第2章 测量
2.1 常用的测量工具
钳工在加工工件的过程中，必须经常用计量器具对工件进行测量，以便及时了解加工状况并指导加工，以保证工件的加工精度和质量。
计量器具的种类繁多，根据其使用场合的不同，可分为长度量具和角度量具两大类。钳工应熟悉常用的各种量具、量仪的性能及结构特点，掌握正确的使用方法，并能根据被测工件的尺寸大小和精度正确选用与之相适应的量具和量仪。
2.1.1 长度量具的种类及使用
常用的长度量具主要有钢直尺、游标卡尺、高度尺、深度尺、塞尺、半径样板、百分表和量块等。
1.钢直尺
钢直尺是一种常用的粗略测量长度的工具，它是用薄钢制成的尺子，可以直接量出工件尺寸，一般用来测量毛坯或尺寸精度要求不高的工件。钢直尺的测量范围有0～150mm、0～300mm、0～500mm、0～1000mm和0～2000mm五种。
（1）钢直尺的结构 钢直尺的结构如图2-1所示。钢直尺上测量面刻有标尺间距为1mm的刻线，在下测量面前端5mm的范围内还刻有标尺间距为0.5mm的刻线，背面刻有米英制换算表或英制单位的刻线。
（2）钢直尺的测量操作 利用钢直尺量取尺寸时，需以大拇指和食指相对，捏住尺身的上、下测量面，并将其他三指贴住尺身背面，如图2-2所示。
图2-1 钢直尺结构
图2-2 钢直尺握法及测量方法
测量时，尺身端面应与工件远端尺寸起始处对齐，以大拇指的指腹顶住尺身下测量面、指甲顶住工件近端并确定工件长度尺寸。读数时，视线应垂直于尺身正面。认读误差应控制在±0.5mm以内。
此外，用钢直尺的上、下测量面还可对工件毛坯表面或粗加工表面的直线度或平面度通过“透光法”进行粗检测。检测时，尺身要垂直于被测表面，如图2-3所示。
2.游标卡尺
游标卡尺简称卡尺，是一种比较精密的量具，通常用来测量工件的内外径尺寸、孔心距、孔边距、壁厚、沟槽和深度等。游标卡尺结构简单，使用方便，是钳工使用最多的一种量具。钳工常用卡尺分为游标三用卡尺、游标双面卡尺、游标单面卡尺、游标深度卡尺、游标表盘卡尺和游标数显卡尺等多种。游标卡尺的规格有120mm、150mm、200mm、250mm和300mm等多种。
（1）游标卡尺的构造 游标卡尺的构造如图2-4所示。游标卡尺由尺身和游标组成，尺身和固定量爪制成一体，游标和活动量爪制成一体，测量深度的装置与游标为一体。测量时，将两量爪贴住工件的两测量面，拧紧螺钉，然后旋转螺母，推动游标微动，通过游标刻度与尺身刻度相对位置，便可读出工件尺寸，如图2-4b中Ⅰ、Ⅱ所示。深度测量方法如图2-4b中Ⅲ所示。
图2-3 “透光法”粗检测
图2-4 游标卡尺的构造
a）有微调螺母的结构 b）无微调螺母的结构
1—固定量爪 2—活动量爪 3—游标 4—微调螺母 5—尺身 6—滑块 7—螺钉 8—深度尺
游标卡尺的读数精度有0.1mm、0.05mm、0.02mm和0.01mm等几种，读数精度高的多采用有微调螺母的结构。
表2-1列出了常用游标卡尺的结构和基本参数。
表2-1 常用游标卡尺的结构和基本参数
（续）
游标卡尺的适用范围可按表2-2选用。
表2-2 游标卡尺的适用范围（单位：mm）
（2）游标卡尺的读数原理 如图2-5a所示，尺身上的刻度每小格是1mm，每大格是10mm，游标上的刻度是把19mm的长度等分为20格，因此游标上的每小格等于19/20mm，游标上的一小格与尺身上的一小格的差为：
图2-5 游标卡尺的读数原理
a）游标卡尺的制作原理 b）游标卡尺的读数
根据上述游标卡尺制作原理，便可得到读数精度为0.05mm的游标卡尺。同样，在游标等分不同的刻线，便可得到不同的读数精度，具体如下：
游标有10个格，精度为0.1mm；
游标有10大格，每1大格分为2个小格，共20格，精度为0.05mm；
游标有10大格，每1大格分为5个小格，共50格，精度为0.02mm；
游标有10大格，每1大格分为10个小格，共100格，精度为0.01mm。
