摘 要：我们在生产试验中经常会用到各种各样的尺寸测量，而随着生产技术的发展和实验精度要求的提高，如果能有一种快捷，方便又适用范围广泛的量具就显得更为重要和迫切，经过长期的思考、改进，设计了这种既能测量外部尺寸，又能测量内部尺寸和深度尺寸的多用途千分尺，具有广间的应用前景和良好的应用价值。
　　关键词：多用途千分尺；外部尺寸；内部尺寸；深度尺寸；适用范围广泛；降低企业成本
　　一、设计灵感
　　我们在生产试验中经常会用到各种各样的尺寸测量，游标卡尺和千分尺是尺寸测量过程中常用的两种测量工具。
　　游标卡尺操作简单，价格便宜，用途广泛，测量的范围比较大，一般为0-150mm，能测量外部尺寸，又能测量内部尺寸和深度尺寸的，理论测量精度可达到到0.02mm，但在测量过程中我们需要肉眼识别距离为0.02mm的两条线是否对齐并不是件容易的事情，找错对齐的线条是不可避免的，尤其一般企业生产车间灯光昏暗，加上视力问题实际的测量精度很难保证。
　　千分尺虽然理论精度为0.01，但是在读数过程中，尺子的刻度间距在1mm左右，而且还需要估读到0.1的格数，所以读数精度大大提高，一般不同人员读数误差不会超过0.3个格，也就是读数误差不超过0.003mm，其测量精度可满足现在加工和测量技术的绝大多数要求；同时千分尺还具备测力装置，能够有效控制千分尺测砧与工件之间的接触力，防止测量过程中的受力变形引起的测量误差；而且一般外径千分尺都设计有隔热板，可以有效防止温度变化引起工件变形，防止温度引起的测量误差；但是现在普遍使用的千分尺功能单一，为满足不同的功能要求，现在的千分尺种类繁多：外径千分尺、内径千分尺、内测千分尺、深度千分尺等等，也就是说不同类型的尺寸我们需要选用不同类型的千分尺进行测量，而且比如外径千分尺，每把尺子测量范围也很有限，因此不同的测量范围也要选择不同的外径千分尺进行测量，如0-25mm；25-50mm；50-75mm；75-100mm等等，这样就使得在企业生产中要购买不同类型不同规格的千分尺，既增加了企业成本，也使得测量的过程变得繁琐，严重影响生產效率。
　　对比游标卡尺和千分尺的优缺点，深深感到千分尺应该做些改进和调整，增加新的的家族成员--------多用途千分尺，这位新成员的功能应该是多方面的，既能测量外径尺寸，又能测量内径尺寸和深度尺寸。
　　二、设计方案
　　设计思路：
　　综合考虑深度千分尺，深度游标卡尺、游标卡尺及外径千分尺的结构及使用情况，多用途千分尺的设计以深度千分尺为原形进行改进，深度千分尺的结构及组成如图所示：
　　1、深度尺寸测量：
　　原有深度尺寸测量过程中，测量杆从基座伸出的长度就是被测量的深度尺寸，测得的数据可通过固定套筒上3上的毫米数和微分筒2上的格数通过计算得出，而不同深度的被测尺寸通过选取更换不同长度的测量杆来实现。多用途的千分尺设计是在该深度千分尺的基础上进行结构改造，故工件的深度尺寸测量采用原有的案例和方法，读数方法也不需要做改动。
　　2、外径尺寸的测量：
　　外径尺寸测量需要把工件放在活动测砧和固定测砧之间进行测量，很显然深度千分尺的测量杆属于活动测砧，综合考虑测力装置的受力方向，考虑在基座5上用螺纹连接的方式添加结构7外尺寸量框，外尺寸量框7装采用螺纹连接到基座5上，在于测量杆6同轴的位置上设计活动可调的测砧8，工件的外径放置在测砧8与测量杆6之间的进行测量，为了了方便调整零位，可在螺纹连接处增加一个锁紧螺母9，由于侧灵感的伸出过程是一个深度尺寸增大的过程，而此时如果用来测量外径尺寸，测量杆伸出的过程恰巧是外径尺寸缩小的过程，为了便于读数，最好在固定套筒上设计外径尺寸的读数刻线，对应的微分筒上的格数也需要逆向标注，为了区分，最好在固定套筒和微分筒上用不同的颜色来区分不同的测量参数。而不同长度的测量杆的选择，恰好可以用来调整被测量的外径尺寸的测量范围。具体结构如右图所示：
　　3、内径尺寸的测量：
　　内径尺寸测量由于考虑到量具的受力变形及结构强度，综合考虑测力装置的受力方向，结构设计如右图锁所示，在测量杆6的端部加工为莫氏锥度，用莫氏锥度连接内径测量杆11，（莫氏锥度连接的优点在于测量杆6旋转时内径测量杆上的内径活动测砧11不会跟着同步旋转，可以调整到我们需要的方向上进行内孔的尺寸测量，同时改进深度千分尺的基座结构如图所示，在基座平板垂直的方位上，用螺纹连接方式可安装内径固定测砧12，利用两内径测砧之间的距离来测量内径的尺寸。值得注意的就是两测砧距离不可能为零，所以测量范围并不是所有内孔尺寸。
　　三、结语
　　经过长期的思考和反复验证，多用途千分尺基本上可以满足各种实验测量检验及企业生产中的使用需求，可以切实解决以往千分尺功能单一，测量范围比较小的问题，如果能够投入生产使用，尺具有广阔的应用前景和良好的应用价值。
　　（作者单位：锦州市锦州中学高二三班）