準(zhǔn)確測(cè)量角度的防錯(cuò)技術(shù)探討

李麗

摘 要：本文對(duì)角度測(cè)量在實(shí)際生產(chǎn)中的常用測(cè)量檢具——萬能角度尺的結(jié)構(gòu)、原理、使用方法簡要介紹，主要從防錯(cuò)技術(shù)上達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量角度的目的，解決測(cè)量過程中容易誤測(cè)為余角的問題。

關(guān)鍵詞：角度測(cè)量；準(zhǔn)確；防錯(cuò)

我公司加工的變速箱上的零件，基本都有斜面。對(duì)于斜面的角度測(cè)量，一些員工容易讀錯(cuò)，常常讀為所需角度的余角，導(dǎo)致出現(xiàn)不合格品。

為了避免出現(xiàn)類似問題，結(jié)合萬能角度尺使用方法、直角三角形的特性，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)總結(jié)歸納出以下知識(shí)點(diǎn)。

角度測(cè)量的原理：角度測(cè)量（angular observation）包括水平角（horizontal angle）測(cè)量和豎直角（vertical angle）測(cè)量。

從一點(diǎn)出發(fā)的兩空間直線在水平面上的投影的夾角即為二面角，稱為水平角。其范圍是：順時(shí)針0°～360°。

在同一豎直面內(nèi)，目標(biāo)視線與水平線的夾角，稱為豎直角。其范圍在0°～±90°之間。如圖當(dāng)視線位于水平線之上，豎直角為正，稱為仰角。反之當(dāng)視線位于水平線之下，豎直角為負(fù)，稱為俯角。

萬能角度尺是用來測(cè)量工件內(nèi)外角度的量具，如果角度比較特殊，可以做成角度樣板或角度卡規(guī)板。現(xiàn)在生產(chǎn)基本都是數(shù)控車加工，程序保證角度。但為了確認(rèn)角度加工的準(zhǔn)確數(shù)值，還是要進(jìn)行測(cè)量。

首先對(duì)萬能角度尺的結(jié)構(gòu)、原理、使用方法簡要介紹。

萬能角度尺讀數(shù)機(jī)構(gòu)根據(jù)游標(biāo)原理制成，萬能角度尺的測(cè)量精度有2′和5′的兩種，主尺刻線每格1°，可以測(cè)外角0°～320°和內(nèi)角40°～130°。測(cè)量時(shí)先校準(zhǔn)零位：萬能角度尺的零位，是當(dāng)角尺與直尺均裝上，而角尺的底邊及基尺與直尺無間隙接觸，此時(shí)主尺與游標(biāo)的“0”線對(duì)準(zhǔn)。

例如：游標(biāo)上的最小分度值為2′的萬能角度尺，其主尺刻線每格為1°，游標(biāo)刻線取主尺的29°，將其等分為30 格，因此游標(biāo)每格之間的刻線角為29°/30=29×60/30=58′，主尺與游標(biāo)一格的差值為2′，也就是說萬能角度尺讀數(shù)準(zhǔn)確度為2′。其讀數(shù)方法與游標(biāo)卡尺完全相同。由此得出萬能角度尺讀數(shù)規(guī)則如下：

·（1）讀出近臨游標(biāo)零線左側(cè)的主尺上的刻度數(shù)（度數(shù)）。

·（2）讀出游標(biāo)零線以右與主尺上的刻度對(duì)準(zhǔn)的第一個(gè)刻線數(shù)乘上游標(biāo)的最小分度值，讀出分?jǐn)?shù)。

·（3）將上面的度和分兩部分加起來，即為被測(cè)角度值。

萬能角度尺的使用方法：

1、應(yīng)先把測(cè)量面和被測(cè)工件表面的灰塵和油污等擦拭干凈，以免影響測(cè)量精度。

2、檢查萬能角度尺各部件的相互作用。

3、檢查萬能角度尺零位，把主尺和刀口尺連接進(jìn)行零位的校準(zhǔn)。

4、測(cè)量時(shí)，可轉(zhuǎn)動(dòng)萬能角尺背面的捏手，通過小齒輪與扇形齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，使尺身相對(duì)扇形板產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變主尺與角尺或直尺間的夾角，滿足各種不同角度的需要。（值得注意的是，在使用時(shí)，一定不能直接用手扳，而需要擰背面的螺帽來調(diào)節(jié)測(cè)量的大小。）

