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表2-3-1 技能训练
钢直尺是用不锈钢制成的尺边平直的一种量具，如图2-3-2所示，用于测量工件的长度、宽度、高度、深度和平面度。测量精度为1 mm，后可估读一位，如38.6 mm。
图2-3-2 钢直尺
游标卡尺，是一种测量长度、内外径、深度的量具。如果按游标的分度值来分类，普通游标卡尺可分为0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm三种。在常用工量具中普通游标卡尺用的较为广泛，如图2-3-3所示。随着科技的进步，目前在实际使用中有更为方便的带表卡尺和电子数显卡尺代替游标卡尺：带表游标卡尺如图2-3-4所示，通过指示表读出测量的尺寸；电子数显游标卡尺如图2-3-5所示，通过数字电子屏显示出测量的尺寸。
图2-3-3 普通游标卡尺
图2-3-4 带表游标卡尺
图2-3-5 电子数显游标卡
普通游标卡尺的结构组成如图2-3-6所示。
图2-3-6 普通游标卡尺的结构组成
读数三步曲：（以分度值为0.02 mm为例）如图2-3-7所示。
图2-3-7 游标卡尺读数
（1）读整数：先读出游标零线左面的第一条尺身刻线的整数尺寸，示例中为12 mm。
（2）读小数：再读出主尺刻线与游标刻线对正位置时的小数尺寸（可理解为游标每条刻线代表0.02 mm，数出游标刻线从0线到游标刻线与主尺线对齐共有格数，用格数乘以0.02 mm即得游标数值），示例中为31× 0.02 mm＝0.62 mm。
（3）相加：将整数数值与小数数值相加，就是被测部位的尺寸。示例中为（12＋0.62）mm＝12.62 mm。
（1）使用前，应先擦干净两卡脚测量面，合拢两卡脚，检查副尺0线与主尺0线是否对齐，若未对齐，应根据原始误差修正测量读数。测量前清洁卡尺，并校零，如图2-3-8、图2-3-9所示。
图2-3-8 清洁量爪
图2-3-9 校对零位
（2）测量工件时，卡脚测量面必须与工件的表面平行或垂直，不得歪斜。且用力不能过大，以免卡脚变形或磨损，影响测量精度，如图2-3-10所示。
图2-3-10 正确夹紧被测工件
（3）读数时，视线要垂直于尺面，否则测量值不准确。
（4）测量内径尺寸时，应轻轻摆动，以便找出最大值。
（5）游标卡尺用完后，仔细擦净，抹上防护油，平放在盒内，以防生锈或弯曲。
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游标卡尺测量注意
找准测量位置测量时，当量爪与被测工件接触后，应再稍微游动一下量爪沿轴向找最小尺寸。用测深尺测深度时，要使卡尺端面与被测件上的基准平面贴合，同时深度尺要与该平面垂直。
千分尺，即螺旋测微器，利用螺旋放大的原理（如旋转一周，轴向移动0.5 mm）制作而成，其测头结构依据测量对象的不同而不同，从而形成各种类别的千分尺，如外径千分尺、内径千分尺、深度千分尺、螺纹千分尺（测量螺纹中径）、公法线千分尺、叶片千分尺等，如图2-3-11所示各种类别的千分尺。
图2-3-11 各种类别的千分尺
外径千分尺常简称为千分尺，它是比游标卡尺更精密的长度测量仪器，常用规格为0~25 mm、25~50 mm等，每25 mm一个等级，精度是0.01 mm。
外径千分尺结构如图2-3-12所示。
图2-3-12 外径千分尺结构
1—测砧；2—测微螺杆；3—固定套筒；4—微分套筒；5—旋钮；6—微调旋钮；7—框架
读数三步曲：外径千分尺读数如图2-3-13所示。
