量具的使用.docx
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量具的使用
目录二：
量具的使用方法
第一章钢直尺、内外卡钳及塞尺31
第一节钢直尺31
第二节内外卡钳31
第三节塞尺34
第二章游标读数量具35
第一节游标卡尺的结构型式35
第二节游标卡尺的读数原理和读数方法36
第三节游标卡尺的测量精度38
第四节游标卡尺的使用方法39
第五节高度游标卡尺41
第六节深度游标卡尺41
第三章螺旋测微量具43
第一节外径百分尺的结构43
第二节百分尺的工作原理和读数方法45
第三节百分尺的精度及其调整46
第四节百分尺的使用方法47
第五节内测百分尺48
第六节公法线长度千分尺49
第七节螺纹千分尺49
第四章量块50
第一节量块的用途和精度50
第二节成套量块和量块尺寸的组合50
第五章指示式量具51
第一节百分表的结构51
第二节百分表和千分表的使用方法52
第三节内径百分表54
第四节内径百分表的使用方法55
第六章角度量具56
第一节万能角度尺56
第二节中心规57
第七章量具的维护和保养57
第一章钢直尺、内外卡钳及塞尺
第一节钢直尺
钢直尺是最简单的长度量具，它的长度有150、300、500和1000mm四种规格。
图1-1是常用的150mm钢直尺。
图1-1150mm钢直尺
钢直尺用于测量零件的长度尺寸（图1-2），它的测量结果不太准确。
这是由于钢直尺的刻线间距为1mm，而刻线本身的宽度就有0.1～0.2mm，所以测量时读数误差比较大，只能读出毫米数，即它的最小读数值为1mm，比1mm小的数值，只能估计而得。
（a）（b）（c）
（d）（e）（f）
图1-2钢直尺的使用方法
a）量长度b）量螺距c）量宽度d）量内孔e）量深度f）划线
如果用钢直尺直接去测量零件的直径尺寸（轴径或孔径），则测量精度更差。
其原因是：
除了钢直尺本身的读数误差比较大以外，还由于钢直尺无法正好放在零件直径的正确位置。
所以，零件直径尺寸的测量，也可以利用钢直尺和内外卡钳配合起来进行。
第二节内外卡钳
图1-3是常见的两种内外卡钳。
内外卡钳是最简单的比较量具。
外卡钳是用来测量外径和平面的，内卡钳是用来测量内径和凹槽的。
它们本身都不能直接读出测量结果，而是把测量得的长度尺寸（直径也属于长度尺寸），在钢直尺上进行读数，或在钢直尺上先取下所需尺寸,再去检验零件的直径是否符合。
a）外卡钳b）内卡钳
图1-3内外卡钳
图1-4卡钳钳口形状好与坏的对比
1、卡钳开度的调节首先检查钳口的形状，钳口形状对测量精确性影响很大，应注意经常修整钳口的形状，图1-4所示为卡钳钳口形状好与坏的对比。
调节卡钳的开度时，应轻轻敲击卡钳脚的两侧面。
先用两手把卡钳调整到和工件尺寸相近的开口，然后轻敲卡钳的外侧来减小卡钳的开口，敲击卡钳内侧来增大卡钳的开口。
如图1-5（a）所示。
但不能直接敲击钳口，图1-5（b）所示。
这会因卡钳的钳口损伤量面而引起测量误差。
更不
能在机床的导轨上敲击卡钳。
如图1-5（c）所示。
（a）正确
（b）错误（c）错误
图1-5卡钳开度的调节
2、外卡钳的使用外卡钳在钢直尺上取下尺寸时，如图1-6，一个钳脚的测量面靠在钢直尺的端面上，另一个钳脚的测量面对准所需尺寸刻线的中间，且两个测量面的联线应与钢直尺平行，人的视线要垂直于钢直尺。
用外卡钳和直尺进行测量小型外卡钳大型外卡钳
图1-6外卡钳在钢直尺上取尺寸和测量方法
3、内卡钳的使用用内卡钳测量内径时，应使两个钳脚的测量面的联线正好垂直相交于内孔的轴线，即钳脚的两个测量面应是内孔直径的两端点。