在图2-5a中，尺身、游标的零线是正好对齐的，尺身、游标刻度的相差是随着游标上的格数增多而逐渐增大的。第1格相差为0.05mm，第6格相差6×0.05mm=0.30mm，而到第18格就相差18×0.05mm=0.90mm。
（3）游标卡尺测量尺寸的读法 游标卡尺的读数方法分为3步：
1）查出游标“0”线前尺身上的整数。
2）在游标上查出哪一条刻线与尺身刻线对齐。
3）将尺身上的整数和游标上的小数相加，即得读数尺寸：
工件尺寸=尺身整数+游标格数×卡尺精度
如果将游标向右移动到某一位置，如图2-5b所示，这时尺身、游标零线相错开的距离N正是量爪张开的尺寸，即N=A+X。式中A是整数（图中A=2mm），X是不足1mm的小数，它正是用游标卡尺读出的数值。因此，首先应定出游标上被尺身任一刻线对齐的刻线的读数（该刻线距游标零线的格数），再乘以卡尺的精度即得X数值。
从图2-5b可以看出，游标上第15根刻线被对齐，根据上述原理，于是得
X=15×0.05mm=0.75mm
所以，工件尺寸为
N=A+X=2+0.75mm=2.75mm
当游标上的“0”线对正尺身上的刻度线时，可直接读出尺身刻度数，即为测量尺寸。
（4）游标卡尺使用注意事项 使用游标卡尺前，应首先检查游标在尺身上移动是否平稳灵活，其间不能有明显的晃动；量爪并拢时，量爪的测量面不应该有明显的漏光，如果有透光不均，则说明量爪测量面已有磨损，应送检修。其次，把卡尺量爪反复并拢几次，检查尺身与游标的零线是否对齐，如果并拢时零位对不齐，并且每次并拢时零线位置都不相同，则这样的卡尺不能再用；如果并拢时零位对不齐，可是每次并拢时零线的位置都相同，则这样的卡尺可以用于不精确的测量，但此时必须对读数结果进行零位误差修正，其方法是：读数+零位误差=被测尺寸。当量爪并拢时，游标零线在尺身零线之前时，零位误差为“正”，否则为“负”。
每次测量时，应将量爪擦拭干净，零件的被测量处应保证无毛刺。使用完毕后，应将卡尺擦拭干净，放在专用的盒内，不能把卡尺放在磁性物体附近，以免卡尺磁化，更不要和其他工具放在一起，尤其不能和锉刀、錾子及车刀等刃具堆放在一起。
（5）游标卡尺的测量操作 用游标卡尺测量时，应掌握正确的操作方法。一般小卡尺可采用单手握尺，大卡尺要用双手握尺。测量时，右手大拇指指腹应抵住游标下面的手柄，另外四指握住尺身。用游标卡尺测量外尺寸或内尺寸时，都应使量爪贴住工件，不可歪斜，并使量爪卡紧的程度适中，两量爪与工件接触点的连线应为设计要求测量尺寸的尺寸线方向，如图2-6所示。
图2-6 卡尺的握法与测量
a）小卡尺的握法与测量 b）大卡尺的握法与测量
测量时，应使量爪正确接触被测位置，图2-7中的实线表示接触测量位置正确，虚线表示接触测量位置错误。
另外，用游标卡尺测量时，应保证正确的进尺方法。不允许把量爪挤入工件，应预先把量爪间距调整到稍大于（测量外尺寸时）或小于（测量内尺寸时）被测尺寸，量爪放入测量部位后，轻轻推动游标，使量爪轻松接触测量面，如图2-8所示。
图2-7 卡尺测量中的接触部位
a）、b）外形的测量 c）、d）内形的测量 e）、f）内孔的测量
图2-8 卡尺测量时的进尺方法
a）L<d的正确进尺方法 b）L>d的错误进尺方法 c）L>d的正确进尺方法 d）L<d的错误进尺方法
读数时可将锁紧螺钉拧紧后取出卡尺，把卡尺拿正，使视线尽可能正对所读刻线。
（6）其他游标尺通用量具 根据游标卡尺的刻度原理，还有游标深度尺和高度游标尺（划线尺）等其他游标通用量具，如图2-9所示。其读数方法与游标卡尺相同。
游标深度尺是由尺身、游标、底座和固定螺钉等组成（见图2-9a），其中游标和底座二者为一体。它可用于测量深度、台阶等的高度，测量范围为0～150mm、0～250mm、0～300mm等多种，读数精度可分为0.1mm、0.05mm和0.02mm3种。