图2-3-13 外径千分尺读数
（1）读整数：读取固定套筒的刻度（刻度数字相对侧的刻度为0.5 mm处），示例中为11.5mm。
（2）读小数：读取微分套筒的刻度，示例中为22×0.01 mm＝0.22mm。
（3）如微分套筒与固定套筒的刻度没有对准，根据测量精度要求可以估读小数点后的第3位数。
（4）三次读数相加就是千分尺所表示的尺。示例中（11.5＋0.22＋0.000）mm＝11.720 mm。
（1）测量前，应把零件的被测量表面揩干净，以免有脏物存在影响测量精度。绝对不允许用千分尺测量带有研磨剂的物体表面，以免损伤测量面的精度。千分尺只适用于测量精确度较高的尺寸，不能测量毛坯面，更不能在工件转动时去测量。
（2）千分尺是一种精密的量具，使用时应小心谨慎，动作轻缓，不要让它受到打击和碰撞。千分尺内的螺纹非常精密，使用时要注意：①旋钮和微调旋钮在转动时都不能过分用力；②当转动旋钮使测微螺杆靠近待测物时，一定要改为旋动微调旋钮，不能继续转动旋钮使螺杆压在待测物上；③在测微螺杆与测砧已将待测物卡住或旋紧锁紧装置的情况下，绝不能强行转动旋钮。
（3）使用千分尺测量零件时，要使测微螺杆与零件被测量的尺寸方向一致。如测量外径时，测微螺杆要与零件的轴线垂直，不要歪斜。测量时，可在旋转测力装置的同时，轻轻地晃动尺架，使测砧面与零件表面接触良好。测量时外径千分尺的摆放如图2-3-14所示。
图2-3-14 测量时外径千分尺的摆放
（4）在读取千分尺上的测量数值时，留心不要读错。
（5）为了获得正确的测量结果，可在位置上再测量一次。尤其是测量圆零件时，应在同一圆周的不同方向测量几次，检查零件外圆有没有圆度误，再在全长的各个部位测量几次，检件外圆有没有圆柱度误差。
（6）对于超常温的工件，不要进行测量，以免产生错误读数。
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千分尺置零方法
置零之前，用软布或者软纸擦净测砧与丝杆的量面，用测力装置使两个测量面接触，若微分筒上零线与固定套管上的零线不在一条直线上，用如下方法置零。
方法一：对零误差小于0.02 mm（微分筒刻线之内）用止动装置锁紧丝杆，用扳子扳动固定套管，直至零线对齐，如图（a）所示。
方法二：对零误差大于0.02 mm（微分筒刻线以上）（特别注意：这种方法是千分尺严重磨损的时候才需要调节，平时使用不要调节）如图（b）所示。
第1步：用止动装置锁紧丝杠，用扳子松开测力装置，取下微分筒。
第2步：重新对齐固定套管和微分筒上的零刻线，再装上测力装置。如有必要，再用方法一置零。
深度游标卡尺用于测量凹槽或孔的深度、梯形工件的梯层高度、长度等尺寸，平常被简称为“深度尺”。深度游标卡尺如图2-3-15所示。
图2-3-15 深度游标卡尺结构
（1）测量内孔深度时，应把基座的端面紧靠在被测孔的端面上，使尺身与被测孔的中心线平行，伸入尺身，测尺身端面至基座端面之间的距离，就是被测零件的深度尺寸。深度游标卡尺测量内孔深度如图2-3-16所示。
图2-3-16 深度游标卡尺测量内孔深度
图2-3-17 测台阶
（2）测量轴类等台阶时，测量基座的端面一定要压紧在基准面，再移动尺身，直到尺身的端面接触到工件的量面（台阶面）上，然后用紧固螺钉固定尺框，提起卡尺，读出深度尺寸。测台阶如图2-3-17所示。
（3）当基准面是曲线时，测量基座的端面必须放在曲线的最高点上，测量出的深度尺寸才是工件的实际尺寸，否则会出现测量误差。
（4）使用前，用纱布将深度游标卡尺擦拭干净，检查尺身和游标的刻线是否清晰，尺身有无弯曲变形、锈蚀等现象。校验零位、检查各部分作用是否正常。