因此，测量时应将下面的钳脚的测量面停在孔壁上作为支点（图1-7a），上面的钳脚由孔口略往里面一些逐渐向外试探，并沿孔壁圆周方向摆动，当沿孔壁圆周方向能摆动的距离为最小时，则表示内卡钳脚的两个测量面已处于内孔直径的两端点了。
再将卡钳由外至里慢慢移动，可检验孔的圆度公差，图1-7b所示。
（a）（b）
图1-7内卡钳测量方法
用巳在钢直尺上或在外卡钳上取好尺寸的内卡钳去测量内径，图1-8a所示。
就是比较内卡钳在零件孔内的松紧程度。
如内卡钳在孔内有较大的自由摆动时，就表示卡钳尺寸比孔径内小了；如内卡钳放不进，或放进孔内后紧得不能自由摆动，就表示内卡钳尺寸比孔径大了，如内卡钳放入孔内，按照上述的测量方法能有1～2mm的自由摆动距离，这时孔径与内卡钳尺寸正好相等。
测量时不要用手抓住卡钳测量，图1-8b所示，这样手感就没有了，难以比较内卡钳在零件孔内的松紧程度，并使卡钳变形而产生测量误差。
（a）
错误
（b）
图1-8卡钳取尺寸和测量方法
4、卡钳的适用范围卡钳是一种简单的量具，由于它具有结构简单，制造方便、价格低廉、维护和使用方便等特点，广泛应用于要求不高的零件尺寸的测量和检验，尤其是对锻铸件毛坯尺寸的测量和检验，卡钳是最合适的测量工具。
卡钳虽然是简单量具，只要我们掌握得好，也可获得较高的测量精度。
例如用外卡钳比较两根轴的直径大小时，就是轴径相差只有0.01mm，有经验的老师傅也能分辨得出。
又如用内卡钳与外径百分尺联合测量内孔尺寸时，有经验的老师傅完全有把握用这种方法测量高精度的内孔。
这种内径测量方法，称为“内卡搭百分尺”，是利用内卡钳在外径百分尺上读取准确的尺寸，如图1-9所示，再去测量零件的内径；或内卡在孔内调整好与孔接触的松紧程度，再在外径百分尺上读出具体尺寸。
这种测量方法，不仅在缺少精密的内径量具时，是测量内径的好办法，而且，对于某零图1-9内卡搭外径百分尺测量内径
件的内径，如图1-9所示的零件，由于它的孔内有轴而使用精密的内径量具有困难，则应用内卡钳搭外径百分尺测量内径方法，就能解决问题。
第三节塞尺
塞尺又称厚薄规或间隙片。
主要用来检验机床特别紧固面和紧固面、活塞与气缸、活塞环槽和活塞环、十字头滑板和导板、进排气阀顶端和摇臂、齿轮啮合间隙等两个结合面之间的间隙大小。
塞尺是由许多层厚薄不一的薄钢片组成（图1-10）按照塞尺的组别制成一把一把的塞尺，每把塞尺中的每片具有两个平行的测量平面，且都有厚度图1-10塞尺
标记，以供组合使用。
测量时，根据结合面间隙的大小，用一片或数片重迭在一起塞进间隙内。
例如用0.03mm的一片能插入间隙，而0.04mm的一片不能插入间隙，这说明间隙在0.03～0.04mm之间，所以塞尺也是一种界限量规。
塞尺的规格见表1-1。
图1-11是主机与轴系法兰定位检测，将直尺贴附在以轴系推力轴或第一中间轴为基准的法兰外圆的素线上，用塞尺测量直尺与之连接的柴油机曲轴或减速器输出轴法兰外圆的间隙ZX、ZS，并依次在法兰外圆的上、下、左、右四个位置上进行测量。
图1-12是检验机床尾座紧固面的间隙（<0.04mm）。
1-直尺2-法兰
图1-11用直尺和塞尺测量轴的偏移和曲折图1-12用塞尺检验车床尾座紧固面间隙
使用塞尺时必须注意下列几点：
1）根据结合面的间隙情况选用塞尺片数，但片数愈少愈好；
2）测量时不能用力太大，以免塞尺遭受弯曲和折断；
3）不能测量温度较高的工件。
表1-1塞尺的规格
A型
B型
塞尺片长度/mm
片数
塞尺的厚度及组装顺序
组别标记
75A13
75B13
75
13
0.02;0.02;0.03;0.03;0.04;
0.04;0.05;0.05;0.06;0.07;
0.08;0.09;0.10
100A13
100B13
100
150A13
150B13
150
200A13
200B13
200
300A13
300B13
300
