一种游标卡尺制造技术

一种高精度游标卡尺，属游标卡尺类量具。其主要技术特征为，尺框里有和尺框一体的具有一定角度的斜面导轨，主尺在尺框里纵向移动会产生升降运动，主尺的上平面即为主尺的量爪面，并以该量爪面与尺框上一个或多个量爪面配合完成工件或零件的测量。具有全量程测微功能，特别适用于机械制造业对普通卡尺及千分尺难以测量的高精度零件进行精密测量。该尺对生产环境适应力强，对一线车间尤其适用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种游标卡尺类量具，特别是一种高精度游标卡尺。主要用于精密测量外径和厚度等。
技术介绍
经网上检索专利文献和《工具技术》、《机械制造》、《机械工程师》等有关刊物目录，及国内量具生产厂家的产品介绍，均未发现和本专利技术结构类似的一种高精度游标卡尺。在现有技术中，众所周知，国内外广泛使用的游标卡尺，读游标刻线式的，以分度值为0.02mm精度最高，其可读值为0.02mm，示值误差即测量误差仅为±0.02mm；数显游标卡尺虽可读值为0.01mm，但示值误差达±0.03mm，且测量范围越大，它们的示值误差越大。上述卡尺虽均有结构简单、使用方便、用途广泛、价格较低、测量范围大等优点，但其测量精度均不及一般示值范围间隔为25mm规格的普通千分尺。该类最广泛使用的千分尺，可读值为0.01mm，一级品0-25mm规格的，示值误差为±0.004mm。测量精度更高的杠杆千分尺和杠杆卡规类及微米千分尺，属千分尺类的精品，示值误差为±0.002mm。但由于可读测微范围或量程有限及价格高等因素制约，在一般企业的一线车间里运用并不普遍，据说大多为检验员使用。由于精密量具、量仪类大多价格较高或昂贵且测微范围较小，有的对一线生产环境难以适应等诸多因素的存在，使得在正向数字化、高速、高效、高精方向发展的机械制造业的一线车间里，有许多按公差与配合等级要求本应使用精密量具测量的工件常常被迫使用游标卡尺或一般千分尺去进行费时费力且难度很大的高精度测量。这不但影响产品质量，也阻碍生产率的进一步提高。这些都是通用量具精密化技术发展滞后造成的。本专利技术的目的就在于克服上述现有技术的不足之处，提供一种结构简单，耐用且特别能适用于一线车间生产人员和检验员等使用的高精度游标卡尺。该尺最低设计标准的起点为可读值0.002mm，示值误差应为±0.002mm，较高精度的，其可读值便进入微米以外的区域。本专利技术是这样实现的。本专利技术的高精度游标卡尺，主要由尺框及其上的游标副尺和主尺等组成。尺框左边上部向左悬伸部分为量爪。该量爪，可只有一个量爪面，也可有多个量爪面朝下向右下方向呈阶梯状分布，各爪面互相平行。尺框里的与主尺下部斜面接触的斜面导轨向右下方倾斜，倾斜角度大小与主尺斜面角度相同、方向相反。主尺的左边零线与尺框上安装的游标副尺的左零线对齐时，主尺的上平面和与其相对的尺框里的上平面间有较大的垂直空间，该空间略大于为主尺设计的上升值即最佳升程。主尺上平面与尺框上各量爪面、尺框里的上平面及尺框的底平面平行，与尺框内壁及各导向面垂直。主尺上平面与主尺本身两侧面及两端面也垂直。主尺上刻有和普通游标卡尺一样间距为1mm的刻线，但布线方向沿主尺斜边倾斜方向从右向左分布，长短线分布规律及线长之间的比例均参照现有游标卡尺取值或稍长些。主尺和游标副尺上的阿拉伯数字均从右向左按数值大小排列。排列方向与现有卡尺相反并允许出现小数。游标分度值可按现有卡尺范围取。主尺和副尺的刻线，在主尺和尺框里的斜面导轨以正弦函数取角度值时，刻线均应垂直于主尺的斜边，以正切函数取值时，刻线必须垂直于主尺的上平面，游标副尺要求一样。主尺的上平面即为主尺上的量爪面。尺框量爪的数量，优选地，可以为一个或多个，该尺所用角度的函数值越小，量爪面可设数越多，量爪面越多，总示值范围越大。量爪悬伸长度越长可设的量爪面就越多。在该尺尺框底平面的适当位置上可加工两个小螺丝孔，必要时以供安装支承件，使该尺立放用于测量。量爪面之间的落差相等，且分别等于主尺拟定的最佳升程为最佳。因为这样就多一个量爪面，示值范围就可扩大。主尺在尺框里允许的纵向移位量的最大值决定主尺最大升程值。优选地，主尺用于测量的最佳纵向位移量长度值，为主尺两端零线之间的距离，该距离乘该尺所用锐角对应的正切值等于拟定主尺的最佳升程。在取相同角度时，主尺有效升程越大，示值范围越大。尺框上量爪面的上方侧面上，标有该量爪面的测量范围，如标注数为40-50mm时，则表示该量爪面可测Φ40-Φ50或厚度为40mm-50mm的工件或零件，标注为0-10mm，则表示可测量0-10mm尺寸大小的工件或零件等，以此类推。事实上因主尺前端预留了伸出导轨的一部分长度，每量爪面均可测量稍大于其最大可测值的零件。主尺左端零线与副尺左边零线对齐时，主尺的上平面即主尺的量爪面，与尺框上各量爪面间的垂直距离，为各量爪面上方标注的最大可测值。例如在以正切值0.1或0.05选取该尺斜角时，尺框上量爪面若有标注较小测量范围值，如0-10mm 0-5mm等等，则主尺在尺框里移动至主尺右边零线与副尺左边零线对齐时，主尺的上平面即其量爪面与尺框上的0-5mm 0-10mm量爪面应为无间隙接触的校零状态。