准确测量角度的防错技术探讨

李丽

摘 要：本文对角度测量在实际生产中的常用测量检具——万能角度尺的结构、原理、使用方法简要介绍，主要从防错技术上达到准确测量角度的目的，解决测量过程中容易误测为余角的问题。

关键词：角度测量；准确；防错

我公司加工的变速箱上的零件，基本都有斜面。对于斜面的角度测量，一些员工容易读错，常常读为所需角度的余角，导致出现不合格品。

为了避免出现类似问题，结合万能角度尺使用方法、直角三角形的特性，根据实际经验总结归纳出以下知识点。

角度测量的原理：角度测量（angular observation）包括水平角（horizontal angle）测量和竖直角（vertical angle）测量。

从一点出发的两空间直线在水平面上的投影的夹角即为二面角，称为水平角。其范围是：顺时针0°～360°。

在同一竖直面内，目标视线与水平线的夹角，称为竖直角。其范围在0°～±90°之间。如图当视线位于水平线之上，竖直角为正，称为仰角。反之当视线位于水平线之下，竖直角为负，称为俯角。

万能角度尺是用来测量工件内外角度的量具，如果角度比较特殊，可以做成角度样板或角度卡规板。现在生产基本都是数控车加工，程序保证角度。但为了确认角度加工的准确数值，还是要进行测量。

首先对万能角度尺的结构、原理、使用方法简要介绍。

万能角度尺读数机构根据游标原理制成，万能角度尺的测量精度有2′和5′的两种，主尺刻线每格1°，可以测外角0°～320°和内角40°～130°。测量时先校准零位：万能角度尺的零位，是当角尺与直尺均装上，而角尺的底边及基尺与直尺无间隙接触，此时主尺与游标的“0”线对准。

例如：游标上的最小分度值为2′的万能角度尺，其主尺刻线每格为1°，游标刻线取主尺的29°，将其等分为30 格，因此游标每格之间的刻线角为29°/30=29×60/30=58′，主尺与游标一格的差值为2′，也就是说万能角度尺读数准确度为2′。其读数方法与游标卡尺完全相同。由此得出万能角度尺读数规则如下：

·（1）读出近临游标零线左侧的主尺上的刻度数（度数）。

·（2）读出游标零线以右与主尺上的刻度对准的第一个刻线数乘上游标的最小分度值，读出分数。

·（3）将上面的度和分两部分加起来，即为被测角度值。

万能角度尺的使用方法：

1、应先把测量面和被测工件表面的灰尘和油污等擦拭干净，以免影响测量精度。

2、检查万能角度尺各部件的相互作用。

3、检查万能角度尺零位，把主尺和刀口尺连接进行零位的校准。

4、测量时，可转动万能角尺背面的捏手，通过小齿轮与扇形齿轮的转动，使尺身相对扇形板产生转动，从而改变主尺与角尺或直尺间的夹角，满足各种不同角度的需要。（值得注意的是，在使用时，一定不能直接用手扳，而需要拧背面的螺帽来调节测量的大小。）

5、基尺随着尺身相对游标转动，转到所需角度时，再用制动器锁紧。

6、在主尺上读取角度值（度），在游标上读取分度值（分）。

直角尺是测量直角和划线工作中最常用的角度量具，主要用于检验工件的垂直度和直角。

如何准确测量角度呢？对此，总结多年工作经验，得出如下测量方法——先判断后测量法。具体步骤如下：

1、准确识图充分了解所要测量的斜面的图示基准，是径向还是轴向。如图1，角度α表示斜面与轴向的夹角。

2、选择合理的测量基准面

根据工件结构，选择合理的测量基准面。测量基准面不一定与工艺的标注基准面一致。选择测量基准面的原则是：便于测量。如图1中的角度α，选择以端面A面为基准，而不是图示的内孔B面。这样选择基准，便于在测量时观察萬能角度尺与基准面A之间是否有间隙，更方便准确测量。

3、判断角度大小

该步骤是角度测量防错的关键一步，经过判断，可以防止读数是所要测量的角的余角。可以借助刀口尺的45°测量端进行对比。具体方法是：用一把卡尺或深度尺的尺身侧面贴在被测斜面上，用万能角度尺的刀口尺45°测量端在卡尺与测量基准面之间对比。如图2所示

4、用万能角度尺测量

判断完角度的范围后，再进行测量。如图5所示测量，是以端面为基准进行测量的，读数是基准与刀口尺右侧之间的夹角，即55°。该读数值与工艺要求的角度互为余角，即图1中α角度为35°。

在使用万能角度尺测量时，对于非常熟悉直角三角形特性的人来说，无论选择的测量基准面和图示角度的基准面是否一致，都可以直接读出所需斜面的角度。如图5所示，万能角度尺主尺的中间0°刻度线所在直线即为轴线，它与刀口尺之间的夹角35°，就是图1所示的α角度值。

对于有位置限制或结构限制，无法用万能角度尺测量的斜面。设计了一系列常用的角度尺寸的角度样板，如15° 30° 45° 55° 60° 75°的角度样板，如图6所示。使用方法：根据被测斜面的角度，选择对应角度δ的角度样板。将角度样板和被测斜面对比，只要角度样板的两面和被测斜面无间隙，就说明被测角度与所选角度样板角度一致。

角度样板的优点：直观、方便、便捷。缺点：只能粗略判断角度大小，误差较大，不能测量出被测斜面的具体角度值。

参考文献：

[1] 赵宏芳 董鹏飞，公差配合与测量技术，西北大学出版社

[2] 杨傅泉 齐福江，齿轮和蜗轮蜗杆的检查与测量，机械工业出版社

（作者单位：陕西法士特齿轮有限责任公司）