常用量具的种类、规格及测量原理解析

图2-1 钢直尺

（一）简单量具

1.钢直尺

图2-1所示为常用钢直尺外形图，其最小示值读数为1mm，1mm以下只能估计读数。钢直尺按测量长度范围划分规格，常用的有150mm、300mm、500mm和1000mm等几种规格。

2.刀口尺

如图2-2所示，刀口尺是用于测量工件表面直线度和平面度的量具，按其刃口长度划分规格，常用的有75mm、125mm、175mm等。

如图2-3所示，刀口尺的测量原理是：轻轻将刀口尺刃口放置于被测表面，通过透光法判断直线度偏差。检查时若能看到一条均匀而微弱的光线，说明工件表面在所检测的方位平直。

图2-2 刀口尺

图2-3 透光法测量直线度

3.直角尺

直角尺是用来测量工件内外表面垂直度的量具。如图2-4所示，一般常用规格有63mm×40mm、125mm×80mm等几种。

如图2-5所示，直角尺的测量原理是：用光隙法测量内外直角的垂直度时，操作者应面对光源将尺座紧贴测量基准面后轻轻移动直角尺，通过透光法判断被测表面与基准面的垂直度误差。

图2-4 直角尺

图2-5 直角尺的测量原理

4.塞尺

塞尺由一组不同厚度的薄钢片组合而成，多用于测量两接触表面的间隙。图2-6所示的塞尺规格为0.03～0.5mm。初步判断间隙大小后，将相应的塞尺片组合起来使用。

（二）游标量具

游标量具属中等精度的量具。如图2-7所示，游标量具的结构、刻线原理及读数方法都基本相同，它通常包括游标卡尺、游标深度尺、游标高度尺和游标万能角度尺等。

1.游标卡尺

图2-6 塞尺

（1）游标卡尺的种类 游标卡尺的测量精度可达0.02mm（最小读数示值为0.02mm），可以直接测量出工件的外径、孔径、长度、宽度、深度和孔距等尺寸。图2-8a所示为普通游标卡尺的外形及构造。图2-8b所示为带微调装置的卡尺外形及构造。

图2-7 游标量具的种类

图2-8 常用游标卡尺的构造

a）普通游标卡尺的外形及构造 b）带微调装置的卡尺外形及构造

1—尺框 2—紧固螺钉 3—深度尺4—游标 5—外卡爪 6—尺身 7—内卡爪 8—微调装置 9—调间隙滚轮

两者的区别：普通游标卡尺松开尺框上的紧固螺钉后，尺框带动游标沿尺身滑动，当卡爪测量面与零件被测面接触后，靠右手的推力控制接触面贴紧程度，读出被测尺寸。带微调装置的游标卡尺，需要将尺框和微调装置上的紧固螺钉同时松开，尺框才能带动游标移动。当卡爪测量面与零件被测面接触后，可先将微调装置上的紧固螺钉锁紧，然后旋动微调装置上的调间隙滚轮，使测量爪与被测面接触更紧，再将尺框上的螺钉也锁紧，从而得到更精确的测量结果。

（2）精度为0.02mm游标卡尺的刻线原理 如图2-9所示，尺身每小格1mm，当两爪合并时，游标上的50格刚好等于尺身上的49mm，则游标每格间距=49mm/50=0.98mm，尺身每格间距与游标每格间距相差=（1-0.98）mm=0.02mm。

（3）精度为0.02mm的游标卡尺的读数方法 在图2-10中，游标零线在34～35mm之间，游标上的第24格刻线与尺身刻线对准。所以，被测尺寸的整数部分为34mm，小数部分为24×0.02mm=0.48mm，被测尺寸为（34+0.48）mm=34.48mm。

图2-9 精度为0.02mm游标卡尺的刻线原理

图2-10 游标卡尺读数举例

由上述可知，用游标卡尺测量后的读数步骤如下：

1）确定整数值，即游标零刻线前面的毫米整数，如上例中的34mm。

2）通过观察，判断小数值是否大于0.5mm，若判断小数值大于0.5mm，则观察游标上刻度数“5”后面的对齐刻线；若判断小数值小于0.5mm，则观察游标上刻度数“5”前面的对齐刻线。如上例中找到的游标刻度数“4”后面第4格与尺身上的刻线正好对齐，于是得知小数值为0.48mm。

3）最后测量结果为：毫米整数值+小数值=34.48mm。

2.游标高度尺

图2-11所示为游标高度尺的结构，图2-12所示为用游标高度尺检测已加工工件高度方向上的尺寸。根据其测量高度值不同，通常分为200mm、300mm等几种。游标高度尺的刻线原理和读数方法与游标卡尺相同。

图2-11 游标高度尺的结构(www.xing528.com)

