常用量具及使用技巧

零件在加工过程中，为了保证加工质量，使之符合图纸要求（包括尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度），就需要用测量工具进行测量，这些测量工具简称量具。根据不同的测量要求，所用的量具也不同，生产中常用量具有：钢直尺、卡钳、游标卡尺、千分尺、百分表、内径百分表、塞规、卡规、万能角度尺等。

（1）钢直尺

钢直尺是最简单常用的量具。用它测量零件长度、台阶高度，以及台阶孔、盲孔的深度较为方便。在测量工件的直径尺寸时需要与卡钳配合使用。

钢直尺的刻度有公制刻度和英制刻度两种。公制刻度尺较常使用，其刻度值为1 mm，有些小规格钢直尺还刻出0.5mm的刻度，测量精度为0.5mm。由于钢直尺的精度不高，它常用于较低精度场合的尺寸测量。

（2）卡钳

卡钳是一种间接量具，使用时必须与钢直尺或其他带有刻线的量具配合使用。根据用途不同，卡钳分为内卡钳和外卡钳。图3.16为外卡钳，用来测量外部尺寸（轴的直径）；图3.17为内卡钳，用来测量内部尺寸（孔的直径）。卡钳测量方法如图3.18和图3.19所示。

图3.16　外卡钳

图3.17　内卡钳

图3.18　外卡钳测量方法

图3.19　内卡钳测量方法

（3）游标卡尺

游标卡尺简称卡尺，它是最常用的量具之一。卡尺的应用范围较宽，可以测量零件的外径、内径、长度、厚度、深度等。卡尺常用的规格有100，125，150，300 mm等。

游标卡尺的结构包括：固定卡爪，与主尺为一体；活动卡爪，与副尺为一体；并且在后面装有用于测量深度的深度尺，如图3.20所示。游标卡尺的刻度值一般为0.02 mm，有的卡尺刻度值为0.05mm或0.1mm，一般为规格较大的尺子。游标卡尺应用于半精加工成组加工中的测量。

图3.20　游标卡尺

1）游标卡尺刻线原理

游标卡尺的刻度值是主尺上的刻线每格间距与副尺上的刻线每格间距之差。刻度值为0.02 mm的卡尺刻线原理如图3.21所示。主尺上的50 mm长度被均分为50格，每格1 mm。副尺上的49 mm长度上被均分为50格，每格0.98 mm。这样，主尺刻线每格间距与副尺刻线每格间距相差为0.02 mm，即为卡尺的刻度值。

2）游标卡尺读数方法

如图3.22所示为0.02 mm游标卡尺的某一状态，读数方法分为以下3步：

图3.21　游标卡尺刻线原理

图3.22　游标卡尺读数方法

①在主尺上读出副尺零线以左的刻度，该值就是最后读值的整数部分，图示为23 mm。

②副尺上必定有一条刻线与主尺的某条刻线对齐。副尺上的这条刻线距副尺零线的格数乘以刻度值0.02就是最后读值的小数部分，图示为0.24 mm。

③将上面整数和小数两部分尺寸加起来就是总尺寸23.24 mm。

游标卡尺读数不太方便，目前还有表式卡尺和液晶数字显示卡尺。

3）使用游标卡尺时应注意下列事项

①使用前应将卡爪擦净，并将固定卡爪与活动卡爪闭合，检查主、副尺零线是否重合。若不重合，则在测量后应根据原始误差修正读数。

②用游标卡尺测量时，应逐渐使卡爪与工件表面靠近，最后达到轻微接触。还要注意游标卡尺必须放正，切忌歪斜，以免测量不准。

③测量时，避免将卡爪用力压紧工件，以免卡爪变形或磨损，影响测量的准确度。

④游标卡尺仅用于测量已加工的光滑表面。表面粗糙的工件或正在运动的工件都不宜用游标卡尺测量，以免卡爪过快磨损。

⑤不能把卡爪当成划针、圆规、钩子或螺丝刀等其他工具使用。

⑥不要把卡尺与其他工具堆放在一起，以免损伤卡尺。

（4）千分尺

千分尺是生产中最常用的精密量具之一。它的测量精度一般为0.01 mm，螺杆的移动距离通常为25 mm，因此常用的千分尺测量范围分别为0～25 mm，25～50 mm，50～75 mm，75～100 mm等，每隔25 mm为一挡规格。根据用途的不同，千分尺的种类很多，有外径千分尺、内径千分尺、深度千分尺、螺纹千分尺等。它们虽然种类和用途不同，但都是利用螺杆旋转时会沿轴线产生移动的基本原理。

如图3.23所示，千分尺的螺杆与活动套筒连在一起，当转动活动套筒时，螺杆向左或向右移动，螺杆与砧座之间的距离即为零件的外圆直径或长度尺寸。

1）刻线原理

图3.23　外径千分尺

千分尺的读数装置由固定套筒与活动套筒组成，如图3.23所示。固定套筒的轴线方向有一条中线，中线的上、下方各有一排刻线，刻线之间每格的距离均为1 mm，但上、下刻线相互错开0.5 mm。实际上，通过读固定套筒上的刻线数可得出整数和0.5 mm的小数。活动套筒左端圆周上有50等分的刻度线，因与活动套筒相连的测量螺杆的螺距为0.5 mm，当活动套筒每转一周时，轴向移动0.5 mm，所以活动套筒上每格的读数值为0.5/50=0.01 mm。实际上，圆周刻线用来读出0.5 mm以下至0.01 mm的小数值。

