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

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(cè)量面的平行度是指在千分尺測(cè)量范圍內(nèi)，活動(dòng)測(cè)桿做任意轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)兩測(cè)量面的平行程度。平行度誤差的大小實(shí)際上是由兩測(cè)量面相對(duì)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(cè)量面間，使測(cè)量面與平行平晶接觸，轉(zhuǎn)動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)，并輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)平行平晶，使測(cè)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(cè)量面上干涉條紋數(shù)，取兩測(cè)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(cè)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(cè)量面的平行度測(cè)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(cè)量面與測(cè)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(dòng)器鎖緊當(dāng)卡規(guī)使用時(shí)，兩測(cè)量面也會(huì)產(chǎn)生局部磨損。

1.2 弓形尺架變形

固定測(cè)砧的工作面與測(cè)桿軸線不垂直，嚴(yán)重時(shí)兩工作面出現(xiàn)明顯的錯(cuò)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(cè)砧測(cè)量面不垂直。

1.3 微分螺母偏位致使螺桿歪斜

長(zhǎng)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(dòng)部分在重力作用下，將螺母磨偏因而破壞了螺桿軸線與測(cè)砧測(cè)量面的垂直度。

1.4 修理不當(dāng)

修理徑向擺動(dòng)時(shí)，由于縮孔不均勻，導(dǎo)孔軸線偏斜，以致使螺桿軸線與測(cè)砧測(cè)量面不垂直；測(cè)砧和固定套管松動(dòng)，重新緊固后也可能使螺桿軸線與測(cè)砧測(cè)量面不垂直；用一塊研磨器研磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則會(huì)使兩測(cè)量面同時(shí)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(cè)砧測(cè)量面不垂直造成的。

目前對(duì)于測(cè)量上限100 mm的千分尺，修理時(shí)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(cè)量桿有晃動(dòng)現(xiàn)象，應(yīng)先修好晃動(dòng)。在開始研磨時(shí)應(yīng)消除千分尺絲桿的軸向竄動(dòng)及測(cè)量桿的徑向擺動(dòng)。微分桿的軸向竄動(dòng)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(dòng)，而對(duì)磨損較多的地方仍會(huì)有竄動(dòng)。在這種情況下，必須先研磨絲桿，以消除軸向竄動(dòng)。研磨較大的千分尺時(shí)，將千分尺的弓形架夾在臺(tái)虎鉗上，一般是微分筒朝下，兩測(cè)量面之間放入研具，一般接觸壓力為10～16 N力（用手拉式測(cè)力計(jì)測(cè)定）。研磨擺動(dòng)的速度要慢，以減小尺身的晃動(dòng)。在裝夾研磨器時(shí)不要太緊，以免造成弓架變形，需平穩(wěn)地?cái)[動(dòng)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(shí)可以涂以金剛砂磨料。千分尺平行度誤差較大時(shí)，可用W10或W7研磨膏；磨損較小時(shí)或精研時(shí)，可用W5或W3研磨膏。而精研時(shí)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(cè)量面上有潤(rùn)度地移動(dòng)研磨，這樣操作磨削力大，粗糙度等級(jí)高。反之，磨料涂得太多、太干，則準(zhǔn)確度不高，粗糙度等級(jí)低。

3）若固定測(cè)砧面與軸線不垂直，則應(yīng)選擇活動(dòng)測(cè)桿測(cè)量面垂直較好的位置作為基準(zhǔn)修研固定測(cè)砧工作面，此時(shí)研具與固定測(cè)砧接觸面涂以研磨劑，而研具與活動(dòng)測(cè)桿接觸面涂以潤(rùn)滑油，進(jìn)行單面修研。固定測(cè)砧面與軸線修垂直后，再修研固定測(cè)砧面和活動(dòng)側(cè)桿測(cè)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(duì)測(cè)量面研磨出的圓環(huán)痕跡情況。如出現(xiàn)圓環(huán)的中心點(diǎn)偏移，如圖1所示，則說(shuō)明該方位的平行度超差。用本組研磨器，研磨的時(shí)間稍長(zhǎng)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(diǎn)呈現(xiàn)在測(cè)量面的中心，如圖2所示，則說(shuō)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(yǔ)

以上研磨修理實(shí)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(jì)量性能,延長(zhǎng)其使用壽命,從而保證被測(cè)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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