万能测长仪：精确测量零件尺寸的多功能仪器

万能测长仪是由精美机械、光学系统和电气部分结合起来的长度测量仪器，即可用来对零件的外形尺寸进行直接测量和比较测量，也可以使用仪器的附件进行各种特殊测量工作。

1.主要技术参数

1）分度值：0.001mm。

2）测量范围包括以下几个方面：

①直接测量：0～100mm；

②外尺寸测量：0～500mm；

③内尺寸测量：10～200mm；

④电子眼装置测量：1～20mm；

⑤外螺纹中径测量：0～180mm；

⑥内螺纹中径测量：10～200mm。

3）仪器误差包括以下方面：

①测外部尺寸：±（0.5+L/100）μm。

②测内部尺寸：±（2+L/100）μm。

2.仪器结构

JD15万能测长仪结构如图3-46所示，卧式万能测长仪主要由底座、万能工作台、测量座、手轮、尾座和测量设备附件等部件组成。

图3-46 JD15万能测长仪结构

1—读数目镜 2—读数回转手轮 3—测量座 4—测量轴 5—工作台 6—后座测轴 7—后座 8—底座 9—工作台水平回转手柄 10—工作台垂直摆动手柄 11—工作台升降手轮 12—工作台横向移动手轮

底座的头部和尾部分别安装着测量座和尾座，它们可在导轨沿测量轴线方向移动，在底部安装着万能工作台，通过底座尾部的平衡装置，可使工作台连同被测零件一起轻松地移动。平衡装置是通过尾座下方的手柄使弹簧产生不同的伸长和拉力，再通过杠杆机构和工作台升降机构连接，使与工作台的重量相平衡。

万能工作台可有5个自由度的运动。中间手轮调整其升降运动，范围为0～105mm，并可在刻度盘上读出；旋转前端微分筒可使工作台产生0～25mm的横向移动；扳动侧面两手轮使工作台具有±3°的倾斜运动或使工作台绕其垂直轴线旋转±4°；在测量轴线上工作台移动±5mm。

测量座是测量过程中感应尺寸变化并进行读数的重要部件，主要由测杆、读数显微镜、照明装置及微动装置组成。它可以通过滑座在底座床面的导轨上滑动，并能用手轮在任何位置固定。测量座的壳体由内六角螺钉与滑座紧固成一体。

尾座是放在底座右侧的导轨面上，它可以用手柄固定在任意位置上，旋转其后面的手轮时可使尾座测头做轴向微动。测头上可以装置各种测帽，同时通过螺钉调节，可使其测帽平面与测座上的测帽平面平行。

测量附件主要包括内尺寸测量附件、内螺纹测量附件和电子眼装置3类。

3.测量原理

万能测长仪是按照阿贝原则设计制造的，即被测尺寸线在毫米刻度尺轴线的延长线上，如图3-47所示。刻度尺与测量轴一起移动，读数采用平面螺旋线原理。

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图3-47 万能测长仪测量原理

1—读数显微镜 2—测量轴 3—精密毫米刻度尺 4—测量头 5—被测工件 6—尾座

4.JD15万能测长仪读数

（1）读数原理 在测量过程中，镶有一条精密毫米刻度尺（见图3-47）中的测量轴2，随着被测尺寸的大小在被测工件内做相应的滑动。当测量头接触被测部分后，测量轴就停止滑动，测微目镜1的光学系统如图3-48a所示。在目镜1中可以观察到毫米数值，但还需细分读数，以满足精密测量的要求。测微目镜中有一个固定分划板4，它的上面刻有10个相等的刻度间距，毫米刻度尺的一个间距成像在它上面时恰与这10个间距总长相等，故其分度值为0.1mm。在它的附近，还有一块通过手轮3可以旋转的平面螺旋线可转动分划板2，上面刻有10圈平面螺旋双刻线，螺旋双刻线的螺距恰与固定分划板上的刻度间距相等，其分度值也为0.1mm。在可转动分划板2的中央，有一圈等分为100格的圆周刻度，当可转动分划板2转动一格圆周分度时，其分度值为1×（0.1/100）mm=0.001mm，这样就可达到细分读数的目的。

（2）读数方法 从目镜中观察，可同时看到三种刻线，如图3-48b所示，先读毫米数（7mm），然后按毫米刻线在固定分划板4上读出小数点后第一位数（0.4mm），再转动手轮3，使靠近零点几毫米刻度值的一圈平面螺旋双刻线夹住毫米刻线，再从指示线对准的圆周刻度上读得微米数（0.051mm），所以从图3-48b中得到读数是7.451mm。

5.JD15万能测长仪测量

1）按被测孔径组合量块，用量块组调整仪器零位或用仪器所带的标准环调零。

2）将被测工件安装在工作台上，并用压板固定。需要说明的是，在圆柱体的测定中（无论是外圆柱面或是内孔），必须使测量轴线穿过该曲面的中心，并垂直于圆柱体的轴线。为了满足这一条件，在被测件固定于工作台上后，就要利用万能测长仪的工作台各个可能的运动条件，通过寻找“读数转折点”，将工件调整到符合阿贝原则的正确位置上。孔径测量如图3-49所示。转动工作台升降手轮，调整工作台的高度，使测轴上的测头位于孔内适当的位置，再慢慢旋转工作台横向移动手轮，同时观察目镜中刻度尺的变化，以读数最大值为转折点，在此处将工作台横向固定。最后再调整工作台垂直摆动手柄，以读数最小值为转折点，在此处将工作台纵向偏摆固定，方可正式读数（见图3-50）。此时，测量轴线穿过被测件的曲面中心，且与圆柱体的轴线垂直。

图3-48 JD15万能测长仪测量读数原理

a）光学系统 b）读数7.451mm

1—目镜 2—可转动分划板 3—手轮 4—固定分划板 5—物镜 6—毫米刻线尺 7—聚光镜 8—滤色片 9—光源

图3-49 孔径测量示意图

图3-50 找回转点示意图

3）松开测量轴固定螺钉，按上述方法调整工作台，使工件处于正确位置，从读数显微镜中读数。

4）重复上述步骤3），记录每次测量结果。

5）进行等精度多次测量的人工数据处理，并判断被测孔径的合格性。也可事先编制程序，将工件公差与测得值输入计算机，由计算机进行数据处理，并将合格性判断打印或在屏幕上显示出来。

6）填写测量报告。

6.维护保养

1）仪器室不得有灰尘、振动及各种腐蚀性气体。

2）室温应维持在20℃左右，相对湿度最好不超过60%，防止光学部件产生霉斑。

3）每次使用完毕后，必须对工作台、测帽以及其他附属设备的表面用汽油清洗，涂上无酸凡士林，盖上仪器罩。