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钳工培训教材
钳工常用的量具.量仪原理及用途
钳工常用的量具量具种类很多，其用途和结构也不相同
一、游标卡尺
游标卡尺是一种中等测量精度的量具。
它可以直接量出工件的内外径、宽度、长度、深度和孔距等。
1、游标卡尺的结构
游标卡尺的结构如图1—1所示。
游标卡尺的读数装置是由主尺1和副尺（游标）4两部分组成。
当副尺量爪5与主尺量爪6密合时，副尺零线与主尺零线对准。
在量取工件尺寸时，向右移动副尺4使副尺量爪5与主尺量爪6离开并与被测面接触。
当需要微动调节时，先拧紧螺钉8，松开螺钉7，转动微调螺母3，通过螺杆2使副尺微动。
量得尺寸后，可拧紧螺钉7使副尺紧固，这时两个量爪之间的距离即为工件尺寸。
工件尺寸的mm整数部分可由主尺刻度读出，mm小数部分可由副尺及主尺相互配合而读出。
带有测深杆的游标卡尺如图1—2所示。
尺后的测深杆可用来测量内孔和沟槽深度。
游标卡尺按测量范围可分为：
0~125、0~150、0~200、0~300、0~500（mm）等多种，最大可测至3000mm。
游标卡尺按其测量精度可分为：
0.1、0.05、0.02（mm）三种规格。
这个数值就是卡尺所能量得的最小读数精确值。
2、游标卡尺的刻线原理及读法
（一）精度为0.lmm（即
mm）游标卡尺如图1—3所示，主尺每小格1mm，每大格10mm，主尺上的9mm刚好等于副尺上的10个格。
副尺每小格是：
9mm÷10=0.9mm。
主尺与副尺每格的差是1mm一0.9mm=0.1mm。
游标卡尺的读数方法分为三步：
（1）查出副尺零线前主尺上的mm整数。
（2）在副尺上，查出与主尺刻线对齐的那一条刻线
的读数，即为小数。
（3）将主尺上的整数和副尺
上的小数相加即得所测的工件尺
寸。
图1—4即为0.1mm卡尺的尺
寸示例。
（二）精度为0.05mm（即1/20mm）游标卡尺如图1—5所示，主尺每小格1mm，每大格l0mm。
主尺上的19mm长度，在副尺上分成20格。
副尺每小格是：
。
主尺与副尺每格的差是1mm-0.95mm=0.05mm。
图1-6即为0.05mm卡尺的
尺寸示例。
（三）精度为0.02mm（即点1/50mm）游标卡尺如图1—7所示，主尺每小格1mm，每大格10mm。
主尺上的49mm’刚好等于副尺上的50格。
副尺每小格是：
。
主尺与副尺每格相差
。
图1—8即为0.02mm卡尺所示的尺寸。
3、其他游标尺
（一）深度游标尺、高度游标尺这两种游标尺都是由主尺、副尺（游标）组成。
其刻线原理和测量精度与游标卡尺相同，如图1—9、图1—10所示。
深度游标尺使用时，将底座贴住工件表面，再将主尺推下，使测尺碰到被测量深度的底，旋紧固定螺钉，根据主尺、副尺的指示，就可读出尺寸。
高度游标尺常用来划线和测量放在平台上的零件的高度。
高度游标尺有主尺、副尺、划线爪、测量爪、固定螺钉等，这一切都是装在底座上，底座应放在划线平板（平台）平面上。
（二）齿厚游标卡尺齿厚游标卡尺是利用游标原理，以齿高尺定位，对齿厚尺两测量爪相对移动分隔的距离进行读数的测量工具，如图1—l1所示。
用来测量齿轮的弦齿高度hC和弦齿厚Sco这种游标卡尺由两根互相垂直的主尺和副尺（游标）组成。
hc的尺寸由齿高尺调整，Sc的尺寸由齿厚尺调整。
其读数方法和读数值与一般游标卡尺相同。
（三）带指示表的游标卡尺一般游标卡尺都是直接在尺上读数，用久后刻度和数字会不清晰，容易读错。
目前已生产带指示表装置的游标卡尺，这种游标卡尺在零件表面上量得尺寸时，可通过机械传动系统将两测量爪相对移动转变为指示表指针的回转运动，并借助尺身刻度和指示表对测量爪相对移动而分隔的距离进行读数，即在指示表上直接指示数字，如图1—12所示。