测量时将底座下平面贴住工件表面，再将尺身推下，使尺身端面接触到被测量深度的工件底部，旋紧固定螺钉后取下，根据尺身、游标的读数，即可读出所测尺寸。
图2-9 游标深度尺及高度游标尺的构造
a）游标深度尺
1—固定螺钉 2—尺身 3—游标 4—底座 b）高度游标尺
1—固定架 2—测量爪 3—划线爪 4—尺身 5—微调装置 6—游标 7—底座
高度游标尺的尺身、游标、划线爪和测量爪等都立装在底座上（见图2-9b）。其中，底座下平面为测量基面（工作平面）；测量爪有两个测量面，下测量面是平面，上测量面是弧面，可用于测量内曲面高度。
高度游标尺应放在平台上测量工件的高度或划线。
3.塞尺
塞尺（俗称厚薄规或间隙规）是由一组具有不同厚度级差的薄钢片组成的测量工具，每一片上都标有厚度尺寸，如图2-10所示。塞尺的长度有50mm、100mm和200mm3种。厚度规格有多种，其中规格为0.03～0.1mm的中间每片厚度级差为0.01mm，规格为0.1～1mm的中间每片厚度级差为0.05mm。
塞尺用于测量零件配合间隙的大小，冲压操作人员常用来检查模具间隙或随同平尺等工具来检查压力机工作台的平面度等。使用时，根据间隙的大小，选用一片或数片（一般不超过3片）塞尺重叠一起放入间隙内，以塞尺在间隙内能活动，拉动塞尺时两面稍有轻微的摩擦为宜。
因为塞尺很薄，容易折断、生锈，故使用时应细心，用完后应涂油放好。另外，使用时应由薄到厚逐级试塞。
4.刀形样板平尺
刀形样板平尺又称为刀口尺，是用来检验工件表面的直线度和平面度的测量工具。
（1）刀形样板平尺的结构 刀形样板平尺的结构如图2-11所示。其测量范围以尺身测量面长度L来表示，有75mm、125mm和200mm等多种，精度等级分为0级和1级两种。
（2）刀形样板平尺的测量操作 利用刀形样板平尺测量时，应用右手大拇指与另外四指相对捏住尺身胶垫，尺头应置于左端，如图2-12所示。
图2-10 塞尺
图2-11 刀形样板平尺
图2-12 刀形样板平尺握法
检测时，尺身应垂直于工件被测表面，对被测表面的纵向、横向和对角方向分别进行检测，且每个方向上至少要检测三处，以确定各方向的直线度误差，如图2-13a所示。检测方法主要有以下两种：
1）塞尺插入法（简称插入法）。利用刀形样板平尺和塞尺可确定平面度的误差值，其具体操作方法如图2-13b所示。对于中凹表面，其平面度误差值可以各检测部位中最大直线度误差值计；对于中凸表面，则应在其两侧以同样厚度的尺片作塞入检测，其平面度误差值可以各检测部位中最大直线度误差值计。使用塞尺时，应根据被测间隙的大小，将一片或数片尺片重叠在一起作塞入检测，且必须在作两次极限尺寸的检测后才能得出其间隙量的大小。例如，用0.03mm的尺片可以插入，而用0.04mm的尺片插不进去，则其间隙量为0.03～0.04mm。
2）透光估测法（简称透光法）。在一定光源条件下，通过目视观察刀形样板平尺的工作面与被测工件表面接触后其缝隙透光强弱程度来估计尺寸量值的方法称为透光估测法。其具体操作方法如图2-14所示，即将刀形样板平尺测量面轻轻地置于被测表面，尺身要垂直于被测表面，视线要与尺身基本垂直，在透光箱和其他较强光源条件下，通过目视来观察刀形样板平尺工作面与被测工件表面间缝隙的透光情况。透光越弱，则说明间隙量越小，误差值也就越小。
图2-13 测量方法
a）多向多处检测 b）确定直线误差
图2-14 透光估测法
采用刀形样板平尺测量时，应轻轻地将其置于工件被测表面，改变位置时，不能在工件表面上拖动，应提起后再轻轻地放在另一处被测位置，否则其测量面易受到磨损而降低精度。
5.半径样板尺
半径样板尺（又称为半径规）是用来检测平行曲面线轮廓度的量规。
（1）半径样板尺结构 半径样板尺的结构如图2-15所示。
半径样板尺的测量范围根据尺片圆弧半径分为R1～R6.5、R7～R14.5和R15～R25三种。
（2）半径样板尺的测量操作 曲面线轮廓精度可采用“透光法”来估测间隙量和塞尺“插入法”来检测间隙量。在检测时，尺片一定要垂直于被测曲面。
