浅谈如何培养学生正确使用千分尺的教学

修红星

摘 要：千分尺是一种精密的万能量具，在教学工作中培养学生掌握正确使用千分尺，保证测量结果的准确性和测量效率，要重视千分尺使用前准备工作、正确操作和注意事项的教学工作。

关键词：千分尺 测量精度 教学 正确使用 清洁 准确性 注意事项 测量误差

中图分类号：G622 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（c）-0167-03

零件是构成机器的最小单元，制造的零件是否合格，就需依靠量具或量仪来检测，目前常用的万能量具主要有：游标卡尺、千分尺、百分表等，千分尺在机械制造业中应用较广泛。千分尺又称螺旋测微器，也叫分厘卡，是一种精密的万能量具，它的测量精度比游标卡尺高，利用杠杆千分尺的测量精度可达0.002 mm，故对于加工精度要求较高的工件尺寸，要用千分尺来测量，因此在教学工作中培养学生掌握正确使用千分尺非常重要。下面以外径千分尺（以下简称千分尺）为例，谈谈如何培养学生正确使用千分尺的教学。

学生在使用千分尺测量中，通常会出现两个问题：一是经常漏读半毫米数，如本应读为6.69 mm却读成6.19 mm。二是由于千分尺是利用螺旋副的传动原理，比较灵敏，学生往往因使用不当而测不准确，产生较大的测量误差的现象。

解决第一个问题，主要依靠在实习教学中注重对相关知识的讲授来解决，即实习指导教师在组织对全国中等职业技术学校机械类通用教材《钳工工艺学（第四版）》（中国劳动社会保障出版社）教材第二章钳工常用量具§2-1中的千分尺的刻线原理及读数方法的复习教学中，让学生明确掌握： 千分尺测微螺杆右端螺纹的螺距是0.5 mm，即微分筒旋转一圈，测微螺杆就移动0.5 mm，故在固定套管主尺上要以0.5 mm作为一刻线单位，才可明确微分筒旋转圈数，得出测微螺杆位移，从而得到砧座与测微螺杆之间的两测量面距离，即被测工件的实際尺寸。为此，千分尺读数时要先读出微分筒边缘在固定套管主尺上的毫米数或半毫米数。

解决第二个问题，实际上就是解决在实习教学中如何指导学生正确使用千分尺，保证测量结果的准确性和测量效率的问题。笔者认为解决这个问题须在实习教学中必须把握以下教学关健：

1 重视千分尺使用前准备工作的教学工作

使用前的准备工作是保证测量结果的准确性和测量效率的基础，未做好使用前的准备工作就进行测量，不仅无法保证测量结果的准确性，还会使千分尺受到损害。《钳工技能训练（第四版）》（中国劳动社会保障出版社）教材中的课题二钳工常用量具测量技能训练的中讲述了千分尺的使用和保养，其准备工作只提到测量时千分尺的测量面和零件被测表面应擦试干净，以免污物影响到测量精度。笔者认为，仅做好清洁工作是不够的，应按如下步骤做好使用前的准备工作：

正确选择好千分尺。由于测量时存在计量器具上的测量不确定度，虽然同属千分尺，但其也有不同的测量要求，选择千分尺应从两方面考虑：一方面是根据被测尺寸的公差大小选择千分尺，千分尺的制造精度分为0级和1级，0级精度最高，1级稍差，千分尺的制造精度主要由它的示值误差和两测量面平行度误差的大小来决定。如果用分度值为0.01 mm的千分尺保证不了测量精度，即满足不了被测工件的公差要求，可选用精度较高的杠杆千分尺进行比较测量，另一方面是根据被测工件尺寸和大小正确选择千分尺的测量范围（规格）。千分尺测微螺杆的移动量一般为25 mm，故千分尺的规格按测量范围分有0～25 mm、25～50 mm、50～75 mm、75～100 mm等。