75A14
75B14
75
14
1.00;0.05;0.06;0.07;0.08;
0.09;0.19;0.15;0.20;0.25;
0.30;0.40;0.50;0.75
100A14
100B14
100
150A14
150B14
150
200A14
200B14
200
300A14
300B14
300
75A17
75B17
75
17
0.50;0.02;0.03;0.04;0.05;
0.06;0.07;0.08;0.09;0.10;
0.15;0.20;0.25;0.30;0.35;
0.40;0.45
100A17
100B17
100
150A17
150B17
150
200A17
200B17
200
300A17
300B17
300
第二章游标读数量具
应用游标读数原理制成的量具有；游标卡尺，高度游标卡尺、深度游标卡尺、游标量角尺（如万能量角尺）和齿厚游标卡尺等，用以测量零件的外径、内径、长度、宽度，厚度、高度、深度、角度以及齿轮的齿厚等，应用范围非常广泛。
第一节游标卡尺的结构型式
游标卡尺是一种常用的量具，具有结构简单、使用方便、精度中等和测量的尺寸范围大等特点，可以用它来测量零件的外径、内径、长度、宽度、厚度、深度和孔距等，应用范围很广。
1、游标卡尺有三种结构型式
（1）测量范围为0～125mm的游标卡尺，制成带有刀口形的上下量爪和带有深度尺的型式，如图2—1。
图2-1游标卡尺的结构型式之一
1-尺身；2-上量爪；3-尺框；4-紧固螺钉；5-深度尺；6-游标；7-下量爪。
（2）测量范围为0～200mm和0～300mm的游标卡尺，可制成带有内外测量面的下量爪和带有刀口形的上量爪的型式，如图2―2。
图2-2游标卡尺的结构型式之二
1一尺身；2一上量爪、3一尺框；4一紧固螺钉；5一微动装置；
6一主尺；7一微动螺母；8一游标；9—下量爪
（3）测量范围为0～200mm和0～300mm的游标卡尺，也可制成只带有内外测量面的下量爪的型式，如图2-3。
而测量范围大于300mm的游标卡尺，只制成这种仅带有下量爪的型式。
图2-3游标卡尺的结构型式之三
2、游标卡尺主要由下列几部分组成
（1）具有固定量爪的尺身，如图2-2中的1。
尺身上有类似钢尺一样的主尺刻度，如图2―2中的6。
主尺上的刻线间距为1mm。
主尺的长度决定于游标卡尺的测量范围。
（2）具有活动量爪的尺框，如图2-2中的3。
尺框上有游标，如图2―2中的8，游标卡尺的游标读数值可制成为0.1；0.05和0.02mm的三种。
游标读数值，就是指使用这种游标卡尺测量零件尺寸时，卡尺上能够读出的最小数值。
（3）在0～125mm的游标卡尺上，还带有测量深度的深度尺，如图2―1中的5。
深度尺固定在尺框的背面，能随着尺框在尺身的导向凹槽中移动。
测量深度时，应把尺身尾部的端面靠紧在零件的测量基准平面上。
（4）测量范围等于和大于200mm的游标卡尺，带有随尺框作微动调整的微动装置，如图2―2中的5。
使用时，先用固定螺钉4把微动装置5固定在尺身上，再转动微动螺
母7，活动量爪就能随同尺框3作微量的前进或后退。
微动装置的作用，是使游标卡尺在测量时用力均匀，便于调整测量压力，减少测量误差。
目前我国生产的游标卡尺的测量范围及其游标读数值见表2-1。
表2―1游标卡尺的测量范围和游标卡尺读数值mm
测量范围
游标读数值
测量范围
游标读数值
0～25
0.02；0.05；0.10
300～800
0.05；0.10
0～200
0.02；0.05；0.10
400～1000
0.05；0.10
0～300
0.02；0.05；0.10
600～1500
0.05；0.10
0～500
0.05；0.10
800～2000
