游标卡尺精度分析和检查方法

　　1引 言

　　游标卡尺是机械制造行业中最常用的量具之一，广泛应用于零部件内外尺寸的测量。因此，它的精度指标高低，将直接影响到被测工件结果的判断。为了更好地提高游标卡尺产品质量，保证游标卡尺示值精度，除了合理安排设计、工艺和制造过程之外，还需要有严密合理的检测手段。

　　游标卡尺示值误差的检查方法，看起来是很简单容易的事情，但仔细分析，还有很多问题值得考虑和推敲，本文仅就游标卡尺示值误差在检查过程中的问题进行分析和讨论。

　　2对测量力的控制

　　游标卡尺在测量示值时，采用的是接触测量。测量误差的主要来源是器具误差、方法误差和温度误差。按照通用卡尺检定规程国家标准JJG-2002 中规定，在检验卡尺外测量面示值时，是将专用量块的长边平放于两外测量爪测量面之间，移动尺框，使卡尺外测量面和量块工作面相接触，并能正常滑动。也就是说，测量操作过程应按测量力为零来理解。卡尺在测量示值时，为了保证接触可靠，有人误认为用卡尺把量块夹得紧一些，测量示值就准确了，这种看法非常错误，不符合国家标准。

　　由于游标卡尺没有定力机构，测量力是靠手的力量来把握测量力的大小。测量力是不稳定的，它会在测量和调零时发生变化。虽然在检定和使用卡尺时，测量力可以保证接触可靠，但常常由于测量力的影响而产生较大的误差，而这个问题又往往被忽略。用量块检定游标卡尺示值时，由于游标卡尺测量面与量块测量面相接触，测量力过大会导致卡尺弹性变形与磨损。过大的推力还可能使尺框产生倾斜而影响示值误差的测量。特别是测量力的变动，将使测量结果发生随机变动。

　　根据游标卡尺国家标准GB/T21389-2008 中规定：0-300mm卡尺移动力为3-8N，也就是说要产生这样大的摩擦力，此时尺框中弹簧已经有很大压力了。在一般情况下，只要推力不过大，足可以保证卡尺尺框与尺身导向面良好接触，而且不产生倾斜。

　　另一方面，在检定卡尺示值时，需要用大于移动力推力，使卡尺量爪测量面与量块量测面接触，这时量块与卡尺量爪量面接触的测量力(即超过移动力的推力)将使卡尺产生弹性变形。如果这里量块的压缩量和尺身的伸长量都是很小的数值。如果尺身截面17×4，在300mm位置上计算，则在每公斤测力下，量块截面35×9，其量块变形为

　　以上计算可以忽略不计，而主要影响为尺身和量爪的弯曲变形引起的。

　　为了研究测量力对卡尺示值的影响，以0-300mm游标卡尺为例做了大量实验，结论是在300mm位置上，距卡尺下量爪外端5mm处，每受力1kg，影响示值大约为0.05mm(经过实验测出)。其中尺身受力变形对示值的影响为0.035mm，两量爪受力变形为0.015mm。从上面数据可以看出测量力对检定示值误差的影响很大，尤其是量块放置在量爪外端位置时。