使用极为方便。
（四）电子数显的游标卡尺有一般电子数显卡尺、电子数显深度卡尺、电子数显高度卡尺等。
它是采用LCD数字显示，并可进行米制、英制转换，在任意位置置零，具有数据输出功能，可直接在表上显示数字，读来方便，且精度较高，一般为0.01mm。
参数可参阅表1-2
表1—2游标卡尺的有关参数
产品名称
规格
用途
测量范围（mm）
分度值/分辩率
（mm）
游标卡尺
0~70，0~125，0~150……0~2000
0.02，0.05，0.10
用于一般机械加工中的测量，可测量内、外径尺寸
0~4＂，0~6＂，0~12＂
0.001＂，1/128＂
带表卡尺
0~150，0~200，0~300
0.02
用表式机构代替游标读数。
用于一般机械加工中的测量，可测量内、外径尺寸
0~6＂，0~12＂
0.001＂
电子数显卡尺
0~150（可带测深附件）……0~1500
0.01
采用LCD数字显示并可进行公英制转换，在任意位置置零，具有数据输出功能
0~6＂……0~60＂
0.0005＂
深度游标卡尺
0~200；0~300；0~400；0~500
0.02，0.05
用于测量高度深度、台阶等
高度游标卡尺
0~200，0~300，0~500，0~600，0~1000，0~1500，0~2000
0.02，0.05
用于测量高度或划线等
0~8＂，0~12＂
1/128＂，1/1000＂
电子数显深度卡尺
0~200，0~300
0.01
采用LCD数字显示并可进行公英制转换，在任意位置置零，具有数据输出功能
0~8＂，0~12＂
0.0005＂
电子数显高度卡尺
0~200，0~300，0~500
0.01
采用LCD数字显示并可进行公英制转换，在任意位置置零，具有数据输出功能。
采用数字显示技术，测量精确，效率高
0~8＂，0~12＂，0~20＂，0~25＂，0~40＂
0.0005＂
可调高度游标卡尺
0~500
0.02，0.05
注：
表1—2所列为哈尔滨量具刃具厂产品。
二、千分尺（外径分厘卡）
千分尺是利用螺旋读数原理制造的一种常用量具。
通常可分为百分尺和千分尺。
百分尺的最小读数值是0.0lmm，千分尺的最小读数值是0.001mm。
千分尺在工厂用得较少，工厂中习惯上把百分尺称为千分尺。
沿用工厂的习惯，这里介绍的千分尺实际是百分尺，其最小读数为0.0lmm。
千分尺的种类很多，如外径千分尺、内径千分尺、测深千分尺、螺纹千分尺、杠杆千分尺等。
而外径千分尺使用较为广泛。
外径千分尺主要用来测量工件的外径、长度、厚度等。
使用比较灵敏且精度比一般游标卡尺高，测量精度可达0.01mm，并能准确地读出尺寸，因此在加工精度要求较高的工件测量时多应用千分尺。
外径千分尺其测量范围从零开始，每增加25mm为一种规格。
常用的有0~25mm、25～50mm、50~75mm、75～100mm、100～125mm等规格。
测量范围大于300mm时把固定测砧制成可调式的，调节范围为100mm。
使用时按被测工件的尺寸选用。
1、千分尺的结构
千分尺是利用螺旋副原理，对弧形尺架上两测量面间分隔的距离进行读数的长度测量工具。
7.测微螺杆8.罩壳9.弹簧10.辣爪11.辣轮12.螺钉13.手柄
用千分尺的结构形状如图1—13所示，尺架I，测砧2，固定套筒（主尺）3的表面有刻度，衬套4内有内螺纹，螺距为0.5mm，测微螺杆7右面的螺纹可沿此内螺纹回转。
在固定套筒3的外面有一微分筒（副尺）6，上面有刻线，它用锥孔与测微螺杆7右端锥体相连。
测微螺杆7在转动时的松紧程度可用螺母5调节。
当要测微螺杆7固定不动时，可转动手柄13通过偏心机构锁紧。
