Es gibt jedoch eine Reihe von Dingen, die bei der korrekten Verwendung von Messschiebern zu beachten sind. Beginnen wir mit den Fehlerfaktoren, die die Messergebnisse beeinflussen.
Anatomie eines Messschiebers
Jede der folgenden Messungen verwendet ein konkret benanntes Bauteil.
| Teil | Was es bewirkt |
|---|---|
| Strahl | Trägt den Hauptmaßstab. Die feste Backe ist an einem Ende ausgebildet. |
| Slider | Läuft entlang des Balkens und trägt die Nonius-Skala sowie die bewegliche Backe. |
| Außenspannbacken | Das große untere Paar. Die Außenmessflächen nehmen einen Durchmesser, eine Breite oder eine Dicke auf. |
| Innenspannbacken | Das obere Paar. Ihre inneren Messflächen nehmen eine Bohrung oder eine Nutbreite auf. |
| Tiefenmaß | Erstreckt sich vom hinteren Ende des Balkens, um den Boden eines Lochs oder einer Nut zu erreichen. |
| Stufenmessflächen | Die Stirnfläche des Balkens und die passende Stufe am Schieber. Diese, nicht die Tiefenmessschiene, nehmen die Höhendifferenz zwischen zwei Flächen auf. |
| Hauptskala | Am Messbalken abgelesen, in Millimetern auf einem metrischen Messschieber. |
| Nonius | Der kurze Maßstab auf dem Schieber, der den Bruchteil eines Millimeters zwischen zwei Hauptskalenteilungen auflöst. |
| Daumenrad | Das geriffelte Rad unter dem Schieber. Es treibt den Schieber entlang des Balkens an. |
| Klemmschraube | Eine separate Schraube oben am Schlitten. Sie klemmt den Schlitten fest, damit sich die Ablesung nicht verschieben kann; sie treibt ihn nicht an. |
So messen Sie mit einem Messschieber
Die Schritte gelten für alle vier Messarten; nur die Flächen ändern sich.
- Wischen Sie die Gleit- und Messflächen ab, schließen Sie die Messschenkel vollständig und prüfen Sie, ob die Nonius-Null auf der Hauptskalen-Null steht. Korrigieren Sie das, bevor Sie etwas messen (siehe “8. Nullpunkt vor der Verwendung prüfen und kalibrieren” unten).
- Wählen Sie die Messflächen passend zum Merkmal: Außenmessflächen für ein Außenmaß, Innenmessflächen für eine Bohrung oder Nut, die Tiefenmessstange für die Tiefe eines Lochs, die Stufenmessflächen für den Höhenunterschied zwischen zwei Flächen.
- Schieben Sie den Messschieber über die Größe des Merkmals hinaus und führen Sie die Messflächen dann nur mit dem Daumenrad an das Werkstück heran. Ein Messschieber hat keine konstante Messkraft, daher ist ein leichtes, gleichmäßiges Gefühl Ihre einzige Kontrolle über die Messkraft.
- Setzen Sie das Werkstück so tief wie möglich zwischen die Backen, nahe am Balken. Das Messen an den Backenspitzen erhöht den Fehler, da ein Messschieber nicht dem Abbe-Prinzip entspricht (Abschnitt 2).
- Die Klemmschraube festziehen, bevor die Schieblehre vom Teil abgehoben wird, damit sich der Messwert beim Ablesen nicht verschiebt.
- Rechtwinklig auf die Skala blicken. Das Anvisieren des Nonius aus einem Winkel erzeugt den in Abschnitt 3 beschriebenen Parallaxenfehler.
Eine metrische Standard-Nonius-Skala hat 20 Teilungen, jede 0,05 mm kürzer als eine 1-mm-Teilung der Hauptskala, was eine Auflösung von 0,05 mm ergibt. Ablesen in vier Schritten:
- Lesen Sie auf der Nullinie des Nonius die Hauptskala ab: Nehmen Sie den letzten vollen Millimeter, den sie überschritten hat, hier 16 mm.
- Suchen Sie die eine Noniuslinie, die genau mit einer Hauptskalenlinie übereinstimmt, und zählen Sie ihre Teilungen vom Noniusnullpunkt. Hier ist es die dritte, also lautet die Zählung 3.