（5）测量结束要把卡尺平放到规定的位置，比如工具箱上或卡尺盒内，尤其是大尺寸的卡尺更应注意，否则尺身会弯曲变形。不允许把卡尺放到设备（床头、导轨、刀架）上。不要把卡尺放在磁场附近，例如磨床的磁性工作台上，以免使卡尺感磁。不要把卡尺放在高温热源附近。
百分表/千分表是利用精密齿条齿轮机构制成的表式通用长度测量工具。
百分表/千分表的结构与工作原理如图2-3-18所示：当量杆移动1 mm时，这一移动量通过量杆齿条、轴齿轮1、齿轮和轴齿轮2放大后传递给安装在轴齿轮2上的长指针5，使长指针5转动一圈；同时通过齿轮6带动小刻度盘上的小指针7转动1个刻度。
若增加齿轮放大机构的放大比，使圆表盘上的分度值为0.001 mm或0.002 mm（圆表盘上有200个或100个等分刻度），则这种表式测量工具即称为千分表。
图2-3-18 百分表/千分表结构
1—量杆（带齿条）；2—轴齿轮；3—齿轮；4—轴齿轮；5—长指针；6—齿轮；7—短指针
（1）使用前，应检查测量杆活动的灵活性。即轻轻推动测量杆时，测量杆在套筒内的移动要灵活，没有任何轧卡现象，每次手松开后，指针能回到原来的刻度位置。
（2）使用时，必须把百分表固定在可靠的夹持架上。切不可贪图省事，随便夹在不稳固的地方，否则容易造成测量结果不准确，或摔坏百分表。
（3）测量时，不要使测量杆的行程超过它的测量范围，不要使表头突然撞到工件上，也不要用百分表测量表面粗糙或有显著凹凸不平的工作面。
（4）测量平面时，百分表的测量杆要与平面垂直，测量圆柱形工件时，测量杆要与工件的中心线垂直，否则，将使测量杆活动不灵或测量结果不准确。
（5）为方便读数，在测量前一般都让大指针指到刻度盘的零位。
（6）百分表不用时，应使测量杆处于自由状态，以免使表内弹簧失效。
杠杆表是利用杠杆-齿轮传动机构将尺寸变化为指针的角位移，并指示出长度尺寸数值的计量器具，适用于一般百分表/千分表难以测量的场合，如槽、小孔、孔距、高度尺寸、坐标尺寸等。
杠杆表的结构与测量原理如图2-3-19所示：测杠6、连杆5、齿条4为一整体，通过支座形成杠杆结构，测杆6的摆动通过连杆5带动齿条4摆动，齿条4带动齿轮2转动，齿轮2上的指针3随之转动来指示刻度。
图2-3-19 杠杆表结构与测量原理
1—弹簧；2—齿轮；3—指针；4—齿条；5—杠杆；6—测杆
杠杆表的测量杆轴线与被测工件表面的夹角愈小，误差就愈小。
如果由于测量需要， α 角无法调小时（当 α ＞15°），其测量结果应进行修正。杠杆表修正原理如图2-3-20所示，当平面上升距离为 a 时，杠杆表摆动的距离为 b ，也就是杠杆表的读数为 b ，因为 b ＞ a ，所以指示读数增大。具体修正计算式如下： a ＝ b cos α 。
图2-3-20 杠杆表修正原理
内径量表是内量杠杆式测量架和百分表的组合，用以测量或检验零件的内孔、深孔直径及其形状精度。如图2-3-21所示为内径量表结构与使用。
图2-3-21 内径量表结构与使用
1，5—百分表；2—传动杆；3—活动测量头；4—可换测量头
（1）内径量表的测量原理是用比较法测量内孔直径，它将量头的直线位移转换成指示表的角位移并通过指示表显示读数。
（2）测量前根据被测孔径的大小，选择合适的测量头，在专用的环规或千分尺上调整好尺寸范围后才能使用。
（3）测量时，连杆中心线与工件中心线平行，不得歪斜，同时应在圆周上多测几个点，找出孔径的实际尺寸，看是否在公差范围以内。
