游标卡尺是工业企业尤其是机械加工业普遍使用的通用量具之一。然而在使用游标卡尺外量爪测量工件时,往往有一些操作者总是使用外量爪的刀口部位来测量工件的尺寸,笔者认为这是不正确的。下面就游标卡尺外量爪的使用不当而引起的测量误差分析如下。
1、增大阿贝误差
我们知道,游标卡尺的测量原理是违反阿贝原则的。因为游标卡尺的标准尺(刻线面)与被测物不在一条直线上,而处于偏离位置。故产生的测量误差为△L=Ltanφ,如图1所示。由于阿贝误差的存在,并且L越大,产生的误差也越大。而在整个外量爪测量面上,其刀口部位离游标卡尺测量轴线最远,即L最大。所以用刀口部位测量工件,会增大阿贝误差。
2、增大测量力所造成的测量误差
在测量过程中,测量力的大小会给测理结果带来测量误差。而使用外量爪刀口部位测量工件时,将更增大测量力所造成的误差,如图2虚线所示。游标卡尺尺框在测力的作用下向左推进,而活动量爪在工件的反作用力下向右打开,因刀口部位单薄,又因其臂(杠杆臂)最长,因此量爪变形最大,故所造成的误差当然也就越大。
3、粗加工(切削)工件时测量误差明显增大
用车床粗加工(切削)工件,使用外量爪刀口部位测量时,其刀口部位易卡进工件表面,即经粗加工(切削)后的纹路里,将会造成较大的测量误差。如有一操作者,用车床粗加工(切削)一根φ35mm导向轴时,测量其轴径尺寸小了0.04mm。当时我发现他是用外量爪刀口部位测量的,于是我让他改用里端平面部位进行测量,其测量结果尺寸合格。由此可见,用刀口部位测量粗加工(切削)工件表面时,将造成较大的明显测量误差,会误导致被加工工件报废,从而造成不必要的经济损失。
4、刀口部位磨损造成测量误差
由于刀口部位测量面较窄,若长期专门使用,极易磨损而造成测量误差。如我在检定游标卡尺的过程中,常发现一些操作者使用的游标卡尺外量爪平面部位,其两测量面合并间隙符合技术要求;而外量爪刀口部位两测量面合并间隙过大,有的已超过0.02mm。如果继续再用刀口部位测量工作,无疑将增大测量误差。
综上所述,对于游标卡尺外量爪的使用不当,将导致测量误差增大。因此,在使用游标卡尺外量爪测量工件的轴径、长度等尺寸时,应尽量使用靠主尺一端的平面部位;而外量爪刀口部位的使用,只有在外量爪平面部位无法测量的情况下(如喉管径、窄槽和圆弧槽等),才可以使用刀口部位进行测量。只有这样,才能保证测量结果的准确度。总之,游标卡尺外量爪的正确使用,将减小测量误差;相反将增大测量误差。