对游标量具游标可互换性的讨论

　　一　问题提出

　　目前的游标量具只要生产厂不同,游标一般不可互换。即使是同一生产厂、同规格同型号的游标量具,游标的可互换性和可调整性往往也很差,具体表现在:

　　1.刚出厂的量具,到用户手中却验收不合格,或者虽验收合格但经短时间使用后零位即偏移,而且调整难以到位,原因是由于制造误差引起装配误差,游标紧固螺钉上有平面偏移力,造成零位难以对齐。

　　2.量具测量面修磨后,游标零位不易调整,使修理工作量增大且质量难以保证。

　　3.在需更换游标时,由于可互换性差,往往无法找到合适的配件。

　　二　原因分析

　　现在,随机抽测5件同一厂家、同一型号的0～125mm游标卡尺,试分析其互换性差的原因。

　　游标零件如图1所示,设游标阶梯孔孔径分别为1、2,游标刻度零位线与第一孔中心距为a,第一孔与第二孔中心距为b,第一孔与第三孔中心距为c,与三孔相对应的尺框上装配螺钉孔中心距分别为b′和c′。所测得尺寸数据如表。

　　1.最大需调整量ΔTmax

　　尺寸a不存在配合,最大误差为amax与amin之差值

　　2.最小可调整量ΔT′min

　　可调整量是由紧固螺钉与螺钉孔之间的间隙来确定的。这里有两个间隙:螺钉大径d与阶梯孔51的间隙x1,螺钉圆柱头直径D与阶梯孔52的间隙x2。

　　根据GB197-81规定,现所用M1.4螺钉大径d为所以

　　根据GB65-85规定,M1.4螺钉圆柱头直径D,高度H为1±0.120mm,另据GB89-85规定,螺钉的支承面对钉杆轴心线垂直度误差不大于1°,所以

　　从上述理论计算可知,最小可调整量小于最大需调整量必然使得游标互换性差,是其不易调整的根本原因。

　　三　改进方法讨论

　　要克服上述缺点,可采用两种方法。

　　1.提高加工精度、调整各尺寸的误差要求

　　通过查公差表可知,上述表中Δa、Δb、Δc、Δb′和Δc′公差等级分别相当于IT14、IT11、IT9、IT10和IT11。如将这5个尺寸均等公差级为IT11,其Δamax为0.060mm,其余最大误差值为0.160mm,于是最大需调整量为

　　对间隙x1来说,有x1max>x1min>ΔTmax,不存在不可调整问题。

　　对间隙x2来说,为使x2min>ΔTmax,可这样求出2min,即

　　现将阶梯孔2尺寸定为2.900±0.050,这样就完全保证了游标的互换性。

　　2.改变游标固定结构,提高互换性

　　将游标形状改为如图2所示,除在游标上有一台阶,原1孔径调整为外,其它外型尺寸和工艺条件不变。