6.外径千分尺
外径千分尺是较精密的测量工具，其测量范围有0～25mm、25～50mm、50～75mm和75～100mm等多种，分度值为0.01mm，制造精度分为0级和1级两种。外径千分尺可用于测量长、宽、厚及外径等。
表2-3列出了外径千分尺的基本参数。
图2-15 半径样板尺结构
表2-3 外径千分尺的基本参数（单位：mm）
外径千分尺的适用范围可按表2-4选用。
表2-4外径千分尺的适用范围
（1）外径千分尺的构造 外径千分尺由弓架、固定量砧、活动测轴、固定套筒和转筒等组成，其构造如图2-16所示。固定套筒和转筒是带有刻度的主尺和副尺。活动测轴的另一端是螺杆，与转筒紧固为一体，其调节范围在25mm以内，所以从零开始，每增加25mm为一种规格。
（2）测量尺寸的读法 外径千分尺的工作原理是根据螺母和螺杆之间的相对螺旋运动，即螺母和螺杆配合，如果螺母固定而拧动螺杆，则螺杆在旋转的同时还伴有轴向位移，当螺杆旋转一周时，轴向位移就是一个螺距，如果旋转1/50周，则轴向位移就等于螺距的1/50。
固定套筒（25mm长）上有50个小格，一格等于0.5mm，正好等于活动测轴另一端螺杆的螺距。转筒沿圆周等分成50个小格，则转筒转动一小格等于固定套筒轴向移动0.01mm，因此可从转筒上读出小数，读法是
工件尺寸=固定套筒格数×0.5+活动套筒格数×0.01
例如，固定套筒11格，转筒23格，则工件尺寸=11×0.5mm+23×0.01mm=5.73mm，如图2-17所示。
图2-16 外径千分尺
1—固定量砧 2—弓架 3—固定套筒 4—偏心锁紧手柄
5—活动测轴 6—调节螺母 7—转筒 8—端盖 9—棘轮 10—螺钉 11—销子 12—弹簧
图2-17 千分尺的读法
（3）外径千分尺使用注意事项 使用外径千分尺前，应首先检查微分筒，其应转动灵活并没有晃动和窜动，锁住活动测砧后旋转棘轮应发出均匀的“卡卡”声响；其次，应检查固定套筒中线和转筒零线是否重合，如果中线与零线重合，则千分尺可以使用，如果不重合，则应扭动转筒进行调整。测量范围为0～25mm的外径千分尺是将固定量砧和活动测轴两测量面贴近。
测量时，应先将外径千分尺的两测量面擦拭干净，并将测量工件的毛刺去掉及擦净。
（4）外径千分尺的测量操作 外径千分尺在测量时采用双手操作，一般左手拿外径千分尺的弓架，右手先拧动转筒，后拧旋转棘轮，如图2-18a所示。测量小工件时，可先用支架固定住外径千分尺，然后左手拿工件，右手拧转筒，如图2-18b所示。
测量时，还必须正确选择测砧与被测面的接触位置。进尺时，先调整固定测砧与活动测砧的距离，使其稍大于被测尺寸，在两测量面与工件接触后，右手开始旋转棘轮，当出现空转，发出“卡卡”响声时即可读出尺寸。读数时，最好不要从被测件上取下外径千分尺，如果要取下，则应先将锁紧手柄锁上，然后再从被测件上取下外径千分尺。
图2-18 外径千分尺测量示意图
a）外径千分尺的一般操作方法 b）小工件的测量方法
（5）其他类型的千分尺 除外径千分尺外，还有两点内径千分尺和接杆式内径千分尺等其他类型的千分尺，其读数原理和读数方法与外径千分尺相同，只是由于用途不同，在外形和结构上有所差异。
1）两点内径千分尺。它是用来测量中小尺寸孔径和槽宽等内尺寸的一种测微量具，测量范围为5～30mm，如图2-19所示。
接杆式内径千分尺是用来测量50mm以上内尺寸的测量工具，其测量范围为50～63mm，如图2-20a所示。为了扩大测量范围，内径千分尺一般均配有成套接长杆，如图2-20b所示。连接接长杆时需先卸掉保护螺母，再把接长杆右端与内径千分尺左端旋合。接长杆可以连接多个，直到满足需要为止。
图2-19 两点内径千分尺
1—圆弧测量面 2—量爪 3—固定套管 4—微分筒 5—测力装置 6—锁紧装置
图2-20 接杆式内径千分尺