1—测高爪（划针） 2—游标 3—微调螺钉 4—紧固螺钉 5—尺框 6—基座

图2-12 游标高度尺的应用实例

3.游标深度尺

如图2-13所示，游标深度尺用于已加工表面深度的测量，其刻线原理和读数方法与游标卡尺相同。根据其测量深度值不同，通常分为200mm、300mm等几种。如图2-14所示，用游标深度尺测量深度时，其尺座表面应与工件已加工的上表面紧密贴合。

图2-13 游标深度尺的外形及构造

1—尺座 2—尺身 3—游标

图2-14 游标深度尺的应用实例

4.游标万能角度尺

游标万能角度尺的外形及结构如图2-15所示，它是用来测量工件内外角度的一种游标量具，测量范围为0～320°，按测量精度可分为2′和5′两种。

（1）精度为2′的游标万能角度尺的刻线原理 游标万能角度尺尺身上的刻度线每格1°。游标上刻有30格，所占的总角度为29°，因此两者每格刻线的度数差为

（2）游标万能角度尺的读数方法

读数值=游标零位指示的尺身整数+游标与尺身重合格数×精度值

图2-15 游标万能角度尺

1—角尺 2—游标 3—锁紧螺钉 4—基准边 5—夹头 6—直尺

实际测量实例如图2-16所示，其读数值为215°10′。

（三）千分尺

千分尺属于精密量具，它是利用螺旋副的传动原理制成的，其测量精度为0.01mm。千分尺的种类有外径千分尺、内径千分尺、公法线千分尺等，这些千分尺结构虽有差别，但测量原理基本相同。

1.千分尺的结构

千分尺的结构大同小异，常用的外径千分尺用于测量或检验零件的外径、凸肩厚度以及板厚或壁厚等（测量孔壁厚度的千分尺，其测量面呈球弧形）。千分尺由尺架、测微头、测力装置和制动器等组成。图2-17所示为测量范围为0～25mm的外径千分尺。尺架1的一端装着固定测砧2，另一端装着测微头。固定测砧和测微螺杆的测量面上都镶有硬质合金，以提高测量面的使用寿命。尺架的两侧面覆盖着绝热板12，使用千分尺时，手拿在绝热板上，防止人体的热量影响千分尺的测量精度。

图2-16 游标万能角度尺的读数方法

图2-17 千分尺的结构

1—尺架 2—固定测砧 3—测微螺杆 4—螺纹轴套 5—固定套筒 6—微分筒 7—调节螺母 8—接头 9—垫片 10—测力装置 11—锁紧螺钉 12—绝热板 13—被测零件

2.千分尺的测量原理

千分尺的测量原理如图2-18所示。

图2-18 千分尺的测量原理

1—固定测砧 2—锁紧螺钉 3—固定套筒 4—螺纹轴套 5—测微螺杆（螺距为0.5mm） 6—微分筒 7—胀套 8—垫片 9—调隙装置

1）带刻度的固定套筒固定在螺纹轴套上（带有固定螺钉），螺纹轴套又与尺架紧密结合成一体，其外圆面带有刻度。中分线上下两排每一小格为1mm，且以半格的形式相互错位。

2）微分筒（活动套筒）用锥孔及胀套和测微螺杆联接，其端部等分为50格。测微螺杆上制造有螺距为0.5mm的精密螺纹，并与螺纹轴套的内螺纹相配合。即微分筒转一圈，测微螺杆移动0.5mm，故微分筒每顺时针或逆时针转动一格，微分筒就带动测微螺杆向前或向后移动的距离为：0.5mm/50=0.01mm，由此可见，千分尺的制造精度主要是由测微螺杆的精度来决定的。

3）千分尺尾部带有螺纹调隙装置，其结构为棘轮形式，转动调隙装置，螺钉与测微螺杆尾端内螺纹旋合，微量拉动测微螺杆，以消除测微螺杆与螺纹轴套内螺纹的间隙，达到精密测量的目的。

4）锁紧螺钉的功能是当以适当的测力将工件卡住后，可将测微螺杆锁住，以便读出被测尺寸值。

3.千分尺的读数方法

千分尺的具体读数方法可分为三步：

1）读出固定套筒上露出的刻线尺寸，一定要注意不能遗漏应读出的0.5mm的刻线值。

2）读出微分筒上的尺寸，要看清微分筒圆周上哪一刻线与固定套筒的中线基准对齐，将格数乘以0.01mm即得微分筒上的尺寸。

3）将上面两个数相加，即为千分尺上的测得尺寸。

如图2-19a所示，在固定套筒上读出的尺寸为8mm，微分筒上读出的尺寸为27（格）×0.01mm=0.27mm，上两数相加即得被测零件的尺寸，即8.27mm；图2-19b中，在固定套筒上读出的尺寸为8.5mm，在微分筒上读出的尺寸为27（格）×0.01mm=0.27mm，上两数相加即得被测零件的尺寸8.77mm。

图2-19 千分尺的读数