كوليس ورنيه

كوليس ورنيه از متداولترين و پركاربردترين وسايل اندازه گيري است كه در صنعت تراشكاري و قالبسازي ، هنگام ساخت قطعات با دقت بالا ، از آن استفاده مي شو د . شكل 1 ، نمونه اي از اين وسيله را نشان مي دهد .

با توحه به شكل فوق ، مي توان قسمتهاي مهم يك كوليس را چنين معرفي كرد :

خط كش

ورنيه

پيچ قفل كننده

فك هاي ثابت ( شاخك هاي ثابت )

فك هاي متحرك ( شاخك هاي متحرك )

زبانه عمق سنج

1-2- كاربرد قسمتهاي مهم كوليس

1-1-2- خط كش :

خط كش كوليس ، معمولاٌ در دو سيستم ميليمتري و ااينچي تقسيم بندي شده است ، كه معمولاٌ قسمت پائين آن ميليمتري و قسمت بالايي اينچي مي باشد . قسمت ميلي متري معمولاٌ داراي دقتي معادل 1 ميلي متر و قسمت اينچي آن  اينچ دقت دارند ( منظور از دقت ، كمترين فاصله بين دو تقسيم روي خط كش مي باشد ).

2-1-2- ورنيه :

ورنيه ، در واقع كشويي است كه روي خط كش حركت مي كند و مثل خط كش كه داراي تقسيمات ميلي متري و اينچي مي باشد ، داراي تقسيماتي تقريباٌ اينچنين مي باشد ؛ معمولاٌ قسمت پائين ورنيه ، ميلي متري و بالاي آن تقسيمات اينچي وجود دارد . با توجه به تقسيمات ورنيه و خط كش ، مي توان دقت كوليس را بدست آورد . البته اين دقت ، معمولاٌ روي ورنيه نيز حك شده است و با توجه به آن مي توان اندازه هاي گرفته شده را به سادگي قرائت كرد .

2-1-2 – پيچ قفل كننده :

با اين پيچ ، مي توان كوليس را در هر نقطه اي كه اندازه گيري انجام گرفته ، قفل كرده و مقدار صحيح را به طور دقيق قرائت نمود .

4-1-2- شاخك هاي ثابت :

به كمك اين شاخك ها ميتوان اندازه گيري هاي داخلي يا خارجي را انجام داد . در واقع از اين شاخك ها به عنوان يك تكيه گاه براي قطعه استفاده مي شود .

5-1-2- شاخك هاي متحرك :

اين شاخك ها متصل به ورنيه اند كه با حركت آن ، به عقب يا جلو كشيده مي شوند . هنگام اندازه گيري ، اين شاخك ها به قطعه نزديك مي شوند .

6-1-2- زبانه عمق سنج :

با كمكاين زبانه مي توان عمق بعضي از سوراخ ها ، پله ها و قطعاتي از اين قبيل را اندازه گيري نمود . شكل 2 علت شكستگي انتهاي اين زبانه را مشخص مي نمايد .

با معرفي و شناخت قسمت هاي اصلي كوليس ، مي تو.ان كاربرد سه گانه آن را در شكل زير مشاهده نمود . كاربرد صحيح شاخك ها و زبانه عمق سنج از اهميت خاصي برخوردار است .

همانگونه كه گفته شد ، كوليس ها در دو سيستم اينچي و ميليمتري ساخته شده  و در اختيار صنعتگران قرار گرفته ، كه امروزه به خاطر سهولت در خواندن مقادير ؛ و رواج سيستم ميليمتري ، بيشتر به قسمت ميليمتري پرداخته شده است .

2-2- خواندن كوليس

براي خواندن كوليس ، مراحلي را بايد انجام داد كه عمدتاٌ به شرح زيرمي باشد:

ابتدا بايد از روي ورنيه كوليس ، دقت كوليس را مشاهده و به خاطر سپرد . البته در بعضي از كوليس ها دقت آن نوشته نشده ، كه از روي كاتالوگ مربو طه مي توان آن را يافت و برا ي هميشه ، هنگام اندازه گيري منظور داشت .