a）尺头 b）接长杆
1、6—测量头 2—保护螺母 3—固定套管 4—锁紧装置 5—微分筒
2）深度千分尺（见图2-21）。深度千分尺主要用于测量孔和沟槽的深度及两平面间的距离。其主要结构与外径千分尺相似，只是多了一个尺桥而没有弓架。测微螺杆的下面可连接可换测量杆，可换测量杆有4种尺寸，测量范围分别为0～25mm、25～50mm、50～75mm和75～100mm。
7.百分表
百分表有多种多样，图2-22所示是常用的一种，称为钟表式百分表，它是检查工件的尺寸、形状和位置偏差的重要量具。百分表既可用于机械零件的绝对测量和比较测量，也能在某些机床或测量装置中作定位和指示用。
（1）百分表的工作原理 百分表由表盘、指针等组成。测量时被测件触动百分表的测头，然后经过百分表内的齿轮放大机构放大行程，再转动指针。根据这个原理，测头的微小直线位移转变成指针顶端的较大的圆周位移，故可借助表盘刻度读出测头的直线位移数值。通常表盘4上的圆周等分为100格，放大比例是测头每位移0.01mm，指针转动一格，所以百分表的测量精度为0.01mm。
图2-21 深度千分尺
1—可换测量杆 2—尺桥 3—固定套管 4—微分筒 5—测力装置
图2-22 钟表式百分表
1—测轴 2—测头 3—指针 4—表盘
（2）百分表的技术参数 百分表的示值范围有0～3mm、0～5mm和0～10mm3种。百分表的制造精度分为0级、1级和2级3等。
表2-5列出了百分表的基本参数。
表2-5 百分表的基本参数（单位：mm）
（3）百分表的使用 钟表式百分表常与表架一同使用。图2-23所示为用百分表检查在专用顶针上支承的工件的方法。测量时先使百分表的测头压在被测工件的表面上，再转动刻度盘，使指针对准零线，然后转动工件，就可看到百分表指针的摆动，摆动的幅度就等于被测工件表面的径向跳动量。
测量时，百分表的测头轴心线应与被测表面相垂直，否则会影响测量精度。读数时，应当正视表盘，以免因视线歪斜造成读数不准。使用百分表时应避免振动，以免造成指针颤动，影响测量精度。
测量过程中，测头和测轴不应粘有油污，否则会使测轴失去灵敏性。百分表测量完毕后，应及时从表架上取下，擦拭干净后放入专用盒中。
（4）其他表类量具（见图2-24）除钟表式百分表外，还有内径百分表和杠杆百分表等其他类型的百分表，此外，还有外径千分表（测量精度为0.001mm）、杠杆千分表（测量精度为0.002mm）等表类量具。
图2-23 检查工件径向圆跳动的方法
图2-24 其他表类量具
a）内径百分表
1—固定测头 2—表体 3—直管 4—推杆弹簧 5—测量杆 6—百分表 7—紧固螺母 8—推杆 9—等臂直角杠杆 10—活动测头 11—定位护桥 12—护桥弹簧 b）杠杆百分表 1—测头 2—测杆 3—表盘 4—指针 5—表圈 6—夹持柄 7—表体 8—换向器
内径百分表由百分表和专门表架组成，其主体是一个三通形式的表体2，百分表的测量杆5与推杆8始终接触，推杆弹簧4是控制测量力的，并经过推杆8、等臂直角杠杆9向外顶住活动测头10。测量时，活动测头10的移动使等臂直角杠杆9回转，通过推杆8推动百分表的测量杆5，使百分表指针回转。由于等臂直角杠杆9的臂是等长的，因此百分表测量杆5、推杆8和活动测头10三者的移动量是相同的，所以活动测头10的移动量可以在百分表6上读出。内径百分表的测量范围由可换测头来确定。护桥弹簧12对活动测头10起控制作用，定位护桥11起找正直径位置的作用，它保证了活动测头和可换测头的轴线与被测孔直径的自动重合，具体参见其结构（见图2-24a）。内径百分表主要用于测量孔的直径和孔的形状误差，特别适宜于深孔的测量。
杠杆百分表的结构如图2-24b所示。杠杆百分表的体积小，测量杆可按需要摆动，并能从正反方向测量。杠杆百分表主要用来校正基准面和基准孔，与机床配合还可以对小孔、槽和孔距等尺寸进行测量。