- Den Zählwert mit der Auflösung multiplizieren: 3 × 0,05 mm = 0,15 mm. Vor dem Ablesen prüfen, wie die eigene Nonius-Skala beziffert ist: Viele Skalen, einschließlich der im Rechenbeispiel von Mitutoyo, sind praktischerweise in Bruchteilen eines Millimeters beziffert, sodass der Wert direkt abgelesen werden kann. Ist die Skala stattdessen nach Teilung beziffert, muss der Zählwert mit der Auflösung multipliziert werden.
- Addieren Sie die beiden Werte: 16 mm + 0,15 mm = 16,15 mm.
Die Regel gilt bei jeder Auflösung, da die Auflösung ein Hauptskalenteil geteilt durch die Anzahl der Noniusteile ist. Ein Nonius mit 50 Teilungen löst 0,02 mm auf, sodass eine Linie, die 23 Teilungen von null entfernt übereinstimmt, 23 × 0,02 mm = 0,46 mm anzeigt. Ein Messschieber mit Skala oder Digitalanzeige erledigt diese Rechnung für Sie.
1. Fehler-Komponente
Beim Messen mit Messschiebern gibt es viele Faktoren, die Fehler verursachen, wie z. B. Parallaxe, Fehler, die durch die Struktur und nicht durch das Abbe-Prinzip verursacht werden, Wärmeausdehnung, die durch den Temperaturunterschied zwischen Messschieber und Werkstück verursacht wird, und so weiter.
Da der Messschieber keine Vorrichtung für konstanten Druck hat, ist es außerdem schwierig, beim Messen eine angemessene und gleichmäßige Kraftmessung zu erreichen, was ein weiterer Faktor ist, der Fehler verursacht.
2. Die Struktur von Messschiebern entspricht nicht dem Abbe'schen Prinzip
Die Ablesezahlachse und die Messachse von Messschiebern entsprechen nicht dem Abbe'schen Prinzip, da sie unterschiedliche Achsen haben.
Bei der Verwendung von Messschiebern wird also die Wurzel oder die Spitze der Kralle zum Messen verwendet, und es besteht die Gefahr, dass sich der Messfehler erhöht.
Beim Messen ist zu beachten, dass das gemessene Werkstück möglichst nahe am Linealkörper liegen sollte (Ablesezahlachse).
3. Lesen Sie die Parallaxe der Skala
Schauen Sie direkt auf die Cursorskala, wenn Sie überprüfen, ob sie mit der Hauptskala ausgerichtet ist.
Der Höhenunterschied zwischen dem Messschieber und der Hauptfläche der Linealskala kann leicht zu einem Ablesefehler führen.
Wie in der nachstehenden Abbildung gezeigt, kommt es zu dem in Abbildung ΔX dargestellten Fehler, wenn die Cursorskala aus einer schrägen Richtung betrachtet wird.
Um diesen Effekt zu vermeiden, sieht die JIS-Spezifikation vor, dass die Stufenhöhe (H) nicht größer als 0,3 mm sein sollte.
| Spezifikation | Grenze |
|---|---|
| JIS-Stufenhöhe (H), um Parallaxen-Ablesefehler zu begrenzen | ≤ 0,3 mm |
4. Biegen der Bezugsendfläche
Die Biegung des Lineals, die das Lineal zum Gleiten bringt, führt zu einem Fehler, wie er in der folgenden Abbildung dargestellt ist, der durch dieselbe Berechnungsformel ausgedrückt werden kann wie der Fehler, der nicht mit dem Abbeschen Prinzip übereinstimmt.
Angenommen, die durch die Biegung des Führungslineals verursachte Verformung beträgt 0,01mm/50mm, und die Spitze des Außendurchmessers ist 40mm, um zu berechnen: f=40mm×0,01÷50＝0,008mm
| Gegeben | Wert |
|---|---|
| Verformung durch Biegen mit Richtlineal | 0,01 mm pro 50 mm |
| Außendurchmesser-Spitzenlänge | 40 mm |
| Resultierender Fehler, f = 40 mm × (0,01 mm ÷ 50 mm) | 0,008 mm |
5. Die Beziehung zwischen Messung und Temperatur
Der Körper des Messschiebers besteht im Allgemeinen aus rostfreiem Stahl, der den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten (10,2±1)×10-6/K wie Eisenmetall hat.
| Spezifikation | Wert |
|---|---|
| Wärmeausdehnungskoeffizient des Bremssattelgehäuses (Edelstahl) | (10,2 ± 1) × 10-6/K |
Der Einfluss des Materials des Messobjekts, der Raumtemperatur und der Temperatur des Werkstücks auf die Messung sollte bei der Messung berücksichtigt werden.
