李承榮/山東非金屬材料研究所

千分尺平行度失準(zhǔn)的原因及修理

李承榮/山東非金屬材料研究所

0 引言

外徑千分尺兩測量面的平行度是指在千分尺測量范圍內(nèi)，活動測桿做任意轉(zhuǎn)動時兩測量面的平行程度。平行度誤差的大小實際上是由兩測量面相對于軸線的垂直度所決定的。外徑千分尺的平行度使用一組四塊平行平晶檢定。依次將四塊厚度差為四分之一螺距的平行平晶放入兩測量面間，使測量面與平行平晶接觸，轉(zhuǎn)動棘輪機(jī)構(gòu)，并輕輕轉(zhuǎn)動平行平晶，使測量面出現(xiàn)的干涉環(huán)或干涉帶數(shù)目減至最少。分別讀取兩測量面上干涉條紋數(shù)，取兩測量面上的干涉條紋數(shù)目之和乘以λ/2（即0.3 μm）即為兩測量面的平行度。利用平行平晶組中每一塊平行平晶按上述程序分別進(jìn)行檢定，目的是找出其中最大值作為受檢千分尺兩測量面的平行度測量結(jié)果。如果平行度不符合檢定規(guī)程要求，則需要修理。修理人員如能熟練掌握測量面與測桿軸線的垂直情況，便能找出癥結(jié)，選擇正確的研磨基準(zhǔn)和相應(yīng)有效的修理方法，有利于平行性的修復(fù)。

1 平行度失準(zhǔn)的原因

1.1 使用不當(dāng)

經(jīng)常將千分尺止動器鎖緊當(dāng)卡規(guī)使用時，兩測量面也會產(chǎn)生局部磨損。

1.2 弓形尺架變形

固定測砧的工作面與測桿軸線不垂直，嚴(yán)重時兩工作面出現(xiàn)明顯的錯位。原因是千分尺弓形尺架碰撞和摔落或尺架材料的內(nèi)應(yīng)力引起尺架變形，從而使螺桿軸線與測砧測量面不垂直。

1.3 微分螺母偏位致使螺桿歪斜

長期使用千分尺，由于工作環(huán)境不潔有粉塵，螺桿和微分筒等活動部分在重力作用下，將螺母磨偏因而破壞了螺桿軸線與測砧測量面的垂直度。

1.4 修理不當(dāng)

修理徑向擺動時，由于縮孔不均勻，導(dǎo)孔軸線偏斜，以致使螺桿軸線與測砧測量面不垂直；測砧和固定套管松動，重新緊固后也可能使螺桿軸線與測砧測量面不垂直；用一塊研磨器研磨時間過長則會使兩測量面同時傾斜。

總之，千分尺平行度超差大多是由于螺桿旋轉(zhuǎn)軸線與測砧測量面不垂直造成的。

目前對于測量上限100 mm的千分尺，修理時普遍采用手工研磨為主，現(xiàn)介紹一種快速修理方法。

2 修理步驟

1）若千分尺測量桿有晃動現(xiàn)象，應(yīng)先修好晃動。在開始研磨時應(yīng)消除千分尺絲桿的軸向竄動及測量桿的徑向擺動。微分桿的軸向竄動一般可用調(diào)整鎖緊螺母的方法消除，但是，如果絲桿磨損不均勻，鎖緊后只能消除一部分螺紋的軸向竄動，而對磨損較多的地方仍會有竄動。在這種情況下，必須先研磨絲桿，以消除軸向竄動。研磨較大的千分尺時，將千分尺的弓形架夾在臺虎鉗上，一般是微分筒朝下，兩測量面之間放入研具，一般接觸壓力為10～16 N力（用手拉式測力計測定）。研磨擺動的速度要慢，以減小尺身的晃動。在裝夾研磨器時不要太緊，以免造成弓架變形，需平穩(wěn)地擺動向前推移弓架，這樣才能產(chǎn)生正確磨削效果。

2）研具表面粗研時可以涂以金剛砂磨料。千分尺平行度誤差較大時，可用W10或W7研磨膏；磨損較小時或精研時，可用W5或W3研磨膏。而精研時將研磨器涂上氧化鉻和少許硬質(zhì)酸以及變壓器油或煤油調(diào)制而成的磨料。磨料不宜加得太多、太干，要使研磨器在千分尺測量面上有潤度地移動研磨，這樣操作磨削力大，粗糙度等級高。反之，磨料涂得太多、太干，則準(zhǔn)確度不高，粗糙度等級低。

3）若固定測砧面與軸線不垂直，則應(yīng)選擇活動測桿測量面垂直較好的位置作為基準(zhǔn)修研固定測砧工作面，此時研具與固定測砧接觸面涂以研磨劑，而研具與活動測桿接觸面涂以潤滑油，進(jìn)行單面修研。固定測砧面與軸線修垂直后，再修研固定測砧面和活動側(cè)桿測量面間的垂直。

4）研磨器的平面度只允許為“+”，即平面中心不允許向下凹，而其平行度均要求不大于1 μm。用四塊研磨器輪換研磨試探一次，觀察每組對測量面研磨出的圓環(huán)痕跡情況。如出現(xiàn)圓環(huán)的中心點偏移，如圖1所示，則說明該方位的平行度超差。用本組研磨器，研磨的時間稍長一些。若經(jīng)四塊研磨器研磨后均能達(dá)到圓環(huán)痕跡的中心點呈現(xiàn)在測量面的中心，如圖2所示，則說明千分尺的平面平行度良好，修理人員可不再做重復(fù)性的平行度檢定。

3 結(jié)語

以上研磨修理實踐證明，此方法能準(zhǔn)確找出平行度最差的方位，可以解決外徑千分尺平行度超差問題,使外徑千分尺恢復(fù)它應(yīng)有的計量性能,延長其使用壽命,從而保證被測量工件尺寸的準(zhǔn)確度。

圖1 平行度超差示意圖

圖2 平行度良好示意圖

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圖1 pH檢定儀歷年期間核查曲線

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