حال كوليس را بايد به اندازه اي دلخواه باز ، يا قطعه كاري را بين فك ثابت و متحرك آن قرار داد . اگرخط صفر ورنيه ، در راستاي يكي از خطوط اصلي خط كش قرار گرفت ، عدد خونده شده ، همان مقدار اندازه گرفته شده است . شكل 4 اين حالت را نشان مي دهد .

بيشتر اوقات ، صفر ورنيه مابين دو حط اندازه از خط كش قرار مي گيرد . در اين حالت عددي كه صفر ورنيه از آن گذشته بايد يه عنوان عدد صحيح خوانده شود . حال بايد به ورنيه نگاه كرد و به خطوط آن دقت نمود كه كدامشان با يكي از خطوط خطكش در يك راستا قرار گرفته اند . حال بايد تعداد خطوط سمت چپ اين دو خط همراستا را از روي ورنيه شمرد و آن را در دقت كوليس ضرب كرده حاصل را با عدد صحيحي كه قبلاٌ خوانده شده جمع نمود . عدد به دست آمده ، مقدار اندازه گرفته شده است . شكل زير نيز اين حالت را نشان مي دهد .

شكل فوق را مي توان چنين توضيح داد :

از قبل مي دانيم كه دقت كوليس 1/0 ميليمتر مي باشد .

صفر ورنيه از عدد 91 ميليمتر عبور كرده است ، پس عدد 91 را بايد به خاطر سپرد .

پنجمين خط ورنيه ، با يكي از خطوط خط كش در يك راستا قرار گرفته است . بنابراين بايد عدد پنج ورنيه را در 1/0 كه دقت كوليس مي باشد ضرب كرد :

مقدار بدست آمده با عدد صحيح جمع مي شود كه حاصل آن 5/91 ميليمتر مي باشد .

 تفاوت اين دو كوليس در اين است كه اولاٌ دقت آن ها معمولاٌ    اينچ بوده  ثانباٌ فاصله هر خط معمولاٌ  اينچ است.

در شكل بالا نيز اين مراحل انجام مي شود :

مي دانيم كه دقت كوليس اينچ است .

صفر ورنيه از خط اول خط كش گذشته ، و مي دانيم فاصله هر خط روي خط كش اينچ است .

ششمين خط ورنيه ، با يكي از خطوط خط كش در يك راستا قرار گرفته است . بنابراين ، بايد عدد 6 را در دقت كوليس كه مي باشد ضرب كرد ، كه مقدار  اينچ به دست مي آيد .

مقدار بدست آمده را بايد با عدد  جمع كرد :

در واقع اندازه گرفته شده برابر  اينچ است .

3-2 – طرز استفاده از كوليس

براي اندازه گيري قطعات ، ابتدا دهانه كوليس را بايد بيش از اندازه قطعه مورد نظر باز كرده و قطعه را در داخل شاخك هاي كوليس قرار داد  ( شكل 8 الف ) . قطعه بايد به شاخك ثابت تكيه داده شود ، سپس به كمك شست ، كشويي را به طرف قطعه حركت داده تا جايي كه شاخك متحرك با قطعه برخورد كند ( شكل 8 ب ) .بايد دقت ككرد كه پس از برخورد شاخك متحرك به قطعه ، فشار بيش از حد به كشويي وارد نشود ، زيرا ممكن است قطعه نرم بوده و لبه چاغويي كوليس داخل قطعه نفوذ پيدا كند كه نتيجتاٌ اندازه بدست آمده ، مقدار صحيح نخواهد بود و البته فشارهاي بي اندازه ، باعث پيدايش لقي در قسمت هاي متحرك كوليس نيز خواهد شد .

هنگام كار ، بايد توجه داشت كه براي اندازه گيري از نوك شاخك هاي كوليس  استفاده نشود ( شكل 9 الف ) زيرا اين عمل باعث فرسودگي لبه هاي شاخك شده و در اندازه گيري نيز خطا حاصل خواهد شد . پس بايد مطابق شكل 9 ب ، قطعه كار را تقريباٌ در وسط لبه اندازه گير شاخك ها قرار داد .