1）内径百分表的使用。使用内径百分表进行测量时，应注意以下几个方面：
首先应根据被测工件的公称尺寸，选择合适的百分表和可换测头。测量前，应根据公称尺寸，调整可换测头和活动测头之间的长度，使之等于被测工件的公称尺寸加上0.3～0.5mm，然后固定可换测头。接下来安装百分表，当百分表的测量杆测头接触到传动杆后，预压测量行程0.3～1mm并固定。
其次，对内径百分表进行校对。用内径百分表测量孔径属于相对测量法，测量前应根据被测工件的公称尺寸，使用标准样圈调整内径百分表零位。在没有标准样圈的情况下，可用外径千分尺代替标准样圈调整内径百分表零位，要注意的是用千分尺在校对公称尺寸时最好使用量块。测量或校对零值时，应使活动测头先与被测工件接触。测量孔时，应通过径向摆动来找出最大直径数值，使定位护桥自动处于正确位置；然后通过轴向摆动找出最小直径数值，方法是将表架杆在孔的轴线方向上作小幅度摆动（见图2-25a），此时在指针转折点处的读数就是轴向最小值（一般情况下要重复几次进行核定），该最小值就是被测工件的实际量值。测量两平行面间的距离时，应通过上下、左右的摆动来找出宽度尺寸的最小值（一般情况下要重复几次进行核定），该最小值就是被测工件的实际量值。
图2-25 表类量具的使用
a）内径百分表的正确使用 b）杠杆百分表的正确使用
最后，在读数时要以零位线为基准。当大指针正好指向零位刻线时，说明被测实际尺寸与公称尺寸相等；当大指针顺时针转动所得到的量值为负（-）值时，表示被测实际尺寸小于公称尺寸；当大指针逆时针转动所得到的量值为正（+）值时，表示被测实际尺寸大于公称尺寸。
2）杠杆百分表的使用。使用杠杆百分表进行测量时，应尽量使测量杆与被测面保持平行（见图2-25b）。进行基准孔、基准槽校正时，由于杠杆百分表量程小，所以应在基本找到孔或槽的中心时方可进行测量，以免损伤杠杆表，降低测量精度。
对于外径千分表和杠杆千分表，由于其灵敏度很高，故只能用于高精度零件的测量。
8.量块
量块（旧称为块规）是没有刻度的平行端面单值量具，是用特殊合金钢制成的长方体。量块的应用范围较为广泛，除了作为量值传递的媒介以外，还可用于检定和校准其他量具和量仪、相对测量时调整量具和量仪的零位，以及用于精密机床的调整、精密划线和直接测量精密零件等。
（1）量块的结构 量块的形状为长方形平面六面体，其结构如图2-26所示。
量块具有经过精密加工制成的很平、很光的两个平行平面（称为测量面），两测量面之间的距离为工作尺寸L，又称为标称尺寸。该尺寸具有很高的精度。量块的标称尺寸大于或等于10mm时，其测量面的尺寸为35mm×9mm；标称尺寸在10mm以下时，其测量面的尺寸为30mm×9mm。
图2-26 量块
（2）量块的尺寸组合及使用方法 量块的测量面非常平整和光洁，如果用少许压力推合两块量块，使它们的测量面紧密接触，则两块量块就能黏合在一起。量块的这种特性称为研合性。利用量块的研合性，就可使不同尺寸的量块组合成所需的各种尺寸。
在实际生产中，量块是成套使用的。每套量块由一定数量的不同标称尺寸的量块组成，以便组合成各种尺寸，满足一定尺寸范围内的测量需求。
为了减少量块组合的累积误差，使用量块时，应尽量减少量块使用的数量，一般要求不超过4或5块。选用量块时，应根据所需组合的尺寸，从其最小的一位数字开始选择，每选一块，应使尺寸数字的位数减少一位，以此类推，直至组合成完整的尺寸。例如，校对某量具时需要厚度为65.456mm的量块，可按以下量块尺寸进行组合：
选取第一块量块尺寸为1.006mm，则余数为64.45mm；
选取第二块量块尺寸为1.050mm，则余数为63.4mm；
选取第三块量块尺寸为1.4mm，则余数为62.0mm；
选取第四块量块尺寸为2.0mm，则余数为60mm；
选取第五块量块尺寸为60mm，则余数为0。
（3）量块使用注意事项 在使用量块时，应注意以下事项：
1）量块是一种精密量具，不能碰伤和划伤其表面，特别是测量面。
