Типы и назначение
К группе штангенинструментов относят измерительные инструменты, основой которых является линейка-штанга, на которой нанесена основная штриховая шкала с интервалом деления 1 мм, и отсчетное приспособление (дополнительная штриховая шкала) нониус (рис. 1).


1 — губки для наружных и внутренних измерений; 2 — губки для наружных измерений и разметки; 3 — рамка; 4 — стопорный винт для зажима рамки; 5 — стопорный винт для зажима рамки микрометрической подачи; 6 — рамка микрометрической подачи; 7 — штанга; 8 — шкала штанги; 9 — гайка и винт микрометрической подачи; 10 — нониус; 11 — губки для наружных измерений; 12 — губки для внутренних измерений; 13 — линейка глубиномера; 14 —- основание; 15 — хомутик; 16 — измерительная ножка; 17 — разметочная ножка.
В группу штангенинструментов общего назначения входят штангенциркули (ГОСТ 166—80), штангенглубиномеры (ГОСТ 162—80), штангенрейсмасы (ГОСТ 164—80).
Конструктивно штангенциркули различаются по пределам измерения, форме измерительных губок и подвижной рамки, а также по точности измерения. Губки для измерений внутренних размеров могут быть двух вариантов. В штангенциркулях типов ШЦ-1 они имеют ножевидную форму (рис. 1, в), в результате чего сразу можно получить измеряемый размер. В типах ШЦ-II и ШЦ-III (рис. 1, а и б) губки выполнены ступенчатыми и имеют определенный суммарный размер, который следует прибавлять к отсчитываемому размеру. Для разметки концы измерительных губок штангенциркулей типов ШЦ- II остро заточены. Штангенциркули модели ШЦ- III для этой цели снабжаются съемным разметочным устройством.


