角度和锥度测量方法探讨
角度和锥度测量方法探讨
作者：葛红
来源：《职业·中旬》2011年第11期
测量角度和锥度的方法有各种各样，计量器具的类型也有很多种，笔者将常用的几种测量方法及相应的计量器具简单介绍如下。
一、比较测量法
比较测量法的实质，是将角度量具与被测角度或锥度相比较，用光隙法或涂色法估计出被测角度或锥度的偏差，或判断被测角度或锥度是否在允许的公差范围内。比较测量法的常用角度量具有：角度量块、角度样板、直角尺、圆锥量规等。
1.角度量块
角度量块是角度测量中的标准量具，用来检定和调整测角仪器和量具，校正角度样板，也可直接用于检验精度高的工件。角度量块有三角形和四边形：三角形的角度量块只有一个工作角；四边形的角度量块有α、β、γ、δ四个工作角度。国产角度量块精度分1级和2级两种，其工作角的偏差：1级精度不超过±10″，2级精度不应超过 30″，测量的平面度误差不应超过0.3μm。成套的角度量块由94件组成，各块工作角的公称值均有详细规定，角度量块可以单独使用，也可以利用角度量块附件组合使用，测量范围为10°～350°，与被测工件比较时，借光隙法估定工件的角度误差。
2.角度样板
角度样板是根据被测角度的两个极限角值制成的，有通端和止端之分。检验工件的角度时，若用通端角度样板，光线从角顶到角底逐渐增大；用止端角度样板，光线从角底到角顶逐渐增大。这就表明，被测角度的实际值在规定的两个极限角度范围内，被测角度合格；反之，则不合格。
3.直角尺
角尺的公称角度为90°，故称直角尺。用于检验工件的直角偏差时，是借目测光隙或用塞尺来确定偏差的大小的。角尺的外工作角α和内工作角β在长度H 上的垂直度误差是划分角尺精度的依据，按照工作角极限偏差的大小，角尺分为0、1、2、3级四种精度等级。0级精度等级最高，用于检验精密量具，1级用于精密工具制造，2、3级用于一般机械制造。
4.圆锥量规
圆锥量规，可以检验内、外锥体工件锥度和基面距偏差。检验内锥体用锥度量规，检验外锥体用锥度套规。圆锥结合时，一般对锥度要求比对直径要求严，所以用圆锥量规检验工件时，首先应用涂色法检验工件的锥度。用途色法检验锥度时，要求工件锥体表面接触靠近大端，高精度工件接触长度不低于为工作长度的85﹪；精密工件不低于工作长度的80﹪；普通工件不低于工作长度的75﹪。用圆锥量规检验工件的基面距偏差时，是用量规与工件间基面距来控制的。圆锥量规的一端有两条刻线（塞规）或台阶（套规），其间的距离m 就是基面距公差。
二、直接测量法
直接测量法就是直接从角度计量器具上读出被测角度。对于精度不高的工件，常用万能量角器进行测量。万能量角器的最小分度值有2′和5′两种，在0°～320°测量范围内任意角度的示值误差分别不大于±2′和±5′。对于精度高的角度工件，则需用光学分度头或测角仪进行测量。
1.光学分度头
光学分度头可用于测量工件的圆周分度，如测量花键、凸轮、齿轮、铣刀、滚刀、拉刀等的分度中心角。
2.测角仪
测角仪是用来测量精度高的角度，如测量角度量块或光学棱体的角度，其工作原理是利用照明光管、观察光管将被测工件定位，通过读数管将被测角度与一精密分度盘进行比较，测出被测件的角度值。
三、间接测量法
在有的情况下，对角（锥）度的直接测量很不方便或难以达到测量精度的要求时，就要采取间接测量的方法。间接测量法的特点是测量与被测角（锥）度有关的线值尺寸，通过三角函数计算出被测角（锥）度值。常用的计量器具有正玄规和坐标测量。
1.正玄规测量
正玄规是一种测量精度高、使用方便的精密计量器具，常用于测量内、外锥体的锥角及外锥体的大、小端直径，也可用于测量锥螺纹的基面中径和角度块的角度值。常用的正玄规分为宽型和窄型，每种形式又按两圆柱中心距L 分为100mm 和200mm 两种，其主要尺寸的偏差和工作部分的形状、位置误差都很小。此外，还有带顶尖正弦规和方型正弦规。
2.双坐标测量仪测量内锥锥度