浅谈外径千分尺修理方法

何　飞

摘要:在基层计量检测中心经常遇到外径千分尺的修理,合理安排修理顺序,并运用一定的修理技巧,能有效地提高工作效率。为此,本文对外径千分尺修理中可能遇到的各种问题进行了详细的分析。

关键词:外径千分尺;研磨;示值误差;平面平行度

在基层计量检测中心经常遇到外径千分尺的修理,合理安排修理顺序,并运用一定的修理技巧,能有效地提高工作效率。一般来说,外径千分尺通常按外观、各部分相互作用、测微螺杆的轴向窜和径向摆动、测力、两工作面的表面粗糙度平面度和平行度、示值误差依次进行修理。

1 外观修理

首先选用航空汽油对外径千分尺清洗,清洗时要将测力装置向上,避免污物随汽油流入测微螺杆。清洗干净后观察其外观情况,千分尺及其校对用量杆不应有碰伤、锈蚀、带磁或其他缺陷,刻线清晰、均匀。如是果非工作面有锈蚀,可用金相砂纸去除。如果带磁可用量具退磁器退磁。固定套管与微分筒的刻线模糊可用黑漆进行修复。

2 各部分相互作用的修理

转动微分筒,在整个测量范围内微分筒和测微螺杆的移动应平稳无卡住现象。若转动不平稳或有卡住现象,可先拆下微分筒,转动测微螺杆,若仍有此现象,说明测微螺杆有异物、毛刺或锈蚀,需要拆下来用干净的汽油对其进行清洗,晾干后加少量机油润滑即可。一种简便快捷的方法是:观察微分筒与固定套管碰擦时微分筒的数字位置,拆下微分筒,在接头内圆锥上相应该数字位置处垫上一小条薄纸片后重新装上即可。

锁紧装置的作用应切实有效。一般的外径千分尺锁紧装置有紧固螺钉式与带板手式。紧固螺钉锁紧的只要长度合适、不滑牙,其锁紧作用都有效。带扳手的需要修理,通常是把扳手拆下来,旋紧锁紧螺钉至锁紧有效时再把扳手安装在座90度位置上即可。

3 测微螺杆轴向串动和径向摆动的修理

外径千分尺经过长期使用后,必然会使测微螺杆与螺纹轴套的螺纹产生磨损,引轴向窜动。减少轴向窜动的方法是旋转调节螺母至适当位置。同时,弓形架的导向光孔与微分丝杆磨损后形成径向间隙,造成孔轴配合松动,导致径向摆动增大。要减小径向间隙,一般可采用对导向光也镶套或缩孔的方法。

4 测力的修理

外径千分尺的测力应在5-10N范围内。修理测力装置时,一般是把测力弹簧及棘轮拆下来,先用汽油清洗棘轮,晾干后用机油润滑。测力过大可压缩或剪短测力弹簧,测力过小可适当拉长弹簧。

5 两工作面表面粗糙度,平面度平行度的修理

5.1 平面平行度故障原因及检查方法

千分尺平面平行度故障原因主要有以下几点:①测量面局部磨损。常见的情况是固定测砧测量面外侧局部磨损和测微螺杆测量面四周磨损,产生中凸现象。②尺架变形。严重时,两测量面会出现明显的错位现象。③微分螺母偏位,致使螺杆歪斜,其轴线与测砧测量面不垂直。④修理不当。如修理径向摆动时,尺架导孔轴线歪斜;测砧和固定套管松动,重新固紧后使螺杆轴线与测砧测量面不垂直;研磨器两工作面不平行或用一块研磨器研磨时间过长,使两测量面同时倾斜等。

5.2 平面平行度的修理

修理千分尺平面平行度,最终需达到两个测量面都要与测微螺杆旋松轴线垂直,并使测量面平面度和粗糙度达到规定要求。

修理方法有两种:一种是传统方法,即用四块研磨器轮换研磨两测量面。这种方法的优点是原理合理,设备简单,也很有效。缺点是不易掌握,特别对大中型千分尺,研磨效率和质量不高。另一种方法是用专用工具分别研磨两测量面。这种方法容易掌握,可以做到心中有数,质量可靠,工作效率高。

需要说明的是,无论采用哪种方法,要想顺利地修复平面平行度,修磨前应具备下列三个条件:测微螺杆无弯曲和径向摆动;尺架无变形;测砧和固定套管不应松动。

当采用传统方法修磨测量面时,由于是在千分尺测量上限附近用四块研磨器研磨和在同一位置进行检定,这时虽可使两测量面平行,但当螺杆伸到测量下限时,由于测杆弯曲,平行度就不一定合格,也就是说,千分尺在整个测量范围内的平行度得不到保证。检查时,将测微螺杆旋转一周,观察测微计指针的变化,以确定弯曲方向,最大与最小读数之差的一半即为螺杆的弯曲度。

