的生产一线的工作经验，我设计了一种测量较为准确、结构简单、使用方便，且一尺多功能卡尺。

较好地解决了以上问题。

针对用普通游标卡尺检测特殊尺寸非常困难这一棘手问题，对普通游标卡尺的结构进行了必要的改进，使之能准确、方便、快速地对特殊尺寸进行测量，并在理论上进行了论证，同时提出了方便的检测方法。

改进后的游标卡尺具有多功能的特点，非常实用。

第一章多功能游标卡尺的结构特点

基本外形与普通300mm长的测量卡尺相同，只是在部分构件结构上进行了适当改进，如图1-1主尺5端头由夹框3取代原先主尺量爪，夹框用两个夹框螺钉4紧固，夹框内部加工成截面为长方形通槽，可安装各种Ⅰ型量杆13～16。

其伸长量可自由调节，调节好后，用止动螺钉2固紧。

在游标尺框7下部卡脚端面加工一通孔，以便安装各种Ⅱ型量杆17～20，测量杆可上下移动调节长度，调节好后，然后用游标量杆止动螺钉10通过其内部楔块锁紧机构锁紧。

图1-1结构原理图

1Ⅰ型测量杆2止动螺钉3夹框4夹框螺钉5主尺6螺钉7游标尺框8游标9游标止动螺钉10游标量杆止动螺钉11游标卡脚12Ⅱ型游标测量杆13I型钩式顶尖测量杆14球头测量杆15刃口测量杆16Ⅰ型外向钩式球头测量杆17Ⅱ型钩式顶尖测量杆18锥头定心测量杆19Ⅱ型外向钩式球头测量杆20Ⅱ型刃口测量杆

对于普通游标卡尺，其游标、游杆框、卡脚之间由螺钉固定连接形成一个整体。

由于本卡尺的测量功能较多，为便于卡尺校验、读数、测量、尺寸计算，游标与卡脚之间须能进行适当的相对移动，为保证其移动的准确性，在卡脚11、游标8配合面处设计出一与键槽相类似的结构，卡脚上加工一通槽，游标底面加工一凸台，二者通过侧面相配合。

另外在游标8上加工出两腰形槽，便于安装游标止动螺钉9。

当需要游标0刻线与主尺某一整数刻线对齐时，先将两个止动螺钉9松开，轻推游标调节，然后拧紧两个螺钉就可定位。

结构见图1-2。

图1-2游标卡脚结构图

以上各种量杆及量头的大小、形式，应根据工件结构特点配备。

当测量凹进部分厚度尺寸时，采用钩式顶尖测量杆如图1中的13和17，当测量凹槽多台阶内不同圆弧、不同深度与中心孔的同轴尺寸时，或者测量不等高零件两孔中心距尺寸时，夹框内可安装测量杆14或刃口测量杆15，卡脚孔内安装锥头定心测量杆18.