Messschieber
6. Vorsichtsmaßnahmen beim Betrieb
Die Tasterzirkel sind sehr scharf, daher muss das Instrument mit Vorsicht gehandhabt werden, um Verletzungen zu vermeiden.
Vermeiden Sie eine Beschädigung der Skala des digitalen Messschiebers. Kodieren Sie nicht die Identifikationsnummer oder hinterlassen Sie keine anderen Informationen mit dem elektrischen Stift.
7. Wartung von Gleitflächen und Messflächen
Wischen Sie Staub und Schmutz auf den Gleit- und Messflächen mit einem weichen, trockenen Tuch ab, bevor Sie den Messschieber benutzen.
8. Prüfen und kalibrieren Sie den Ursprung vor der Verwendung
Klemmen Sie ein sauberes Stück Papier zwischen Ihre äußeren PAWS und ziehen Sie es langsam heraus.
Schließen Sie den Messschieber und vergewissern Sie sich, dass die Nonius-Skala (oder die Anzeige) auf Null eingestellt ist, bevor Sie den Messschieber verwenden.
Bei der Verwendung von digitalen Messschiebern muss die Batterie nach dem Auswechseln zurückgesetzt werden (Nulltasten).
9. Betrieb nach dem Gebrauch
Wischen Sie das Wasser und das Öl nach der Verwendung des Bremssattels gründlich ab. Dann leicht mit Rostschutzöl einschmieren und vor der Lagerung trocknen lassen.
Wasserdicht Bremssättel, um das Auftreten von Rost nach Gebrauch zu verhindern, müssen auch das Wasser Bremssättel zu wischen.
10. Vorsichtsmaßnahmen bei der Lagerung
Vermeiden Sie direkte Sonneneinstrahlung, hohe und niedrige Temperaturen und lagern Sie es bei hoher Luftfeuchtigkeit.
Wenn digitale Messschieber länger als drei Monate nicht benutzt werden, sollten Sie die Batterie vor der Lagerung entfernen.
Achten Sie darauf, dass die äußere Messzange des Messschiebers während der Lagerung nicht vollständig geschlossen ist.
Warum die Messschieber-Technik bei bearbeiteten Teilen wichtig ist
Sorgfältige Messschiebertechnik wie diese ist nicht nur Lehrbuchpraxis: Es ist dieselbe Prüfdisziplin, die CNC-Teile in der Werkstatt innerhalb der Spezifikation hält. Bei Yijin stützen solche Wareneingangs- und Zwischenmessungen jedes CNC-Bearbeitung mit engen Toleranzen Auftrag, den wir fertigen.
Gavin Yi
Gavin Yi ist einer der führenden Experten für Präzisionsfertigung und CNC-Technologie. Als regelmäßiger Redakteur der Zeitschriften Modern Machine Shop und American Machinist vermittelt er sein Fachwissen über fortschrittliche Bearbeitungsprozesse und die Integration von Industrie 4.0. Seine Forschungsarbeiten zur Prozessoptimierung wurden im Journal of Manufacturing Science and Engineering und im International Journal of Machine Tools and Manufacture veröffentlicht.
Gavin ist Mitglied des Vorstands der National Tooling & Machining Association (NTMA) und hält regelmäßig Vorträge auf der International Manufacturing Technology Show (IMTS). Er verfügt über Zertifizierungen von führenden CNC-Schulungseinrichtungen, darunter das Advanced Manufacturing Programm der Goodwin University. Unter seiner Leitung arbeitet Shenzhen Yijin Solution mit DMG Mori und Haas Automation zusammen, um Innovationen in der Präzisionsfertigung voranzutreiben.