此时主尺上平面与尺框上其它量爪面间的垂直距离为其它量爪面上方标注的最小可测范围值。主尺的斜面和尺框里导轨的倾斜角的正切值可在包括0.1在内的由0.1趋近于0的值中选取，优先地应选择0.1 0.05 0.01 0.001 0.0050.0001等。以下为主尺面数字排列方法示例本专利技术的一种高精度游标卡尺的主尺的斜面及尺框里斜面导轨取角所用的正切值为0.1时，拟定最佳升程为10mm时优选地，主尺从左向右的厘米线上的数字为12 11 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0拟定升程为20mm时，厘米线上的数字为23 22 21 0 19 18 17 16 15 14 13 12 1110 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0正切值为0.01时，拟定升程为1mm时，厘米线上的数字为1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.30.2 0.1 0正切值为0.01时，若主尺升程为2mm时主尺厘米线上数字为2.3 2.2 2.1 0 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.21.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0当以正切值0.05取角时，主尺拟定最佳升值为5mm时，主尺厘米线上的数字从左向右排列为 7 6.5 5.5 0 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0当以正切值0.005取角时，主尺拟定最佳升值为0.5mm时，则主尺厘米线上的数字从左向右为0.7 0.65 0.6 0.55 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.150.1 0.05 0总之，本专利技术的高精度游标卡尺的上述举例中，从主尺厘米线上的数字排列规律可以看出，其数值大小，与该尺的主尺和尺框里的斜面导轨所用斜角即锐角大小对应的正切值的大小有关，即从主尺右零线向左看，其厘线上的厘米长度标记数字，其代表的若干倍毫米的真实长度均已乘过该高精度游标卡尺所用的角的三角函数值，故阅读时见数皆读为若干相应的毫米单位。本高精度游标卡尺的设计，依据物体在斜面上移动会上升或下降原理，运用直角三角形中边与边及边与角之间存在精确的正切或正弦函数关系的原理，视与主尺的上平面平行的尺框的底平面，为本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度游标卡尺，主要由主尺、尺框及其上的副尺组成，其特征是，尺框（６）左边上部向左悬伸部分为量爪（１１），该量爪可只有一个量爪面，也可有多个量爪面（９）、（１０）、（１２），爪面朝下向右下方向呈阶梯状分布，各爪面互相平行，尺框（６）里面的与主尺（１）下部斜面接触的斜面导轨（１７）向右下方倾斜，倾斜角度大小与主尺（１）斜面角度相同、方向相反，位于尺框（６）里的主尺（１）的左零线与尺框上安装的游标副尺（２０）的左零线对齐时，主尺（１）的上平面（３）和与其相对的尺框（６）里的上平面间有较大的垂直空间，该空间略大于为主尺（１）拟定的最佳升程，主尺（１）上平面与尺框（６）上各量爪面（９）、（１０）、（１２），尺框（６）里的上平面及尺框（６）的底平面平行，与尺框（６）内壁、与尺框壁（６）一体的导向面（１６），及与各导向体接触面（７）、（１５）、（２５）垂直，主尺（１）上平面（３）即主尺（１）的量爪面与主尺（１）本身两侧面也垂直，主尺（１）上刻有和普通游标卡尺一样间距为１ｍｍ的刻线，但布线方向沿与主尺（１）斜边倾斜方向一致的导向槽（２）边从右向左分布，长短线分布规律及线长之间的比例均参照现有游标卡尺取值或稍长些，主尺（１）和游标副尺（２０）上的阿拉伯数字均从右向左按数值由小到大排列，即排列方向与现有卡尺相反并允许出现小数，游标分度值在普通卡尺选取范围中取，主尺（１）和副尺（２０）的刻线，在主尺（１）和尺框（６）里的斜面导轨（１７）以正弦函数取角度值时，刻线均应垂直于主尺（１）的斜边，以正切函数取值时，刻线必须垂直于主尺（１）的上平面（３），对游标副尺要求一样，导向板（２５）和导向板（７）上均安有调整螺钉（４）、带导向柱的螺钉（２３），主尺（１）可在尺框（６）里向左或向右纵向移动，相应的，主尺（１）的上平面（３）可上升也可下降。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：施晓宇，
申请(专利权)人：施晓宇，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]