0.10
第二节游标卡尺的读数原理和读数方法
游标卡尺的读数机构，是由主尺和游标（如图2―2中的6和8）两部分组成。
当活动量爪与固定量爪贴合时，游标上的“0”刻线（简称游标零线）对准主尺上的“0”刻线，
此时量爪间的距离为“0”，见图2―2。
当尺框向右移动到某一位置时，固定量爪与活动量爪之间的距离，就是零件的测量尺寸，见图2―1。
此时零件尺寸的整数部分，可在游标零线左边的主尺刻线上读出来，而比1mm小的小数部分，可借助游标读数机构来读出，现把三种游标卡尺的读数原理和读数方法介绍如下。
1、游标读数值为0.1mm的游标卡尺
如图2―4（a）所示，主尺刻线间距（每格）为1mm，当游标零线与主尺零线对准（两爪合并）时，游标上的第10刻线正好指向等于主尺上的9mm，而游标上的其他刻线都不会与主尺上任何一条刻线对准。
游标每格间距=9mm÷10=0.9mm
主尺每格间距与游标每格间距相差=1mm-0.9mm=0.1mm
0.1mm即为此游标卡尺上游标所读出的最小数值，再也不能读出比0.1mm小的数值。
图2-4游标读数原理
当游标向右移动0.1mm时，则游标零线后的第1根刻线与主尺刻线对准。
当游标向右移动0.2mm时，则游标零线后的第2根刻线与主尺刻线对准，依次类推。
若游标向右移动0.5mm，如图2-4（b），则游标上的第5根刻线与主尺刻线对准。
由此可知，游标向右移动不足1mm的距离，虽不能直接从主尺读出，但可以由游标的某一根刻线与主尺刻线对准时，该游标刻线的次序数乘其读数值而读出其小数值。
例如，图2―4（b）的尺寸即为：
5×0.1=0.5（mm）。
另有1种读数值为0.1mm的游标卡尺，图2-5（a）所示，是将游标上的10格对准主尺的19mm，则游标每格=19mm÷10=1.9mm，使主尺2格与游标1格相差=2-1,9=0.1mm。
这种增大游标间距的方法，其读数原理并未改变，但使游标线条清晰，更容易看准读数。
在游标卡尺上读数时，首先要看游标零线的左边，读出主尺上尺寸的整数是多少毫米，其次是找出游标上第几根刻线与主尺刻线对准，该游标刻线的次序数乘其游标读数值，读出尺寸的小数，整数和小数相加的总值，就是被测零件尺寸的数值。
在图2-5（b）中，游标零线在2与3mm之间，其左边的主尺刻线是2mm，所以被测尺寸的整数部分是2mm，再观察游标刻线，这时游标上的第3根刻线与主尺刻线对准。
所以，被测尺寸的小数部分为3×0.1=0.3（mm），被测尺寸即为2+0.3=2.3（mm）。
2、游标读数值为0.05mm的游标卡尺
图2-5（c）所示，主尺每小格1mm，当两爪合并时，游标上的20格刚好等于主尺的39mm则：
游标每格间距=39mm÷20=1.95mm
主尺2格间距与游标1格间距相差=2-1.95=0.05（mm）
0.05mm即为此种游标卡尺的最小读数值。
同理，也有用游标上的20格刚好等于主尺上的19mm，其读数原理不变。
在图2―5（d）中，游标零线在32mm与33mm之间，游标上的第11格刻线与主尺刻线对准。
所以，被测尺寸的整数部分为32mm，小数部分为11×0.05=0.55（mm），被测尺寸为32+0.55=32.55（mm）。
图2-5游标零位和读数举例
3、游标读数值为0.02mm的游标卡尺
图2―5（e）所示，主尺每小格1mm，当两爪合并时，游标上的50格刚好等于主尺上的49mm，则：
游标每格间距=49mm÷50=0.98mm
主尺每格间距与游标每格间距相差=1-0.98=0.02（mm）
0.02mm即为此种游标卡尺的最小读数值。
在图2―5（f）中，游标零线在123mm与124mm之间，游标上的11格刻线与主尺刻线对准。