2）量块选好后，在组合前先用航空汽油洗净表面的防锈油，再用软绸将各面擦干，然后用推压的方法将量块逐块研合。
3）使用时不得用手接触测量面，以免影响量块的组合精度。
4）使用后，用航空汽油将量块洗净擦干并涂上防锈油。
2.1.2 角度量具的种类及使用
常用的角度量具主要有直角尺、游标万能角度尺、正弦规和水平仪等。各类角度量具的结构及使用要点主要有以下方面。
1.直角尺
直角尺是测量和划线的常用量具，可用来测量工件相邻面的垂直度和工件之间相对位置的垂直度，其规格有63mm×40mm、100mm×63mm、160mm×100mm和250mm×160mm等多种，制造精度分为00、0、1、2四个等级。
（1）直角尺的结构 直角尺分为整体和组合两种形式。图2-27a所示为整体直角尺，图2-27b所示为组合直角尺。
整体直角尺由整块金属板制成。组合直角尺由尺座和尺苗两部分组成，长而薄的一边叫尺苗，短而厚的一边叫尺座。
（2）直角尺的检测操作 直角尺是用来检查和测量工件内外直角的。直角尺的测量角度为一定值（90°），因此只可用来进行比较测量，如90°V形弯曲件的弯曲角度是否正确，U形弯曲件的两翼在弯曲后是否控制了回跳角度等。
1）内测量面检测方法。用内测量面检测工件相邻面的垂直状况时（右手大拇指与其他四指相对捏住尺座的两侧面即可），右手握尺座，左手持工件，首先用尺座的内基准面紧贴工件的基准面（见图2-28a），然后轻轻地下移尺座，使尺苗的内测量面贴靠工件的被测表面（图2-28b）。此时，一般采用“透光法”目测并估计角度和间隙量，也可采用塞尺“插入法”检测间隙量。
图2-27 直角尺
a）整体直角尺 b）组合直角尺 1—尺苗 2—尺座
图2-28 内测量面检测方法
a）尺座的内基准面紧贴工件的基准面 b）下移尺苗贴靠工件被测表面
2）外测量面检测方法。用外测量面检测工件相邻面的垂直状况时，工件的基准面和尺座的外基准面都应该放置在平台（平台表面为公共基准平面）上，然后轻轻地移动尺座，使尺座的外测量面贴靠工件被测表面（见图2-29）。此时，一般采用“透光法”目测并估计角度和间隙量，也可采用塞尺“插入法”检测间隙量。
2.游标万能角度尺
游标万能角度尺是用来测量工件内外角度和划线的常用角度量具，分为Ⅰ型和Ⅱ型两种。Ⅰ型游标万能角度尺的测量范围为0°～320°，Ⅱ型游标万能角度尺的测量范围为0°～360°。
（1）游标万能角度尺的结构Ⅰ型游标万能角度尺的结构如图2-30a所示，Ⅱ型游标万能角度尺的结构如图2-30b所示。
图2-29 外测量面检测方法
图2-30 游标万能角度尺的构造
a）Ⅰ型游标万能角度尺 1—直角尺 2—套箍 3—游标副尺 4—扇形板 5—扇形主尺 6—基准板 7—直尺 b）Ⅱ型游标万能角度尺 1—圆盘尺身 2—小圆盘副尺 3—游标 4—放大镜 5—锁紧手轮 6—微动手轮 7—基尺 8—直尺 9—卡块 10—附加直尺
游标万能角度尺的技术参数见表2-6。
表2-6 游标万能角度尺的技术参数
（2）游标万能角度尺的测量操作Ⅰ型游标万能角度尺由基准板6、扇形主尺5、游标副尺3和扇形板4等组成。直角尺1紧固在扇形板4上，直尺7用套箍2紧固在直角尺1上。直尺7和直角尺1可在套箍2的制约下沿直角尺1和扇形板4滑动，并能自由装卸和改变安装方法，适应不同角度的测量。
图2-31所示为Ⅰ型游标万能角度尺不同安装方法所能测量的范围。
图2-31 不同安装方法测量的范围
a）0°～50° b）50°～140° c）140°～230° d）230°～320°
Ⅱ型游标万能角度尺的测量是通过基尺7和直尺8的测量面与工件的被测表面进行的。
不论Ⅰ型还是Ⅱ型游标万能角度尺，其测量尺寸的计数方法都与游标卡尺基本相同。
3.正弦规
正弦规是测量锥度值和角度值的一种精密量具。其原理是利用平板、量块、正弦规、指示表和滚柱等计量器具组合测量取值并通过三角函数中正弦关系来间接计算被测工件的锥度值和角度值。
