淺談如何培養學生正確使用千分尺的教學

修紅星

摘 要：千分尺是一種精密的萬能量具，在教學工作中培養學生掌握正確使用千分尺，保證測量結果的準確性和測量效率，要重視千分尺使用前準備工作、正確操作和注意事項的教學工作。

關鍵詞：千分尺 測量精度 教學 正確使用 清潔 準確性 注意事項 測量誤差

中圖分類號：G622 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）05（c）-0167-03

零件是構成機器的最小單元，制造的零件是否合格，就需依靠量具或量儀來檢測，目前常用的萬能量具主要有：游標卡尺、千分尺、百分表等，千分尺在機械制造業中應用較廣泛。千分尺又稱螺旋測微器，也叫分厘卡，是一種精密的萬能量具，它的測量精度比游標卡尺高，利用杠桿千分尺的測量精度可達0.002 mm，故對于加工精度要求較高的工件尺寸，要用千分尺來測量，因此在教學工作中培養學生掌握正確使用千分尺非常重要。下面以外徑千分尺（以下簡稱千分尺）為例，談談如何培養學生正確使用千分尺的教學。

學生在使用千分尺測量中，通常會出現兩個問題：一是經常漏讀半毫米數，如本應讀為6.69 mm卻讀成6.19 mm。二是由于千分尺是利用螺旋副的傳動原理，比較靈敏，學生往往因使用不當而測不準確，產生較大的測量誤差的現象。

解決第一個問題，主要依靠在實習教學中注重對相關知識的講授來解決，即實習指導教師在組織對全國中等職業技術學校機械類通用教材《鉗工工藝學（第四版）》（中國勞動社會保障出版社）教材第二章鉗工常用量具§2-1中的千分尺的刻線原理及讀數方法的復習教學中，讓學生明確掌握： 千分尺測微螺桿右端螺紋的螺距是0.5 mm，即微分筒旋轉一圈，測微螺桿就移動0.5 mm，故在固定套管主尺上要以0.5 mm作為一刻線單位，才可明確微分筒旋轉圈數，得出測微螺桿位移，從而得到砧座與測微螺桿之間的兩測量面距離，即被測工件的實際尺寸。為此，千分尺讀數時要先讀出微分筒邊緣在固定套管主尺上的毫米數或半毫米數。

解決第二個問題，實際上就是解決在實習教學中如何指導學生正確使用千分尺，保證測量結果的準確性和測量效率的問題。筆者認為解決這個問題須在實習教學中必須把握以下教學關健：

1 重視千分尺使用前準備工作的教學工作

使用前的準備工作是保證測量結果的準確性和測量效率的基礎，未做好使用前的準備工作就進行測量，不僅無法保證測量結果的準確性，還會使千分尺受到損害。《鉗工技能訓練（第四版）》（中國勞動社會保障出版社）教材中的課題二鉗工常用量具測量技能訓練的中講述了千分尺的使用和保養，其準備工作只提到測量時千分尺的測量面和零件被測表面應擦試干凈，以免污物影響到測量精度。筆者認為，僅做好清潔工作是不夠的，應按如下步驟做好使用前的準備工作：

正確選擇好千分尺。由于測量時存在計量器具上的測量不確定度，雖然同屬千分尺，但其也有不同的測量要求，選擇千分尺應從兩方面考慮：一方面是根據被測尺寸的公差大小選擇千分尺，千分尺的制造精度分為0級和1級，0級精度最高，1級稍差，千分尺的制造精度主要由它的示值誤差和兩測量面平行度誤差的大小來決定。如果用分度值為0.01 mm的千分尺保證不了測量精度，即滿足不了被測工件的公差要求，可選用精度較高的杠桿千分尺進行比較測量，另一方面是根據被測工件尺寸和大小正確選擇千分尺的測量范圍（規格）。千分尺測微螺桿的移動量一般為25 mm，故千分尺的規格按測量范圍分有0～25 mm、25～50 mm、50～75 mm、75～100 mm等。

