提高万能角度尺检测精度的创新方法

韩玥霆

[摘 要] 主要通过对万能角度尺的基本结构和检测精度产生误差的原因进行分析，创新地设计一种能够安装在万能角度尺上的专用挡块，实现提高检测精度。此设计方法是对现有市场销售的I型万能角度尺检测方式的一种辅助，使其能够更加可靠、有效地帮助操作者进行检测，可以提高检测准确性，避免人为误差，减少测量次数从而减少零件加工时间。该方法解决了使用万能角度尺进行透光法检测零件时，基尺侧面没有可依靠的基准所产生的人为检测误差，从而影响测量精度的实际情况，利用专用挡块的结构特点解决了这一问题。

[关 键 词] 基本结构；误差分析；专用挡块；辅助基准

[中图分类号] TG822 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）33-0119-01

我国职业院校机械类专业的学生在学校进行钳工、机械加工和精密测量等技能实训时，通常需要检测零件的角度。万能角度尺作为常用的量具，被广泛应用到技能实训操作时的检测中。

一、万能角度尺基本結构和原理

（一）基本结构

游标万能角度尺适用于机械加工中的内、外角度的测量，可测0°～320°的外角及40°～130°的内角。在结构方面，该量具是一种组合式的万能量具。其分别由主尺、90°角尺、刀口形直尺、游标尺、基尺、连接块、扇形板和紧固螺钉组成。游标在主尺上回转，检测零件的角度。90°角尺和刀口形直尺通过连接块固定在扇形板上，随游标的回转而回转，对工件进行角度测量。

（二）读数原理

以I型游标万能角度尺为例，主尺的刻线每格为1°，分度值2′的游标刻线是将主尺上29°所占的弧长等分成30格，则游标上每格刻线的角度为29°/30即58′，与主尺每格的角度差即分度值为2′。

（三）结构材料

游标万能角度尺多数采用量具钢制作，具有硬度性好、耐腐蚀性好、机械性能优良等特点。

二、检测误差原因分析

学生时常因为使用万能角度尺进行透光法检测零件时，基尺没有与零件的角度基准面平齐，而导致了测量误差大，轻则造成单个零件尺寸超差，重则导致零件报废。

图1所示为正常检测状态，图2所示为产生人为误差状态。

通过多次的试验和检测，根据不同的测量偏转角度，扇形板每偏过1°，相应的检测角度误差将增加约2′～7′。

三、创新设计

为了控制和避免人为检测误差过大造成零件报废，现设计一种专用挡块，安装在万能角度的基尺侧面，从而增加其侧面的辅助基准，避免了人为误差的产生。

（一）首先利用SolidWork软件三维功能设计该挡块三维实体视图。

（二）根据万能角度尺的基本结构，利用SolidWork软件设计安装在扇形板侧面的挡块，生成工程图。

（三）将设计的挡块零件根据图纸进行加工，磨削表面提高精度，喷砂处理防止锈蚀。由于万能角度尺多数使用量具钢材料制作，硬度较高，因此在基尺侧面须使用电脉冲加工出M3的安装螺纹，与M3的手拧螺钉配合安装。如图3所示。

（四）组合安装，如图4所示为扇形板侧面安装专用挡块的检测状态。

四、结论

通过检索现有的万能角度尺相关产品，本设计方法具有如下优势：

（一）在I型万能角度尺的基尺侧面安装挡块，增加辅助基准，可以最大限度减少测量误差。

（二）挡块结构简单，加工成本低，可实现快速拆装。

本创新方法基于增加I型万能角度尺基尺侧面的测量基准，从而最大限度减少人为检测误差、提高检测精度。设计时考虑到生产产品的低成本和高实现的技术可能性，于是使用了万能角度尺通用的M3规格手拧螺丝进行挡块的安装，实现了“可快速拆装”的新亮点。本创新方法不仅可以提高职业学校学生在实训中使用万能角度尺检测零件的精度，更可以根据实际需求快速拆装，提高操作效率，可谓一举两得。