浅谈改进大型千分尺平行性研磨工具

张明亮++耿爱存

摘要：根据我的实际教学工作经验，对300mm 以上的大型外径千分尺平行性研磨工具进行改良。通过改良附件缩短研磨时间、精度，更有效快速达到其技术要求。适用于300mm 以上的大型外径千分尺。

关键词：外径千分尺；平行性；研磨工具

外径千分尺是符合阿贝原理的一种测微量具，据测量范围不同可分固定式和可调式。在研修外径千分尺中，平行性是一道重要的研修工序，是保证外径千分尺测量精度的重要技术要求，研磨工具要求高精准性好才能达到平行性要求。

一、测微量具原理

外径千分尺的原理是应用精密螺旋副变丝杆的角度旋转为测量杆的直线位移，读取长度尺寸。外径千分尺的测微螺杆的螺距一般制成0.5mm，即测微螺杆旋转一周，沿其轴线方向移动0.5mm。微分筒圆周有50 个分度，所以微分筒最小分度值为0.01mm。L 是测杆轴向位移量（mm）、a 是丝杆旋转角度（rad）、t 是丝杆的 螺距（mm）

二、改进前的大型外径千分尺研磨工具

以往我们公司研磨大型外径千分尺平行性方法有2 种，对于以前的研磨方法个人认为在使用过程中都会出现各种各样的问题，从而会影响修理人员的耐性，不能有效的达到研磨要求，使工作效率降低。第一种研磨工具：一般采用辗转法、推拉法。使用方法是将300mm 以上规格的外径千分尺的丝杆与可换测砧取出分别安装在一把固定测姑经过重新改造的专用千分尺尺架和丝杆套上，无论多大规格的外径千分尺都可缩小到0～25mm 或25～50mm 测量范围的专用千分尺上进行对研修理。其缺点是：通过新购进的量具各商家生产的都有各异，更新换代快，外径千分尺丝杆、测砧都有了外形、直径、长度的变化，加上以前改装的专用千分尺就存在装夹可换测砧处尺架 强度不够，已经满足不了新购进的量具外形等各方面要求。第二种研磨工具：是用灰铸铁自制的内孔按外径千分尺测杆直径加工的专用测杆粗、精研磨工具中间处以螺钉锁紧，研磨端面与测杆孔套垂直，固定测砧与可调测砧都是分开研磨的。把需研修的测杆装在专用测杆研磨工具上，置于开好研磨砂的平板上，稍施加向下的力使研磨端面贴平平板后用螺钉调整好测杆和研磨套的配合间隙，调整后用双手捉住专用测杆研磨工具在平板上往复以螺旋 形、直线轨迹有序移动，每移动一个周期后要将测杆研磨工具和平板旋转90°，只有有效正确研磨才保证测杆平面性。其缺点是：由于与平板接触面不多，很容易因为操作者的施加压力、时间不同、平板的干净度，研磨砂容易嵌于孔套内不利清洗。操作者很容易出现耐心 不足而随意无规则研磨很容易导致研磨端面倾斜影响丝杆测量面平面性，导致效率低下.

三、改良后的研磨工具

如图1所示，平行性研磨工具主要由平行传递杆、v 形靠铁和带有 可移动螺母的固定支架构成。

V 形靠铁是按外径千分尺平行性专用检具技术要求加工，作为检 查校准外径千分尺测量面平行性的基准。与之配合的挡板，用螺钉上下固紧可换测杆与平行传递杆。平行传递杆是按可调测砧直径加工，长度可达300mm，作用是缩短两测量面的距离。各附件配合后都能达 到刚性与同轴度，不会因研磨力或尺架材料的内应力引起变形，承高台加强支撑和减震作用。

四、操作方法

现以需修磨平行性的300～400mm 外径千分尺（下称千分尺）作示范，将千分尺于虎钳中固定，可换测砧处的尺架置于承高台边，将平行传递杆⑥一端装于千分尺尺架可调测砧上锁紧，一端和可调测砧③ 置于V 形靠铁④中以挡板固定，并以固定支架⑤在千分尺架中找好位 置用可移动螺母锁紧，用平行平晶检查并不断调整各部件，毕后，即 可用25～50mm 规格一组四个的研磨棒以采用辗转法或推拉法修研。

五、修理方法

现以一把需研修平行性的300～400mm 的千分尺，经过用各附件的配合，现使用千分尺25～50mm 圆规格的研磨棒修研，研修前要修理好各部分的相互作用，使活动测杆转动达到无阻滞的状态，检查尺架无变形，检查平行性失准的原因，两测量面都应垂直于活动测杆的旋转轴线，才能保证平行度。总体来讲千分尺不平行大致有四种情况：A：可换测砧与活动测砧均不与旋转轴线垂直，但具有相同的倾斜角。B：可换测砧与活动测砧均不与旋转轴线垂直，但两测量面的倾斜角不同。C：可换测砧与轴线垂直，活动测砧与旋转轴心线不垂直。D：可换测砧与轴心线不垂直，活动测砧与旋转轴心线垂直。现以B 作解说（对于出现A 情况时，应将测杆置于B 中的位置进行研磨，以尽快磨去高点），千分尺两测量面不平行度的影响 为△L1，如果两测量面的不平行度为△行（包括测杆在导向孔内的径向摆动因素在内），则△L1=△行=X1-X2。千分尺两测量面不平行度的影响△L2，如两测量面不平度分别为△面，则△L2=2△面。修理千分尺用的研磨棒100mm 以下规格都有四个，长度都相隔0.12 或0.13mm，使测量杆转向1/4 螺距方向后仍能保持平行，研磨棒工作面平面性与平行性都不大于0.002mm，采用四块研磨棒轮换研磨时，应考虑磨削的有效性，不管研磨时间长短，盲目研磨，不但工作效率低，而操作不当会造成恶性循环，越修越坏。如B 中高点在整数部位时，使用推拉法研磨，使切削力作用于高点上，效果更显着。用最短尺寸的研磨棒研磨，然后依次用中间两个相应尺寸的研磨棒研磨，研磨时间为第一个研磨棒的一半，再用最长尺寸的研磨棒研磨，研磨时间为第一个研磨棒的1/4。

六、结束语

以上修理方法，对于有一般研磨技术的工人，安装好各附件，就能像缩小到0～25 或25～50mm 规格的千分尺似的研磨，附件都能自己制造，成本低，研磨时间大大缩短，减少研磨工具的修整工时。

参考文献：

[1]万能量具的修理.机械工业出版社.1976（23）：22.

[2]外径千分尺计量检定规程.JJG21-2008（12）：35.

[3]计量工作.技术标准出版社.1975（44）：21.