所以，被测尺寸的整数部分为123mm，小数部分为11×0.02=0.22（mm），被测尺寸为123十0.22=123.22（mm）。
我们希望直接从游标尺上读出尺寸的小数部分，而不要通过上述的换算，为此，把游标的刻线次序数乘其读数值所得的数值，标记在游标上，见图2-5，这样使读数就方便了。
第三节游标卡尺的测量精度
测量或检验零件尺寸时，要按照零件尺寸的精度要求，选用相适应的量具。
游标卡尺是一种中等精度的量具，它只适用于中等精度尺寸的测量和检验。
用游标卡尺去测量锻铸件毛坯或精度要求很高的尺寸，都是不合理的。
前者容易损坏量具，后者测量精度达不到要求，因为量具都有一定的示值误差，游标卡尺的示值误差见表2-2。
表2-2游标卡尺的示值误差mm
游标读数值
示值总误差
0.02
±0.02
0.05
±0.05
0.10
±0.10
游标卡尺的示值误差，就是游标卡尺本身的制造精度，不论你使用得怎样正确，卡尺本身就可能产生这些误差。
例如，用游标读数值为0.02mm的0～125mm的游标卡尺（示值误差为±0.02mm），测量φ50mm的轴时，若游标卡尺上的读数为φ50.00mm，实际直径可能是φ50.02mm，也可能是φ49.98mm。
这不是游标尺的使用方法上有什么问题，而是它本身制造精度所允许产生的误差。
因此，若该轴的直径尺寸是IT5级精度的基准轴（），则轴的制造公差为0.025mm，而游标卡尺本身就有着±0.02mm的示值误差，选用这样的量具去测量，显然是无法保证轴径的精度要求的。
如果受条件限制（如受测量位置限制），其他精密量具用不上，必须用游标卡尺测量较精密的零件尺寸时，又该怎么办呢?
此时，可以用游标卡尺先测量与被测尺寸相当的块规，消除游标卡尺的示值误差（称为用块规校对游标卡尺）。
例如，要测量上述φ50mm的轴时，先测量50mm的块规，看游标卡尺上的读数是不是正好50mm。
如果不是正好50mm，则比50mm大的或小的数值，就是游标卡尺的实际示值误差，测量零件时，应把此误差作为修正值考虑进去。
例如，测量50mm块规时，游标卡尺上的读数为49.98mm，即游标卡尺的读数比实际尺寸小0.02mm，则测量轴时，应在游标卡尺的读数上加上0.02mm，才是轴的实际直径尺寸，若测量50mm块规时的读数是50.01mm，则在测量轴时，应在读数上减去0.01mm，才是轴的实际直径尺寸。
另外，游标卡尺测量时的松紧程度（即测量压力的大小）和读数误差（即看准是那一根刻线对准），对测量精度影响亦很大。
所以，当必须用游标卡尺测量精度要求较高的尺寸时，最好采用和测量相等尺寸的块规相比较的办法。
第四节游标卡尺的使用方法
量具使用得是否合理，不但影响量具本身的精度，且直接影响零件尺寸的测量精度，甚至发生质量事故，对国家造成不必要的损失。
所以，我们必须重视量具的正确使用，对测量技术精益求精，务使获得正确的测量结果，确保产品质量。
使用游标卡尺测量零件尺寸时，必须注意下列几点：
1、测量前应把卡尺揩干净，检查卡尺的两个测量面和测量刃口是否平直无损，把两个量爪紧密贴合时，应无明显的间隙，同时游标和主尺的零位刻线要相互对准。
这个过程称为校对游标卡尺的零位。
2、移动尺框时，活动要自如，不应有过松或过紧，更不能有晃动现象。
用固定螺钉固定尺框时，卡尺的读数不应有所改变。
在移动尺框时，不要忘记松开固定螺钉，亦不宜过松以免掉了。
3、当测量零件的外尺寸时：
卡尺两测量面的联线应垂直于被测量表面，不能歪斜。
测量时，可以轻轻摇动卡尺，放正垂直位置，图2-6所示。
否则，量爪若在如图2-6所示的错误位置上，将使测量结果a比实际尺寸b要大；先把卡尺的活动量爪张开，使量爪能自由地卡进工件，把零件贴靠在固定量爪上，然后移动尺框，用轻微的压力使活动量爪接触零件。