螺杆弯曲可在虎钳上(加铜垫块)矫直。千分尺测杆径向摆动会使两测量面平行度和示值不稳定。修理径向摆动应先修测微螺杆的光杆,使其工作部分的直径一致,然后再修尺架导孔。修理光杆时,可将螺杆连同微分筒一起夹在车床或钻床上研磨。修理导孔的方法较多,如冲击法、挤压法、镶套法等。套圈用黄铜制作,厚约1mm,用锡焊或胶合法粘在尺架上。其内孔与光杆之间隙约0.01mm。此法简单易行,效果良好。

尺架变形多发生在大中型千分尺,用校对棒对零时可看出两测量面错位。如弓形改变,可用矫形器矫正。尺架扭曲,可将尺架夹在虎钳上用活扳手扭正。铸钢尺架也可敲打矫正。

固定套管和测砧是与尺架压配或胶合在一起的。配合松动可用冲子冲挤或用502胶粘结。用环氧树脂胶粘结时,零件间应有一定间隙(0.1mm～0.15mm),或在外圆上车槽,以便容纳胶合剂,增加胶合强度。

上述缺陷消除后,即可用下列方法修磨测量面:

用四块研磨器轮换研磨两测量面。研磨时摆动尺架(摆角30°～40°),并同时转动研磨器,研磨轨迹从里向外或从外向里在研磨器工作面上均匀走动。也可将千分尺夹持在虎钳上,用手推拉研磨器作直线运动。

千分尺正常磨损时,大多是测砧测量面磨偏,而测微螺杆测量面中间高四周低,这时应在研磨器两面涂料进行研磨。研磨中随时观察研磨痕迹的变化情况,如果测微螺杆测量面磨到中部,测砧测量面只磨到一边,说明研磨工作正确,可继续用四块研磨器轮换磨下去,这时两测量面研磨痕迹逐渐扩大,未研到部分逐渐减少,直到两测量面磨平。如果两测量面对角线方向同时产生研磨痕迹,说明磨偏了,应及时纠正。

分别研磨测微螺杆和测砧测量面

测微螺杆测量面的研磨。最简单的方法是将待修测微螺杆装入一只合格的(0～25)mm千分尺尺架中,并以测砧为基准(测量面上涂油),用四块研磨器研磨螺杆测量面。具体方法如下:将一只标准螺杆装入套管中,在研磨台上放一块平行平晶,并使标准螺杆测量面与平晶接触。然后将工具放倒,从研磨台底座的通孔观察接触情况,同时用四只螺钉调整支臂,直到测量面上的干涉带不超过一条。

另一种在特制平板上研磨。研磨时将研具放在平板上,待修测微螺杆连同微分筒插在三组轴承之间,旋动手柄将螺杆夹住,夹紧程度以手能轻轻转动螺杆又无摆动为限。然后前后推拉研具,并不断顺时针转动螺杆进行研磨。

测砧测量面的修研。对于(0～25)mm千分尺,将修好的测微螺杆装入尺架中,并以其测量面为基面,上面涂油,用上述方法研磨测砧测量面。

6 示值误差超差的修理

外径千分尺在检定示值误差前要先把测量下限调整正确,此时微分筒上的零刻线与因定套管纵刻线对准,微分筒的端面与固定套管测量下限毫米刻线右边缘应相切。若不相切,压线不大于0.05mm,离线不大于0.01mm。如果压、离线超出上述要求,为了防止读错数,就要对固定套管在轴向位置上进行调整。压线时把固定套管往左移,必要时可在砂轮机上根据压线大小把固定套管的左端面磨掉一部分;离线时把固定套管往右移。经过上述调整后就要以对外径千分尺的示值误差进行检定了。检定时用A+5.12、A+10.24、A+15.36、A+21.5、A+25mm尺寸的4等或5等量块进行检定,A为外径千分尺的测量下限。如果外径千分尺的示值超差,一般在测微螺杆上涂上氧化烙用“正拉负推”的方法进行研磨。即当检定结果为正超差时,在该部位转动研磨时施加轴向的拉力;当检定结果为负超差时,在该部位转动研磨时施加轴向的推力。通过轴向的拉、推力,来加快磨削磨损牙面的对称牙面。

总之,通过以上对外径千分尺误差引起因素的详细说明,希望可以给大家在平时修理外径千分尺时一些帮助。

参考文献

[1]JJG21-2008千分尺检定规程.

[2]《长度计量》.北京:中国计量出版社.