松开罩壳8时，可使测微螺杆7与微分筒6分离，以便调整零线位置。
转动棘轮11，测微螺杆7就会前进。
当测微螺杆7左端面接触工件时，棘轮11在棘爪10的斜面上打滑，由于弹簧9的作用，使棘轮1l在棘爪10上滑过而发出咔咔声。
如果棘轮11以相反方向转动，则拨动棘爪10和微分筒6以及测微螺杆7转动，使测微螺杆向右移动。
棘轮11用螺钉12与罩壳8连接。
2、千分尺的刻线原理及读法
千分尺的刻线原理如图1—14所示。
千分尺是将微分筒上的副尺刻度由角度位移变为直线位移。
测微螺杆的螺距为0.5mm。
在固定套筒上的轴向刻有一条中线，这条线是微分筒副尺的读数基准线。
在该线上下各刻有一排间
距为1mm与此中线垂直的刻度线，互相错开
0.5mm。
其中上一排刻线刻有0、5、10、15、25，
是表示mm整数值；相对的下一排刻线是错过
0.5mm数值的，因此上排和下排的刻度线之合相
当于在固定套筒上25mm长分成50个小格，即一格等于0.5mm，正好等于测微螺杆的螺距。
测微螺杆每转一周它所移动的距离正好等于固定套筒上的一格。
顺时针转一周，就使测距缩短0.5mm；逆时针转一周，就使测距延长0.5mm。
如果转1/2周，就移动0.25mm。
将微分筒副尺沿圆周等分成50个小格，转1/50周（一小格），则移动距离为0.5mm×1/50=0.01mm。
微分筒转动10小格时，就移动0.1mm。
因此从固定套筒上能读出mm整数和0.5mm，从微分筒上读出精确到0.01mm的小数。
读数实例如图1—15所示。
3、千分尺的使用方法
千分尺在使用前，应先将检验棒置于测砧与测微螺杆端之间，检查固定套筒中线和微分筒的零线是否重合，微分筒的轴向位置是否正确。
如果固定套筒中线和微分筒的零线不重合，即微分筒的端部将固定套筒的零线盖住或离线太远都必须调整。
调整的方法是松开罩壳8，用锁紧装置13固定测微螺杆，扭动微分筒即可调整。
进行测量时先转动微分筒，当两个测量面将接触工件时，再扭动棘轮11，当出现空转，并发出“咔咔”响声，即可读出尺寸。
要注意两个测量面将接触工件时不可扭动微分筒进行测量，只能旋转棘轮。
如果工件条件限制不便查看尺寸时，可旋紧锁紧装置，取下千分尺来读数。
注意：
不能用千分尺测量毛坯或正在加工转动的工件。
4、内径千分尺（内径分厘卡）
内径千分尺是用来测量内孔直径、槽宽等尺寸的。
它有普通形式（图1-16）和杆式（图1—17）两种。
测量孔径不大时（如小于40mm），可用普通内径千分尺。
这种千分尺的刻线方向与外径千分尺相反，当微分筒顺时针转动时，测微螺杆带动卡脚移动，测距越来越大。
测量大孔时，可用杆式内径千分尺。
它由两部分组成，一是尺头部分，二是接长杆，它有多种长度规格，可根据被测工件孔的尺寸大小选用不同规格的接长杆，并装在尺头（千分尺）上。
5、其他千分尺
（一）深度千分尺用于测量阶梯孔、凹槽、盲孔的深度。
结构与千分尺相同，但它的测微螺杆可根据工件尺寸不同进行调换（图1—18）。
（二）螺纹千分尺用来测量普通螺纹的螺纹中径，测量中径范围：
0～25、25～50、50～75mm，可测量螺纹的螺距为0.4~6mm。
它有两个特殊的可调换的量头1和2，量头的角度与螺纹牙形角相同（图1—19）。
（三）尖头千分尺（图1—21）用于测量小沟槽，如钻头和偶数槽丝锥的沟槽处的直径等，测量范围为0～25mm。
（四）公法线千分尺（图1—22）用来测量齿轮的公法线长度。
测量面是两个精确平面的量钳，以便伸进齿槽中进行测量。
（五）数字显示千分尺（图1—23）是一种新型千分尺，当零件上量得尺寸时，这个尺寸就会在微分筒窗口中显示出来，使用比较方便。
（六）杠杆千分尺（图1—24）它由螺旋测微机构及杠杆齿轮测微机构组成。