كج كردن كوليس و يا قرار دادن شاخك هاي آن به صورت زاويه دار روي قطعه كار ، باعث خطا در اندازه گيري خواهد شد . شكل 10 الف و ب حالتهاي غلط و صحيح را نشان مي دهد .

براي اندازه گيري سوراخهاي داخلي ( قطر داخلي بوش ها ) و قطعاتي مانند آنها ، لازم است پس از برخورد شاخك ها به محيط داخلي ، قطعه كار را در جهت عقربه هاي ساعت و همچنين در خلاف آن حركت داد تا اندازه قطر واقعي قطعه مشخص شود . ( شكل 11) .

هنگام اندازه گيري قطعاتي كه خواندن كوليس روي آن ا زجلو امكان پذير نيست ، همانگونه كه كوليس با قطعه كار درگير است بايد قفل كن را بسته و آن را از روي قطعه خارج كرده و خواند زيرا خواندن صحيح كوليس ، هنگامي است كه ورنيه كمترين حركتي نسبت به خط كش نداشته باشد . بنابراين بايد به خاطر داشت كه براي اندازه گيري در اين شرايط ، حتماٌ از كوليس هايي كه قفل كن دارند استفاده شود . شكل 12 اين نوع كوليس و طرز صحيح خواندن آن را نشان مي دهد .

4-2 – انواع كوليس ها

كوليس ها را در اندازه ها و انواع گوناگوني ساخته و عرضه مي كنند ، اما آنچه بيش از ديگر انواع ، مورد استفاده قرار مي گيرد كوليس 15 و 20 و 30 سانتي متري مي باشد كه داراي گونه هاي زير است :

1-4-2 – كوليس ورنيه ساده :

از اين نوع كوليس ها براي اندازه گيري قطرهاي خارجي و داخلي ، عمق سوراخ ( تا عمقي به اندازه طول زبانه عمق سنح ) ، فاصله مركز دو ميله ، فاصله دو سوراخ و مواردي از اين قبيل كمك گرفته مي شود .

2-4-2- كوليس ورنيه ارتفاع سنج :

شكل 13 ، يك نمونه كوليس ارتفاع سنح را همراه با فك هاي قابل تعويضي كه براي عمليات مختلف از آن ها استفاده مي شود نشان مي دهد . اندازه گيري و كنترل ارتفاعات داخلي و خارجي ، خط كشي موازي رو قطعات مختلف جهت پله تراشي و ... عملياتي است كه با اين وسيله مي توان انجام داد .

3-4-2- كوليس ورنيه عمق سنج :

براي اندازه گيري عمق شيار ها ، سوراخ ها و پله ها مورد استفاده قرار مي گيرد . تفاوت عمده عمق سنج با ارتفاع سنج ، در اين است كه ارتفاع سنج تنها براي اندازه گيري هاي خارجي مورد استفاده دارد ، اما عمق سنج عمدتاًٌ براي اندازه گيري و كنترل ابعاد داخلي كه با هيچ وسيله ديگري قابل اندازه گيري نيست .

ميكرومتر

ميكرومتر ها ، دسته ديگري از وسايل اندازه گيري مي باشند كه دقتي بالا اما كاربرد نسبتاٌ كمتري نسبت به كوليس ها دارند . اساس كار ميكرومترها ، حركت پيچ و مهره ظريف و دقيقي است كه داخل بدنه استوانه اي قرار گرفته و با حركت آن ، فك متحرك به فك ثابت ، دور يا نزديك مي شود .

با توجه به شكل فوق ، مي توان قسمتهاي مهم يك ميكرومتر را چنين معرفي كرد :

فك ثابت

فك متحرك

بدنه u  شكل

مهره قفل كن

استوانه مدرج ثابت

استوانه مدرج متحرك

دسته ( بدنه ) آجدار

جغجغه

فك ثابت :

استوانه كوچكي است كه در انتهاي بدنه U  شكل قرار گرفته و به عنوان يك تكيه گاه براي قطعه كار از آن استفاده مي شود .