5、基尺隨著尺身相對(duì)游標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)到所需角度時(shí)，再用制動(dòng)器鎖緊。

6、在主尺上讀取角度值（度），在游標(biāo)上讀取分度值（分）。

直角尺是測(cè)量直角和劃線工作中最常用的角度量具，主要用于檢驗(yàn)工件的垂直度和直角。

如何準(zhǔn)確測(cè)量角度呢？對(duì)此，總結(jié)多年工作經(jīng)驗(yàn)，得出如下測(cè)量方法——先判斷后測(cè)量法。具體步驟如下：

1、準(zhǔn)確識(shí)圖充分了解所要測(cè)量的斜面的圖示基準(zhǔn)，是徑向還是軸向。如圖1，角度α表示斜面與軸向的夾角。

2、選擇合理的測(cè)量基準(zhǔn)面

根據(jù)工件結(jié)構(gòu)，選擇合理的測(cè)量基準(zhǔn)面。測(cè)量基準(zhǔn)面不一定與工藝的標(biāo)注基準(zhǔn)面一致。選擇測(cè)量基準(zhǔn)面的原則是：便于測(cè)量。如圖1中的角度α，選擇以端面A面為基準(zhǔn)，而不是圖示的內(nèi)孔B面。這樣選擇基準(zhǔn)，便于在測(cè)量時(shí)觀察萬能角度尺與基準(zhǔn)面A之間是否有間隙，更方便準(zhǔn)確測(cè)量。

3、判斷角度大小

該步驟是角度測(cè)量防錯(cuò)的關(guān)鍵一步，經(jīng)過判斷，可以防止讀數(shù)是所要測(cè)量的角的余角。可以借助刀口尺的45°測(cè)量端進(jìn)行對(duì)比。具體方法是：用一把卡尺或深度尺的尺身側(cè)面貼在被測(cè)斜面上，用萬能角度尺的刀口尺45°測(cè)量端在卡尺與測(cè)量基準(zhǔn)面之間對(duì)比。如圖2所示

4、用萬能角度尺測(cè)量

判斷完角度的范圍后，再進(jìn)行測(cè)量。如圖5所示測(cè)量，是以端面為基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量的，讀數(shù)是基準(zhǔn)與刀口尺右側(cè)之間的夾角，即55°。該讀數(shù)值與工藝要求的角度互為余角，即圖1中α角度為35°。

在使用萬能角度尺測(cè)量時(shí)，對(duì)于非常熟悉直角三角形特性的人來說，無論選擇的測(cè)量基準(zhǔn)面和圖示角度的基準(zhǔn)面是否一致，都可以直接讀出所需斜面的角度。如圖5所示，萬能角度尺主尺的中間0°刻度線所在直線即為軸線，它與刀口尺之間的夾角35°，就是圖1所示的α角度值。

對(duì)于有位置限制或結(jié)構(gòu)限制，無法用萬能角度尺測(cè)量的斜面。設(shè)計(jì)了一系列常用的角度尺寸的角度樣板，如15° 30° 45° 55° 60° 75°的角度樣板，如圖6所示。使用方法：根據(jù)被測(cè)斜面的角度，選擇對(duì)應(yīng)角度δ的角度樣板。將角度樣板和被測(cè)斜面對(duì)比，只要角度樣板的兩面和被測(cè)斜面無間隙，就說明被測(cè)角度與所選角度樣板角度一致。

角度樣板的優(yōu)點(diǎn)：直觀、方便、便捷。缺點(diǎn)：只能粗略判斷角度大小，誤差較大，不能測(cè)量出被測(cè)斜面的具體角度值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙宏芳 董鵬飛，公差配合與測(cè)量技術(shù)，西北大學(xué)出版社

[2] 楊傅泉 齊福江，齒輪和蝸輪蝸桿的檢查與測(cè)量，機(jī)械工業(yè)出版社

（作者單位：陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司）