做好清潔工作。使用前要用軟質細布或干凈的棉紗擦凈千分尺和工件的被測表面，特別是擦凈千分尺的兩個測量面，以防粘上鐵屑或其它雜質，影響測量結果。

做好千分尺的外觀和各部位的相互作用的檢查工作。將選擇好的千分尺擦干凈后，應檢查千分尺及其校對量桿，它們不應有碰傷、銹蝕、帶磁或其它缺陷，刻線應均勻、清晰，微分筒的轉動和測微螺桿的移動應平穩，無卡住現象。檢查千分尺時，左手拿住尺架，右手食指和拇指捏住測微螺桿作軸向拉推以檢查測微螺桿的軸向竄動量（≤0.01 mm），向前后左右推動測微螺桿，以檢查測微螺桿的擺動量（≤0.01 mm），這兩項是憑手感和經驗來檢查，經上述檢查合格后，再檢查是否有周期檢定合格證，有合格證，且在檢定期內，才能使用，絕不能用超檢定周期和未經檢定合格的量具，否則是無法保證測量結果的精度。

2 培養學生正確操作千分尺作為教學重點

正確操作千分尺是保證測量結果的準確性和測量效率的關鍵，因此，在教學中培養學生正確操作千分尺是教學重點。正確操作千分尺要把握以下兩方面進行。

檢查千分尺的零位的準確性，規格為0～25 mm的千分尺可以直接校對零位，校對的方法是：左手拿住千分尺的隔熱墊，右手的拇指、食指和中指捏住并拉轉微分筒，當兩個測量面快要接觸時（注意掌握此時三指的用力大小，可多試幾次來感覺此時力量的大小），改為輕輕旋轉測力裝置的棘輪，使兩個測量面輕輕接觸，聽到2～3聲“咔咔”的響聲后即停止轉動，此時已得到合適的測量力，可進行讀數，如果微分筒上的“0”刻線與固定套管的縱刻線（基準線）重合，而且微分筒錐面的端面與固定套筒的“0”刻線的右邊緣恰好相切，則說明零位正確，如果零位不正確，允許壓線≤0.05 mm，離線≤0.10 mm，如果壓線或離線值超過上述要求，則應將千分尺送檢，規格大于25 mm的千分尺則應用校對量桿或量塊校對零位，校對的方法是將校對量桿或量塊當作測量工件進行測量。

掌握正確的操作方法。測量小型工件時可采用單手操作或雙手操作千分尺進行測量，而測量大型工件時，因工件大，一只手無法拿住工件，只能采用雙手操作千分尺進行測量。

單手操作千分尺的方法：左手拿住被測工件，右手的小指和無名指捏住尺架，食指和拇指慢慢旋轉微分筒，待兩測量面與工件的被測量面塊接觸時（注意此時的用力大小應和校對千分尺的零位時的用力一樣大小），再輕而慢地旋轉測力裝置的棘輪使兩測量面與工件的被測面輕輕接觸，聽到2～3聲“咔咔”聲后即可進行讀數。

雙手操作千分尺的方法，將工件放置穩固后，左手拿住千分尺的隔熱板，右手操作微分筒和測力裝置的棘輪進行測量。

對于無使用千分尺經驗者最好采用的方法是：用橡皮等軟質的東西墊住尺架，把它輕輕夾在虎鉗上，待夾牢后，左手拿住被測工件，右手的食指和拇指旋轉微分筒（注意此時用力的大小應和校對千分尺的零位時的力量一樣大），然后輕而慢地旋轉測力裝置的棘輪進行測量。

測量中，在讀數前要調整好千分尺的兩個測量面與被測表面，使它們接觸良好，當兩測量面與工件被測的表面接觸時，測力裝置棘輪發生“咔咔”聲的同時，要輕輕地晃動尺架，憑手感判斷兩測量面與被測表面的接觸是否良好，要特別注意兩測量面應垂直于工件的被測表面，不允許有傾斜，兩測面應整個（或中心線部位）接觸到工件，不允許用測量面的邊緣進行測量，在測量軸類工件的直徑尺寸時，兩測量面與工件的被測表面接觸后，要左右（沿軸心線方向）晃動尺架找出其最小值，前后（沿徑向方向）晃動尺架找出最大值，只有這樣才能測出被測軸的直徑較準確的實際尺寸。