Кроме моделей общего назначения инструментальная промышленность по заказам выпускает ряд моделей штангенциркулей, имеющих дополнительные возможности, например специальные штангенциркули для выполнения разметочных работ (для разметки плоскостей на разных высотах от базового отверстия, для построения углов). Штангенинструменты изготавливаются с величиной отсчета по нониусу (ценой деления нониуса), равной 0,1 и 0,05 мм. Пределы измерения шкалы нониуса равны цене деления основной шкалы.
При измерениях по положению нулевого штриха нониуса на шкале штанги отсчетом слева направо определяется целое число миллиметров в измеряемом размере (рис. 2). Дробная часть размера (число десятых и сотых долей миллиметра) определяется произведением величины отсчета по нониусу на порядковый номер штриха нониуса (не считая нулевого), совпадающего со штрихом штанги (рис. 2, а).
На нониусах с величиной отсчета 0,05 мм имеются цифры 25, 50 и 75, обозначающие сотые доли миллиметра. Для ускорения отсчета к этой цифре прибавляется результат умножения величины отсчета на порядковый номер короткого штриха нониуса, совпадающего со штрихом штанги, считая его от предыдущего длинного оцифрованного штриха нониуса (рис. 2, б). Конечный результат измерения получается в виде суммы двух величин: целой (целых миллиметров) и дробной (долей миллиметра) частей.
Точность измерения штангенинструментами зависит от величины отсчета по нониусу и от того, насколько точно найден штрих шкалы нониуса, действительно совпадающий со штрихом основной шкалы. Для повышения точности отсчета необходимо, чтобы взгляд был направлен перпендикулярно к плоскости основной шкалы на штанге. Искомый совпадающий штрих должен находиться приблизительно посередине между правым и левым глазом, как показано на рис. 3. В противном случае неизбежно искажение показаний.
Порядок измерения штангенциркулем.
Перед началом измерений следует произвести проверку штангенциркуля. В том случае, если инструмент имеет перекошенные губки, игру рамки, забоины, царапины, следы коррозии на рабочих поверхностях, стертые штрихи штанги и нониуса, им пользоваться нельзя. Затем необходимо проверить правильность нулевого показания инструмента. При соприкасающихся измерительных губках нулевые штрихи нониуса и штанги должны совпадать, просвет между измерительными поверхностями губок для наружных измерений у исправного инструмента не должен превышать 0,003 мм при величине отсчета по нониусу 0,05 мм и 0,006 мм при величине отсчета 0,1 мм.
Величина просвета определяется визуально по составленному из концевых мер длины образцу просвета. Ее также можно определить при помощи концевых мер длины, разность размеров которых дает значение допускаемого просвета. Например, концевыми мерами длины 1,005 и 1,020 мм измеряется просвет величиной 0,015 мм. Для этого мера 1,005 мм помещается между измерительными поверхностями губок в той стороне, где просвет не наблюдается, а мерой 1,020 мм измеряется значение просвета. Мера 1,020 мм не должна входить в зазор между губками.
Смещение нулевых штрихов шкалы штанги и нониуса не допускается. С целью его устранения нониус у штангенциркулей типов ШЦ-II и ШЦ-III может перемещаться вдоль рамки, для чего отверстия под крепежные винты делаются эллипсными.
У штангенциркулей типов ШЦ-I и ШЦТ-I с нерегулируемым нониусом, не бывших в эксплуатации, допускается смещение нулевого штриха нониуса относительно нулевого штриха штанги до +0,05 мм; у находящихся в эксплуатации — до —0,10 мм при условии, что погрешность показаний штангенциркуля при поверке не выходит за пределы допускаемого отклонения.
При смещении нулевого штриха нониуса относительно нулевого штриха штанги следует произвести переустановку нониуса, для чего необходимо отпустить винты крепления нониуса к рамке, передвинуть нониус в нулевое положение и закрепить винты. Освободив зажимные винты рамки, проверить плавность ее хода — рамка должна перемещаться по штанге свободно, но без качки.
Для измерения штангенциркуль следует взять правой рукой за штангу и, перемещая рамку большим пальцем правой руки за выступ на рамке, развести губки штангенциркуля на размер, несколько больше размера детали (при измерении наружных размеров) или же на размер меньше размера отверстия (при измерении внутренних размеров). Далее привести измерительные поверхности инструмента в соприкосновение с измеряемой поверхностью и проверить правильность положения измерительных губок относительно измеряемых поверхностей. Нужно следить за тем, чтобы губки штангенциркуля прилегали к измеряемой поверхности по всей длине и не перекашивались. При правильной установке инструмента линия измерения 1 перпендикулярна к оси детали и проходит через ее центр, а линия измерения 2 перпендикулярна к плоскостям (рис. 4, а, в). Перекос губок и замер по хорде недопустимы: при измерении наружных размеров это приведет к увеличению, а при измерении внутренних — уменьшению размеров (рис. 4, соответственно б и г).


При измерении незакрепленной детали левая рука должна находиться за губками и захватывать деталь недалеко от губок (рис. 5); при измерении за крепленной детали левая рука должна слегка прижимать губку штанги к измеряемой поверхности (рис. 6). Правой рукой следует держать штангенциркуль за штангу (примерно в горизонтальном положении) и большим пальцем этой руки перемещать рамку за выступ до соприкосновения с измеряемой поверхностью, не допуская перекоса губок и добиваясь нормального измерительного усилия.


Измерительное усилие определяется на ощупь — измерительные поверхности инструмента должны быть прижаты к измеряемой поверхности плотно, вместе с тем должно быть обеспечено их относительное скольжение с легким трением детали о поверхности губок без качания (рис. 7, а, б). При измерении внутреннего диаметра большого размера измерительное усилие проверяется перемещением губок в вертикальной плоскости. Во избежание перекоса при проверке следует опираться на средние пальцы рук, расположив их возле губок (рис. 7, в).