它有一个活动测砧5，在弹簧3的作用下，通过杠杆系统4和2使扇形齿轮10带动小齿轮ll转动，并通过游丝12来消除齿轮间的间隙。
在小齿轮11同轴上装有指针1，随着小齿轮11的转动，指针1也随着转动。
测量时，为了减少千分尺测量面与工件之间的摩擦，在被测零件放入时，测量面之间的空档尺寸应大于工件尺寸，这时可揿按钮7，通过杠杆9推动推杆8，由于推杆8是固定在活动测砧5上的，因此活动测砧5就向左移动，从而减少摩擦。
杠杆千分尺精度较高，是用来测量精密工件外径尺寸或校对一般量具用的。
读数值（刻度值）为0.001～0.002mm，测量范围0～25mm、25～50mm。
用途同外径千分尺。
表1—3为哈尔滨量具刃具厂的千分尺产品，可供选用参考（表中有米制、英制两种）。
产品名称
规格
用途
测量范围（mm）
分度值（mm）
外径千分尺
0~25，25~50……2500~3000
01
用于外尺寸的精密测量
0~25，25~50……75~100
0.001
0~1＂，1~2＂……5~6＂……71~72＂
0.001＂
0~1＂，1~2＂……5~6＂
0.0001＂
测微头
0~25
0.01，0.001
测微头螺距0.5mm，测量面值径6.5mm，夹持径12mm
内径千分尺
50~250，50~600，50~1000，50~1500，
150~2000，150~3000，250~2000，
250~3000，250~4000，250~6000
0.01
用于内尺寸的精密测量
1~10＂，2~24＂，2~3＂……11~12＂
0.001＂
测量螺纹中径
螺纹千分尺
0~25……125~150
0.01
测量齿轮公法线长度
公法线千分尺
0~25……275~300
0.01
测量深度、台阶等尺寸
深度千分尺
0~25；0~100；0~150
0.01
测量板材和板状工作厚度
板厚千分尺
0~10
0.01
测量孔径
三爪内径千分尺
30~100
0.002
测量线材的直径
线径千分尺
0~10
0.01
测量外尺寸，特别相对测量
杠杆千分尺
0~25，25~50
0.01
三、百分表
百分表是钳工常用的一种精密量具，它用来检验机床精度和测量工件尺寸、形状和位置的微量偏差。
它的主要优点是方便、可靠、迅速。
百分表是以指针指示出测量结果的，因其最小读数值为1mm的百分之一（0.01mm）而称为百分表。
百分表是利用齿轮齿条传动机构，把测头的直线移动转变成指针的转动进行测量的一种量仪。
目前，国产百分表的测量范围（即测杆最大移动量）有0～3mm、0～5ram、0～10mm等多种。
1、百分表的结构
百分表的构造如图1—25所示。
图中1是淬硬的触头，齿杆2的上端有齿条。
当齿杆移动时带动16齿小齿轮3，在小齿轮3的同轴上
装有100齿大齿轮4，再带动中间的10齿小齿
轮5。
在小齿轮的同轴上装有长指针6，因此长指
针就随着一起转动。
在小齿轮5的另一边装有大齿
轮7，在其轴下端装有游丝（图中没画出），用来消除
齿轮间的间隙，以保证其精度。
在大齿轮7的同轴
上端装有短指针8，用来记录长指针的转数（长指针
⒈触头⒉齿杆⒊16齿小齿轮
⒋100齿大齿轮⒌10齿小齿轮
⒍长指针⒎大齿轮⒏短指针
⒐表盘⒑表圈⒒拉簧
转一周时，短指针转一格）。
拉簧11的作用是使齿
杆2能在移动后恢复回到原位。
转动表圈10，可调
表盘9的刻线与长指针的相对位置。
2、百分表的刻线原理
在表盘9上刻有线条共分100格。
百分表内的齿杆上端的齿和齿轮的周节（一牙）是O.625mm。
当齿杆移动16个齿时（即移动0.625mm×16===10mm），16齿小齿轮转轮一周，同时100齿大齿轮也转一周，就带动10齿小齿轮和长指针转10周。
当齿杆移动1mm时长