فك متحرك :

استوانه توپر و بلنيست كه دقيقاٌ در مقابل فك ثابت قرار گرفته است . با گرداندن دسته آجدار ، اين فك به جلو يا عقب حركت مي كند . در واقع هنگامي كه فك متحرك و ثابت يك ميكرومتر به طور دقيق با قطعه كار تماس پيدا كنند ، مقدار خوانده شده ميكرومتر ، مقدار واقعي خواهد بود .

بدنه U شكل عايق شده :

قسمت اعظم ميكرومتر ها را اين بدنه تشكيل مي دهد و به عنوان دسته ، براي حمل و نقل و نزديك كردن به قطعه كار از آن استفاده مي شود . البته گاهي براي ثابت بودن ميكرومتر ، مي توان اين بدنه را بين پايه اي كه به همين منظور ساخته شده است بست .

علت قوسي بودن اين بدنه ، قطر قطعه كارهائيست كه بايد داخل آن قرار بگيرد .

مهره قفل كن :

اين مهزه ، فك متحرك را ثابت نگه مي دارد ؛ يعني هنگاميكه قطعه مابين دو فك قرار گرفت ، لازم است براي خواندن ميكرومتر ، آن را از كار خارج نمود . لذا براي آنكه احياناٌ فك متحرك حركت نكند ، اين مهره را بايد در جهت عقربه ساعت گردانده و اصطلاحاٌ ميرومتر را قفل كرد . در ضمن براي مواقعي كه لازم است چند قطعه كار مشابه را اندازه گيري ( كنترل ) كرد ميتوان با قفل كردن ميكرومتر ، يك وسيله اندازه گيري ثابت ساخت و قطعات را كنترل نمود .

استوانه مدرج ثابت :

كار اين استوانه ، دقيقاٌ شبيه به كار خط كش كوليس مي باشد . روي اين استوانه تقسيم هاي 5/0و 1 ميلي متري  وجود دارد ( بيشتر ميكرو متر ها تقسيم هاي 5/0 ميلي متر ندارند ).

استوانه مدرج متحرك :

اين استوانه نيز كار ورنيه كوليس را انجام مي دهد . در اصل ، وقتي بدنه آجدار بچرخد ، اين استوانه روي استوانه ثابت حركت  خطي انجام مي دهد .

8-1-3- جغجغه :

پس از آنكه فك متحرك تقريبا به قطعه كار نزديك شد بايد از جغجغه كمك گرفت و آن را در جهت عقربه هاي ساعت گرداند. گردش صحيح جغجغه زماني است كه صداي آن به گوش برسد.

بهترين حالت اندازه گيري توسط ميكرومتر هنگامي بوجود مي آيد كه جغجغه شه دور كامل بگردد(شكل زير) چنانچه از سه دور كمتر گردانده شود احتمال جذب شدن قطعه توسط فك هاي ثابت و متحرك ضعيف بوده و بيش ار آن نيز ممكن است به هيچ و مهره داخلي ميكرومتر صدمه بزند. در نتيجه استفاده از جغجغه هم به طولاني شدن عمر ميكرومتر كمك مي كند و هم به حاصل شدن اندازه صحيح.

ميكرومترها را نيز مثل كوليس ها در دو سيستم ميلي متري و اينچي مي سازند كه البته سيستم اينچي اين وسيله چندان مورد استفاده اي ندارد. ميكرومترهاي ميلي متري را در انواع گوناگون با ابعاد و دقت هاي متفاوتي توليد مي كنند كه ميكرومترهاي با دقت 01/0 از متداول ترين آن هاست.