（1）正弦规的结构 正弦规由两个直径相同的标准圆柱1、2和主体3、后挡板4、侧挡板5等组成，结构如图2-32所示。常用的正弦规有宽式和窄式两种，其技术参数见表2-7。
图2-32 正弦规的结构
1、2—标准圆柱 3—主体 4—后挡板 5—侧挡板 L—标准圆柱中心距 B—正弦规宽度 d—标准圆柱直径 H—工作平面高度
表2-7 正弦规的技术参数（单位：mm）
（2）正弦规的测量方法 将被测零件放在正弦规上，再将正弦规放在精密平板上，一标准圆柱与平板接触，另外一标准圆柱下面垫以依据图样零件角度计算好的高度为h的量块组，使正弦规的工作平面与平板形成一定的圆锥角α。图2-33所示为用正弦规测量圆锥塞规的方法。
因此，圆锥角α有以下关系：
sinα=h/L
式中α——正弦规放置的角度；
h——量块组高度尺寸（mm）；
L——正弦规两圆柱的中心距（mm）。
即
h=Lsinα
图2-33 用正弦规测量圆锥塞规
1—平台 2—量块组 3—指示表 4—塞规 α—圆锥角 h—量块组高度a、b—两测量点 l—a、b两测量点间的距离 L—标准圆柱中心距
测量时将量块组放在平板上并与正弦规的标准圆柱接触，使正弦规的工作平面相对于平板倾斜α角。放上圆锥塞规后，用千分表分别测量被测圆锥上a、b两点。如果被测的圆锥角等于基本圆锥角（设计给定的），则a、b两点的指示值相同，即锥角上母线平行于平板工作面；如果被测角度有误差，则a、b两点的指示值必有一差值n（单位为mm），n与a、b两点间距离l（单位为mm）之比为锥度误差Δc（考虑正负号），即
Δc=n/l
锥度误差乘以弧度对秒的换算系数后，便可求得锥角误差Δα[单位为秒（″）]，即
Δα=2Δc×105
4.水平仪
水平仪是测量被测平面相对水平面的倾斜角的一种计量器具，常用来检测工件表面或设备安装的水平情况，检测导轨、平尺、平板的直线度和平面度误差或测量两工作面的平行度和工作面相对水平面的垂直度误差等。常用的水平仪有条式水平仪和框式水平仪等结构形式。
图2-34a所示为条式水平仪的结构，其规格有200mm和300mm两种。图2-34b所示为框式水平仪的结构，其规格有150mm×150mm、200mm×200mm、250mm×250mm和300mm×300mm等多种。
图2-34 水平仪的结构
a）条式水平仪
1—主水准器 2—调整水准器 3—零位调整装置 4—本体 5—V形工作面 6—平底工作面 b）框式水平仪
1—调整水准器 2—主水准器 3—框架 4—零位调整装置 5—V形工作面 6—平底工作面
（1）水平仪的工作原理 水平仪的主要工作部分是管状水准器，它是一个密封的玻璃管，管内装有精馏乙醚或精馏乙醇，但未注满，形成一个气泡。当水准器处于水平位置时，气泡位于中央；当水准器相对于水平面倾斜时，气泡就偏向高的一侧，此时倾斜程度可以从玻璃管外表面上的刻度读出，再经过简单的换算，就可以得到被测表面相对水平面的倾斜度和倾斜角。
（2）水平仪的测量精度 水平仪的测量精度（即读数值）以气泡移动1格时被测表面在1000mm的距离上的高度差来表示，或以气泡移动1格时被测表面倾斜的角度来表示。例如，读数值为0.02mm/1000mm的水平仪表示气泡移动1格时，1000mm距离上的高度差为0.02mm，即水平仪的精度为0.02mm/1000mm。水平仪的精度等级见表2-8。
表2-8 水平仪的精度等级
（3）相关计算公式 用水平仪来测量时，根据不同情况，可按以下公式计算：
1）用水平仪来测量某一平面的倾斜程度时，其计算公式为
θ=4″n
式中θ——被测平面的倾斜角度（″）；
n——水准器气泡移动格数。
2）用水平仪来测量某一平面在长度上的高度差时，其计算公式为
Δh=inl
式中Δh——被测平面两端高度差（mm）；
i——水准器的读数值；
n——水准器气泡移动格数；
l——被测平面的长度（mm）。