指针转一周即走100格。
长指针转动一格时表示齿杆移动0.01mm（也即指齿杆移动1／100mm）。
当长指针转数超过一周时，可由短指针记下数字，短指针的刻度为10格，每格记数为1mm。
例如：
当长指针转动2周零7格时说明齿杆移动量为2.07mm。
这时短指针移动2格。
3、百分表的使用方法
百分表在使用时，可装在专用的表架上，如图1—26a所示。
支架有“H”形底座，底面能很好地与平台或基面贴合，使用时更为稳定。
在制造零件或检修设备时，常用百分表来测定轴的径向跳动，如图1—26b所示。
测试时百分表的杠杆测头应垂直于被测工件表面。
（b）在专用两顶尖间检查轴的径向跳动
（a）百分表在支架上的使用
4、内径百分表
内径百分表可用来测量孔径和孔的形状误差，对于测量深孔极为方便。
内径百分表的结构如图l—27所示。
在测量头端部有可换测头1和活动测头2。
测量内孔时，孔壁使活动测头2向左移动而推动摆块3，摆块3使杆件4向上，推动百分表量杆6，使百分表指针转动而指出读数。
测量完毕时，在弹簧5的作用下，量杆回到原位。
通过更换可换触头1，可改变内径百分表的测量范围。
内径百分表的测量范围有6～10、10～18、18～35、35～50、50～100、100～160、160～200（mm）等。
、
内径百分表的示值误差较大，因此在每次测量前都必须用千分尺校对尺寸。
内径百分表的使用方法如图1—27c所示，测量时应放正。
另外还有杠杆百分表、电子数显百分表、千分表、杠杆千分表等，其规格和用途见表1—4测微表（表中有米制和英制两种单位）
表1—4测微表
产品名称
规格
用途
测量范围
分度值/分辨率
百分表
0~1＂
0.001＂
是长度测量工具，测量几何形状误差及相互位置偏差
0.4＂
0.0005＂
0~5，0~10，0~30
0.01
0~3
0.01
千分表
0~004＂
0.0001＂
是高精度的长度测量工具，测量几何形状误差及相互位置偏差
0~1
0.001
杠杆百分表
0~0.8
0.01
适用于一般表百分表难以测量的场所，有水平式、端面式两种
0~0.03＂
0.001＂，0.002
杠杆千分表
0~0.2
0.0001＂
0~0.008＂
0.01
电子数数显百分表
0~5，0~10
0.010.001
采用LCD数字显示
内径百分表
3~4，4~6，6~10，10~18，18~35，35~50，50~100，50~160，100~160，160~250，250~450
0.0005＂0.00001
适于测量不同直径和不同深度的孔
内径千分表
0.24＂~0.4＂，0.4＂~0.7＂，0.7＂~1.4＂，1.4＂~2＂，2＂~4＂，2＂~6.5，＂4＂~6.5＂，6.5＂~10＂，10＂~16＂
0.01/0.0005＂
定中心杠杆百分表
0~3/0~0.15＂
四、万能游标量角器
万能游标量角器（游标角度尺）可以测量工件和样板的内外角度。
测量范围0。
～320。
。
按游标的测量精度分为2’和5’两种。
现介绍测量精度为2’的万能游标量角器。
1、万能游标量角器的结构
万能游标量角器的结构如图1—28所示。
万能游标量角器由有角度刻线的主尺1和固定在扇形板2上的游标副尺3所组成。
扇形板2可以在主尺1上回转移动，形成和游标卡尺相似的结构。
直角尺5可用套箍4固定在扇形板2上，直尺6用套箍4固定在直角尺5上，直尺和直角尺都可以滑动，如撤下直角尺5，也可将直角尺6固定在扇型板上，可以自由装卸和改变装法。
如图1—29所示。
万能游标量角器小同安装方式所能测量的范围是0o～50o、50o～140o、140o～230o、230o～320o等几种。
2、万能游标量角器刻线原理及读法