万能角度尺基本结构如图2-3-22，适用于机械加工中的内、外角度测量。测量过程中需适当变化万能角度尺的结构，可测量0°~320°的外角及40°~130°的内角，万能角度尺的测量如图2-3-23所示。
图2-3-22 万能角度尺的结构
1—尺身；2—角尺；3—游标；4—制动器；5—扇形板；6—基尺；7—直尺；8—夹块
图2-3-23 万能角度尺的测量
万能角度尺的读数原理与游标卡尺相似，万能角度尺的读数示例如图2-3-24所示，分三步进行：
（1）先从尺身上读出游标零刻度线指示的整“度”的数值，示例中为16°；
（2）判断游标上的第几格的刻线与尺身上的刻线对齐，确定角度“分”的数值，示例中为12′；
（3）把两者相加，即被测角度的数值，示例中的读数为16°＋12′＝16°12′。
图2-3-24 万能角度尺的读数示例
量规是一种没有刻度的定值检验工具。目前我国机械行业中使用的量规种类很多，除有检验孔、轴尺寸的光滑极限量规外，还有螺纹量规、圆锥量规、花键量规、位置量规及直线尺寸量规等。
光滑极限量规包括检验孔的塞规和检验轴的环规。
塞规最小极限尺寸的一端叫通端，最大极限尺寸的一端叫作止端，光滑极限量规如图2-3-25（a）所示；塞规两头各有一个圆柱体，长圆柱体一端为通端，短圆柱体一端为止端。检查工件时，通端能通过孔而止端不能通过，说明孔加工合格。
环规最小极限尺寸的一端叫止端，最大极限尺寸的一端叫作通端，光滑极限量规如图2-3-25（b）（c）所示，环规有双头结构和单头结构两种。检查工件时，通端能通过轴而止端不能通过，说明轴加工合格。
图2-3-25 光滑极限量规
螺纹量规是用通端和止端综合检验螺纹的量规。螺纹塞规用于综合检验内螺纹，长螺纹一端为通端，标识“T”，短螺纹一端为止端，标识“Z”，如图2-3-26（a）所示螺纹量规；螺纹环规用于综合检验外螺纹，通端为一件，标识“T”，止端为一件，标识“Z”，如图2-3-26（b）所示螺纹量规。
图2-3-26 螺纹量规
螺纹环规使用过程：（1）首先清理干净被测螺纹油污及杂质；（2）通规对正被测螺纹，在自由状态下全部旋入螺纹长度，则判定为合格，否则为不合格；（3）止规对正被测螺纹，选入螺纹长度在2个螺距之内为合格，否则为不合格。
螺纹塞规的使用同上类似。螺纹量规的使用如图2-3-27所示。
图2-3-27 螺纹量规的使用
对于特定形状可以通过比较样块（样板）进行对比检验，常用的有表面粗糙度比较样块、螺纹比较样板、圆弧比较样板。
表面粗糙度比较样块因工种的不同而有不同的系列，如车床、铣床、刨床、平磨、外磨、研磨等。如图2-3-28所示车床用表面粗糙度比较样块为车床使用的表面粗糙度比较样块，有 Ra 6.3、 Ra 3.2、 Ra 1.6、 Ra 0.8四种样块。表面粗糙度测量可由经验丰富的工人凭视觉、手感来判定，也可以通过与表面粗糙度比较样块对照来判定。
螺纹比较样板是一种带有不同螺距的基本牙型薄片，用来与被测螺纹进行比较，从而确定被检螺纹的形状与螺距。螺纹比较样板如图2-3-29所示。
圆弧比较样板用来测量凹圆弧或凸圆弧的半径，由钢片研磨制成不同半径尺寸的标准圆弧形状，如图2-3-30所示。测量时必须使圆弧样板的测量面与工件的圆弧完全地紧密接触，当测量面与工件的圆弧之间没有间隙时，工件的圆弧半径值即为圆弧样板上所表示的数字。
图2-3-28 车床用表面粗糙度比较样块
图2-3-29 螺纹比较样板
图2-3-30 圆弧比较样板
小提示
1.在车间参观时应注意周围环境，做好安全防护，避免发生事故。
2.各种量具用完之后放回原处，不可随意乱放。
3.拿量具过程中应轻拿轻放，注意保护量具刮花。