如卡尺带有微动装置，此时可拧紧微动装置上的固定螺钉，再转动调节螺母，使量爪接触零件并读取尺寸。
决不可把卡尺的两个量爪调节到接近甚至小于所测尺寸，把卡尺强制的卡到零件上去。
这样做会使量爪变形，或使测量面过早磨损，使卡尺失去应有的精度。
正确错误
图2-6测量外尺寸时正确与错误的位置
测量沟槽时，应当用量爪的平面测量刃进行测量，尽量避免用端部测量刃和刀口形量爪去测量外尺寸。
而对于圆弧形沟槽尺寸，则应当用刃口形量爪进行测量，不应当用平面形测量刃进行测量，如2-7所示。
正确错误
图2-7测量沟槽时正确与错误的位置
测量沟槽宽度时，也要放正游标卡尺的位置，应使卡尺两测量刃的联线垂直于沟槽,不能歪斜.否则，量爪若在如图2-8所示的错误的位置上，也将使测量结果不准确（可能大也可能小）。
正确错误
图2-8测量沟糟宽度时正确与错误的位置
当测量零件的内尺寸时：
图2-9所示。
要使量爪分开的距离小于所测内尺寸，进入零件内孔后，再慢慢张开并轻轻接触零件内表面，用固定螺钉固定尺框后，轻轻取出卡尺来读数。
取出量爪时，用力要均匀，并使卡尺沿着孔的中心线方向滑出，不可歪斜，免使量爪扭伤；变形和受到不必要的磨损，同时会使尺框走动，影响测量精度。
正确错误
图2-9内孔的测量方法
图2―10测量内孔时正确与错误的位置
卡尺两测量刃应在孔的直径上，不能偏歪。
图2-10为带有刀口形量爪和带有圆柱面形量爪的游标卡尺，在测量内孔时正确的和错误的位置。
当量爪在错误位置时，其测量结果，将比实际孔径D要小。
5、用下量爪的外测量面测量内尺寸时如用图2-2和图2-3所示的两种游标卡尺测量内尺寸，在读取测量结果时，一定要把量爪的厚度加上去。
即游标卡尺上的读数，加上量爪的厚度，才是被测零件的内尺寸，见图2-11。
测量范围在500mm以下的游标卡尺，量爪厚度一般为10mm。
但当量爪磨损和修理后，量爪厚度就要小于10mm，读数时这个修正值也要考虑进去。
6、用游标卡尺测量零件时，不允许过分地施加压力，所用压力应使两个量爪刚好接触零件表面。
如果测量压力过大，不但会使量爪弯曲或磨损，且量爪在压力作用下产生弹性变形，使测量得的尺寸不准确（外尺寸小于实际尺寸，内尺寸大于实际尺寸）。
在游标卡尺上读数时，应把卡尺水平的拿着，朝着亮光的方向，使人的视线尽可能和卡尺的刻线表面垂直，以免由于视线的歪斜造成读数误差。
7、为了获得正确的测量结果，可以多测量几次。
即在零件的同一截面上的不同方向进行测量。
对于较长零件，则应当在全长的各个部位进行测量，务使获得一个比较正确的测量结果。
为了使读者便于记忆，更好的掌握游标卡尺的使用方法，把上述提到的几个主要问题，整理成顺口溜，供读者参考。
量爪贴合无间隙，主尺游标两对零。
尺框活动能自如，不松不紧不摇晃。
测力松紧细调整，不当卡规用力卡。
量轴防歪斜，量孔防偏歪，
测量内尺寸，爪厚勿忘加。
面对光亮处，读数垂直看。
第五节高度游标卡尺
高度游标卡尺如图2-14所示，用于测量零件的高度
和精密划线。
它的结构特点是用质量较大的基座4代替固
定量爪5，而动的尺框3则通过横臂装有测量高度和划线
用的量爪，量爪的测量面上镶有硬质合金，提高量爪使
用寿命。
高度游标卡尺的测量工作，应在平台上进行。
当图2-14高度游标卡尺
量爪的测量面与基座的底平面位于同一平面时，如在同一1-主尺2-紧固螺钉3-尺框4-基座
平台平面上，主尺1与游标6的零线相互对准。
所以在测5-量爪6-游标7-微动装置
量高度时，量爪测量面的高度，就是被测量零件的高度尺寸,它的具体数值，与游标卡尺一样可在主尺（整数部分）和游标（小数部分）上读出。
应用高度游标卡尺划线时，调好划线高度，用紧固螺
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