3 把握教學中正確使用千分尺的注意事項

在《鉗工工藝學（第四版）》（中國勞動社會保障出版社）教材中的第二章鉗工常用量具的§2-4常用量具的維護和保養，以及在《鉗工技能訓練（第四版）》（中國勞動社會保障出版社）教材中的課題二鉗工常用量具測量技能訓練中講述了千分尺的使用和保養。但筆者總結十幾年的實習教學經驗認為：為了獲得正確的測量結果和防止損壞千分尺及發生工傷事故，除了要培養學生遵守常用量具的維護和保養外，在教學中還應特別注意以下問題的教學。

旋轉測力裝置的棘輪時要輕而且要慢，不允許猛力轉動測力裝置的棘輪，否則測量面靠慣性作用猛烈沖向被測表面，測力裝置超過限定的測力，測量結果不僅不準確，而且有可能把測微螺桿的牙型擠壞。退尺時要旋轉微分筒，不要旋轉測力裝置的棘輪，以防將測力裝置擰松，影響千分尺的零位。

盡量減少溫度對測量結果的影響。千分尺的各項技術參數一般是在室內溫度20℃條件下確定的，使用千分尺進行精密測量時，應該在相同的環境條件下進行，從而可以減少由于溫度引起的測量誤差，當不能滿足這一要求時，應該使被測工件和所使用千分尺在同一條件下放置一段時間，使它們的溫度相同后再進行測量，測量時，第一要用手拿住隔熱板，第二動作要快，以防止手的溫度傳到千分尺，引起千分尺尺架變形，導致測量誤差，越大的千分尺，引起的誤差越大。

注意使用千分尺的位置狀態。檢查千分尺的示值誤差時，尺身處于水平位置狀態，所以使用千分尺進行測量時，也應使尺身處于水平位置狀態。如果測量時尺身不能處于水平位置狀態，應先按測量時尺身的位置狀態用量塊校對千分尺，這樣可以減少由于尺身變形造成的測量誤差。

注意取算術平均值。為了減少測量誤差，可以對同一部位多測量幾次，取幾次測量結果的算術平均值作為測量結果。

重視在不同的部位測量。對于圓柱形工件，為了確定它是否有圓度誤差，可以在同一橫截面內的不同位置多測量幾次，比較測量結果是否一致，如不一致，則說明有圓度誤差。同理可在圓柱全長的各部位多測量幾次，確定是否有圓柱度誤差，。

不能用千分尺測量粗糙表面。千分尺的兩個測量面的表面粗糙度值不大于Ra0.04μm，為了防止測量面過早磨損，不能用千分尺測量粗糙表面。

不能用千分尺去測量正在運動的工件。用千分尺測量運動著的工件不僅會使測量面磨損，而且極有可能發生工傷事故。

不能把千分尺泡在水、冷卻液、油類等液體中，不能在千分尺的微分筒和固定套管之間加酒精、煤油、 柴油和普通機油等，更不允許把千分尺浸泡在上述油類及酒精中，如發現上述物質侵入，要用航空汽油洗凈，再涂以特種輕質潤滑油。

此外在培養學生如何正確使用千分尺的生產實習教學組織中，采用分組教學，可取得較好的教學效果。具體如下：實習指導教師集中學生上課后，將這實習班分為幾個教學小組（一般是六人為一教學小組），一組進行使用千分尺測量練習，其余組進行其它課題練習，待測量組掌握了千分尺的正確使用后，再進行輪換。在教學前，實習指導教師須準備好各種規格的千分尺和供學生測量用的各類的工件。教學時，實習指導教師先示范千分尺的正確使用進行測量，得出一讀數，接著讓學生進行測量，得出一讀數，然后實習指導教師比較二個讀數的差距，指出學生使用千分尺的錯誤之處，分析產生測量誤差的原因，從而達到事半功倍的教學效果。待每組輪換完后，對每個學生單獨進行一次考核，全部考核結束后，實習指導教師集中全體學生，對考核情況進行總結、分析，著重指出學生使用千分尺的錯誤之處并強調：千分尺是一種具有較高測量精度的萬能量具，只有做好使用前的準備工作，正確操作千分尺，并且注意使用中的幾個問題，就能用好千分尺，保證測量結果的準確性，提高測量效率。

參考文獻

[1] 姜波.鉗工工藝學習題冊[M].4版.中國勞動出版社，2006.

[2] 陳迪超.鉗工技能訓練[M].2版.中國勞動出版社，2007.