千分尺平行度失准的原因及修理

李承荣/山东非金属材料研究所

千分尺平行度失准的原因及修理

李承荣/山东非金属材料研究所

0 引言

外径千分尺两测量面的平行度是指在千分尺测量范围内，活动测杆做任意转动时两测量面的平行程度。平行度误差的大小实际上是由两测量面相对于轴线的垂直度所决定的。外径千分尺的平行度使用一组四块平行平晶检定。依次将四块厚度差为四分之一螺距的平行平晶放入两测量面间，使测量面与平行平晶接触，转动棘轮机构，并轻轻转动平行平晶，使测量面出现的干涉环或干涉带数目减至最少。分别读取两测量面上干涉条纹数，取两测量面上的干涉条纹数目之和乘以λ/2（即0.3 μm）即为两测量面的平行度。利用平行平晶组中每一块平行平晶按上述程序分别进行检定，目的是找出其中最大值作为受检千分尺两测量面的平行度测量结果。如果平行度不符合检定规程要求，则需要修理。修理人员如能熟练掌握测量面与测杆轴线的垂直情况，便能找出症结，选择正确的研磨基准和相应有效的修理方法，有利于平行性的修复。

1 平行度失准的原因

1.1 使用不当

经常将千分尺止动器锁紧当卡规使用时，两测量面也会产生局部磨损。

1.2 弓形尺架变形

固定测砧的工作面与测杆轴线不垂直，严重时两工作面出现明显的错位。原因是千分尺弓形尺架碰撞和摔落或尺架材料的内应力引起尺架变形，从而使螺杆轴线与测砧测量面不垂直。

1.3 微分螺母偏位致使螺杆歪斜

长期使用千分尺，由于工作环境不洁有粉尘，螺杆和微分筒等活动部分在重力作用下，将螺母磨偏因而破坏了螺杆轴线与测砧测量面的垂直度。

1.4 修理不当

修理径向摆动时，由于缩孔不均匀，导孔轴线偏斜，以致使螺杆轴线与测砧测量面不垂直；测砧和固定套管松动，重新紧固后也可能使螺杆轴线与测砧测量面不垂直；用一块研磨器研磨时间过长则会使两测量面同时倾斜。

总之，千分尺平行度超差大多是由于螺杆旋转轴线与测砧测量面不垂直造成的。

目前对于测量上限100 mm的千分尺，修理时普遍采用手工研磨为主，现介绍一种快速修理方法。

2 修理步骤

1）若千分尺测量杆有晃动现象，应先修好晃动。在开始研磨时应消除千分尺丝杆的轴向窜动及测量杆的径向摆动。微分杆的轴向窜动一般可用调整锁紧螺母的方法消除，但是，如果丝杆磨损不均匀，锁紧后只能消除一部分螺纹的轴向窜动，而对磨损较多的地方仍会有窜动。在这种情况下，必须先研磨丝杆，以消除轴向窜动。研磨较大的千分尺时，将千分尺的弓形架夹在台虎钳上，一般是微分筒朝下，两测量面之间放入研具，一般接触压力为10～16 N力（用手拉式测力计测定）。研磨摆动的速度要慢，以减小尺身的晃动。在装夹研磨器时不要太紧，以免造成弓架变形，需平稳地摆动向前推移弓架，这样才能产生正确磨削效果。

2）研具表面粗研时可以涂以金刚砂磨料。千分尺平行度误差较大时，可用W10或W7研磨膏；磨损较小时或精研时，可用W5或W3研磨膏。而精研时将研磨器涂上氧化铬和少许硬质酸以及变压器油或煤油调制而成的磨料。磨料不宜加得太多、太干，要使研磨器在千分尺测量面上有润度地移动研磨，这样操作磨削力大，粗糙度等级高。反之，磨料涂得太多、太干，则准确度不高，粗糙度等级低。

3）若固定测砧面与轴线不垂直，则应选择活动测杆测量面垂直较好的位置作为基准修研固定测砧工作面，此时研具与固定测砧接触面涂以研磨剂，而研具与活动测杆接触面涂以润滑油，进行单面修研。固定测砧面与轴线修垂直后，再修研固定测砧面和活动侧杆测量面间的垂直。

4）研磨器的平面度只允许为“+”，即平面中心不允许向下凹，而其平行度均要求不大于1 μm。用四块研磨器轮换研磨试探一次，观察每组对测量面研磨出的圆环痕迹情况。如出现圆环的中心点偏移，如图1所示，则说明该方位的平行度超差。用本组研磨器，研磨的时间稍长一些。若经四块研磨器研磨后均能达到圆环痕迹的中心点呈现在测量面的中心，如图2所示，则说明千分尺的平面平行度良好，修理人员可不再做重复性的平行度检定。

3 结语

以上研磨修理实践证明，此方法能准确找出平行度最差的方位，可以解决外径千分尺平行度超差问题,使外径千分尺恢复它应有的计量性能,延长其使用寿命,从而保证被测量工件尺寸的准确度。

图1 平行度超差示意图

图2 平行度良好示意图

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图1 pH检定仪历年期间核查曲线

参考文献：

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