当测量工件内圆弧直径时采用两个外向钩式球头测量杆，如图1中16和19，当测量燕尾槽底面两相交直线交点间距离尺寸时，也可用两个外向钩式球头测量杆16和19测量。

第二章游标卡尺的校验

一、使用两个外向钩式球头测量杆测量工件尺寸前，其卡尺的校验如图2-1。

图2-1外向钩式球头测量尺校验

首先，用平行垫铁校验两测量头平行度；用V型槽检验双量头同轴度，调整好后将两测量杆坚固。

然后，校验量具千分尺固定某一整数刻度，记下该数值H1，将卡尺两量头置入千分尺两侧头之间，保持平行贴合。

再将游标0刻线调至与主尺某一整数刻度值相对齐，记下游标卡尺数值H2。

从而完成卡尺校验工作。

测量工件后，将测得值H加上原千分尺读数H1减去施标调数H2便得工件尺寸。

即：

工件尺寸=H+H1+H2

例如：

千分尺固定某一整数值为50mm。

双球贴合千分尺侧头后，游标0刻线调至主尺10mm刻线，测得工件数值为60mm。

则实际尺寸为：

60+50－10=100mm

二、使用两个内向钩式球头测量杆测量工件尺寸时，检验二量头平行、用平行垫铁校验。

双量头同轴度用V型槽检验。

然后两量头贴合，如图2-2。

将游标0线调至与主尺某一整数刻度对齐，记下数值，再将实测数值减去上述数值，即为实际尺寸。

图2-2内向钩式球头测量尺图2-3凸台法兰

三、当采用一球头测量杆或一刃口测量杆与一锥头定心测量杆测量如图2-3中R1、R2与中心孔的同轴尺寸时，卡尺校验方法如图2-4、如图2-5。

将量头或刃口外背面贴合卡脚，同时调整好两测量杆长度，将游标0刻线调至主尺某一整数刻线，记下读书。

测量工件，将测得值减去或加上原记下读数便是工件实际尺寸。

图2-4球头、刃口测量尺图2-5卡脚测量尺

四、使用钩式顶尖测量杆测量凹进部分尺寸（如测量截面呈工字形的尺寸厚度），其卡尺校验如图2-6。

将两顶尖对齐、靠紧放置V型槽中进行校验其平行度、同轴度，然后坚固。

将游标0刻线调至主尺某一整数刻线，固紧，记下读数。

然后将实测数值减去原记下读数便为工件实际厚度尺寸。

图2-6钩式顶尖测量尺

第三章使用方法及计算

一、使用两个外向钩式球头测量杆测量工件内圆弧直径D的使用方法如图3-1。

检测前，现校验卡尺，校验方法及计算方法见2

（1）说明。

图3-1测量内圆弧直径D

二、使用两个内向钩式球头测量杆测量燕尾槽底面两直线交点之间尺寸L时，见图3-2。

图3-2测量燕尾槽底面两直线交点间尺寸

卡尺校验见2

（2）说明。

连接OE，过O点作OA⊥AEOB⊥BE

∴OA=OB=ROE=OE

∠OAE=∠OBE=90°

∴△OAE≌△OBE

∴∠AEO=∠BEO=

ctg

=

EB=OB·ctg

=R·ctg

∴C=L+2R·

∴C′=C-2R+MC=C′+2R-M

L+2R·ctg

=C′+2R-M

L=C′+2R–M-2R·ctg

式中：

L—两交点实际尺寸；C′—测量工件尺寸所读数值；R—量头半径；M—卡尺校验所记原数值；α—燕尾槽底面夹角。

三、采用一刃口测量杆和一锥头定心测量杆测量曲柄中心距尺寸，如图3-3。

卡尺校验见说明，但需要说明的是，校验时刃口面要贴合卡脚面，再来调整测量杆伸长量。

图3-3测量台阶孔中心距

L=C′-M+N+

式中：

C′—测量工件尺寸所读数值；M—卡尺校验所记原数值；N—锥头中心至卡脚面距离。

四、采用一球头测量杆和一锥头定心测量杆测量台阶圆弧面到中心孔尺寸R，如图3-4，校验方法见2（3）说明，调整好测量杆长度即可进行测量。

图3-4测量具有同轴度要求的两中心距R

R=C′-M+N+2r

式中：

r—量头半径；R—圆弧面到中心孔尺寸；C′—测量工件尺寸所读数值。

五、使用钩式顶尖测量杆测量凹进尺寸L时见图3-5。

卡尺校验见2（4）说明。

C′=L+M；L=C′-M

图3-5测量内凹厚度尺寸

结束语

本卡尺结构合理，便于操作，可较为简单地解决比较复杂尺寸的测量问题，在保证卡尺精度和操作正确的前提下，具有快速准确的特点，在生产中有很大实用意义。

参考文献

《工具技术》2009年第2期陈勇周至平

《煤矿机械》2012年第2期罗太景吴杰

《机械工人》2003年第4期龚志召

《物理通报》2010年第5期温志峰

《长沙航空职业技术学院学报》2002年第2期陈勇

《上海计量测试》1994年第3期张去病

鸣谢

本毕业论文在选题及设计过程中得到孙会风老师的悉心指导，并为我指点迷津，帮助我进行论文的设计与修改，孙老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，使我受益无穷，在这里由衷的感谢孙老师。

在整个毕业设计过程中，查阅过许多关于这方面知识的文献资料，对这些资料的作者也表示感谢，没有你们的智慧的铺垫，我的毕业论文也不可能顺利完成。