2-3-2 خواندن ميكرومتر

همانگونه كه قبلا گفته شد پس از آنكه فك متحرك به قطعه كار نزديك شد از جغجغه كمك گرفت و ادامه حركت فك با سه بار گرداندن جغجغه صورت مي پذيرد تا از صحت كار اطمينان حاصل آيد. اكنون يكي از خطوط افقي استوانه متحرك با خط افقي و ممتدي كه روي استوانه ثابت مي باشد هم راستا خواهد شد. بسته به دقت كوليس مقدار 1 ميلي متر يا 5/0 ميلي متري روي استوانه ثابت و مقدار دهم و صدم ميلي متري از روي استوانه متحرك خوانده و با هم جمع مي شود.(شكل زير)

در شكل فوق مشخص است كه استوانه متحرك از 18 ميلي متر روي استوانه ثابت عبور كرده است پس اين مقدار را بايد به عنوان عدد صحيح به خاطر سپرد. خطوطي كه بالاي خط افقي حك شده مقادير 5/0 ميلي متري را نشان مي دهد. با توجه به شكل مي توان پي برد كه مقدار 5/0 ميلي متري روي استوانه ثابت نيز مشخص شده يعني تا كنون مقدار نشان داده شده روي استوانه ثابت 5/18 ميلي متري است. حال بايد از روي استوانه متحرك مقدار دهم يا صدم را مشخص نمود. خط افقي و ممتد روي استوانه ثابت دقيقا مقابل عدد 5 قرار گرفته يعني مقدار 5/0 كه بايد به عدد 5/18 اضافه شود. يعني ميكرومتر مقدار 55/18 ميلي متر را نشان مي دهد. شكل هاي زير دو نمونه ديگر از خواندن ميكرومترها را نشان مي دهد.

3-3- طرز استفاده از ميكرومترها

از ميكرومترها هم براي اندازه گيري قطعات مختلف و هم براي كنترل قطعات يكسان (سري) استفاده مي شود. لذا در مورد هر نوع عملياتي كه بايد توسط ميكرومتر انجام گيرد رعايت برخي از قواعد و اصول الزامي است.

به عنوان يك قاعده كلي قبل از شروع اندازه گيري بايد ميكرومتر را بسته و جغجغه را 3 بار گرداند. در اين حالت صفر استوانه متحرك بايد روي صفر استوانه ثابت قرار بگيرد يعني ميكرومتر اصطلاحا «صفر» باشد. با وجود چنين شرطي مي توان اندازه گيري را شروع كرد.

براي كنترل صفر بودن ميكرومتر مي توان از استوانه عايق شده اي (كاليبره) كه به همين منظور در داخل جعبه ميكرومتر وجود دارد استفاده نمود. طول اين استوانه روي آن نوشته شده و به راحتي مي توان آن را بين فكين ميكرومتر قرار داده جغجغه را 3 بار گرداند. اگر ميكرومتر همان مقداري را كه روي استوانه نوشته شده است نشان بدهيد يعني ميكرومتر صفر است و اگر غير از آن بود بايد توسط آچار مخصوصي كه جزو متعلقات ميكرومتر مي باشد آنرا صفر و يا اصطلاحا «كاليبره» كرد. براي اين منظور سوراخ كوچكي قبل از صفر استوانه ثابت تعبيه شده كه سر آچار داخل آن قرار گرفته و مي توان با حركت آن (در جهت عقربه هاي ساعت يا خلاف آن) ميكرومتر را «صفر» كرد.

اگر ميكرومتر براي قطعاتي تكي به كار مي رود بايد همانند كوليس عمل اندازه گيري را انجام داد. يعني ميكرومتر را بيشتر از بعد قابل اندازه گيري باز كرده قطعه را به فك ثابت تكيه داد و فك متحرك را با گرداندن بدنه آجدار به آن نزديك كرد. در نزديكي قطعه بايد از جغجغه استفاده كرد تا فك متحرك كاملا قطعه را لمس كند. اكنون بايد اندازه ميكرومتر را قرائت كرد.

هنگام قرائت اندازه بايد به صورت عمود به ميكرومتر نگاه كرد(شكل زير) زيرا كمترين انحراف در ديد احتمال خطا تا حدود چند دهم وجود خواهد داشت.

در مواقعي كه لازم است ميكرومتر در جاي خود ثابت باشد بايد