做好清洁工作。使用前要用软质细布或干净的棉纱擦净千分尺和工件的被测表面，特别是擦净千分尺的两个测量面，以防粘上铁屑或其它杂质，影响测量结果。

做好千分尺的外观和各部位的相互作用的检查工作。将选择好的千分尺擦干净后，应检查千分尺及其校对量杆，它们不应有碰伤、锈蚀、带磁或其它缺陷，刻线应均匀、清晰，微分筒的转动和测微螺杆的移动应平稳，无卡住现象。检查千分尺时，左手拿住尺架，右手食指和拇指捏住测微螺杆作轴向拉推以检查测微螺杆的轴向窜动量（≤0.01 mm），向前后左右推动测微螺杆，以检查测微螺杆的摆动量（≤0.01 mm），这两项是凭手感和经验来检查，经上述检查合格后，再检查是否有周期检定合格证，有合格证，且在检定期内，才能使用，绝不能用超检定周期和未经检定合格的量具，否则是无法保证测量结果的精度。

2 培养学生正确操作千分尺作为教学重点

正确操作千分尺是保证测量结果的准确性和测量效率的关键，因此，在教学中培养学生正确操作千分尺是教学重点。正确操作千分尺要把握以下两方面进行。

检查千分尺的零位的准确性，规格为0～25 mm的千分尺可以直接校对零位，校对的方法是：左手拿住千分尺的隔热垫，右手的拇指、食指和中指捏住并拉转微分筒，当两个测量面快要接触时（注意掌握此时三指的用力大小，可多试几次来感觉此时力量的大小），改为轻轻旋转测力装置的棘轮，使两个测量面轻轻接触，听到2～3声“咔咔”的响声后即停止转动，此时已得到合适的测量力，可进行读数，如果微分筒上的“0”刻线与固定套管的纵刻线（基准线）重合，而且微分筒锥面的端面与固定套筒的“0”刻线的右边缘恰好相切，则说明零位正确，如果零位不正确，允许压线≤0.05 mm，离线≤0.10 mm，如果压线或离线值超过上述要求，则应将千分尺送检，规格大于25 mm的千分尺则应用校对量杆或量块校对零位，校对的方法是将校对量杆或量块当作测量工件进行测量。

掌握正确的操作方法。测量小型工件时可采用单手操作或双手操作千分尺进行测量，而测量大型工件时，因工件大，一只手无法拿住工件，只能采用双手操作千分尺进行测量。

单手操作千分尺的方法：左手拿住被测工件，右手的小指和无名指捏住尺架，食指和拇指慢慢旋转微分筒，待两测量面与工件的被测量面块接触时（注意此时的用力大小应和校对千分尺的零位时的用力一样大小），再轻而慢地旋转测力装置的棘轮使两测量面与工件的被测面轻轻接触，听到2～3声“咔咔”声后即可进行读数。

双手操作千分尺的方法，将工件放置稳固后，左手拿住千分尺的隔热板，右手操作微分筒和测力装置的棘轮进行测量。

对于无使用千分尺经验者最好采用的方法是：用橡皮等软质的东西垫住尺架，把它轻轻夹在虎钳上，待夹牢后，左手拿住被测工件，右手的食指和拇指旋转微分筒（注意此时用力的大小应和校对千分尺的零位时的力量一样大），然后轻而慢地旋转测力装置的棘轮进行测量。

测量中，在读数前要调整好千分尺的两个测量面与被测表面，使它们接触良好，当两测量面与工件被测的表面接触时，测力装置棘轮发生“咔咔”声的同时，要轻轻地晃动尺架，凭手感判断两测量面与被测表面的接触是否良好，要特别注意两测量面应垂直于工件的被测表面，不允许有倾斜，两测面应整个（或中心线部位）接触到工件，不允许用测量面的边缘进行测量，在测量轴类工件的直径尺寸时，两测量面与工件的被测表面接触后，要左右（沿轴心线方向）晃动尺架找出其最小值，前后（沿径向方向）晃动尺架找出最大值，只有这样才能测出被测轴的直径较准确的实际尺寸。