主尺刻线每格1o，副尺刻线是将主尺上29o的弧长等分为30格，每格所对的角度为29o/30，因此副尺1格与主尺1格相差：
即万能游标量角器的测量精度为2’。
图1—29不同安装方式所能测量的范围
万能游标量角器的读数方法与游标卡尺相似，先从主尺上读出副尺零线前的整度数，再从副尺上读出角度“分”的数值，两者相加就是被测工件的角度数值。
五、量块（块规）
量块是由两个相互平行的测量面之间的距离来确定其工作长度的高精度量具。
其长度为计量器具的长度标准。
通过对计量仪器、量具和量规等示值误差的检定等方式，使机械加工中各种制成品的尺寸能够溯源到长度基准。
量块是用不易变形的耐磨钢材
（如铬锰钢）制成的长方形块状六面
体，有两个精密平行的测量面和四
个侧面。
量块一般做成一套装在特制的
木盒内，盒上标明出厂时的级别、编号。
成套量块装盒如图1—30所示。
量块具有较高的研合性，把量块的测量面图1—30量块相互推合后，即可牢固地研合在一起。
因此可选用各种不同尺寸量块组合来得到需要的尺寸。
每套中都备有若干块保护块，在使用时，可放在量块组的两端，用以减少量块的磨损起保护量块的作用。
成套量块有91块一套、83块一套等多种。
其基本尺寸、间距、块数等规格见表1—5。
表1—5成套量块
顺序
量块基本尺寸（m）
间距（mm）
块数
备注
1
0.5
1
1.01，1.02……至1.49
1.001，1.002……至1.009
1.5，1.6……至1.9
10，20……至100
20，2.5……至9.5
—
—
0.01
0.001
0.1
10
0.5
1
1
49
9
5
10
16
共91块
2
0.5
1
0.005
1.01，1.02……至1.49
1.5，1.6……至1.9
20，2.5……至9.5
10，20……至100
—
—
—
0.01
0.1
0.5
10
1
1
1
49
5
16
10
共83块
续表1-5
顺序
量块基本尺寸（m）
间距（mm）
块数
备注
3
1.001，1.002……至1.009
+0.001
9
4
0.999，0.998……至0.991
-0.001
9
5
0.5，1，1.5，2，各2块
—
8块
6
125，150，175，200，250
300，400，500
50，50
—
8
2
共10块
7
600，700，800，900，100，各1块
—
选用量块时，为减少积累误差，应尽可能采用最少的块数组成量块组。
一般不希望超过四块。
在计算时，选取第一块应根据组合尺寸的最后一位数字选取，后面各块依次类推。
例如，所要的尺寸为87.545mm，由91块一套的盒中选取，则
第四块尺寸
第三块尺寸
第二块尺寸
第一块尺寸
即选用1.005mm、1.04mm、5.5mm、80mm，共四块。
利用量块附件和量块组
测量外径、内径和高度的使用
方法，如图1—31所示。
为了保持量块的精度，延
长其使用寿命，除测量一些精
度要求高的工件外，一般不允
许用量块直接测量工件。
有关量块的规格及用途
见表1—6。
表中另外有角度量
块、陶瓷量规等产品供使用时
参考。
表1—6量块
产品名称
规格
用途
总块数/工作角的公称值
级别
量块
91，83，46，43，25，20，12，10+，10-，8，7，6，5（12，10，6，4专用检定块）
0，1，2
是长度的讲计量基准，用于长度尺寸的传递
112，88，48，87（美制）
47，103，76，32（德制）
88，81，36，35，20，9（英制）
A+，A＆B，B
角度量块
94，36，7
0，1，2，
是角度的计量基准，用于万能角度尺和角度样板的检定
多
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