当千分尺的测量螺杆与砧座接触时，活动套筒边缘与固定套筒轴向刻度的零线应重合；同时，活动套筒圆周上的零线应与固定套筒上的中线对准。

2）读数方法

千分尺读数方法见图3.24，可分为3步：

图3.24　千分尺的刻线原理

①读出固定套筒上露出刻线的毫米数和0.5 mm数。

②活动套筒上有一条刻线与固定套筒的中线重合，读出它的值并乘以刻度值0.01 mm。(www.xing528.com)

③将上述两部分相加，即为总尺寸。图3.24（a）的总读数为（12+0.04）mm=12.04mm；图3.24（b）的总读数为（32.5+0.34）mm=32.84 mm。

3）注意事项

使用千分尺应注意下列事项。

①检查零点。使用前应首先将螺杆及砧座的测量面擦净，然后拧动螺杆使之与砧座合拢，仔细检查零点。若活动套筒的零线与固定套筒的中线未对齐，应记下误差值，以便测量时修正读数。

②合理操作。当测量螺杆接近工件时，严禁拧动活动套筒，只能拧动棘轮盘发出“嘎嘎”声，表示压力合适，即应停止拧动。

③擦净工件。工件测量面应处于清洁状态，否则将产生读数误差。

④精心维护。千分尺使用后应放回盒中，严禁与硬物撞击。

（5）百分表

百分表是一种精度较高的比较式量具，它只能测出相对的数值，不能测出绝对的数值，主要用来检查工件的形状和位置误差（如圆度、平面度、垂直度、跳动等），也常在需要对工件进行精密找正时使用。

百分表的结构如图3.25所示。当测量杆向上或向下移动1 mm时，通过齿轮传动系统带动大指针转一圈，小指针转一格。刻度盘在圆周上有100等份的刻度线，其每格的读数值为0.01 mm；小指针每格读数值为1 mm。测量时，大、小指针所示读数之和为尺寸变化量。小指针处的刻度范围即为百分表的测量范围。刻度盘可以转动，供测量时调整大指针对准零位刻线。

百分表使用时常装在专用百分表架上。使用时需要固定百分表位置的，则将百分表装在带有磁铁的磁力表架上；使用时需要移动百分表位置的，则将百分表装在普通表架上，如图3.26所示。

图3.25　百分表

图3.26　百分表架

（6）塞规和卡规

塞规与卡规是用于成批大量生产的一种专用量具。

1）塞规

塞规两端的圆柱分别是过端和止端。过端用于控制被测孔的最小极限尺寸，过端能插入被测孔内，说明孔的尺寸大于最小极限尺寸。止端用于控制被测孔的最大极限尺寸，止端不能插入被测孔内，说明孔的尺寸小于最大极限尺寸。若被测孔的尺寸介于最大和最小极限尺寸之间，则孔的尺寸合格。也就是说，在检验中塞规的过端能全部通过被测孔，止端不能进入被测孔，则被测孔合格，否则就不合格，如图3.27（a）所示。

图3.27　量规

2）卡规

卡规被用来测量轴的直径或某些厚度尺寸（见图3.27（b）），与塞规相似，也有“过端”和“止端”两端，使用方法也与塞规相同。

（7）块规

块规的精度极高，可作为长度标准来检验和校正其他量具，与百分表配合使用，可用比较法对高精度的工件尺寸进行精密测量或对机床进行精密找正或调整。

块规是按尺寸系列分组成套的，有42块一套或87块一套等几种。块规为长方形六面体，每块有两个测量平面，两测量面之间的距离为块规的工作尺寸（见图3.28）。一套块规可组合成各种不同的长度，以便使用。由于测量面非常平整、光洁，若将两块或数块块规的测量面仔细擦净，将两个块规的测量面紧密地推合，即可比较牢固地黏接在一起。为了减小误差，使用时组合的块规数不宜过多，一般不超过4块。

图3.28　块规

（8）刀口尺

刀口尺用于检阅小型平面的直线度和平面度误差（见图3.29）。观察刀口尺与被测平面之间的缝隙，可根据从缝隙透过的光线状况对误差进行判断，也可用厚薄规测量缝隙大小。

图3.29　刀口尺

（9）塞尺

塞尺（见图3.30）用来检查两贴合面之间的缝隙大小。它由一组厚度不等的薄钢片组成，其厚度在0.03～0.3 mm。测量时，用塞尺直接塞间隙，当一片或数片塞尺塞进两贴合面之间时，则这几片塞尺的厚度（可由每片上的标记读出）之和，即为两贴合面之间的缝隙值。使用塞尺必须先擦净塞尺表面，测量时不能使劲硬塞，以免塞尺片弯曲或折断。

（10）直角尺

直角尺内侧两边及外侧两边分别成准确的90°，用来检测小型零件上两垂直面的垂直度误差（见图3.31）。使用时，直角尺宽边与零件基准面贴合，窄边与被测平面贴合。如果被测一边有缝隙，即可根据光线对误差进行判断，也可用厚薄规测量其缝隙大小。

图3.30　塞尺

图3.31　直角尺

（11）量具保养

前面介绍的常用量具，除钢直尺、卡钳、直角尺、刀口尺外，均是较贵重的测量仪器，必须精心保养。量具保养的好坏，直接影响到它的使用寿命和零件的测量精度。因此，必须做到下列几点：

①量具在使用前、后必须用绒布擦干净。

②不能用精密量具去测量毛坯或运动着的工件。

③测量时不能用力过猛、过大，也不能用来测量温度过高的工件。

④不能把量具乱扔、乱放，更不能当成工具使用。

⑤不能用不清洁的油去清洗量具或注入不清洁的油。

⑥量具用完后，擦洗干净，涂上油后放入专用量具盒内。