3 把握教学中正确使用千分尺的注意事项

在《钳工工艺学（第四版）》（中国劳动社会保障出版社）教材中的第二章钳工常用量具的§2-4常用量具的维护和保养，以及在《钳工技能训练（第四版）》（中国劳动社会保障出版社）教材中的课题二钳工常用量具测量技能训练中讲述了千分尺的使用和保养。但笔者总结十几年的实习教学经验认为：为了获得正确的测量结果和防止损坏千分尺及发生工伤事故，除了要培养学生遵守常用量具的维护和保养外，在教学中还应特别注意以下问题的教学。

旋转测力装置的棘轮时要轻而且要慢，不允许猛力转动测力装置的棘轮，否则测量面靠惯性作用猛烈冲向被测表面，测力装置超过限定的测力，测量结果不仅不准确，而且有可能把测微螺杆的牙型挤坏。退尺时要旋转微分筒，不要旋转测力装置的棘轮，以防将测力装置拧松，影响千分尺的零位。

尽量减少温度对测量结果的影响。千分尺的各项技术参数一般是在室内温度20℃条件下确定的，使用千分尺进行精密测量时，应该在相同的环境条件下进行，从而可以减少由于温度引起的测量误差，当不能满足这一要求时，应该使被测工件和所使用千分尺在同一条件下放置一段时间，使它们的温度相同后再进行测量，测量时，第一要用手拿住隔热板，第二动作要快，以防止手的温度传到千分尺，引起千分尺尺架变形，导致测量误差，越大的千分尺，引起的误差越大。

注意使用千分尺的位置状态。检查千分尺的示值误差时，尺身处于水平位置状态，所以使用千分尺进行测量时，也应使尺身处于水平位置状态。如果测量时尺身不能处于水平位置状态，应先按测量时尺身的位置状态用量块校对千分尺，这样可以减少由于尺身变形造成的测量误差。

注意取算术平均值。为了减少测量误差，可以对同一部位多测量几次，取几次测量结果的算术平均值作为测量结果。

重视在不同的部位测量。对于圆柱形工件，为了确定它是否有圆度误差，可以在同一横截面内的不同位置多测量几次，比较测量结果是否一致，如不一致，则说明有圆度误差。同理可在圆柱全长的各部位多测量几次，确定是否有圆柱度误差，。

不能用千分尺测量粗糙表面。千分尺的两个测量面的表面粗糙度值不大于Ra0.04μm，为了防止测量面过早磨损，不能用千分尺测量粗糙表面。

不能用千分尺去测量正在运动的工件。用千分尺测量运动着的工件不仅会使测量面磨损，而且极有可能发生工伤事故。

不能把千分尺泡在水、冷却液、油类等液体中，不能在千分尺的微分筒和固定套管之间加酒精、煤油、 柴油和普通机油等，更不允许把千分尺浸泡在上述油类及酒精中，如发现上述物质侵入，要用航空汽油洗净，再涂以特种轻质润滑油。

此外在培养学生如何正确使用千分尺的生产实习教学组织中，采用分组教学，可取得较好的教学效果。具体如下：实习指导教师集中学生上课后，将这实习班分为几个教学小组（一般是六人为一教学小组），一组进行使用千分尺测量练习，其余组进行其它课题练习，待测量组掌握了千分尺的正确使用后，再进行轮换。在教学前，实习指导教师须准备好各种规格的千分尺和供学生测量用的各类的工件。教学时，实习指导教师先示范千分尺的正确使用进行测量，得出一读数，接着让学生进行测量，得出一读数，然后实习指导教师比较二个读数的差距，指出学生使用千分尺的错误之处，分析产生测量误差的原因，从而达到事半功倍的教学效果。待每组轮换完后，对每个学生单独进行一次考核，全部考核结束后，实习指导教师集中全体学生，对考核情况进行总结、分析，着重指出学生使用千分尺的错误之处并强调：千分尺是一种具有较高测量精度的万能量具，只有做好使用前的准备工作，正确操作千分尺，并且注意使用中的几个问题，就能用好千分尺，保证测量结果的准确性，提高测量效率。

參考文献

[1] 姜波.钳工工艺学习题册[M].4版.中国劳动出版社，2006.

[2] 陈迪超.钳工技能训练[M].2版.中国劳动出版社，2007.