После окончательной установки штангенциркуля большим и указательным пальцами правой руки закрепляется рамка (при необходимости). При этом штанга поддерживается остальными пальцами этой руки, а губки — левой рукой.

Отсчет показаний производится по основной шкале и нониусу (см. рис. 2). При измерениях внутренних размеров к показаниям штангенциркуля типов ШЦ-II и ШЦ-III прибавляется толщина губок, указанная на них (рис. 8).
При измерении глубины глухих отверстий, пазов, уступов штангенциркулем типа ШЦ-I штанга торцом устанавливается на плоскость детали у измеряемого отверстия или уступа. Нажимом на рамку линейка глубиномера перемещается до упора в дно отверстия или уступа. Необходимо при этом следить, чтобы линейка глубиномера была перпендикулярна к поверхностям, между которыми измеряется глубина (см. рис. 4, д). При отклонении глубиномера от этого направления измеренный размер будет больше действительного (рис. 4, е). При выполнении разметочных работ для точной установки размера пользуются микрометрической подачей. Для этого приблизительно устанавливается размер перемещением рамки, затем закрепляется рамка микрометрической подачи при помощи стопорного винта. При вращении гайки микрометрической подачи большим и указательным пальцами правой руки осуществляется точная установка рамки с нониусом (рис. 9). При этом левой рукой поддерживают губку штанги. После окончательной установки инструмента стопорят рамку.

Порядок измерения штангенглубиномером.
Перед выполнением измерений проверяется правильность нулевого показания. При первом способе проверки штангенглубиномер опорной плоскостью основания устанавливается на поверочную плиту, затем торец штанги соприкасается с плитой (рис. 10, а). При втором — измерительные поверхности основания и штанги соприкасаются с ребром лекальной линейки (рис. 10, б). Нулевые штрихи основной шкалы и нониуса должны совпадать. При смещении нулевых штрихов нониуса и штанги следует произвести переустановку нониуса (см. измерение штангенциркулем).

Для выполнения измерений опорная плоскость основания устанавливается на базовую плоскость детали и плотно прижимается левой рукой. Затем штанга правой рукой опускается в отверстие или паз, глубину которых требуется измерить, до соприкосновения торцом с дном отверстия (рис. 10, в). Отсчет показаний производился так же, как у штангенциркуля.
Порядок измерения штангенрейсмасом.
К губке рамки при помощи хомута крепится сменная ножка (см. рис. 1): острозаточенная 17, предназначенная для разметочных работ, или измерительная 16. Нижняя плоская измерительная поверхность ножки служит для наружных измерений, острое ребро.
Правильность нулевой установки штангенрейсмаса проверяется по совпадению нулевых штрихов шкал штанги и нониуса при опускании рамки до соприкосновения измерительной или разметочной ножек с поверочной плитой (при пределах измерения 0—250 мм) или с поверхностью установленной на плиту плоскопараллельной концевой меры, длина которой соответствует нижнему пределу измерения штангенрейсмаса (рис. 11, а).
Если нулевые штрихи нониуса и штанги не совпадают, то необходимо освободить винты, крепящие нониус, передвинуть нониус в нулевое положение, после чего закрепить винты. Для измерений с помощью штангенрейсмаса деталь и инструмент устанавливаются на поверочной плите, левой рукой основание штангенрейсмаса прижимается к плите, а правой рукой осторожно доводится измерительная ножка до соприкосновения с измеряемой поверхностью (рис. 20, б). После этого рамка закрепляется стопорным винтом. Измеряемый размер определяется по основной шкале и нониусу.

При измерениях внутренних размеров к показаниям шкалы необходимо прибавлять толщину измерительной ножки (размер маркирован на ножке). Для разметки разметочная ножка устанавливается с помощью микрометрической подачи на заданный размер. Затем при легком прижиме основания штангенрейсмаса к поверочной плите правой рукой перемещается штангенрейсмас вдоль размечаемой детали и острием разметочной ножки прочерчивает линию (рис. 11, в).